СОЖ и масла. Проблемы и решения

Контроль за состоянием смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и масел на станке с числовым программным управлением (ЧПУ) является ключевым аспектом поддержания эффективности и долговечности оборудования. СОЖ и масла выполняют несколько важных функций:

• охлаждение инструмента и заготовки;
• смазка для уменьшения трения;
• отвод стружки и защита от коррозии.

Несоблюдение контроля за этими жидкостями может привести к ряду проблем:

• Перегрев инструмента и заготовки : недостаточное охлаждение может вызвать перегрев, что приводит к быстрому износу инструмента и ухудшению качества обрабатываемой детали.
• Повышенное трение и износ : недостаточная смазка увеличивает трение между инструментом и заготовкой, что может привести к преждевременному износу оборудования.
• Накопление стружки : без эффективного отвода стружки возможно повреждение как инструмента, так и обрабатываемой детали.
• Коррозия и загрязнение : недостаток качественной СОЖ может привести к коррозии металлических частей станка и заготовок, а также к накоплению загрязнений, что ухудшает работу оборудования.

Все это может привести к порче оборудования, заготовки и инструмента, а в итоге к простою станка и срыву заказа.

Что делать, если возникла пена на поверхности в баке СОЖ или в рабочей зоне? Как бороться с коррозией деталей и станка? Как решить проблему с неприятным запахом эмульсии или маслянистым осадком? Как правильно поддерживать чистоту и качество СОЖ и масел? Как правильно выбирать и применять смазочно-охлаждающие жидкости для ЧПУ? Эти и другие важные вопросы мы разберем в нашем материале.

1.Водосмешиваемые концентраты смазочно-охлаждающих жидкостей

1.1. Обильное пенообразование водосмешиваемых СОЖ

Простой тест

Заполните емкость для тестового образца до половины и интенсивно трясите ее в течение 10 секунд. Если пена опадает полностью в течение 15–30 секунд, пенообразование считается нормальным, проблема, возможно, в механической части. Если дольше — пенообразование не нормально.

Проблемы, вызванные механической частью

Пена на поверхности в баке СОЖ (особенно в централизованных системах)

• Возможные причины: разбрызгивание потока, эмульсия падает в бак с большой высоты.

  Решение: посмотрите, можно ли уменьшить подачу СОЖ или установите отклоняющее устройство.

Пена в модуле фильтрации

• Возможная причина 1: датчик уровня не настроен, или блокируется стружкой.

  Решение: очистите область датчика уровня от стружки, проверьте помпу, проверьте корректность настройки датчика уровня.

• Возможная причина 2: помпа повреждена, засасывает воздух.

  Решение: проверьте помпу.

Пена в рабочей зоне и стружкоуборочнике

• Возможная причина: сопло подачи СОЖ работает на полную мощность.

  Решение: посмотрите, можно ли уменьшить подачу СОЖ?

Эмульсия пенится

Стабильный слой пены на поверхности эмульсии

• Возможная причина 1: слишком высокая концентрация эмульсии.

  Решение: проверьте концентрацию в баке, при необходимости снизьте ее за счет добавления слабой эмульсии.

• Возможная причина 2: жесткость эмульсии слишком мала.

  Решение: проверьте жесткость эмульсии и в зависимости от продукта повысьте жесткость ацетатом кальция*.

• Возможная причина 3: примеси жидкостей-очистителей, добавление смягчающих воду добавок.

  Решение: проверьте, добавляются ли какие-то присадки, использовался ли очиститель?

• Возможная причина 4: повышена температура эмульсии.

  Решение: проверьте температуру эмульсии, если она выше 35°, обсудите меры снижения ее с инженером СОЖ (возможно, потребуется установка бака большего объема либо установка охладителя).

* При повышении жесткости ацетатом кальция вводите раствор ацетата кальция в вихревую зону эмульсии в процессе работы станка обязательно после системы фильтрации. Если возможно, после добавления раствора остановите станок и дайте эмульсии отстояться в течение нескольких часов. Для лучшего результата, оставьте на 12–24 часа (к примеру, на выходные). Период покоя позволяет достичь стабильного состояния эмульсии.

1.2. Коррозия/потемнение от водосмешиваемых СОЖ

Простой тест

Проверьте концентрацию хлоридов в воде для приготовления эмульсии при помощи тестовых полосок. Если концентрация выше, чем 50 мг/л (50 ppm), используйте деионизированную воду для приготовления эмульсии для доливок. Если доливка составляет более чем 1/3 объема бака СОЖ, концентрация солей будет также высока.

Появление коррозии на железных деталях/коррозия в рабочей зоне станка/коррозия самого станка

Коррозия железных деталей или рабочей зоны станка

• Возможная причина: концентрация эмульсии слишком низкая, ниже минимально допустимой.

  Решение: увеличьте концентрацию путем доливки эмульсии с более высокой концентрацией.

Коррозия в станке

• Возможная причина: осаждение конденсата вследствие разницы температур.

  Решение: избегайте открывания двери станка до окончания цикла обработки детали, используйте пароуловитель/коллектор производственного тумана.

Коррозия железных деталей во время хранения

• Возможная причина: СОЖ обеспечивает лишь частичную защиту от коррозии во время хранения.

  Решение: применяйте антикоррозионную защиту после изготовления, соблюдайте условия хранения (контроль влажности воздуха).

Коррозия между деталью и зажимными приспособлениями/между зажимными приспособлениями и рабочим столом

• Возможная причина: контактная коррозия разнородных металлов.

  Решение: используйте спрей для антикоррозионной защиты.

Потемнения на нежелезных сплавах (в особенности на Cu, Zn, Mg содержащих сплавах)

• Возможная причина: такие сплавы имеют склонность к потемнению (например, 2000 и 7000 серии алюминия), высокий уровень хлоридов в растворе повышает вероятность появления потемнений, высокий уровень рН, так же как и нестабильная эмульсия, могут являться причиной появления пятен.

  Решение: Применяйте деионизированную воду чтобы уменьшить количество солей в готовой эмульсии; используйте продукт с увеличенным содержанием дезактиватора металла или специализированный продукт для работы с цветными металлами, например АL2; проверьте концентрацию эмульсии и при необходимости повысьте ее; если концентрация в норме, используйте присадку дезактиватора металла; добавление эмульгатора поможет решить проблему в случае нестабильности эмульсии.

Потемнения на меди и латуни

• Возможная причина 1: дезактиватор металла в эмульсии выработан.

  Решение: добавьте дезактиватор металла.

• Возможная причина 2: высокое содержание солей в эмульсии.

  Решение: уменьшите содержание солей в эмульсии путем частичной или полной замены эмульсии.

1.3. Неприятный запах от водосмешиваемой СОЖ

Эмульсия приобрела дурной запах

• Возможная причина 1: анаэробные зоны (нет доступа кислорода), вызванные наличием слоя масла на поверхности или накоплением осадка на дне бака.

  Решение: уберите осадок и масло с поверхности, при необходимости увеличьте уровень рН добавлением pH-присадки. После коррекции уровень рН должен быть 8.8–9.2.

• Возможная причина 2: наличие в СОЖ масла для смазки направляющих или из системы гидравлики.

  Решение: уменьшите количество попадающего в систему СОЖ масла (устраните протечки).

• Возможная причина 3: нельзя снять стружкоуборочник для полной очистки, отложения под ним нельзя удалить.

  Решение: следите за уровнем pH (с добавлением pH-присадки по необходимости), фактор, снижающий уровень рН, со временем устранится.

Химический запах — едкий, неприятный

• Возможная причина: загрязнение системными очистителями или остатками химсредств на деталях (защита от коррозии, например).

  Решение: устраните источник загрязнения, если уровень рН уже высокий — поможет только замена эмульсии или смена продукта.

1.4. Проблемы с кожей из-за водосмешиваемой СОЖ

Проблемы с кожей: покраснение на ладонях и тыльной стороне кистей, сухость, микротрещины

• Возможная причина 1: сильно завышена концентрация эмульсии.

  Решение: снизьте концентрацию (удалите часть эмульсии и долейте свежую в 0.5% концентрации).

• Возможная причина 2: не применяются защитные средства для кожи, защитные кремы, например.

  Решение: используйте защитный крем для рук перед началом работы. после работы тщательно вымойте руки мягким моющим средством и нанесите увлажняющий крем.

• Возможная причина 3: эмульсия сильно загрязнена микростружкой, которая царапает кожу и нарушает естественный защитный слой, особенно вредно в сочетании с использованием сжатого воздуха для обдува деталей.

  Решение: Улучшите систему фильтрации или регулярно очищайте бак от осадка, сушку деталей осуществляйте в зажимном устройстве, а не в руках.

• Возможная причина 4: несовместимость с одной из составляющих смеси.

  Решение: смените продукт, при возможности пройдите аллерготест у врача.

• Возможная причина 5: загрязнение эмульсии щелочным очищающим реагентом, особенно если уровень рН эмульсии и так был завышен.

  Решение: Замените эмульсию.

Десять рекомендаций для безопасной работы

1. Держите концентрацию эмульсии в пределах необходимого для обработки уровня. Избегайте сильного завышения или занижения концентрации.
2. Сократите время контакта с эмульсией. Постоянный контакт даже с простой водой сушит кожу.
3. Регулярно удаляйте масло, скапливающееся на поверхности эмульсии в баке.
4. Содержите эмульсию в чистоте, не бросайте в нее мусор.
5. Регулярно очищайте эмульсию от стружки и загрязнений.
6. Используйте защитный крем. Тщательно наносите крем, особенно в области между пальцами рук.
7. Используйте мягкое мыло для рук. Не используйте сильные очищающие средства.
8. После окончания работ наносите на чистые руки увлажняющий крем. Это ускорит восстановление кожи.
9. Используйте продукты, прошедшие тест на кожную переносимость.
10. Обучайте персонал. Объясняйте основные правила по приготовлению и обслуживанию эмульсий СОЖ.

1.5. Осадок/налет при эксплуатации водосмешиваемой СОЖ

Простой тест

Проверьте жесткость эмульсии. Если жесткость сильно завышена, это может приводить к образованию осадка на поверхностях. Наберите эмульсию в емкость для образцов и дайте отстояться в течение 2х часов. Если на поверхности появилась пленка масла, то есть проблемы.

Черно-коричневая пленка на поверхности эмульсии после заливки свежей СОЖ

• Возможная причина: остатки прошлой заправки и скопившаяся в недоступных к промывке местах грязь вымылась и всплыла на поверхность.

  Решение: удалите загрязнение механическим способом.

Масляная пленка на сменщике и в рабочей зоне станка

• Возможная причина 1: особенности конкретного типа продукта.

  Решение: замените продукт на другой, оставляющий меньше масляного налета.

• Возможная причина 2: смываемое масло для смазки.

  Решение: уменьшите подачу смазки или удаляйте скапливающееся масло при помощи скиммера или другого устройства.

• Возможная причина 3: чрезмерная жесткость воды.

  Решение: смягчайте воду для приготовления эмульсии (деионизация воды или обратный осмос).

• Возможная причина 4: высокий уровень испарения.

  Решение: также поможет смягчение воды для приготовления эмульсии (деионизация воды или обратный осмос).

• Возможная причина 5: плохое смешивание.

  Решение: проверьте процесс приготовления, при необходимости скорректируйте его.

Маслянистый налет на деталях

• Возможная причина: очистка деталей от эмульсии неподходящим методом, или слишком много времени проходит между изготовлением детали и ее очисткой после (остатки эмульсии засыхают).

  Решение: измените процесс очистки деталей и очищайте детали сразу после изготовления.

Белый налет на деталях или в рабочей зоне станка

• Возможная причина: поступающие вместе с водой в эмульсию соли накапливаются и при высыхании образуют кристаллизованный налет.

  Решение: устраните причину накапливания солей, используйте деионизированную воду.

Белый/серый липкий налет на деталях или в рабочей зоне станка

• Возможная причина: при обработке материала, содержащего свинец, может образовываться белое/серое свинцовое мыло, оно липкое и может забить трубки для подвода СОЖ.

  Решение: замените продукт на другой, не образующий свинцовое мыло, при необходимости – обратитесь в службу техподдержки производителя.

1.6. Стабильность водосмешиваемой СОЖ

Простой тест

Электронный или ручной рефрактометр: проверьте образец эмульсии после того, как он находился около 30 секунд на рефрактометре. Если показания упадут более чем на 1% от начального значения, это может говорить о нестабильности эмульсии. Централизованные системы: проверьте концентрацию в различных частях системы. Если концентрация разнится, эмульсия потеряла стабильность. Налейте образец эмульсии в прозрачную емкость и посмотрите на нее. Если на поверхности появляется масляный слой, а на дне виден непрозрачный — налицо потеря стабильности.

Слой темно-серой пены (с большими пузырями) на поверхности эмульсии

• Возможная причина: шлифовальный шлам задерживается пеной и не осаживается.

  Решение: повысьте жесткость эмульсии, если она недостаточна.

Темный маслянистый слой на поверхности эмульсии

• Возможная причина: скапливающееся на поверхности смытое масло или эмульсия расслаиваются из-за слишком высокой жесткости.

  Решение: частично замените эмульсию, понизьте жесткость воды для приготовления эмульсии.

Приходится постоянно увеличивать концентрацию эмульсии для доливок, чтобы достичь необходимой концентрацию в системе

• Возможная причина: эмульсия становится все более и более нестабильной из-за накапливания солей или загрязнения инородными маслами.

  Решение: частично замените эмульсию, понизьте уровень в системе и замените 50% имеющейся эмульсии на свежую, регулярно удаляйте скапливающиеся инородные масла.

Размытая картинка на рефрактометре и низкий уровень pH

• Возможная причина: концентрация эмульсии слишком низкая, поэтому эмульсия нестабильна.

  Решение: увеличьте концентрацию эмульсии и поддерживайте ее в течение некоторого времени на более высоком уровне.

Концентрация падает крайне сильно, особенно после выходных

• Возможная причина: нестабильность эмульсии по вышеперечисленным причинам либо при контакте с магниевой стружкой/деталями.

  Решение: корректирующие меры (см. выше), в случае работы с магнием: замените продукт на специализированный для работы с этим материалом.

После повышения жесткости эмульсии на поверхности появился кремообразный слой

• Возможная причина: добавление ацетата кальция в эмульсию было слишком быстрым или избыточным, образовавшееся кальциевое мыло не растворилось, а всплыло на поверхность.

  Решение: удалите слой с поверхности и осуществите частичную замену эмульсии, отрегулируйте процесс повышения жесткости эмульсии (см. выше в разделе «Пенообразование»).

На поверхности эмульсии плавает слой концентрата

• Возможная причина: механические нагрузки слишком велики из-за высоких оборотов при обработке или высокого давления при подаче СОЖ.

  Решение: замените продукт на пригодный для высокого давления.

Важно:

Образующиеся в растворе соли (жесткость, хлориды и сульфаты) могут нарушать стабильность эмульсии. Хлориды и сульфаты нельзя удалить из эмульсии, используя фильтрацию, центрифугирование или циклонный фильтр. Только частичная замена эмульсии уменьшает концентрацию солей. Частичная замена означает, что часть старой эмульсии должна быть удалена и заменена свежеприготовленной. Простая доливка свежей эмульсии не снизит концентрацию солей.

1.7. Режущий инструмент и качество поверхност

Простой тест

Залейте образец эмульсии из сопла подачи СОЖ в тестовую емкость. Если на поверхности есть слой микропены или осадок на дне — это значит, что есть проблемы.

Срок службы инструмента мал, инструмент ломается

• Возможная причина 1: слишком низкая концентрация эмульсии, также возможно, что концентрация на дне бака СОЖ ниже, чем на поверхности.

  Решение: замерьте концентрацию эмульсии из сопла подачи, если необходимо, скорректируйте концентрацию.

• Возможная причина 2: микропена приводит к «разжижению» эмульсии.

  Решение: добавьте ацетат кальция или пеногаситель для срочного временного решения проблемы; с ростом концентрации пенообразование возрастает, если в дальнейшем имеющаяся концентрация не нужна — понизьте ее.

• Возможная причина 3: смешивание со смываемым маслом, масла для смазки, смешивающиеся с эмульсией, снижают ее эффективность, посторонние масла имеют мало присадок.

  Решение: обеспечьте удаление смываемого масла, замените масло для смазки на марку, совместимую с используемыми продуктами, при необходимости перезаправьте эмульсию.

• Возможная причина 4: переточенный инструмент не показывает производительность, аналогичную новому инструменту.

  Решение: замените инструмент на новый; при использовании перезаточенного инструмента повышайте рабочую концентрацию эмульсии.

• Возможная причина 5: СОЖ не направляется должным образом в точку резания, сопло подачи СОЖ направлено в сторону от правильного положения.

  Решение: отрегулируйте положение сопла.

Важно:

Микростружка часто является причиной плохого качества поверхности. Показателем служит появление осадка в тестовой емкости. Количество микростружки может быть установлено в лабораторных условиях.

2. Масла для металлорежущих станков

2.1. Запах масла для металлорежущего станка

Запах химический или резкий

Простой тест: заполните тестовую емкость и сравните со свежим маслом.

• Возможная причина: свежезалитое масло, через неделю запах должен ослабнуть.

  Решение: дополнительных мер не требуется, свежее масло пахнет сильнее.

Запах горелого

Простой тест: заполните тестовую емкость и сравните со свежим маслом.

• Возможная причина: масло слишком быстро разогревается из-за слабой подачи в точку резания или слишком высоких подачи/скорости резания.

  Решение: проверьте процесс обработки, проверьте подачу масла (параметры давления и направление сопла), уменьшите скорость резания и/или подачи, проверьте, подходит ли масло для производимой обработки.

Запах «тухлых яиц»

Простой тест: заполните тестовую емкость и сравните со свежим маслом.

• Возможная причина 1: реакция с маслом для смазки направляющих или для системы гидравлики (возможно, какое-то из них содержит серу).

  Решение: проверьте, есть ли утечки масла, уточните, сколько масла еженедельно добавляется в систему смазки направляющих или в систему гидравлики.

• Возможная причина 2: используемое масло слишком долго хранилось, емкость с маслом хранилась не в надлежащем температурном режиме.

  Решение: запросите номер партии продукта, проверьте дату производства, проверьте условия хранения.

2.2. Недостаточная производительность оборудования (качество поверхности / срок службы инструмента / потребление мощности станка)

Простой тест: масло выглядит иначе (цвет, посторонний запах)?

• Возможная причина 1: примеси постороннего масла ухудшили смазывающие свойства режущего масла.

  Решение: если количество постороннего масла в норме, улучшите ситуацию применением присадки для повышения производительности; если загрязнение стекающим маслом значительно – возможно, понадобится замена режущего масла.

• Возможная причина 2: обилие загрязнений и микростружки в масле.

  Решение: проверьте процесс фильтрации.

2.3. Проблемы с кожей

Простой тест: заполните тестовую емкость и позвольте ей отстояться до утра. Если появился осадок на дне — то есть проблемы.

• Возможная причина 1: в масле есть значительное количество стружки/мути.

  Решение: выполняйте меры по защите кожи рук, проверьте фильтрацию, при необходимости улучшите ее.

• Возможная причина 2: на станке обрабатываются никель, хром, свинец или кобальт.

  Решение: проведите тест на наличие аллергии.

2.4. Коррозия детали

Простой тест: осмотрите готовые детали сразу после обработки.

• Возможная причина 1: коррозия возникает во время хранения.

  Решение: избегайте появления конденсата.

• Возможная причина 2: используется хлорсодержащее масло.

  Решение: перейдите на продукт, не содержащий хлор (высокие температуры при обработке могут приводить к образованию коррозионно-активных продуктов разложения).

2.5. Коррозия на медесодержащих сплавах

Простой тест: оцените готовую деталь сразу после изготовления.

• Возможная причина: деталь может менять цвет из-за того, что сера вступает в реакцию с поверхностью.

  Решение: проверьте, как долго детали остаются в масле после обработки. Замените продукт на масло, рекомендованное для обработки медесодержащих сплавов; постарайтесь сократить время между изготовлением и очисткой; возьмите образец и проверьте, ингибируется ли коррозия.

2.6. Пенообразование

Простой тест: потрясите интенсивно емкость с тестовым образцом и сравните результат со свежим маслом.

• Возможная причина 1: датчик уровня масла неверно расположен, помпа засасывает воздух.

  Решение: отрегулируйте датчик уровня масла.

• Возможная причина 2: бак СОЖ слишком мал, циркуляция избыточна и пена не успевает оседать.

  Решение: увеличьте емкости под масло, установите дополнительный бак.

• Возможная причина 3: реакция с маслом от предыдущей заправки (пена появилась после новой заправки).

  Решение: уменьшите пенообразование при помощи пеногасителя или перезаправьте масло.

2.7. Помутнение масла

Простой тест: заполните тестовую емкость и оставьте отстояться до следующего утра.

• Возможная причина 1: фильтр поврежден (бумага разорвана) и загрязнения более не отфильтровываются надлежащим образом.

  Решение: замените фильтр.

• Возможная причина 2: попадание воды в масло приводит к помутнению.

  Решение: удалите воду после отстаивания при помощи надлежащего приспособления.

3. Общие рекомендации по эксплуатации СОЖ и масел для станков

Для поддержания оптимального состояния СОЖ и масел, следуйте инструкции.

Проверка уровня и состояния СОЖ и масел:

• ежедневно проверяйте уровень СОЖ и масел в резервуарах;
• дополняйте жидкости до нужного уровня при необходимости.

Контроль качества СОЖ:

• регулярно проверяйте концентрацию СОЖ с помощью рефрактометра;
• проверяйте pH уровень СОЖ, чтобы убедиться в отсутствии кислотности или щелочности, которые могут повредить оборудование.

Замена и фильтрация:

• проводите регулярную замену СОЖ и масел в соответствии с инструкциями производителя оборудования;
• используйте фильтры для удаления загрязнений из жидкостей.

Очистка резервуаров и системы:

• регулярно очищайте резервуары для СОЖ и системы подачи масла, чтобы предотвратить накопление осадка и загрязнений;
• используйте специальные моющие средства для очистки резервуаров.

Мониторинг состояния масла:

• проводите анализ состояния масла, проверяя на наличие металлических частиц и других загрязнений;
• при необходимости проводите замену масла, следуя рекомендациям производителя.

Запись и учет:

• ведите журнал проверок и замен СОЖ и масел, указывая даты и проведенные действия;
• записывайте результаты проверок концентрации и pH уровня СОЖ.

Регулярное обслуживание специалистами:

• регулярно вызывайте инженеров от компании-производителя СОЖ и масел для обслуживания станков;
• специалисты помогут провести комплексную проверку, очистку и настройку системы смазки и охлаждения.

Следование этой простой инструкции поможет обеспечить бесперебойную работу станка с ЧПУ, продлить срок службы оборудования и улучшить качество обрабатываемых деталей.

Скачать PDF-версию