Почему от СОЖ ржавеют детали и станок

Ржавчина при работе с водосмешиваемой СОЖ обычно складывается из шести причин: концентрация ниже нормы, плохая вода (жёсткость, хлориды, сульфаты), бактерии, условия межоперационного хранения, контакт разных металлов и влажность в цехе. При рабочей концентрации 3-10 % эмульсия на 90-97 % состоит из воды, и от неё металл защищает только пакет ингибиторов коррозии. Начинайте с замеров: концентрация, pH и состав воды обычно сразу показывают, где искать.

Почему СОЖ перестаёт защищать

Для коррозии нужны три условия одновременно: металл, который ржавеет (анод), катод и проводник между ними, обычно вода. Роль катода играют загрязнения: соли жёсткости, хлориды, сульфаты, продукты жизнедеятельности бактерий. Ингибиторы в концентрате рассчитаны на заданный диапазон разбавления. Если эмульсия жиже паспортной, загрязнена солями или закислена бактериями, защитная плёнка на металле не держится.

Шесть причин ржавчины

1. Низкая концентрация

Одна из самых частых причин. Эмульсию разбавляют доливом чистой воды, концентрат уходит со стружкой и деталями, а концентрацию оценивают на глаз. Летом при высокой влажности прежнего процента может не хватить. Известен пример из практики, когда концентрацию, достаточную осенью и зимой (1:30, около 3,3 %), к лету поднимали до 1:25, то есть до 4 %. Держите концентрацию в пределах паспорта и проверяйте её каждую смену.

Частая ловушка: пробу берут не там. Проба с поверхности, где плавает масло, и проба из застойного угла дают разные цифры. Отбирайте эмульсию при работающей циркуляции, из чистой зоны бака или из линии подачи, и всегда в одном и том же месте.

2. Вода: жёсткость, хлориды, сульфаты

Соли жёсткости связывают ингибиторы коррозии, а хлориды и сульфаты разрушают защитный слой на металле. В отрасли пользуются двумя эмпирическими правилами: хлоридов в эмульсии меньше 100 мг/л, хлоридов и сульфатов вместе не больше 125 мг/л. При сумме 150 мг/л ситуация уже опасная, выше 175 мг/л ржавчина в жаркий влажный сезон почти гарантирована.

Соли не испаряются: с каждым доливом воды их в баке становится больше. Поэтому вода для эмульсии и долива важна не меньше концентрата, подробно об этом в статье о жёсткой воде и СОЖ.

3. Бактерии и падение pH

Бактерии питаются компонентами СОЖ, а продукты их жизнедеятельности снижают pH. В менее щелочной среде чёрные металлы корродируют заметно быстрее. Производители СОЖ советуют держать бактериальную нагрузку ниже 10 тыс. КОЕ/мл: по мере приближения к 10 млн КОЕ/мл вероятность ржавчины растёт лавинообразно. Признаки биопоражения и что с ними делать, разобраны в статье про запах, пену и бактерии в СОЖ.

4. Межоперационное хранение

Плёнка водосмешиваемой СОЖ защищает деталь ограниченное время. В отраслевых публикациях называют ориентир до 72 часов для легированных сталей и около 48 часов для чугуна. Если детали лежат дольше, нужен консервант. Ускоряют ржавчину:

• мокрые детали, сложенные вплотную друг на друга: между ними остаётся электролит;
• картонные прокладки, в картоне много серы;
• закрытые ящики и контейнеры, которые держат влагу;
• обычная бумага вместо ингибированной (VCI);
• следы рук на чистовых поверхностях;
• сушка деталей испарением: вода уходит, а соли остаются на поверхности.

Есть и ещё одно условие: остаточная плёнка СОЖ защищает только чистую деталь. Грязь и постороннее масло прерывают защитный слой, а при заниженной рабочей концентрации его может просто не хватить. Перед консервацией детали должны быть чистыми и сухими.

5. Контакт разных металлов

Когда в эмульсии соприкасаются разные металлы, СОЖ работает как электролит и образуется гальваническая пара. Корродирует более активный металл: сталь в паре с медными сплавами, алюминий в паре со сталью. Та же ячейка возникает под стружкой, которая осталась на поверхности детали. Стружку с деталей смывают, детали из разных металлов хранят раздельно.

6. Влажность и перепады температуры

Влага из воздуха конденсируется на холодной детали и работает как электролит. Типичная ситуация: заготовки с холодного склада заносят в тёплый цех, и на них выпадает конденсат. Поэтому пик жалоб на ржавчину приходится на тёплые влажные месяцы: в отрасли сезоном ржавчины называют период с мая по сентябрь. Не храните детали у открытых ворот, рядом с зарядкой аккумуляторов погрузчиков и гальваническими линиями, в зонах с сернистыми газами и цементной пылью.

Как найти причину: диагностика по шагам

1. Концентрация. Замерьте её рефрактометром и пересчитайте по коэффициенту из паспорта СОЖ. Методика описана в статье о замере концентрации СОЖ.
2. pH. pH-метр покажет, не закислилась ли эмульсия. Нормальный диапазон берите из паспорта, у большинства водосмешиваемых СОЖ это 8-9,5. Падение больше чем на 0,5 от нормы указывает на бактерии или истощение присадок.
3. Бактерии. Дип-слайд покажет результат по бактериям через 24-48 часов в термостате при 27-30 °C или через 2-4 дня при комнатной температуре.
4. Вода. Сдайте в лабораторию пробу воды, на которой готовите эмульсию, и пробу самой эмульсии: жёсткость, хлориды, сульфаты. Для скважинной воды анализ обязателен, солей в ней бывает много.
5. Картина ржавчины. Посмотрите, где именно она появляется: это сужает круг причин.

Где ржавеет и что это значит

Что делать: решения

• Верните концентрацию. Доливайте готовой эмульсией, а не водой. Если ржавчина сезонная, держите концентрацию ближе к верхней границе паспортного диапазона.
• Разберитесь с водой. Если водопроводная вода слишком жёсткая или солёная, производители допускают воду после обратного осмоса или деионизации. Без контроля воды накопившиеся соли приходится выводить частичной или полной заменой эмульсии.
• Подберите СОЖ с усиленной антикоррозионной защитой. OILCOOL CLEANLINE-AKC это синтетический концентрат с пакетом присадок Ecoboost 2232, который усиливает антикоррозионные свойства, продукт рассчитан на работу в том числе в жёсткой воде. По описанию рабочая концентрация 8-10 % на большинстве операций и 6-7 % на шлифовании и хонинговании. Другие варианты собраны в подборке СОЖ для жёсткой воды.
• Снимите масло и подавите бактерии. Скиммер, аэрация, биоцид по дозе поставщика. Если эмульсия запущена, нужны промывка системы и новая заливка.
• Наладьте межоперационную защиту. Лишнюю СОЖ удаляйте обдувом в камере или укрытии, а не ждите, пока она высохнет: обдувать деталь сжатым воздухом вне камер запрещают правила по охране труда при обработке металлов. Для хранения дольше пары суток используйте консервант и ингибированную упаковку.
• Работайте в перчатках с чистовыми деталями, чтобы не оставлять следов рук.

Начавшуюся коррозию консервантом или повторной мойкой не остановить. Процесс продолжается, пока ржавчину не удалят механически или химически до чистого металла. Поэтому ставку делают на профилактику.

Частые вопросы

Почему станок ржавеет по утрам после ночного простоя?

Ночью эмульсия стоит без циркуляции, на открытых поверхностях остаётся тонкая плёнка. Если концентрация ниже паспортной или pH упал, её защиты не хватает до утра. Проверьте оба показателя и уберите постороннее масло.

Можно ли просто добавить концентрат, чтобы детали не ржавели?

Если концентрация ниже нормы, да, но доводить её лучше готовой эмульсией повышенной концентрации и в пределах паспорта. Если концентрация в норме, а ржавчина есть, причина в воде, бактериях или хранении, и лишний концентрат её не уберёт.

Какая вода подходит для СОЖ?

Питьевого качества, с жёсткостью в пределах паспорта концентрата. По отраслевым эмпирическим правилам хлоридов в эмульсии должно быть меньше 100 мг/л, а хлоридов и сульфатов вместе не больше 125 мг/л.

Сколько деталь может пролежать после обработки без консерванта?

Ориентир для водосмешиваемой СОЖ: до 72 часов для легированных сталей и около 48 часов для чугуна. В сырую погоду и в закрытой таре меньше. Дольше храните детали с консервантом.

Помогает ли от ржавчины поднять pH эмульсии?

Выше паспортного значения поднимать не стоит: высокий pH защищает чёрные металлы, но хуже переносится цветными и сильнее раздражает кожу. Упавший pH возвращают доливом свежей эмульсии повышенной концентрации, а причину падения ищут в бактериях.

Подберём СОЖ с усиленной защитой от коррозии под вашу воду, материал и режим хранения деталей. Звоните +7 (495) 135-25-88 или смотрите каталог СОЖ и эмульсолов, доставляем по России.