В водопроводной воде могут содержаться разные механические примеси. Они в процессе эксплуатации эмульсии могут нанести ущерб системе фильтрации оборудования. Также это увеличивает вероятность биопоражения СОЖ.
Соли жесткости в воде также негативно отражаются на качествах смазочных составов. Повышается показатель пенообразования, снижается стабильность эмульсии. В этом случае дисперсные частицы могут слипаться или наблюдается расслоение состава.
Количество бактерий в СОЖ определяет длительность эксплуатации состава. Чем меньше микроорганизмов в приготовленной эмульсии, тем дольше можно будет не менять смазку. Важно, чтобы вода обладала требуемым уровнем рН. От этого будет зависеть эффективность действия противокоррозионных присадок.
В составе присутствует щелочной буфер. Это присадка, которая помогает выравнивать уровень рН в жидкости. Однако даже этот компонент не сможет эффективно восстановить кислотно-основной состав, если вода изначально не обладает достаточным запасом щелочности.
Перед созданием эмульсии необходимо учитывать требования производителя концентрата. Сначала обязательно делается анализ воды. Её состав корректируется. Это позволит получить смазочно-охлаждающую жидкость с требуемыми качествами и высокой эффективностью при эксплуатации.
Существуют разные стандарты, которые описывают свойства воды для приготовления эмульсий. В России они описаны в ГОСТах 4151-72, 6709-72, 6243-75. В Европе принято руководствоваться стандартом № 3397-2, который был принят VDI (Ассоциация инженеров Германии). В этом документе указывается на необходимость применения качественной питьевой воды для создания смазочного состава.
В реалиях современных отечественных производств это практически недостижимо. Поэтому российские производители должны выполнять хотя бы минимальные требования при приготовлении водосмешиваемых СОЖ, которые представлены в таблице 1.
| Название показателя | Единицы измерения | Максимальное значение | Минимальное значение |
| Уровень рН | 8 | 5,5 | |
| Проводимость | сим/см | 1000 | |
| Жесткость | мг экв/л | 10 | 2 |
| Уровень бактериального поражения | баллы | меньше 4 | |
| Хлориды | мг/л | меньше 100 | |
| Нитраты | мг/л | меньше 50 | |
| Нитриты | мг/л | меньше 20 | |
| Сульфаты | мг/л | меньше 100 | |
| Сухой остаток | мг/л | меньше 100 | |
| Загрязнения нерастворимого типа | г/л | меньше 0,1 |
Таблица 1. Минимальные требования к качеству воды для приготовления технологических эмульсий
Если водопроводная вода не соответствует представленным требованиям, ее состав нужно корректировать. Сначала требуется привести показатель жесткости к требуемому значению. Для этого потребуется уменьшить количество бивалентных металлов в жидкости (магний, кальций, железо). Вода с высоким показателем жесткости характеризуется высоким коррозионным воздействием. Это снижает активность действия эмульгаторов. Состав теряет свою стабильность и эффективность.
Соли жесткости
Очистку от солей жесткости проводят при помощи специальных установок. Это может быть или обратный осмос, или ионообменные колонны. Также очистка проводится методом химического смягчения жесткости. Этот способ требует меньше затрат. Однако для приготовления эмульсии в промышленных масштабах рекомендуется приобретать оборудование для очистки воды от солей жесткости.
Химический способ позволяет нейтрализовать действие магния, кальция и железа путем введения в состав специальных реагентов. Для этих целей применяются карбонаты. Однако их использование не рекомендуется современными стандартами. Такие соли приводят к повышению электропроводности эмульсии. Это влечет за собой развитие коррозии.
Поэтому лучше применять для снижения воздействия солей жесткости комплексные соединения. Популярным в этом случае является соль ЭДТА (этилендиаминтетраацетат натрия). Ее еще называют Трилоном Б. Этот реагент позволяет привести показатель жесткости воды к требуемому значению без использования специальных очистительных установок.
Проводимость воды
Показатель проводимости воды также часто требует корректировки. Если он не соответствует требованиям стандарта, это также свидетельствует о наличии в составе солей. В этом случае подразумевается не только повышенное содержание бивалентных металлов, а любых электролитов. При высокой проводимости эмульсии также повышается вероятность развития коррозии.
Повышенная проводимость среды также может негативно отразиться на стабильности эмульсии. Она может расслоиться, дисперсное распределение частиц в основе может стать неравномерным. В этом случае СОЖ потребует в скором времени замены.
Методы очистки воды от электролитов аналогичны подходам снижения концентрации солей жесткости. Единственное отличие заключается в невозможности удаления таких примесей при помощи введения карбонатов. Этот подход будет неэффективным. Одним из эффективных подходов снижения концентрации солей является добавление в состав дистиллированной воды.
Уровень рН
Часто корректировки требует показатель рН. Он определяет кислотно-щелочной баланс водопроводной воды. Большинство составов отличаются максимальной эффективностью в слабощелочной среде, который соответствует показателю рН 9-10. Так как вода практически никогда не обладает таким показателем, в состав концентратов добавляется щелочной буфер.
Это специальная присадка, которая применяется для поддержания уровня рН на требуемом уровне. Если вода отличается высокой кислотностью, щелочной буфер быстро теряет свою эффективность. Он быстро исчерпает себя. Поэтому действие эмульсии будет ослабевать. Ее потребуется заменить раньше.
Следует учесть, что очень высокий показатель рН также не приемлем. Если вода отличается высоким щелочным числом, при добавлении в неё концентрата она становится достаточно агрессивной. В этом случае у оператора станка возникает раздражение на руках. В этом случае жидкость требует нейтрализации щелочного показателя.
Биологический фон
Некоторые производства применяют в своих технологических циклах воду из природных источников. В этом случае в составе могут присутствовать различные бактерии и микроорганизмы. При их большой концентрации эмульсия становится подверженной их воздействию.
Чтобы определить их концентрацию в воде берутся посевы. Для этого применяются разные методы. Чаще всего применяется подход, который предполагает погружение слайда с питательной средой в жидкость. На ней начинают развиваться содержащиеся в воде грибки и бактерии. Спустя 2-3 дня оценивается уровень биопоражения слайда. Если результат превышает 3 балла для грибков и 4 балла для бактерий, необходимо ввести в воду биоцид. Можно также обрабатывать воду путем термической пастеризации.
Содержание нитритов и нитратов
Российское законодательство не регламентирует содержание нитратов, нитритов в воде для приготовления эмульсии. Однако современные мировые стандарты требуют контролировать их уровень в жидкости. Согласно нормативному документу TRGS 611, который разработан в Германии, персоналу не разрешается контактировать с жидкостями, в которых нитритов и нитратов более 50 мг/л. Это небезопасно для здоровья работников.
Это требование объясняется содержанием в большинстве эмульсий аминов. Они вступают в реакцию с нитритами. В результате образуется вещества, которые называются нитрозаминами. Этот состав отличается выраженным канцерогенным, раздражающим воздействием.
Перед приготовлением эмульсии нужно проверять воду на содержание нитритов и нитратов. Для этого применяют специальные тест-полоски. Они позволяют определить их концентрацию в жидкости.
Механические примеси
Вода, которая применяется для приготовления эмульсий, не должна содержать механические примеси. К таковым относится ржавчина, мелкодисперсные, абразивные взвеси. Такие компоненты могут нарушить работу оборудования, привести к образованию осадка.
В этих отложениях активно развиваются грибки и бактерии. Также осадок повышает вероятность развития коррозии. При обнаружении подобных частиц в воде, ее нужно подвергнуть фильтрации. Это станет залогом правильного функционирования оборудования, получения готовой продукции высокого качества.
Вывод
Чтобы эмульсия функционировала длительное время и максимально эффективно, нужно правильно подобрать концентрат, а также оценить качества воды для приготовления смеси. При необходимости её состав корректируется в соответствии с результатами анализа. Одним из самых важных показателей, который влияет на эффективность воздействия СОЖ на систему, является уровень жесткости воды. Также немаловажное значение имеет механическая чистота жидкости, ее уровень кислотности, наличие нитратов, нитритов и прочих компонентов.
