Fluidi za obradu metala - SHP

Monitoring tečnosti za obradu metala u toku eksploatacije

Primena i održavanje čistih reznih ulja

Kod primene čistih reznih ulja obično nema većih problema. Zato se mogu primenjivati u dužim vremenskim periodima uz uslov da se oslobađaju mehaničkih nečistoća. Pravila kojih se treba pridržavati:

  • Pratiti nivo ulja u rezervoaru i dolivati uvek ulje istog proizvođača i istog kvalitetnog nivoa
  • U sistem ugraditi uređaje za prečišćavanje (filteri, centrifuge, taložnici). Mehaničke nečistoće mogu izazvati začepljenje pumpi, oštećenje alata, a imaju i negativan uticaj na kvalitet obrađene površine,
  • Ako dođe do povećanja viskoziteta ulja, kod velikih sistema se može dodati ulje nižeg viskoziteta, a kod malih pojedinačnih punjenja je najbolje zameniti ulje,
  • Kod pojave prekomernog penjenja treba prvo otkloniti uzroke koji dovode do toga. Tek nakon toga dodavati sredstva protiv penjenja, pri čemu sredstvo treba dodavati lagano - dokapavanjem i ne sme se predozi-rati. Antipenušavac ne sme biti na osnovi silikona. Najčešće se primenjuje na osnovi siloxana i parafina.
  • Prilikom zamene ulja, sistem treba očistiti mehanički i hemijski – bakteriološko i tek onda napuniti svežim uljem.

 

Mogući problemi u primeni čistih reznih ulja

Problemi

Mogući uzroci

Intervencija

Pojava preteranog penjenja

Može doći zbog usisavanja vazduha na pumpama ili nepravilnog toka cirkulacije ulja

Treba prvo ukloniti uzroke, a tek posle toga dodati antipenušavac.  Ne sme se predozirati.

Pojava uljne magle

Velike brzine strujanja ulja na alatu i radnom komadu

Smanjiti brzine strujanja ulja

Velike brzine obrtaja alata ili radnog komada

Koristiti ulje višeg viskoziteta

Svojstvo ulja ka stvaranju sitnih kapi

Dodati sredstvo protiv stvaranja uljne magle

Pojava mehaničkih nečistoća (taloga)

Oksidacija i degradacija ulja. Zagađenje ulja. Mogu izazvati začepljenje pumpi, negativno utiču na alat i kvalitet obrađene površine

Proveriti osobine ulja u funkciji vrste materijala koji se obrađuje. U sistem ugraditi uređaje za prečišćavanje (taložnici, filteri, centrifuge i sl.)

Pojava dima

Ulje je niže viskoznosti i slabih EP osobina

Treba koristiti ulje više viskoznosti i boljih EP osobina

Fleke na povr- šini metala (obojenih)

Primenjeno ulje ne odgovara materijalu obrade

Treba koristiti ulje bez aktivnog sumpora

Povećanje viskoziteta reznog ulja

Uzrok može biti sklonost oksidaciji masnih kiselina, životinjskog i biljnog porekla

Korigovati viskozitet dodatkom ulja nižeg viskoziteta. Ulja moraju biti kompatibilna. Kod manjih postrojenja zameniti ulje

Formiranje lakova

Uzrok može biti oksidacija i degradacija ulja

Treba poboljšati filtraciju, proveriti najvišu temperaturu ulja u sistemu i primeniti ulje sa boljim EP osobinama

Povećano habanje alata

Istrošenost ulja ili slabe EP-osobine

Promeniti ulje u sistemu. Proveriti istrošenost ulja ili koristiti ulje viših EP osobina

Problem zaptivki

Zaptivke nisu kompatibilne sa primenjenim uljem

Proveriti kompatibilnost ulja sa postojećim zaptivkama

Degradacija ulja koje agresivno deluje na zaptivke

Laboratorijska analiza ulja.Proveriti kiselinski broj

Nagli porast neutralizacionog broja

Oksidacija ulja

Poboljšati filtraciju i kao preventivu dodati antioksidans

Alergijska i kožna oboljenja radnika

Pojava uljne magle

Primeniti aditive koji smanjuju stvaranje uljne magle ili ugraditi uređaj za njeno usisavanje

Ne pridržavanje mera higijensko–tehničke zaštite na radu

Pojačati i sprovoditi mere higijensko- tehničke zaštite na radu

 

Primena i održavanje tečnosti za obradu metala

Zajednička negativna karakteristika svih emulzija je ograničen vek korišćenja zbog bakteriološke razgradnje. U emulziji se razvijaju aerobne (prisustvo kiseonika) i anaerobne (bez prisustva kiseonika) bakterije. Jedno od rešenja ovog problema je dodavanje baktericida odgovarajućeg tipa. Vrste mikroorganizama koje žive u emulzijama u toku njihove upotrebe, određene su pH-vrednošću. Za zaštitu od korozije potrebno je da vrednost pH bude između 8,5 i 9,5. Efikasna zaštita emulzije od dejstva mikroorganizama može se ostvariti upotrebom zaštitnih agenasa (koji mogu biti sastavni deo koncentrata ili se dodaju naknadno). Dejstvo zaštitnih agenasa može biti biocidno (baktericidi i fungicidi koji uništavaju bakterije i gljivice) i biostatično (bakteristatik koji ne ubija bakterije već sprečava njihovo razmnožavanje i održava rast mikroorganizama u dozvoljenim granicama).

Kod pravilnog održavanja emulzija i rastvora treba kontrolisati sledeće karakteristike:

  • Kontrolu koncentracije treba vršiti svakodnevno. Iznošenje fluida strugotinama može izazvati smanjenje koncentracije pri čemu se mora izvršiti korekcija dodavanjem koncentrata uz intenzivno mešanje ili predhodno pripremiti emulziju veće koncentracije. U drugom slučaju, zbog isparavanja vode može doći do povećanja koncentracije što može izazvati lepljenje na kliznim delovima mašine. U ovom slučaju korekcija se vrši dodavanjem vode, i to najbolje destilovane vode, zbog porasta ukupne tvrdoće.
  • Kontrola pH-vrednosti se može vršiti ili pomoću indikator papira ili pH-metrom. Nagli pad pH-vrednosti  ukazuje da se radi o promeni koncentracije ili o biološkoj reakciji izazvanoj delovanjem mikroorganizama, pri čemu dolazi do korozije. Korekcije pH-vrednosti zavise od uzroka koji je izazvao promenu. Ako je u pitanju smanjenje koncentracije korekcija se vrši dodatkom koncentrata, dok ako je u pitanju biološka reakcija, potrebno je dodati sredstva za zaštitu emulzije od mikroorganizama (baktericidi, fungicidi, biostatici).
  • Pojava izdvojenog ulja na površini može značiti prodor nekog stranog ulja (mašinsko, hidraulično), ali može biti izazvana i razgradnjom emulgatora  dejstvom mikroorganizama. Ako  se radi o stranom ulju, treba naći uzrok i pokupiti ulje sa površine. Strano ulje na površini emulzije omogućuje razvoj anaerobnih bakterija (za razvoj im nije potreban vazduh). Ako je razlog prisutnost velikog broja mikroorganizama treba najpre pokupiti izdvojeno ulje, dodati sredstvo za konzerviranje i korigovati koncentraciju.
  • Ispitivanje mikrobiološkog zagadjenja treba sprovoditi makar jednom sedmično. Brzina razmnožavanja bakterija i gljivica zavisi od mogućnosti biološke razgradnje emulgatora i ostalih sastojaka koncentrata, koji služe kao hrana mikroorganizmima. Nemoguće je u potpunosti izbeći mikrobiološko zagadjenje, jer se bakterije unose vodom za razredjivanje, preko ruku radnika, preko atmosfere, nečistoćom na predmetima obrade itd. Kad dođe do pojave neprijatnog mirisa, pada pH-vrednosti, pojave korozije, promene boje emulzije i izdvajanja ulja onda je broj bakterija sigurno već reda veličina 106 – 107 / ml. U tom slučaju treba dodati sredstvo za konzerviranje pri čemu se mora voditi računa o količini sredstva. Premala količina sredstva slabo utiče na uništenje bakterija, a dešava se da se neke vrste bakterija navikavaju na sredstvo i time postaju otporne na određene baktericide. Prevelika količina sredstva, nema većeg efekta od optimalne koncentracije baktericida, a mogu štetno delovati na kožu radnika, izazvati probleme u prečistačima, a osim toga iz ekoloških razloga. Optimalne količine koncentracije baktericida kreću se najčešće od 0,05 – 0,15 %. Smatra se da treba intervenisati kad broj bakterija po mililitru pređe 105, a već za nekoliko sati bi trebalo doći do pada broja bakterija. Većom higijenom u pogonima, pranja ruku radnika pre početka rada i čišćenjem i dezinfekcijom emulzionog sistema prilikom izmene emulzije, vek trajanja emulzije se može produžiti. U najvećem broju slučaja, nakon ispuštanja emulzije, dovoljno je sistem isprati vodom. Međutim, kod većih zagađenja sistem se mora očistiti i dezinfikovati sredstvom za dezinfekciju.
  • Korozivnost emulzije treba povremeno kontrolisati, proverom pH vrednosti, proverom koncentracije, ili na uzorcima metala sa strugotinama dobijenim u pogonu. Korekcija se vrši dodatkom konzervansa, povećanjem koncentracije, podizanjem pH vrednosti ili dodavanjem aditiva sa antikorozivnim dejstvom.
  • Pojavu penjenja može uzrokovati prodor vazduha u sistem ili premala tvrdoća vode. U tom slučaju tvrdoća vode se može povećati dodavanjem mineralnih soli. Ako se pena ne može ukloniti pregledom sistema i dodavanjem mineralnih soli onda treba laganim ukapavanjem dodati antipenušavac u tačno određenoj koncentraciji.

zatvori

Mogući problemi u pripremi vodorastvornih i emulzionih tečnosti za obradu metala

Problemi

Mogući uzroci

Intervencija

Pojava korozije

Pad pH vrednosti zbog pada koncentracije ili nagli razvoj bakterija

Ako je pad koncentracije treba dodati koncentrat. Ako je povećan broj bakterija (veći od 105) dodati odgovarajući baktericid i nakon toga korigovati koncentraciju i pH. Dodati antikorozioni aditiv

Pojava hidrauličnih ili nekih “stranih” ulja

Curenje hidrauličnog ulja iz mašine

Ispitati stabilnost emulzije. Ako se radi samo o “stranom” ulju treba naći uzrok i pokupiti ga sa površine

Razgradnja emulgatora delovanjem bakterija

pospešuje razdvajanje ulja iz emulzija

Ako je povećani broj bakterija treba prvo dodati sredstvo za konzerviranje, ukloniti izdvojeno ulje i nakon toga korigovati koncentraciju

Pojava neprijatnog mirisa

Nagli porast mikroorganizama

Obavezna mikrobiološka kontrola. Koriguje se dodatkom baktericida, intezivnim mešanjem i aeracijom sistema. Pojačati higijenske mere.

Pojava mulja i taloga

Talog i mulj nastaju biološkom razgradnjom emulzije (pojava gljivica i plesni) ili reakcijom soli koje daju tvrdoću vode i emulgatora

Proveriti da li je došlo do degradacije emulzije Ispitati prisustvo gljivica i plesni. Dodati odgovarajuće fungicide, osvežiti emulziju koncentratom. Ako to ne pomogne, emulzija se mora zameniti, pri čemu se mora očistiti i dezinfikovati emulzioni sistem.

Pojava penušanja

Nizak nivo rashladne tečnosti u rezervoaru, vrlo jake pumpe, neadekvatni protok

tečnosti.

Proveriti nivo emulzije u rezervoaru i emulzioni sistem

Istrošenost antipenušavca

Dodati antipenušavac dokapavanjem u tačno određenoj koncentraciji

Premala tvrdoća korišćene vode

Može se dodatkom mineralnih soli povećati tvrdoća vode

Jako zaprljana emulzija / rastvor

Filtracija u sistemu je loša

Pojačati filtraciju i aeraciju emulzije ili rastvora

Lepljivost emulzije

Emulzija je suviše visoke koncentracije ili nije odgovarajući tip emulzije

Potrebno je koristiti emulzije sa manje EP – aditiva, a radna koncentracija mora biti niža i stalno je održavati

Lepljivost sintetičkog rastvora

Rastvor je suviše visoke koncentracije zbog otparavanja vode. Ređi slučaj je da rastvor ima suviše EP – aditiva ili je pogrešno primenjeno

sredstvo

Često kontrolisati koncentraciju i po potrebi dolivati vodu do propisane koncentracije

Blokiranje mašina alatki

Mešanje rashladnih fluida sa hidrauličnim uljima

Sprečiti mešanje ulja, ili ispitati mogućnost korišćenja višenamenskih ulja za rezanje (RHP– N) koja mogu da se koriste i kao hidraulična ulja

Blokiranje mernih instrumenata i kliznih staza

Osnovni uzrok je u osmoljavanju. Može doći usled prejake koncentracij ili pogršnog izbora SHP

Doliti vodu i smanjiti koncentraciju. Proveriti da li se rashladno sredstvo meša sa hidrauličnim uljem

Pojava krečnih taloga i zapušavanje cevovoda

Primenjeno sredstvo je osetljivo na dejstvo vode i gradi krečne sapune

Za pravljenje rastvora koristiti omekšanu vodu i povećati protok rashladne tečnosti

Pojava skidanja lakova i farbe sa mašina

Verovatno se radi o starijoj mašini ofarbanoj nitrolakovima na koje sintetička sredstva agresivno deluju

Mašine za obradu metala  treba ofarbati dvokomponentnim lakovima koji su vrlo stabilni

Alergijska i kožna oboljenja radnika

Ne pridržavanje mera higijensko – tehničke zaštite na radu

Pojačati i sprovoditi mere higijensko-tehničke zaštite na radu. Ako se dokaže posebna osetljivost nekog radnika na SHP (alergija) preporučuje se da zameni radno mesto

Pojava dermatoza (suva, hrapava koža koja puca, pocrveni, natiče)

Veoma povećana pH - vrednost

Izvršiti korekciju pH - vrednosti

 

Primena i održavanje ulja za termičku obradu metala

Preporučuje se povremena kontrola viskoznosti, tačke paljenja i neutralizacionog broja ulja za termičku obradu.

Pad viskoznosti i tačke paljenja redovno prati i porast neutralizacionog broja. Pad viskoznosti u odnosu na početnu vrednost može se tolerisati do 25 %, a tačka paljenja ne ispod 1900C. Do toga dolazi u slučajevima termičkog razlaganja ugljovodonika kojom prilikom postaju lakši sa nižim tačkama paljenja i nižom viskoznosti.

Porast viskoznosti može se dogoditi ako ispare lake frakcije ili ako dođe do stvaranja smolastih oksidacionih proizvoda i njihovih mešanja sa ugljenikom. Ti talozi mogu  da prekriju delove površina predmeta koji se kale i da ta mesta ostanu neokaljena (meka). Zbog toga se u kupatila ugrađuju filteri koji se moraju redovno kontrolisati i čistiti.

Sadržaj vode takođe se mora kontrolisati jer je ona najopasniji kontaminant koji može izazvati i eksploziju. Prisustvo vode u ulju ne sme prelaziti 0,2 %.

Bele pare koje se oslobađaju prilikom kaljenja, normalna su pojava. Međutim, sive i crne, već ukazuju na termičko razlaganje ulja, a to znači da treba uraditi detaljnu analizu radi donošenja odluke o eventualnoj zameni.

Unešene čvrste materije kao što su: prljavština, rđa ili sitne ljuspe zajedno sa muljem, talože se na komadima za kaljenje, ometaju prenos toplote i dovode do tačkastog kaljenja.

Upotrebom, ulje za kaljenje menja svoje osobine. Brzina kaljenja može da se poveća ili smanji, na obrađivanim komadima mogu da se uoče mesta neujednačenih tvrdoća, pojava naprslina i zaprljanosti komada. Na ove pojave utiču ili termičke reakcije (krekovanje, oksidacija) ili zagađivanje preko okoline. Stanje ulja treba redovno kontrolisati:

  • U ulju se tokom rada povećava koncentracija okaline (oksid gvožđa koji se odljuskuje od kaljenih komada), koje se sudaraju sa gasnim filmom i na tim mestima povećavaju brzinu hlađenja što ometa ujednačeno kaljenje.
  • Usijani metal zaronjen u ulju izaziva termičko krekovanje nekih komponenata ulja u lakše isparljive ugljovodonike, koji mogu da ispare ili da se rastvore u ulju kao nepostojani tečni sastojci koji lako oksidišu. Oksidacijom i polimerizacijom ulje postaje viskoznije, a osim toga povećava mu se sadržina mulja i tačka stinjavanja.

zatvori

Mogući problemi u primeni ulja za termičku obradu metala

Problemi

Uzrok problema

Moguća intervencija

Nedovoljna tvrdoća na spoljnim slojevima

Površinsko razugljeničenje u prethodnim operacijama (kovanje, valjanje)

Žarenje. Skinuti razugljenični sloj i ponoviti termički postupak

Komad nema potrebnu tvrdoću

Nedovoljna brzina kaljenja u fluidu ili njeno smanjenje u toku izvođenja operacije

Korigovati i kontrolisati brzinu kaljenja

Povećana viskoznost ulja

Popraviti ga dodatkom ulja nižeg viskoziteta

Prodor vode u ulju ili zagađivanje uljem višeg viskoziteta

Prečistiti ulje filtriranjem ili centrifugiranjem. Zameniti ulje ako je došlo do njegove degradacije.

Otpuštanje na veoma visokoj

temperaturi

Korigovati postupak otpuštanja.

Nedovoljna tvrdoća komada, osim na ivicama i kod malih preseka

Veoma niska temperatura kaljenja

Žariti i ponoviti termički postupak

Povećana potrošnja ulja

Povećana gustina ulja, koje previše prianja za komad

Popraviti ulje dodatkom ulja nižeg viskoziteta. U slučaju degradacije ulje se mora zameniti

Neujednačena tvrdoća.

Deformacija i prskotine na prelazima preseka

Kaljenje isuviše brzo i nepravilno

Žarenje. Ponavljanje korigovane termičke obrade (ako se radi o neujednačenoj tvrdoći)

Neblagovremeno otpuštanje posle

 kaljenja

Otpuštanje treba uraditi odmah nakon kaljenja

Neravnomerno potapanje komada i nedovoljna ili nepostojeća cirkulacija

Ispravno potopiti komad

Površinsko razugljeničenje ili oksidacija

Skinuti razugljenični sloj i ponoviti termički postupak

Zapaljivost

Smanjenje tačke paljenja ulja

Zameniti ulje u kadi

Isuviše sporo potapanje komada

Ubrzati operaciju

Nedovoljna količina ulja u kadi

Povećati količinu ulja i kontrolisati temperaturu zagrevanja

Formiranje vodene pare ili gasa

Zagađivanje vodom

Ulje se mora filtrirati i centrifugirati. Ako je došlo do degradacije - mora se zameniti

Formiranje vodene pare ili gasa

Krekovanje ulja

Povećati količinu ulja. Kontrolisati temperaturu. U slučaju degradacije, ulje se mora zameniti

Prljavi komadi

Degradacija ulja zbog duge upotrebe

Zameniti ulje

Krekovanje ulja

Laboratorijski ispitati ulje, popraviti ga ili potpuno zameniti

 

zatvori