К производителю обратились клиенты с запросом на подбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для производства. Для объективного сравнения они предоставили образцы концентратов, которые уже рассматривали как варианты замены. Лаборатория провела сравнительные испытания, и один из ключевых результатов — оценка резерва щёлочности 5-процентных эмульсий. Разберём, что показывает этот параметр, почему он важен для срока службы СОЖ и как его правильно интерпретировать.
Почему СОЖ держат в щелочной среде
Рабочая эмульсия водосмешиваемой СОЖ обычно имеет pH около 8,5–9,5. Это не случайность, а условие её нормальной работы:
- в щелочной среде медленнее размножаются бактерии и грибки — щёлочность работает как биостатический барьер;
- щелочная среда защищает от коррозии чёрные металлы — детали, станки, инструмент;
- анионные эмульгаторы, которые удерживают масло в эмульсии, работают в щелочной среде, а при закислении эмульсия теряет стабильность и расслаивается.
Когда pH падает ниже примерно 8,5, начинается цепная реакция: бактерии размножаются, их продукты жизнедеятельности ещё сильнее закисляют эмульсию, появляются запах, коррозия, расслоение — и СОЖ приходится менять.
Откуда в эмульсии кислоты
- продукты жизнедеятельности бактерий и грибков — органические кислоты;
- углекислый газ из воздуха, который растворяется в эмульсии при перемешивании и аэрации;
- окисление посторонних масел, попавших в бак из гидросистемы и направляющих;
- кислые очистители, остатки технологических жидкостей, продукты коррозии.
Кроме того, соли жёсткости воды связывают часть эмульгаторов и ослабляют защитные свойства эмульсии.
Что такое резерв щёлочности
Значение pH показывает, насколько щелочная среда сейчас. Резерв щёлочности показывает, сколько кислоты эмульсия может нейтрализовать, прежде чем pH упадёт до критического уровня. Это буферная ёмкость: её создают компоненты концентрата — алканоламины, борсодержащие соединения и другие щелочные вещества. Две эмульсии с одинаковым pH могут иметь очень разный резерв: одна потеряет pH от небольшого загрязнения, другая выдержит месяцы работы.
Как измеряли
Испытание проводили по методике на основе ASTM D1121, которая изначально разработана для охлаждающих жидкостей и антикоррозионных составов. Эмульсии всех концентратов готовили в одинаковой концентрации 5 % и титровали 0,1 М раствором соляной кислоты до снижения pH до 8 — нижней границы рабочего диапазона. Чем больше кислоты потребовалось, тем больше резерв щёлочности.
| Концентрат СОЖ (эмульсия 5 %) | Объём 0,1 М HCl до pH 8 |
|---|---|
| Nobel CUT 2000 CF | 7,06 мл |
| MEVAG Estra 335 S | 5,43 мл |
| LUKOIL FREO SP 3020 EP | 4,11 мл |
Что показал результат
Nobel CUT 2000 CF показал наибольший резерв щёлочности среди протестированных образцов: на 30 % больше, чем у второго, и на 72 % больше, чем у третьего. Это значит, что при попадании в систему кислых продуктов — продуктов жизнедеятельности бактерий, углекислого газа, окисленных посторонних масел — эмульсия дольше сохраняет pH в рабочем диапазоне. А вместе с ним сохраняются:
- устойчивость к окислению и биопоражению;
- стабильность эмульсии при попадании металлической стружки и продуктов износа;
- защита деталей и оборудования от коррозии;
- стабильность при внешних нагрузках на рабочую систему.
Проще говоря, резерв щёлочности — показатель «запаса прочности» СОЖ и её ресурса в работе.
Как правильно использовать этот показатель
Резерв щёлочности — важный, но не единственный показатель. Большее значение не означает автоматически лучшую СОЖ: слишком высокая щёлочность может раздражать кожу операторов и быть агрессивной к цветным металлам. Поэтому СОЖ сравнивают по комплексу свойств: стабильности эмульсии, защите от коррозии, пенообразованию, смазывающей способности и биостойкости. Например, о коррозионной агрессивности эмульсий — в статье «Коррозионная агрессивность эмульсий СОЖ: испытание по DIN 51360-2».
В работе pH эмульсии контролируют регулярно — вместе с концентрацией. Если pH снижается быстрее обычного, это сигнал искать источник загрязнения: посторонние масла, бактерии, плохо очищенный бак. Подробнее — в статье «Как культура производства раскрывает потенциал СОЖ».
Подберём СОЖ для вашего производства. Пишите на info@zsnab.ru или звоните по телефону +7 984 500-46-00. СОЖ — в разделе «Жидкости для металлообрабатывающего оборудования».