Meranie základných parametrov vodou riediteľných kvapalín v prevádzke

Vodou riediteľné chladiace kvapaliny (emulzie) podliehajú v prevádzkových podmienkach častým zmenám hlavných parametrov. Ich nepriaznivé zmeny môžu častokrát viesť k okamžitému znehodnoteniu reznej kvapaliny, a tým k nárastu prevádzkových nákladov. Preto je dôležité meranie hlavných parametrov vodou riediteľných chladiacich kvapalín minimálne jedenkrát týždenne. Potreba  merania závisí od veľkosti nádrží, množstva denne dolievanej emulzie, teploty prostredia atď.

Hlavné parametre je potrebné zároveň priebežne vyhodnocovať, nakoľko ich zmeny signalizujú, k čomu môže v priebehu krátkej doby dôjsť.

Koncentrácia chladiacej kvapaliny
Koncentrácia chladiacej kvapaliny je najdôležitejší parameter vodou riediteľnej chladiacej kvapaliny. Vyjadruje hmotnostný pomer koncentrátu chladiacej kvapaliny k technickej vode. Každý výrobca chladiacich kvapalín definuje najvhodnejšie koncentrácie kvapaliny pre rôzne druhy trieskového obrábania , napr.
· brúsenie
· sústruženie, frézovanie
· rezanie závitov, hlboké vŕtanie a tvárnenie
Koncentrácia sa spravidla v prevádzke meria refraktometrom. Na presné určenie koncentrácie vodou riediteľnej chladiacej kvapaliny je však potrebné zadefinovanie koeficientu refraktometra. Je to číslo, ktorým sa násobí nameraná hodnota na refraktometri, pričom súčin predstavuje výslednú skutočnú hodnotu koncentrácie. Každá vodou riediteľná chladiaca kvapalina musí mať v technickom liste uvedený tento koeficient.

Obr.: Ručný refraktometer

pH hodnota
pH hodnota je druhým najdôležitejším parametrom vodouriediteľných chladiacich kvapalín. Jej hodnota musí byť vždy vyššia ako 7,0, to znamená že vodouriediteľné chladiace kvapaliny sú vždy zásadité. Bežná hodnota chladiacich kvapalín sa pohybuje v rozmedzí 9,0 - 9,4. Pri poklese  pH pod hodnotu 8,8 už dochádza ku korózii materiálu.
V praxi však nájdeme aj chladiace kvapaliny nových generácií, kde pH hodnota sa bežne pohybuje v rozmedzí hodnôt 7,5 - 8,5, a to bez vplyvu na koróziu materiálu. Výhodou novej generácie chladiacich kvapalín je najmä minimalizovanie nepriaznivého účinku chladiacich kvapalín na pokožku obsluhy obrábacích strojov. Vysoká hodnota pH totiž znamená, že kvapalina nadmerne spôsobuje vysušovanie pokožky, jej následné praskanie a zvyšuje pravdepodobnosť vzniku kožných ekzémov. Hodnota pH sa meria buď lakmusovými papierikmi, resp. digitálnymi pH metrami.

Obr.: Lakmusový papierik

Obr.: Digitálny pH meter

Baktérie
Sú najvýznamnejším činiteľom, ovplyvňujúcim kvalitu vodou riediteľných chladiacich kvapalín. Ich prítomnosť je podmienená prítomnosťou vody v roztoku (v čistých olejoch sa nenachádzajú).  Nachádzajú sa v každej chladiacej kvapaline, podstatou riešenia tohto problému je udržať množstvo baktérií v takom objeme, ktorý nebude mať zásadný vplyv na kvalitu chladiacej kvapaliny.
Baktérie, nachádzajúce sa v kvapalných roztokoch sa delia na :
· aeróbne baktérie
· anareóbne baktérie

Aeróbne baktérie sú také, ktoré sa rozmnožujú za prítomnosti  vzduchu, a ich vplyv na kvalitu chladiacich kvapalín je úplne zanedbateľný.

Anaeróbne baktérie sa rozmnožujú bez prístupu vzduchu. Tieto baktérie sa extrémne rýchlo množia v kvapalinách, ktoré neprichádzajú do styku so vzduchom (napr. pri pokrytí hladiny kvapaliny olejom, resp. nánosom kalu na dne nádrže chladiacej kvapaliny ). 
Typickým príznakom prítomnosti aeróbnych je nepríjemný zápach, ktorý sa vyskytuje v prevádzkach vždy po spustení obrábacieho stroja, ktoré nasleduje po odstávke stroja. Ďalším sprievodným javom je výrazný pokles pH hodnoty chladiacej kvapaliny a následná korózia oceľových a liatinových  obrobkov a častí obrábacieho stroja.

Plesne
Oproti baktériam je ich výskyt vo vodou riediteľných chladiacich kvapalinách menej častý.  Ich výskyt je podmienený vniknutím cudzej,  „aktivačnej" látky do chladiacej kvapaliny. Aktivačnou látkou máme na mysli takú látku, ktorá pri styku s vodou začne vytvárať plesne, resp. huby. Môže ňou byť napr. chlieb resp. zostatky jedla, ohorok cigarety a pod. Nárast plesní nemá priamy vplyv na technologické parametre chladiacej kvapaliny, ako napr. baktérie - pokles pH hodnoty. Ich rozšírenie je badať vo forme zhlukov, resp. kaučukovito-hubových telies, plávajúcich v chladiacej kvapaline. Ich nepriaznivý účinok sa prejavuje najmä v čerpadlách chladiacich kvapalín, resp. možným prenosom plesní na pokožku obsluhy obrábacieho stroja.
V praxi sa prítomnosť baktérií, ako aj húb meria Dip-slide testami. Tieto rýchle testy slúžia na zistenie prítomností  húb a plesní, resp. ich približnej hodnoty, pričom nerozlišuje jednotlivé kultivácie plesní.

Tvrdosť vody
Tvrdosť vody výrazne ovplyvňuje kvalitu, a tým aj životnosť chladiacich kvapalín. Nemá priamy vplyv na technické parametre chladiacich kva-palín, so stúpajúcou hodnotou však chemická stabilita niektorých kvapalín klesá. Prejavuje sa to „rozsadením„ chladiacich kvapalín, t.j. jednotlivé zložky chladiacich kvapalín, ktoré spolu homogenizovali vo výrobnom procese kvapalín, sa následne separujú a vytvárajú jednotlivé vrstvy v nádrží kvapalín. Tvrdosť  vody zároveň vplýva na penivosť chladiacich kvapalín. Penivosť následne spôsobuje problémy s vytekaním kvapaliny z nádrží, ako aj so zavzdušňovaním tlakových čerpadiel chladiacich systémov obrábacích strojov.
Najbežnejšie sa tvrdosť vody meria papierovými prúžkami podobne ako hodnota pH.

Text: Radovan Roman

Späť

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd