工业用乳化油及磨削液的使用维护

www.zhongruikj.com   工业用乳化油及磨削液的维护（切削液） 2007-07-26 16:39:58 作者：山特维克 来源：互联网 文字大小：【大】【中】【小】 简介：【摘要】 维护管理 维护管理乳化液的目标是使其 pH 值、浓度配比、含菌量等技术 指标均在设定的范围内，从而达到延长使用寿命的目的。根据我院在不同企业的实践证明， 性能再好的乳化液，如不注意日常的维护管理，也不能长期保持其性能，反而会缩短使用寿 命；而性能一般的乳化液，如注意维护管理，也能长期保持其性能。 水溶性金属切削液的 维护及保养通常由切削液供应商的技术服务人员和用户 关键字：刀具 夹具 切削 铣削 车削 机床 测量 【摘要】 维护管理 维护管理乳化液的目标是使其 pH 值、浓度配比、含菌量等技术指标均在设定的范围内，从 而达到延长使用寿命的目的。根据我院在不同企业的实践证明，性能再好的乳化液，如不注 意日常的维护管理，也不能长期保持其性能，反而会缩短使用寿命；而性能一般的乳化液， 如注意维护管理，也能长期保持其性能。 水溶性金属切削液的维护及保养通常由切削液供应商的技术服务人员和用户的现场技术人 员共同完成，通常可以通过检测使用中水溶性金属切削液的：浓度、PH 值、防锈性、切削 液稳定性（静置后浮油/浮皂量）、微生物含量（细菌、真菌、霉菌等）以及切削液的电导 率（或总硬度）来加以评定分析，保证切削液的良好使用效果。乳化液的维护管理包括：日 常维护和定期维护。 日常维护要求每天都要对水质、系统清洁度、系统液量进行检测。配液可以用自来水，但硬 度为 150ppm 左右。系统清洁度的保持对乳化液的性能稳定十分重要，系统清洁主要是除 油污，因此每天都必须进行清洁。由于生产过程会带走部分乳化液，所以每天要及时补充， 使系统总液量不变。补液时应注意倒入液槽的位置要低、速度要慢。此外，在较长的停止使 用期间(如双休日和国定假日)，乳化液系统仍需定时循环、搅拌或通入空气，或加杀菌剂、 补充添加剂等，以防止乳化液中厌氧菌的大量繁殖，导致乳化液变质。 定期维护，要求定期检测乳化液的 pH 值、浓度、细菌含量等，如有变化及时采取相应的措 施。乳化液 pH 值一般为 9.0，呈碱性，以防止机床的锈蚀，同时也为了控制细菌和真菌的 滋长。使用中乳化液的 pH 值会慢慢降低，所以必须及时加入调整剂。一般乳化液的常用浓 度范围为 5%~13%，浓度过高泡沫多，成本也高，剌激皮肤，冷却性差；浓度过低则防锈 性能、抑制细菌能力和润滑性都变差。导致浓度下降的原因很多，如水硬度高、乳脂和油脂 析出、细菌污染、乳化剂消耗、冷却液不稳定等，视情况及时补加新液，并添加杀菌剂。应 规定每 2 周测一次细菌含量，细菌繁殖会消耗掉乳化剂，使油脂和乳脂析出，乳化液浓度 和润滑性能下降。亲氧菌呼出 CO2，使乳化液 pH 值下降。防锈性能变差；厌氧菌会产生 H 2S，产生臭味。合成乳化液虽不易滋长细菌，但有真菌滋长。当细菌数≥105/ml，或 pH 值、 浓度有较大变化时，必须加原液或杀菌剂调整。 微生物的危害 微生物能对金属加工液、循环系统和人的健康带来很大的危害。 I. 对加工液的危害 ? 有机成份降解 ? 形成酸性产物 ? pH 值下降 ? 防锈性能下降 ? 增加导电性 ? 形成胺类物质 细菌控制是水溶性切削液管理的中心问题。 这些细菌靠吃切削液中的脂肪、 腐蚀抑制剂及乳 化剂等成份生存。如果没有控制好的话，它们能以很快的速度繁殖。并发生化学变化，使切 削液变得更酸，破坏稳定性，甚至使切削液失效。细菌数超过 105 个/ml 便会引起切削液腐 败。 而同时最令人不愉快的副产品是酸味。 最差的味道是由一种叫硫化还原剂的细菌产生的， 它们生长在氧含量低的不活泼切削液中， 并产生硫化物臭气。 目前国内在切削液中有防腐剂 的产品很少见， 在切削液使用中加入防腐剂也不多见。 这主要是由于加入防腐剂使切削液的 成本增加较大和使用不大方便所致， 今后的任务是开发和推广价格适宜使用方便且无毒的防 腐剂。 为了消除上面提到的那么多的危害，就必需采取措施来控制微生物的生长。细菌数在 102 104 之间时，在大部分情况下加工液系统操作上不会有问题。但对霉菌来说，情况就完全 不一样。霉菌不会均匀地分布在冷却液系统中，而是形成菌落。这样的情况经常可以在加工 液系统中出现。 如果在加工液系统中发现霉菌， 我们就要特别引起注意并尽快采取相应的措 施。 防腐剂的应用 加工液的防腐并不是想象的那么简单。由于涉及的因素比较多，而且菌种多样性、加工液系 统差异性大等原因，对防腐技术提出了更高的要求。选择合适的防腐剂是一大关键，而且用 户应当掌握准确的使用方法。防腐剂的使用应当咨询专业的防腐剂生产厂家。 用户要根据不同的加工液体系和不同的加工材质来选择合适的防腐剂。如舒美公司的 Grot an? BK, OX 和 Forte 适用于碱性体系， Grotan? TK 2 和 TK 3 适用于中性体系， 也特别 适用于有色金属加工。添加原则：一般来说，要尽量保证循环系统工作液中防腐剂浓度为 0. 15 %（至少 0.10 %），以此根据稀释比例倒算浓缩液中所需防腐剂的量。并通过定期后 添加（0.03 %，每 1-2 周）来维持工作液中防腐剂的浓度。 用户也应当根据各自系统长菌情况的不同来选择相应的防腐剂。如舒美公司的 Grotan? B K，OX 和 TK 3 杀细菌能力强，杀霉菌能力弱。Grotan? Forte 和 TK 2 同时具有杀灭细菌 和霉菌的双重功效。而 Grotan? F 10 是一种广谱长效的防霉剂。 测菌片 由于微生物很小，肉眼不可见。因此需要一种简单直观的方法来检测微生物的生长情况。好 氧平板计数法（APC 法）是一种实验室常用的检测方法，它是通过估计活菌数的微生物计 数法。这种方法通常是把样品在标准化培养基上于 27-300C 培养 72 小时，如在 SMA（St andard Method Agar, 标准方法琼脂培养基）中培养。但这个方法不能反映所有微生物的 存在。而且这个方法对一般的用户来说，操作方面也存在不少麻烦。因此我们寻求更简便有 效的检测方法。 切削液中综合防腐手段 骆宇晨 技术支持经理 德国舒美有限公司上海代表处 如今，水基切削液在金属加工业中已经得到了广泛的应用，然而，切削液的卫生维护， 却一直是困扰着广大生产企业的难题。 水基切削液的开放式的使用环境， 富含营养成分的配 方特点使其微生物滋生的理想场所。 这些生命体本身虽然微小到肉眼无法可见， 但却可以给 生产工作和人员健康带来很大的危害。 因此控制微生物生长， 无论从技术原因还是专业的医 学观点来说都是非常必要的。 微生物是地球上最早的“居民”并且繁衍至今，它们具有极强的生存能力，从 1 万米深、水 压高达一千多个大气压的太平洋底到 8.5 万米高的大气层； 从炎热的赤道海域到寒冷的南极 冰川；从高盐度的死海到强酸和强碱性环境，都可以找到微生物的踪迹。同时它们的种类繁 多，且繁殖速度极快，例如细菌中的大肠杆菌 20 分钟左右可以繁殖一代。 微生物能够通过很多渠道传播如脏水、废弃物、泄漏的油、空气、工件、操作工和生产 卫生缺陷等。同样它们也能进入到水基切削液的循环系统中。分析加工液的配方，我们可以 发现微生物生长所必需的元素：碳、氮、硫、磷和跟踪元素在配方组成中大量存在。胺类是 氮的来源，矿物油和乳化剂是碳的来源，硫酸盐可以在阴离子乳化剂中找到，水中的硫酸盐 和磺酸盐也是硫的来源。 冷却液中的足够的水的氧气为有氧代谢提供条件。 当加工液处于静 止状态时，厌氧菌的无氧氧代谢成为可能。与此同时，水基切削液在 20-40℃左右的工作温 度又是微生物生长和繁殖的理想条件。 在水基切削液觉的微生物有大肠杆菌、粪产碱菌、绿脓杆菌、恶臭假单胞菌、黑色曲霉、 青霉菌、白色假丝酵母菌等。它们一旦在切削液循环系统中大量繁殖，会带来很大的破坏， 它们会降解有机成分，消耗乳化剂，使得油相析出，浓度下降，润滑性能也随之下降。由微 生物发酵引起 PH 值下降，防锈性能下降，同时也进一步促进了细菌的繁殖。切削液中的硫 酸盐和磺酸盐被硫酸还原菌分解之后，生成硫化氢气体，其气味难闻，对生产环境产生不良 的影响。严重时微生物能够在管道壁形成微生物膜，成为顽固的污染源，甚至堵塞管道。现 场操作员工的健康也会受到损害，皮肤过敏，伤口感染的出现几率增高。 为了消除上面提到的那么多的危害，就必须采取相应的措施来控制微生物的生长。细菌 数在 102～104cfu/ml 之间时，在大部分情况下切削液系统操作上不会有问题。但对霉菌来 说，情况就完全不一样。霉菌不会均匀地分布在冷却液系统中，而是形成菌落。这样的情况 经常可以在切削液系统中出现。 如果在切削系统中发现霉菌， 我们就要特别引起注意并尽快 采取相应的措施。 有很多化学物质能够杀死微生物，但是切削液系统本身的一些特点限制了它们的应用。 只有把系统清洗、选择理想的防腐剂、厂区卫生和系统的维护几方面结合在一起，才能够有 效解决在长期的操作过程中所产生的问题。 这不仅可以延长加工液的使用寿命和提高其安全 性，而且还能节约成本。 常用的化学防腐剂有以下三种作用机理： 第一类包括能引起膜通透性丧失的化合物， 膜通透 性丧失导致细胞内容物的渗出和与膜相偶联的能量梯度的丧失（如酚类）；第二类包括抑制 或钝化细胞内酶的化合物，这些化合物常常和酶活性部位的巯基反应结合来影响酶的活性 （如醛类、甲醛衍生物）；第三类包括对基因物质的破坏，这些化合物阻止细胞的复制，甚 至影响到物质的合成及细胞的呼吸作用。 异噻唑啉酮类不仅对基础酶有损伤作用， 而且对细 胞膜的通透性和核酸的合成均有影响，因此同时具有三类作用机理。 考虑到水基切削液的特点，应用于其中的化学防腐剂应当满足以下要求： 1、 广谱的杀灭微生物的功效，在推荐浓度下能有效杀灭细菌、霉菌和酵母菌。 2、 快速杀菌 3、 长效性 4、 与加工液中的成份相容性好 5、 很好的热稳定性 6、 很好的材料相容性，如不锈蚀加工件，不破坏密封材料 7、 不影响加工液的冷却和润滑性能 8、 对加工液系统的 PH 值影响小 9、 对环境没有负面的影响，如气味低、不会引起皮肤过敏、毒性低和生物可降解 10、 成本合理 至今还没有发现一种单一的防腐活性成份能够很好的满足以上所列的要求。 因此防腐剂的生 产厂家通过把不同的活性成份人工优化组合在一起，来更好的满足金属加工过程的实际需 要。 下面所列的是金属加工液防腐常用的一些活性成份。 一、 醛类 在醛类中，甲醛、戊二醛、苯甲醛和氯乙醛是被大家所知的，其中 30～40%的甲醛水溶液 是最简单的形式，有很好的防腐功效。但甲醛只对细菌有很强烈的杀灭作用，对霉菌的作用 比较弱。由于甲醛气味刺激性大，现很少有人采用纯甲醛作为防腐剂，而戊二醛的应用越来 越得到重视。 二、 甲醛衍生物 甲醛释放体有两种形式：O-缩甲醛和 N-缩甲醛。O-缩甲醛是由伯醇、乙二醇或乙二醇乙醚 等跟甲醛反应生成。常见的有苯甲醛、丙二醇和 1，2 亚乙基二醇。它们没有游离甲醇那么 易挥发，因此有更好的长效性。它们特别适合用于中性加工液体系。O-缩甲醛是一种高效 的杀菌成份，它们是由甲醛跟胺类或氨基化合物反应生成，常见的有六氢三嗪、咪唑啉、缩 醛胺和羟甲基酰胺化合物。 三、 噻唑类/异噻唑啉酮类 在 30 年前，文献中就提到这类活性成份有很好的抑制细菌和霉菌的功效（如：2-巯基噻唑 啉或 2-（4-噻唑基）-苯丙咪唑）。一直以来人们都在尝试将它们用于加工液的防腐。但由 于溶解性、稳定性及成本等因素制约了它们的应用。 苯丙异噻唑酮和其它异噻唑啉酮衍生物好几年来也被作为防腐成份。 但加工液的组成结构不 同会直接影响它们的功效。由于溶解度小，限制了苯丙异噻啉酮的应用。氨胺类、硫醇和亚 硫酸盐的存在会大大影响氯甲基异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮组合的功效。 而且浓度偏高时 氯甲基异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮组合毒性大， 对皮肤和粘膜腐蚀性强。 因此操作时要特 别小心。 四、 酚类 一般酚类在加工液的防腐中只担当次要的作用。 像其它活性成份一样， 酚类有它们的优点和 缺点。 优点是杀灭细菌和霉菌的速度快。 但当 PH 值＞9 时， 含酚加工液容易引起皮肤过敏。 而且非离子乳化剂的存在会使酚类的杀菌能力丧失。从生态学和毒性考虑，多卤化酚类，如 三氯、四氯或五氯苯酚已被淘汰。 五、 阳离子化合物 从杀菌功效方面看， 阳离子活性化合物也在可选择之列。 但是由于它不能杀灭水中常见的假 单胞菌及跟阴离子乳化剂的不相容性限制了它的应用。 六、 3-碘-2 丙炔-氨基甲酸丁酯 3-碘-2 丙炔-氨基甲酸酯作为防霉剂在加工液得到越来越多的应用。它可以同时在加工液的 浓缩液和稀释液中使用，但用于浓缩时应当考虑稳定性问题。 七、胺类 最近的研究结果显示胺类可以提供很好的防锈保护功能及协助杀菌功能， 而且能在阴离子体 系中保持很好的活性。但在德国，根据 TRGS 611（德国有毒物质技术规范），亚胺类在 加工液中是禁止使用的，因为它会在硝化剂存在时，形成亚硝胺。 并不是简单的将各种活性成份添加到切削液中去就可以达到良好的防腐效果了。 由于涉及的 因素比较多， 而且菌种多样性、 切削液系统差异性大等原因， 对防腐技术提出了更高的要求。 选择合适的防腐剂是一大关键， 而且用户应当掌握准确的使用方法。 防腐剂的使用应当咨询 专业的防腐剂生产厂家。 用户应当根据不同的切削液体系和不同的加工材质来选择合适的防腐剂。如舒美公司的 Gr otan○RBK,WS,Ox 和 Forte 适用于碱性体系，Grotan○RTK2 和 TK5 适用于中性体系，也特 别适用于有色金属加工。添加原则：一般来就，要昼保证循环系统工作液中防腐剂浓度为 0. 15%，以此根据稀释比例倒算浓缩液中所需防腐剂的量。并通过定期后添加（0.03%，每周 1-2 周）来维持工作中防腐剂的浓度。 用户也可以根据各自系统长菌情况的不同来选择相应的防腐剂。 目前在国内水性切削液市场 上，主流的防腐活性成份是六氢三嗪类，该类产品对菌比较有效，但杀霉菌的效果很弱，杀 菌广谱性不足， 霉菌一旦入侵切削液， 有可能导致菌落的形成， 进而堵塞循环系统影响生产。 Grotan○RFortet 和 TK2 同时具有杀灭细菌和霉菌的双重功效。可以达到广谱的效果，在抑 制细菌生长的同时防止霉菌出现。如果切削液系统中经常出现发臭的问题，则可以选择 Gr otan○RWS。Grotan○RWS 和六氢三嗪类比较，它对脱硫弧菌的抑制能力要出色的多。大 多数切削液配方中添加有磺酸盐作为防锈剂， 微生物出问题以后出现的恶臭就是由于磺酸盐 中的含硫基团大部分被脱硫弧菌分解所致的。 除了防腐剂的添加外，日常的微生物检测和定期的系统清洗也必不可少。由于微生物很 小，肉眼不可见。因此需要一种简单直观的方法来检测微生物的生长情况。 舒美公司的测菌片 Mikrocount○Rcombi 就可以很好的解决这个问题，并可以综合监控生 产线加工液系统。测菌片使用方便，可以快速的得到结果检测结果精确可靠。使用测菌片可 以有效控制原材料、产品的质量和监控生产系统的卫生。 系统清洗是经常被忽略的一个很关键的环节。这个环节一般发生在更换切削液系统时， 有的系统比较脏， 如管道中已长有微生物膜。 如果在系统中注入新的加工液之前没有充分清 洗整个系统， 系统中残留的微生物将会很快污染新的切削液， 从而给系统的后期防腐带来额 外的压力。 舒美公司的系统清洗剂 Grotanol○RSR1 是很好的帮手。建议您在将要处理的金属切削液 中添加 1-3%浓度的 Grotanol○RSR1，循环 6 小时以上（一般 8-12 小时候），可彻底清理 系统中的微生物、杂质与沉淀。然后可以放心的加入新的切削液。 随着对金属切削液的使用效果、有效使用寿命以及对环保方面要求的提高，越来越多的 用户开始重视防腐剂的作用。 切削液用杀菌剂有其特殊性， 单靠杀菌剂起作用是远远不够的。 只有把系统清洗、选择理想的防腐剂、厂区卫生和系统的维护几方面结合在一起，根据金属 加工液配方和系统的特点， 选择合适的防腐剂并掌握准确的使用方法， 才能够有效解决在长 期的操作过程中所产生的问题， 延长产品的使用寿命， 改善产品的性能， 增强环保适应能力， 从而提高产品在市场上的竞争力。 舒美公司凭借一百多年积累的经验能提供一流的产品。 而 且还能提供水性切削液的微生物维护全面解决方案， 真正做到让微生物污染远离客户的产品 和生产过程。

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