Pielęgnacja chłodziw obróbczych w małych zakładach

Pielęgnacja chłodziw obróbczych w małych zakładach, cz. I.
Dom Ruggeri

W maju 2000 roku brałem udział w seminarium nt. monitoringu stanu środków smarowych. Seminarium dotyczyło silnikowych olejów smarowych. I chociaż każdy z wykładowców mówił o trochę innych rzeczach, wszyscy oni dochodzili do podobnego wniosku: "Oleje są krwią dla silnika. Zmieniaj olej gdy jest to konieczne, a silnik będzie pracował bez problemów".

Jeżeli więc olej jest życiodajnym płynem dla silnika, to rozumie się samo przez się, że chłodziwo obróbcze jest dokładanie tym samym dla maszyny obróbczej. Jeżeli użytkownik w odpowiedni sposób dba o chłodziwo, to problemy z nim związane powinny zostać sprowadzone do minimum. Jak to wygląda w rzeczywistości?

Zakłady obróbki skrawaniem różnią się zdecydowanie wielkością – począwszy od potężnych centrów w fabrykach samochodów, gdzie znajdują się układy centralne obsługujące setki maszyn, aż do malutkich warsztatów posiadających 2, 3 obrabiarki. Proporcjonalnie do wielkości zakładów zmienia się też dbałość o chłodziwa. Duże zakłady zatrudniają ludzi odpowiedzialnych za stan chłodziw i posiadają odpowiednie wyposażenie, podczas gdy małe warsztaty mają tylko niezbędny sprzęt, np. pH-metr (papierki wskaźnikowe) i refraktometr, i tylko jedną osobę do kontroli stanu emulsji, która wykonuje najczęściej też inne obowiązki.

Małe zakłady

Jeżeli małe warsztaty posiadają tylko refraktometr i pH-metr, jak w takim razie zapewnić odpowiednią kontrolę płynów obróbczych? Ręczny refraktometr używa światła przechodzącego przez próbkę chłodziwa i pryzmat, aby wyznaczyć stężenie emulsji. Im wyższe jest stężenie emulsji tym wyższy odczyt na refraktometrze. Wasz dostawca chłodziw powinien Wam przedstawić wykresy stężenia w funkcji odczytu na refraktometrze lub współczynnik refraktometryczny, który jest charakterystyczny dla danego produktu. Oleje obce przedostające się do emulsji podczas eksploatacji powodują zawyżenie odczytu z refraktometru. Efektem tego jest obniżenie stężenia innych składników chłodziwa niezbędnych do prawidłowej pracy.

Skala pH zmienia się od 1 do 14. Wartości bliskie 1 odpowiada odczynowi bardzo kwaśnemu, wartość 7 – obojętnemu, a bliskie 14 – bardzo zasadowemu. Metoda pomiaru pH nadaje się tylko do roztworów wodnych i emulsji. pH emulsji obróbczej nie powinno być niższe niż 8,5 i wyższe niż 9,5. Dlaczego? Mikroorganizmy będą się rozmnażać w chłodziwie przy pH mniejszym od 8,5 , jednak wartość 8,5 lub nieco wyższa nie powoduje jeszcze wzrostu bakterii. Z drugiej strony, jeżeli pH jest wyższe od 9,5 istnieje niebezpieczeństwo podrażnienia skóry. Świeżo sporządzona emulsja ma z reguły wartość pH około 9,5 a po jednym dniu pracy waha się pomiędzy 8,7 a 9,0.

Ewidencja wyników badań; Archiwizacja danych laboratoryjnych pozwoli zauważyć potencjalne problemy z chłodziwem zanim one spowodują całkowity spadek jego własności użytkowych. W przypadku systemu centralnego obsługującego wiele maszyn jest to łatwe – jeden zestaw danych. Duża ilość pojedynczych układów pociąga za sobą więcej papierkowej roboty, ale jest niezbędna. Powodem tego jest to, że każda maszyna jest inna i każda maszyna ma zupełnie inne potencjalne problemy.

Przełóżmy teraz tę teorię na przypadek studialny:

Pracownik utrzymania ruchu w małym zakładzie wykonał następujące pomiary:

Data	pH	Wskazanie refraktometru	Stężenie %
Zalanie 14-10-99	9,4	5,0	5,0
15-10-99	9,0	5,1	5,1
18-10-99	9,0	6,3	6,3
19-10-99	8,7	7,0	7,0
20-10-99	8,5	7,5	7,5

Przeanalizujmy te dane rozpoczynając od wskazań refraktometru

1. Odczyty refraktometru rosną. Dlaczego?

a. Przyczyny
i. Oleje obce w systemie
ii. Odparowanie wody

b. Efekty
i. Nieprawidłowy zbyt wysoki odczyt stężenia – stężenie jest odczytywane w funkcji wskazania refraktometru
ii. Zbyt wysokie stężenie

2. pH spada. Dlaczego?

a. Przyczyny
i. Zbyt niskie stężenie amin stanowiących składnik chłodziwa
ii. Atak mikrobiologiczny

b. Efekty
i. Korozja detali i narzędzi
ii. Niebezpieczeństwo podrażnień skóry

Dwa potencjalne problemy, każdy z nich wystarczy, aby przyprawić o ból głowy. Przeanalizujmy je:

1. Chociaż pH jest niskie, nadal może zapewnić niewielką kontrolę mikroorganizmów. Może być konieczny dodatek świeżego chłodziwa.

2. Stężenie rośnie stopniowo. Sprawdzić zapisy zawierające wielkości dolewek chłodziwa – nie było dolewek.

3. Sprawdzić poziom płynów hydraulicznych. Większość zakładów nie prowadzi zapisów tych uzupełnień.

Musimy, zatem sprawdzić czy w systemie znajdują się oleje obce. Można to wykonać przy użyciu czystego słoja o objętości 1 l.

1. Napełnij słój chłodziwem i przy użyciu linijki zmierz całkowitą wysokość emulsji w słoju (10 – 12 cm).

2. Odstaw słój na noc. Powinna się oddzielić oleista lub kremowa warstwa. Używając tej samej linijki zmierz wysokość tej warstwy (powiedzmy, że ma ok. 1,5 cm).

3. Podziel ilość cm oleju przez całkowitą wysokość emulsji, zmierzoną dzień wcześniej. Otrzymasz przybliżoną zawartość olejów obcych w chłodziwie, np.:

1,5 cm/12 cm = 0,125
0,125 * 100 = 12,5 %

4. Pobierz próbkę z emulsji poniżej warstwy olejów obcych i zmierz współczynnik załamania światła przy użyciu refraktometru. Powiedzmy, że stężenie wynosi 2,5 %.

5. Wyłącz maszynę i pozwól oddzielić się olejom obcym. Zbierz je i dodaj taką ilość nowego chłodziwa, aby podnieść stężenie do wartości 5 %.

Łatwe, prawda? Na papierze zawsze wygląda to łatwo, ale bez odpowiedniej kontroli i archiwizowania danych laboratoryjnych mógłby to być znacznie większy problem, a co za tym idzie większe koszty.

Aby podsumować, pozostawię Was z kilkoma wskazówkami:
1. Badajcie parametry chłodziwa jak najczęściej.
2. Prowadźcie dobre archiwum wyników badań i aktualizujcie je często.
3. Notujcie wszelkie problemy jakie się pojawią i sposoby przeciwdziałania.

Mam nadzieję, że to pomoże. W następnych artykułach przedstawię inne metody kontroli chłodziw, włączając w to takie tematy jak rozwój bakterii i selektywne wynoszenie komponentów emulsji.

Dom Ruggeri

Literatura:
http://www.metalworkingfluid.com/?page=tech_focus_02.htm