Контроль концентрации СОЖ: зачем он нужен и как его выполнять
- Что такое концентрация СОЖ
- Почему важно поддерживать нужную концентрацию
- Последствия отклонений концентрации
- Как корректировать концентрацию
- Методы измерения концентрации
- Как пользоваться рефрактометром
- Заключение
Что такое концентрация СОЖ
Концентрация СОЖ — это процентное содержание эмульгируемого или растворимого состава, либо активных химических компонентов в воде при приготовлении рабочей жидкости.
Значение подбирается в зависимости от рекомендаций производителя, основанных на тестах с разными операциями (фрезерование, шлифование, глубокое сверление и др.) и материалами (сталь, чугун, алюминий и др.).
Например:
- токарная и фрезерная обработка: 6–8%;
- глубокое сверление и протягивание: выше 8%;
- шлифование: до 4%;
- обработка алюминиевых сплавов: повышенная концентрация из-за необходимости активации антикоррозийных присадок.
Почему важно поддерживать нужную концентрацию
Отклонения от нормы влияют на:
- стабильность работы станка;
- ресурс инструмента;
- качество обработки;
- срок службы самой эмульсии.
Последствия отклонений концентрации
При пониженной концентрации:
- Снижение охлаждающего эффекта → термические трещины, деформация, потеря точности.
- Недостаточная смазка → ускоренный износ инструмента, простой оборудования.
- Коррозия заготовок и станка → брак, дополнительные операции очистки.
- Развитие микроорганизмов → запах, засоры, аллергические реакции у операторов.
При повышенной концентрации:
- Образование пены → плохая видимость, перебои в подаче.
- Прилипание стружки → загрязнение, задиры на поверхности детали, поломка инструмента.
- Раздражение кожи и дыхательных путей → потеря трудоспособности оператора.
- Избыточные затраты на СОЖ → рост себестоимости без улучшения качества.
Как корректировать концентрацию
- Если концентрация выше нормы: добавьте воду или разбавленную эмульсию.
- Если ниже: добавьте эмульсию с повышенным содержанием СОЖ.
Регулярный контроль позволяет сократить износ оборудования и снизить производственные риски.
Методы измерения концентрации
Существуют три основных метода:
- Химический (титрование) — лабораторный способ с высокой точностью.
- Колориметрический (тест-полоски) — простой, но с высокой вероятностью погрешности.
- Оптический (рефрактометр) — оптимальный выбор для производств.
Преимущества рефрактометра:
- высокая точность (погрешность ±0,5–1%);
- быстрота (результат за 2–3 секунды);
- простота использования;
- долговечность прибора.
Принцип действия основан на измерении преломления света: показатель зависит от концентрации растворенных веществ.
Как пользоваться рефрактометром
Аналоговые (ручные) рефрактометры
Пример – модель R220B . Принцип работы — оптическая система с призмой, через которую проходит свет. Оператор видит шкалу в окуляре.
Плюсы:
- надежность и простота;
- нет необходимости в питании;
- доступная цена.
Минусы:
- требует ручной настройки;
- чувствителен к условиям освещения.
Пример универсального аналогового рефрактометра R220B со шкалой Brix 0–20% для точного контроля и с автоматической температурной компенсацией (АТС).
Цифровые рефрактометры
Принцип работы — электронный датчик измеряет преломление и выводит результат на экран.
Плюсы:
- повышенная точность (±0,2%);
- удобный цифровой дисплей;
- возможность хранения данных.
Минусы:
- требуется питание;
- стоимость выше аналоговых моделей.
Пример универсального цифрового рефрактометра.
Подготовка и калибровка (обязательный этап)
Рассмотрим процесс измерения концентрации с использованием наиболее популярной модели — ручном рефрактометре R220B.
Рефрактометр R220B в наборе
Перед первым использованием и периодически (раз в день/неделю) нужно откалибровать прибор:
- Протрите призму мягкой салфеткой (лучше безворсовой, смоченной в спирте или дистиллированной воде).
-
Нанесите 2–3 капли дистиллированной воды на призму.
- Закройте стекло (пластину), чтобы жидкость равномерно распределилась.
-
Наведите окуляр на свет (дневной или лампу) и посмотрите в глазок.
-
Вращайте калибровочный винт до совпадения линии раздела света/тени с отметкой «О».
- Протрите призму насухо.
Важно:
- С АТС: можно калибровать при комнатной температуре.
- Без АТС: используйте воду температурой 20 ℃.
Измерение концентрации СОЖ
- Отберите пробу из рабочей зоны станка, а не с поверхности — там может быть пена или загрязнение (еще лучше взять небольшой объем в емкость прямо с сопла подачи СОЖ на станке).
- Очистите призму (как при калибровке).
- Нанесите 2–3 капли СОЖ на призму.
- Закройте защитное стекло, чтобы не было пузырьков.
- Подождите 10–15 секунд.
- Наведите окуляр на свет и посмотрите в галзок.
- Считайте значение по шкале.
Линия раздела свет/тень укажет на % концентрации. Но, если рефрактометр имеет шкалу Brix (как в нашем примере), то необходимо умножить полученное значение на поправочный коэффициент, который обычно указывается производителем в паспорте (PDS) и на емкости с СОЖ.
Универсальная смазочно-охлаждающая жидкость Advacut A2 с нанесенным на емкость коэффициентом
Очистка и хранение
- Протрите призму мягкой тканью.
- Не используйте абразивные материалы.
- Храните прибор в футляре.
Заключение
Контроль концентрации СОЖ — это не формальность, а важный этап обеспечения стабильной, безопасной и эффективной работы оборудования.
Регулярные измерения с помощью рефрактометра помогают предупредить износ инструмента, снизить затраты и обеспечить высокое качество обработки.
Рекомендуем внедрить системный подход к контролю концентрации — это быстро окупается в реальных условиях производства.