冷却液系统维护管理指南

冷却液系统维护管理指南维护得好的冷却液可在很多方面使你的工厂得到更多的利益。清洁的液体，使用寿命长，润滑性能好、冷却快、加工零件单位成本低。清洁的液体也能使你有一个更为安全、更令人愉快的工作环境，可以减少废液处理，使你很多个月甚至若干年的保持液体的使用性能。冷却液维护管理好，也没有什么秘密。只是要知道冷却液系统的各部份发生了什么变化，注意冷却液产生不稳定的信号，并经常性的做一些基本的维护工作。这是一件值得给以适当关心的工作。ppm软 水25~100中等硬度水100~300硬 水300~500首先看一下水质问题。冷却液中90%以上是水，配制冷却液用水的质量对冷却液总体性能的影响，比任何其他因素都大。因此水质是应首先给以注意的重要方面。今天大都要求延长冷却液的使用寿命，水的成份就显得更为重要。水中对冷却液性能影响最大的是溶解于水中的固体成份，水的硬度、盐类。这些因素的变化会改变冷却液的性能。水的硬度定义为溶解于水中的钙(Ca)盐和镁(Mg)盐的浓度，用水中含碳酸钙CaCO3百万分之几(ppm)来表示。水中的这些离子(Ca2+、Mg2+)对冷却液系统会产生问题。他们能促进不溶性皂的形成，造成管路和过滤器的堵塞。不溶性皂也易粘敷于机床表面。Ca2+、Mg2+离子和冷却液中的多种添加剂，如表面活性剂和润湿剂，也能发生反应。使其结果冷却液丧失原来按一定用途所加入的添加剂，而影响到液体的总体性能。冷却液槽有些像“蒸发器”。由于蒸发，系统中纯净的水会减少。按系统设计不同，加工量轻重，零件的几何形状和冷却液的溅失，冷却液每日的添加率可能达到5〜20%，这会使冷却液中的矿物质、盐类浓缩。除钙盐和镁盐外，可对冷却液造成问题的尚有其他盐类。含有氯化物(Cl-)和硫酸根(sOj的可溶于水的盐类，会造成锈蚀，即使系统维护得很好。矿物质和溶于水中的离子会影响乳化油的粒度。倾向于增大其粒度。大的粒子又较易集合成更大的粒子，最后形成乳脂或导致油的析出。当矿物质含量高时，会影响可溶性液的悬浮性，这将缩短切削液的使用寿命。溶于水中的铁盐会降低切削液的防锈性能。液体中铁的含量增高时，铁盐会沉着于工件和机床表面，产生锈斑，尽管液体中有防锈添加剂。显然，配制切削液用水越纯净，则切削液积聚到一定的，达到减弱其作用的硬度，所需的时间越长。例如，如果水的硬度为150ppm，新配的4%浓度的切削液能提供防锈保护，如果水的硬度为500ppm,其浓度可能需6%或更高。水的种类工厂中用于配制和添加入，冷却液的水可以来自不同来源。天然的，没有经过处理的水（如井水）含有矿物质和盐类，这要减弱冷却液的性能。•软化水去除水的硬度的方法之一是将水经过离子交换软化水装置（沸石树脂）处理，用钠离子替代掉多价的钙离子和镁离子。带电后成多价离子（如Ca2+、Mg2+）的原子和其他原子的反应比成单价离子（如Na+）的原子更快。软化水虽能避免硬水皂和乳脂的形成，但需注意切削液造成锈蚀的可能性没有改变，因氯化钠和硫酸钠的锈蚀性和钙盐镁盐的相等。•锅炉冷凝水有时，用工厂中锅炉的冷凝水来配制冷却液。这类水，如果未经锅炉防锈剂除垢剂等处理，而被污染，是配制冷却液的很好的水。锅炉防锈剂除垢剂可能和冷却液中的成份不相容，而影响冷却液的性能。•用薄膜处理的水反渗析（RO）和超过滤（UF）是采用物理方法，在压力下，让水通过薄膜，经分离处理，以提高水质的方法。反渗析（RO）采用高压，可分离水中成份达离子级。超过滤（UF）采用低压，可分离掉水中杂物达原子级。两种方法均无需使用化学品，都能达到稳定的，工厂中可重复使用的质量好的水，也可作为废水排放前的处理。但经超过滤的水仍含有溶于水中的离子，它能和冷却液产生反映，缩短冷却液的有效寿命。反渗析处理的水作为配制切削液用水更好些，但反渗析水也可能尚有未被完全分离掉的、溶解于水中的盐类。去离子水经去离子处理可除去水中所有不适宜的杂质，可得到最纯净的水。采用去离子水来配制冷却液时，机床液槽中水份的蒸发，不会产生盐类积聚，切削液造成的锈蚀可完全避免。和大多数切削液相配制时，不论采用何种浓度，都可以得到最佳的防锈性能。要得到使用寿命长，易于维护好的冷却液，建议采用去离子水。冷却液的管理前面讲了良好的水质是成功的使用切削液的第一关键，下面再讲其他二个重要的关键桃机彻底的清洗机床和良好的维护管理，特别是浓度的控制。清洗至关重要开始使用前，必须清洗机床。已被污染的冷却液，在往机床加入新的液体前，绝对必需洗掉。这是为得到长的、有效的切削液使用寿命，避免脏物、屑末沉积和微生物滋长，必须采取的第一个步骤。如何清洗首先在脏液中加入适当的杀菌剂进行循环，排放并清除掉所有铁屑、屑末和各种可见的沉积物。液槽中灌入清水，并添加好的清洗剂（建议采用好富顿“机床清洗剂”）。循环数小时，机床表面等循环不到的地方，用该溶液冲洗。彻底循环和冲冼后，放掉清洗用水，再灌入清水，进行循环，并漂洗所有清洗过的表面。放掉漂洗用水，再加清水循环冲洗，以去掉所有残留的清洗剂和污物。视情况可能尚需重复排放、漂洗，以完全去掉清洗剂溶液。在漂洗阶段，可加低浓度的切削液，以防止机床很快生锈。使用过程中的预防性维护（PM）预防性维护（PM）对得到最长的切削液使用寿命和最好的使用性能非常重要。PM可及时调整污染物、添加水、微生物等对使用中的切削液的不利影响。这些影响可能改变切削液的化学和物理性能。因此须经常测定切削液的某些变量，以保证切削液的性能保证在正常的范围内。一种优良的切削液，在一个良好设计的系统中，如没有一个有计划的维护程序，也不一定能使切削液长期使用。每日检测浓度和PH浓度控制控制恰当的浓度是得到最佳刀具寿命，高生产率，良好的防锈性能和控制细菌滋长的重要因素。冷却液的浓度可以使用比例泵进行调整。通常使用的比例泵有二种：正排量调节泵及文杜里管泵。正排量泵可调节和控制切削液原液和水的流量。文杜里管泵将切削液原液虹吸入水流中，通过调节文杜里管的尺寸来调节浓度。采用文杜里管可能需要一个水量调节阀，因文杜里管泵的输出和流量、水压，切削液的粘度有关。浓度的选择，决定于很多因素。如：加工的轻重程度、有无水份蒸发、加工工序有无变化等。如这些因素都是有变化的，浓度应加调整。因此，最好每日检测一次浓度。检测浓度的三个方法：折光仪：手持光学折光仪可测得相当的浓度读数，可在机器旁使用。但其正确性可因冷却液中含有杂油、清洗剂、液压油及其他污染物而受影响。油分离法此法的正确性和采用折光仪测定相当，同样受油污染影响。此法需简单的试验设施。化学滴定法此法是较正确的方法。具体的滴定方法因所用冷却液的性质而异。请注意，为控制正确的浓度和保持良好的冷却液性能，机床操作人员和工厂有关人员应排除使用中的冷却液中的污染物。添加液当向冷却液系统补充添加液体时，最好先用良好的水，预先混合后，再往液槽中添加。这比将原液直接加入到液槽中好，液槽中可能有积聚的矿物质和细菌，这将使混合较困难。》日控制前面提到水质对水基切削液的性能和使用寿命有非常重要的影响。水质，主要是指水的PH、硬度和溶入的固体，建议每天测PH，以测定溶液的酸性及碱性。为什么PH如此重要？所有用水稀释的切削液都是按使用中呈碱性(按PH)设计的，呈碱性可帮助控制锈蚀和控制大量的细菌滋长，呈酸性可产生锈蚀。举例来说，如新配液的PH为9.1，使用二周后降为7.5,说明细菌可能已大量繁殖。这些微生物能消化掉乳化剂、表面活性剂，同时细菌的呼吸产物会进一步下降PH，最终不可避免造成锈蚀，产生令人厌恶的臭气，降低切削液的稳定性，缩短刀具寿命。因此控制正确的PH是保持良好生产，得到良好经济利益的简单举措。为提高冷却液的PH，可以很方便的加入苏打灰、硼砂或切削液原液中使用的具体添加剂。所有水性切削液都设计使用于某个具体的PH范围。如PH不断增加，高于此范围，是一个警告信号，应检查是否无意中加进了不需要的物料，如清洗液有时会意外的被加进切削液槽。PH过高，是造成皮炎的通常原因。每日检测PH，操作很简单，最简便的是使用一定的PH试纸，或用电位计(PH仪)。每周或每两周进行的检测金属加工用液能支持微生物的滋长，微生物包括细菌、霉菌和真菌。微生物滋长会造成很多问题：如沉积、粘敷、污浊、发臭、锈蚀等，产生那类问题，决定于二个主要因素：切削液的化学性能和冷却液系统的设计和维护。细菌大部分可溶性冷却液都含有杀菌剂，以控制微生物。在一个清洗干净的系统中，切削液中的杀菌剂，加上使用过程中的正常添加量，应能控制微生物的滋长。冷却液使用中，如已被金属颗粒和杂油污染，可能需另添加一些杀菌剂。每周或每两周检查一次，已足以确定系统受微生物污染的状况。确定微生物污染程度有二个方法机机痕色试验(streaktest)和浸片试验(dipslidetest)。痕色试验中，对液体试样进行培养，鉴别产生的菌团，并计数。浸片试验更简单，试样一般经一天培养，即可目测大致地细菌污染程度。如机床或系统曾有菌污染的历史，建议在液槽中另添加一些杀菌剂。切削液中通常可发现有二类细菌：亲氧菌和厌氧菌。亲氧菌有氧气时滋长，厌氧菌无氧气时滋长。杂油和其他污染物会促进细菌的滋长。对二类细菌而言，杂油等污物都是饲养基。乳化和溶液不稳定是存在亲氧菌的表现。亲氧菌可吃掉添加剂，如乳化剂。控制亲氧菌的方法为保持系统清洁，有选择的使用杀菌剂。厌氧菌会产生硫化氢机机“以星期一臭气”而闻名。硫化氢也是使机床和零件产生严重蚀斑的原因。厌氧菌也能使液体颜色变成灰色或黑色。在机床停用后，臭味是最普遍产生的现象。此时杂油漂浮至液槽上部，阻隔了液体和氧气的接触，使厌氧菌增生。周末期间，循环液体或添加杀菌剂可减轻厌氧菌增生。在液体中通入空气，也可有效的将厌氧菌减到最低浓度。有时，添加杀菌剂可能比保持液泵运转更实用和便宜，但必须采用对使用中的切削液适用的杀菌剂。保持系统清洁可减少各种细菌和真菌滋生，控制细菌滋长最有效的办法是做好切削液的维护管理，保持整洁的工作环境。在加入干净的、新的切削液前，用洗涤型清洗剂清洗液槽。真菌切削液中真菌的滋长也会产生问题，存在真菌的表现是液槽壁上有粘性的敷着物。这类敷着物经常影响切削液的工作状况，特别是会阻扰过滤器系统的工作。一般的液体中真菌和细菌同时存在，他们相互争食养料，但真菌和细菌相比，生长慢得多。经几周，甚至几个月真菌滋长才严重到产生问题程度。为杀死真菌，需用杀真菌剂，但一旦有真菌繁殖，仅添加杀真菌剂尚不够。必须用机械方法将菌丝清除掉，以保证真菌滋长问题不再发生。再重复一次，从一开始保持清洁，作好维护管理很重要。重要维护提示：撇除杂油漂浮在切削液面的机床润滑油，液压油会将切削液和空气隔离开，造成厌氧菌滋长。撇除杂油，特别是在机床停用前跟踪记录切削液性能保持简单记录，发现问题于其发生之前。为什么保持记录很重要？可溶性冷却液中的各种添加剂，帮助延长刀具和液体的使用寿命，防止锈蚀，保持冷却液的稳定性。但经使用，添加剂迟早要消耗掉。这表示为使冷却液能继续无故障的进行生产，需要周期性的添加新液。进行记录可使你能跟踪冷却液的使用性能。对以下六项保持简单记录：浓度；PH；产生泡沫倾向；水质切削液稳定性菌类污染有时不同添加剂的耗损率是不一致的，称为“优先耗尽”。此时可添加某些化学品，而不一定要补充原液，液体供应商可帮助做某些性能测试，推荐校正措施。其他冷却液的污染源有那些？可来自很多方面桃机液压液、防锈剂、导轨润滑油、脏物、地面清洗液、金属切削、粉末等。这些污染能阻隔静止的液体和空气的接触，阻止正常的充气供氧，使厌氧菌繁殖，静止和污染是产生周一臭味的原因，经常性的去除污染，可防止臭味。集中供液系统可在一处对冷却液进行测定，确定其性能状况。单独供液机床，如数量多，维护不是那么简单，此时用户很可能将维护的努力集中在加工最重的那些机床上。但较好的办法是建立一冷却液循环设施，并建立一个对切削液进行预言性维护的计划，将使用过的冷却液由液槽泵入循环设施分批的进行处理，随后将此液和新液按1:1混合后再灌进机床。这是一个很好的延长切削液寿命，并将使用中可能发生的问题减至最少的办法。切削液的净化：使静止分离和撇除浮油；过滤。静止分离是一个被动的处理方法，让冷却液在液槽中静止足够长的时间，使污物从液体中分离出来。有些会沉降下来，有些可漂浮于液面，此时可撇除，充气能促使污物漂浮至液面。过滤是一个主动的处理方法，但所需设备价格较高。可有多种过滤方法，因净化程度而异，要求净化程度越高，所需设备越复杂，价越高。选择何种系统，除液体要求净化程度外，尚决定于其他因素。如所需净化的液体类型，它的温度、压力、流量、油污染程度、微生物污染和所加工材料的性质。•良好的系统设计的要点系统设计应使净化尽可能可靠和方便。冷却液槽应离开冷却塔、清洗机、车道。循环系统设计应简单。地面回液沟应加盖，使污物污染减至最低。泵的大小应能保持输送管道内充满冷却液。中央液槽应置于离开操作工人和机床的地方，槽的容积应为泵流量的10〜15倍，以使切屑有足够时间沉降和使液体冷却下来。液槽内进行搅拌，有助于充气。避免管道有死角，以保持液体流动，减少