Metal Kesme İşleme Sıvılarında Su Kalitesinin Önemi

Su, emülsiyon tipindeki metal kesme sıvılarında ana bileşendir. Su yüksek ısıl iletkenliği ve ısı taşıma kapasitesi sayesinde kesme işlemi esnasında oldukça iyi soğutma sağlar. Kullanılan emülsiyon bileşimin en az %90 kadarı sudan oluşmaktadır. Bu nedenle su kalitesinin ürün performansındaki önemi tartışılmazdır. Korozyon, kalıntı, pislik,  köpük, aşırı konsantre kullanımı veya hemen hemen her metal işleme sıvısı performans problemi, karışım yapımında kullanılan suyun kalitesinden kaynaklanabilir. Arıtılmamış su içindeki bazı safsızlıklar metal işleme sıvısı bileşenleri ile reaksiyona girerek performans özelliklerini olumsuz yönde değiştirebilir. Bu nedenle metal işleme sıvılarının hedeflenen performansı gösterebilmesi için bazen suyun arıtılması gerekebilir.

Su Kalitesi

Su kalitesi bölgesel olarak kaynağına göre değişmektedir. Bazı mineraller, organik maddeler ve mikroorganizmalar içerebilen su kaynakları metal işleme sıvılarının performansı üzerinde etki gösterir. Genellikle kuyudan çekilen sular diğer kaynaklara göre daha fazla mineral içeren sert sulardır. Göl suları genelde tutarlı yapıdayken akarsular yağış koşullarına göre değişken içerik gösterebilirler. Metal işleme sıvılarında kullanılan su kaynağının içerik olarak fazla değişmeyen ve kontrol edilebilir kalitede tutulması gerekmektedir. Kuyu suyu ya da belediye su kaynağı ile hazırlanan metal işleme sıvılarında izlenmesi gereken parametreler şunlardır :

  • Toplam sertlik
  • Alkalite
  • Klorür
  • Fosfat
  • Sülfat
  • pH

Toplam Sertlik (Kalsiyum Karbonat, CaCO3)

Toplam sertlik metal kesme sıvılarında kullanılan su kalitesinin en kritik faktörüdür.  Sudaki Kalsiyum ve Magnezyum iyonlarının Kalsiyum Karbonat cinsinden ppm (milyonda bir) değeri cinsinden ifadesidir.

Kesme sıvılarında kullanılması gereken suyun ideal sertlik derecesi 75-125 ppm arasında olmalıdır.  200 ppm üzerindeki sular “sert”, 100 ppm altındaki sular ise “yumuşak” sulardır.

Yumuşak su : Karışım suyunun toplam sertliği 75 ppm’den az olduğunda metal işleme sıvısı köpürebilir. Özellikle karıştırma işleminin olduğu uygulamalarda köpük oluşumu daha çok olur. Köpük; hazneye, makineye, geri dönüş kanallarına vb. taştığında sorunlara neden olur. Köpük, aynı zamanda kıvrımlı tip ayırıcılarla da etkileşime girerek talaşı askıya alarak çökelmesini önler, işleme ucuna teması keser ve işleme sıvısı soğutma kapasitesini azaltır.

Çözünür yağ ve yarı sentetik ürünler, tipik olarak yumuşak suda daha kolay köpürürler. Metal işleme sıvısı bir kaç günlük kullanımla birlikte talaş, kir ve yağ havasına maruz kaldıktan sonra,  köpük dağılma

eğilimindedir. Köpük oluşumu fiziksel etkenler nedeniyle de artıyor olabilir.    Sıvı akışındaki keskin dönüşler veya düşmeler, yüksek basınç nozulları,  pompalardan kaynaklı köpük oluşumu olasıdır. Köpük giderilemiyorsa köpük önleyicilerin kullanılması gerekmektedir.

Sert Su :  Metal işleme sıvıları üzerinde maliyet ve performans açısından en önemli sorunları teşkil eder.Sert su, bazı suda çözünür metal işleme sıvıları ile birleştirildiğinde, çözünmeyen sabunların oluşumunu teşvik eder. Sudaki çözünmüş mineraller, metal işleme sıvısındaki anyonik emülgatörlerle birleşerek karışımda bir pislik gibi görünen çözünmeyen bileşikleri oluşturur. Bu tür pislikler rezervuarın kenarlarını kaplar, boruları ve filtreleri tıkar, yapışkan kalıntı içeren makineleri kaplar ve yapışan mastarlara neden olabilir.

Çözünen yağlar (bor yağları) tipik olarak en az sert su stabilitesine sahip olduklarından, sert suyun bunlar üzerinde daha belirgin bir etkisi vardır. Sert su nedeniyle emülsiyonun kırılması ciddi durumlarda belirgindir ve karışımın tepesine yükselen bir yağ tabakası ile anlaşılır

Yarı sentetik ve sentetik metal işleme sıvıları, su sertliğinden gözle görülür şekilde etkilenmeyebilir. Bazıları sert sulara karşı özel olarak formüle edilmiştir. Bununla birlikte, çözünmüş mineraller emülgatörlerden başka bileşenlerle de reaksiyona girebilir. Bu reaksiyonlarda, metal işleme sıvısı bileşenleri değişir veya bağlanır ve sonuç olarak ürün hiçbir zaman maksimum performansa ulaşamaz.

Kullanılan metal işleme sıvısı karışımında zaman içinde çözünmüş mineral içeriği artar. 30 günlük bir sürenin ardından, karışımdaki miktar orijinal miktarın üç ila beş katı kadar artabilir. Bu, metal işleme sıvısı haznesinde bulunan “kazan etkisinden” kaynaklanmaktadır. Yani su buharlaşır ve çözünmüş mineralleri geride bırakır. Daha sonra, genellikle günde % 3-10 oranında yapılan her ekleme ile daha fazlasını biriktirmeye devam eder. Bu nedenle, başlangıçta çok düşük çözünmüş mineral içeriğine sahip su ile bile, çözünmüş mineraller hızla birikebilir ve sorunlara neden olabilir.

Alkalite (CaCO3)

Karbonat (CO3) miktarının Kalsiyum Karbonat cinsinden ppm olarak ifadesidir.  Metal kesme sıvılarının ideal performans pH aralığı 8,8-9,5 arasındadır. Korozyon ve kokunun önlenmesi ve bir temizleme sağlanması için bu pH aralığının korunması gerekmektedir. Eğer pH ve toplam alkalite yüksek olursa demir dışındaki metallerde pas ve lekelenme meydana gelecektir. Ayrıca bu durum çalışanlarda cilt tahrişine de neden olur.

Su Arıtma

Su Yumuşatma

Sadece kalsiyum ve magnzeyum iyonlarının uzaklaştırılmasına dayanan zeolit ile su yumuşatma işleminde bu iyonların sodyum ile yer değiştirmesi sağlanarak su yumuşatılır. Bu şekilde kesme sıvılarında sabunlaşma bertaraf edilmiş olunur. Ancak bu tip su arıtma işleminde negatif iyonlar bertaraf edilmediğinden korozyon ve tuz birikimi sorunu ile karşılaşılabilmektedir.

Demineralizasyon

İyon değiştirici reçine karışımı ya da ters ozmoz filtrasyonu ile 80-125 ppm sertliği arasında arıtılmış su eldesi metal kesme sıvılarında yeterli performansın alınabilmesi için yeterlidir.

Klorür

Metal işleme sıvısı karışımlarının yapımında kullanılan sudaki klorür (Cl-) iyon içeriği 50 ppm’in üzerinde olduğunda, ürünün paslanmasını önlemek daha zordur. Bazı metal işleme sıvılarında kullanılan korozyon önleyiciler klorür korozyonunu önleyebilir. Aşırı klorür iyonları demineralize edilerek kullanılmadan önce sudan uzaklaştırılmalıdır.

aşarsa, metal işleme sıvısı karışımının daha yüksek konsantrasyonları korozyonu ve koku kontrolünü kontrolünü iyileştirebilir.

Fosfat

Fosfat (POve diğerleri) iyonları, toplam alkaliliğe katkıda bulunur. Bakteri üremesine, koku oluşum ve cilt tahrişine yol açabilir. Su kaynağında fosfat iyonları yüksek ise demineralizasyon yöntemiyle giderilmelidir.

Sülfat

Sülfat (S04) iyonları, metal işleme sıvısının klorür iyonları kadar olmasa da paslanmayı önleme yeteneğini de etkiler. Ek olarak, bakteri üremesini destekleyebilirler. Sülfat iyonu içeriği 100 ppm’i geçmemelidir.

SUDAKİ İYONLARIN METAL İŞLEME İŞLEMLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ ve PROBLEMLER

SAFSIZLIK ETKİ PROBLEMLER
Kalsiyum (Ca++)Magnezyum (Mg++) Anyonik yüzey aktifler ve emulgatörlerin, korozyon önleyici, biositlerin ve sabunların çökmesi Koku oluşumu
Kötü filtrasyon
Ürün dengesizliği
Ürün kararsızlığı
Düşük üretim kapasitesi
Parça ve makinelerde kalıntı
Kısa ürün ömrü
Yüksek maliyet
Sodyum (Na+) ve Sülfat (SO4-) Kimyasal olarak aşındırıcı ve pH’ı düşürür Karışım kararsızdır.
Demir korozyonu görülür.
Karbonat (CO3=)Bikarbonat (HCO3-) Stabiliteyi bozar ve pH’ı yükseltir. Parça ve makinede kalıntı
Cilt tahrişi
Ürün dengesizliği
Düşük üretim kapasitesi
Kısa ürün ömrü
Yüksek maliyet
Klorür (Cl-) 50 ppm üzerinde Korozyona neden olur Korozyon
Ürün dengesizliği
Düşük üretim kapasitesi
Kısa ürün ömrü
Yüksek maliyet
Sülfat (SO4=) 100 ppm üzerinde Klorür iyonu ile benzer olarak korozyona neden olurSülfat indirgeyici bakteri oluşumuna neden olur Klorür ile aynı problemler
Koku
Fosfat (PO4) Toplam alkaliteyi ve bakteri üremesini artırır Koku oluşumu
Cilt tahrişi
Küf oluşumu
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on linkedin
LinkedIn

Korozyon Önleyiciler

Korozyon Nedir Korozyon, bir metalin, çevre ile çevre arasındaki kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak bozulmasıdır. Hem metal türü hem de çevresel koşullar, özellikle metal ile

Devamını oku »