Як правильно підготувати воду для ЗОР
У водозмішуваній мастильно-охолоджувальній рідині (ЗОР) вода становить основну частину готового робочого розчину. Тому її характеристики можуть суттєво впливати на стабільність ЗОР, піноутворення, утворення відкладень, антикорозійні властивості та строк роботи рідини в системі.
Водночас не існує однієї «ідеальної води» для всіх ЗОР. Допустимі параметри потрібно оцінювати з урахуванням конкретного продукту, його типу та умов експлуатації.
Головний практичний принцип: важливе не саме походження води, а її фактичні характеристики та їх стабільність у часі. І вода зі свердловини, і вода з централізованої мережі можуть змінюватися, тому за нестабільної роботи ЗОР або після змін у водопостачанні воду потрібно перевіряти повторно.
Одним з найважливіших показників якості води є жорсткість. Вважається, що нормальна жорсткість води визначаться діапазоном від 1,5 до 7 мг-екв / л. Також рівень жорсткості можна визначити за такою шкалою.
Шкала жорсткості води ppm в перекладі на мг-екв / л:
м'яка: <0,35 мг-екв / л (17,5 ppm);
жестковатая: 0,35 - 1,2 мг-екв / л (17,1 - 60 ppm);
середньої жорсткості: 1,2 - 2,4 мг-екв / л (60 - 120 ppm);
жорстка: 2,4 - 3,6 мг-екв / л (120 - 180 ppm);
дуже жорстка:> 3,6 мг-екв / л (> 180 ppm).
Для того, щоб Ви могли прочитати рекомендації до жорсткості води на будь-який етикетки імпортної або вітчизняної ЗОР нижче наводимо таблицю
Переклад одиниць вимірювання Жорсткості (градусів) води.
Переклад одиниць жорсткості води в перерахунку по кальцію. Цілком можна користуватися незалежно від реального складу жорсткості.
| °Ж= 1 мг-экв/л
| mmol/L
| ppm, mg/L
| dGH, °dH
| gpg
| °e, °Clark
| °fH
|
1 російський °Ж = 1 мг-экв/л це:
| 1 | 0,5 | 50,05
| 2,804
| 2,924
| 3,511
| 5,005
|
1 ммоль/л = mmol/L це:
| 2 | 1 | 100.1
| 5.608
| 5.847
| 7.022
| 10.01
|
1 американський° ppmw = mg/L = American degre:
| 0,01998
| 0.009991
| 1 | 0.05603
| 0.05842
| 0.07016
| 0.1
|
1 немецький° dGH, °dH це:
| 0,3566
| 0.1783
| 17.85
| 1 | 1.043
| 1.252
| 1.785
|
1 американська популярна од. gpg це:
| 0,342
| 0.171
| 17.12
| 0.9591
| 1 | 1.201
| 1.712
|
1 англійський °e, °Clark це:
| 0,2848
| 0.1424
| 14.25
| 0.7986
| 0.8327
| 1 | 1.425
|
1 французький °fH це:
| 0,1998
| 0.09991
| 10 | 0.5603
| 0.5842
| 0.7016
| 1 |
Приклад: 1 °Ж = 50,05 ppm
- американські градуси жорсткості води, увага тут два пункти:
o gpg = Grains per Gallon: 1 гран (0.0648 г) CaCO3 в 1 американськом галоні (3.785 л) води. Поділивши грами на літри отримаєм: 17.12 мг/л СаСО3 - це не "американський градус", але дуже вживана в штатах величина жорсткости води.
o американський градус = ppmw = mg/L = American degre: 1 частина CaCO3 в 1000000 частин води 1мг/л CaCO3
- французькі градуси жорсткості води (°fH or °f) (fh): 1 частина CaCO3 в 100000 частин води, або 10 мг/л CaCO3
- немецькі градуси жорсткості води = °dH (deutsche Härte = "немецька жорсткість" може бути °dGH (загальна жорсткість) або °dKH (для карбонатної жорсткості)): 1 частина оксида кальція – СаО в 100000 частин води, або 0.719 частин оксида магнія – MgO в 100000 частин води, що дає 10 мг/л СаО або 7.194 мг/л MgO
- російський (РФ) градус жорсткості води °Ж = 1 мг-экв/л: відповідає концентрації лугоземельного елемента, чисельно дорівнює 1/2 його милімоля на літр, що дає 50,05 мг/л CaCO3 or 20.04 мг/л Ca2+
- ммоль/л = mmol/L: відповідає концентрації лугоземельного елемента, чисельно дорівнює 100.09 мг/л CaCO3 or 40.08 мг/л Ca2+
Жорсткість води по містах України
Місто Жорсткість воды, мг-экв/л рpm, мг/л в перерахунку на CaCO3
Києв 3,5 - 4,6 175,2 - 230,2
Черкаси 4,1 - 4,5 205,2 - 225,2
Кременчуг 4,1 - 4,5 205,2 - 225,2
Дніпро 3,3 - 4,4 165,1 - 220,2
Запоріжжя 4,3 - 4,6 215,2 - 230,2
Донецьк 8,4 - 8,6 420,4 - 430,4
Миколаїв 3,0 - 4,1 150,1 - 205,2
Одеса 4,8 - 6,0 240,2 - 300,3
Полтава 0,3 - 0,7 50,3 - 35,0
Львів 6,8 - 8,1 340,3 - 405,4
Харків 7,2 - 7,8 360,3 - 390,4
Херсон 3,3 - 13,1 165,1 - 655,6
Житомір 4,8 - 11,8 240,2 -590,5
Вінниця 5,3 - 5,6 265,2 - 280,3
Які показники води важливі для ЗОР
Перед приготуванням робочого розчину насамперед звертають увагу на:
• жорсткість;
• загальний вміст розчинених солей та електропровідність;
• pH та лужність — якщо ці показники контролюються для конкретного застосування;
• механічні домішки;
• стабільність характеристик джерела води;
• за необхідності — мікробіологічний стан.
Оцінювати воду лише за одним показником жорсткості недостатньо.
Жорсткість води та ЗОР
Жорсткість води переважно пов’язана з наявністю розчинених сполук кальцію та магнію.
Для водозмішуваних ЗОР цей показник важливий, але універсального діапазону жорсткості, який однаково підходить для всіх продуктів, немає.
Що може відбуватися при надмірно жорсткій воді
Залежно від рецептури ЗОР і складу самої води можливі:
• утворення осаду та відкладень;
• погіршення стабільності емульсії;
• накопичення мінеральних солей у системі;
• зміна антикорозійних властивостей;
• забруднення поверхонь обладнання та деталей.
Під час роботи системи частина води випаровується, а значна частина розчинених у ній солей залишається. Тому мінералізація робочої рідини з часом може збільшуватися навіть тоді, коли початкова вода не створювала очевидних проблем.
Чи завжди дуже м’яка вода краща
Ні. Для деяких водозмішуваних ЗОР надто м’яка або знесолена вода може сприяти підвищеному піноутворенню.
Тому принцип «чим м’якша вода, тим краще» не є універсальним. Потрібно враховувати рекомендації для конкретної ЗОР та поведінку робочого розчину в реальній системі.
Чому важлива не тільки жорсткість
Дві проби води з однаковою жорсткістю можуть по-різному впливати на ЗОР. Крім кальцію та магнію, у воді можуть бути присутні інші розчинені солі та домішки.
Тому при проблемній воді доцільно оцінювати не тільки жорсткість, а й електропровідність та, за необхідності, склад розчинених солей. Особливої уваги можуть потребувати хлориди та інші компоненти, здатні накопичуватися в циркуляційній системі.
Переходьте за посиланням і читайте всі статті блогу по темі ЗОР
Чи підходить водопровідна вода
Водопровідна вода часто використовується для приготування ЗОР, але сам факт централізованого водопостачання не гарантує постійності її технологічних характеристик.
В сучасних умовах це особливо важливо. Пошкодження водогонів, насосних станцій, енергетичної інфраструктури та об’єктів водопідготовки можуть змінювати режим роботи системи водопостачання. Для підтримання подачі води можуть використовуватися резервні джерела або змінюватися схема водопостачання. У результаті характеристики води, яку отримує підприємство, можуть змінюватися.
Крім цього , на характеристики вихідної води можуть впливати сезонність, кількість опадів та стан джерела водопостачання. Тому результат аналізу, отриманий раніше, не слід автоматично вважати незмінним протягом тривалого часу.
Практичне правило для підприємства: якщо поведінка ЗОР раптово змінилася, воду потрібно перевірити повторно, навіть якщо попередній аналіз був задовільним.
Особливо це важливо, якщо:
• після стабільної роботи раптово з’явилося піноутворення, осад або інша нестабільність;
• змінилися жорсткість, електропровідність або інші контрольовані показники води;
• були перебої з централізованим водопостачанням;
• підприємству відомо про аварії, ремонтні роботи або зміну джерела водопостачання;
• після відновлення водопостачання змінилися зовнішні ознаки води;
• одна й та сама ЗОР без зміни технології почала поводитися інакше.
Відповідність води вимогам до питної води та її придатність для конкретної ЗОР — не одне й те саме. Для технологічного застосування потрібно оцінювати показники, важливі саме для роботи конкретної ЗОР.
Чи можна використовувати воду зі свердловини
Використовувати воду зі свердловини для приготування ЗОР можна лише після оцінки її фактичних характеристик. На практиці така вода часто потребує попередньої підготовки.
Склад води зі свердловини не є постійним. Він може змінюватися протягом року залежно від кількості опадів, живлення водоносного горизонту, рівня підземних вод, інтенсивності водовідбору, стану свердловини та інших гідрогеологічних умов. Тому результати разового аналізу не завжди характеризують воду протягом усього року.
Особливо важливо контролювати:
• жорсткість;
• загальну мінералізацію та електропровідність;
• вміст заліза та інших мінеральних компонентів;
• механічні домішки;
• стабільність показників у часі;
• мікробіологічний стан.
Мікробіологічний стан часто недооцінюють. Воду можуть перевіряти за хімічними показниками, але не контролювати бактеріальне та грибкове забруднення. У такому разі мікроорганізми можуть потрапляти разом із водою безпосередньо в робочий розчин ЗОР.
Тому для підприємств, які постійно використовують воду зі свердловини, доцільний не лише разовий аналіз, а періодичний контроль, особливо якщо параметри води помітно змінюються за сезонами або ЗОР починає працювати нестабільно.
Якщо фактичні характеристики води не відповідають вимогам конкретної ЗОР, потрібна відповідна водопідготовка.
Вода з річок, озер та інших відкритих джерел
Вода з відкритого природного джерела потребує особливої уваги. Крім розчинених солей і механічних домішок, вона може містити мікроорганізми та органічні забруднення.
Використовувати таку воду безпосередньо для приготування ЗОР без попереднього аналізу та, за потреби, водопідготовки не рекомендується.
Чому важливий мікробіологічний стан води
Бактерії, грибки та інші мікроорганізми можуть потрапляти в робочий розчин не тільки із забрудненого верстата, а й разом із водою.
Особливо це слід враховувати для:
• свердловин;
• колодязів;
• відкритих водойм;
• технологічної води повторного використання;
• накопичувальних ємностей;
• інших джерел із нестабільним мікробіологічним станом.
Це не означає, що будь-яка вода зі свердловини або накопичувальної ємності обов’язково забруднена. Але якщо мікробіологічний показник не контролюється, відсутність проблем не можна просто припускати.
За наявності сумнівів мікробіологічний стан потрібно перевіряти відповідними методами. Самостійно додавати у воду випадково обраний біоцид без установленої технології не слід.
Механічні домішки
Вода для приготування ЗОР не повинна вносити в систему помітні механічні забруднення.
Пісок, іржа, завислі частинки та інші домішки створюють додаткове навантаження на фільтри та можуть накопичуватися в баку і циркуляційному контурі.
За наявності таких забруднень потрібна відповідна фільтрація або інший спосіб підготовки води.
Чи потрібно використовувати дистильовану, демінералізовану воду або воду після зворотного осмосу
Очищена від мінеральних солей вода може бути корисною, якщо вихідна вода має високу мінералізацію або інші небажані характеристики.
Але використовувати максимально знесолену воду в усіх випадках не потрібно. Для деяких ЗОР дуже м’яка вода може збільшувати схильність до піноутворення.
Тому вибір між водопровідною, пом’якшеною, демінералізованою водою або водою після зворотного осмосу потрібно робити з урахуванням:
• конкретної ЗОР;
• вихідного аналізу води;
• умов роботи системи;
• характеру проблеми, що виникла.
Чому характеристики води та робочої ЗОР змінюються під час експлуатації
Під час роботи верстата частина води з робочої рідини випаровується. Мінеральні солі при цьому переважно залишаються в системі.
Потім втрату об’єму компенсують доливанням нового розчину, разом із яким надходить наступна порція розчинених речовин.
У результаті характеристики свіжої води та фактичний сольовий склад робочої ЗОР після тривалої експлуатації можуть суттєво відрізнятися.
Саме тому при повторюваних проблемах іноді недостатньо перевірити лише воду, якою спочатку заповнювали верстат. Потрібно оцінювати і стан самої робочої рідини.
Коли варто зробити або повторити аналіз води
Перевірка особливо корисна, якщо:
• підприємство використовує воду з власної свердловини;
• джерело води змінилося;
• були аварії, тривалі перебої або відновлення централізованого водопостачання;
• якість води нестабільна або помітно змінюється за сезонами;
• ЗОР регулярно піниться;
• з’являється осад або відкладення;
• виникають повторювані проблеми з корозією;
• свіжоприготовлена ЗОР швидко змінює стан;
• одна й та сама ЗОР на різних ділянках підприємства працює по-різному;
• планується перехід на іншу ЗОР.
Для нестабільних джерел важливий саме контроль у часі. Один задовільний аналіз не гарантує, що вода матиме ті самі характеристики надалі.
Що робити, якщо вода не підходить
Не слід самостійно коригувати воду додаванням соди, лугу, комплексоутворювачів, біоцидів або інших реагентів без розробленої технології.
Залежно від виявленої проблеми можуть застосовуватися:
• механічна фільтрація;
• пом’якшення;
• зворотний осмос;
• демінералізація;
• змішування потоків води з різними характеристиками;
• інша промислова водопідготовка.
Спосіб обирають після визначення того, який саме показник необхідно змінити.
Вода і вибір ЗОР пов’язані між собою
Не всі водозмішувані ЗОР однаково чутливі до характеристик води. Наприклад, оливовмісні емульсійні продукти можуть мати інші вимоги до води, ніж синтетичні ЗОР.
Тому при складній або нестабільній воді можливі два шляхи:
підготувати воду під вимоги вибраної ЗОР або вибрати продукт, більш придатний для фактичних умов підприємства.
Воду потрібно враховувати ще на етапі вибору продукту.
[Внутрішнє посилання: Як вибрати ЗОР для металообробки]
Вода під час заміни ЗОР
Навіть добре очищена система не гарантує стабільну роботу свіжого розчину, якщо нова ЗОР приготовлена на невідповідній воді.
Тому під час повної заміни потрібно контролювати не тільки чистоту бака і трубопроводів, а й воду для приготування нового робочого розчину.
[Внутрішнє посилання: Як правильно замінити ЗОР у металообробному верстаті]
Якщо проблема вже з’явилася
Якщо ЗОР піниться, має неприємний запах, спричиняє корозію, розшаровується або швидко погіршується, вода є одним із чинників, які потрібно перевірити.
Але не слід автоматично вважати її єдиною причиною. Проблема також може бути пов’язана з концентрацією, способом приготування, забрудненням системи, сторонніми оливами, циркуляцією, фільтрацією або станом самої ЗОР.
[Внутрішнє посилання: Несправності під час роботи ЗОР: причини та способи усунення]
Поширені запитання
Яка вода найкраще підходить для ЗОР?
Універсальної відповіді немає. Вода має відповідати вимогам конкретної ЗОР. Важливо враховувати жорсткість, мінералізацію та інші показники, а за потреби — мікробіологічний стан і стабільність цих показників у часі.
Чи можна готувати ЗОР на водопровідній воді?
У багатьох випадках — так. Але централізоване водопостачання не гарантує незмінності технологічних характеристик води. Після перебоїв, аварій, зміни джерела або при раптовій зміні поведінки ЗОР воду доцільно перевірити повторно.
Чи можна використовувати воду зі свердловини?
Можна після оцінки її фактичних характеристик. Така вода часто потребує підготовки, а її склад може змінюватися за сезонами. Окремо важливо не ігнорувати мікробіологічний контроль.
Чим небезпечна дуже жорстка вода?
Залежно від продукту вона може сприяти утворенню осаду та відкладень, впливати на стабільність емульсії та інші робочі властивості ЗОР.
Чим небезпечна дуже м’яка вода?
Для деяких ЗОР вона може підвищувати схильність до піноутворення. Тому максимальне пом’якшення води не є універсальним рішенням.
Чи потрібно завжди використовувати дистильовану воду?
Ні. Це залежить від вихідної води та вимог конкретного продукту.
Чи достатньо знати тільки жорсткість води?
Ні. При проблемах потрібно враховувати також загальну мінералізацію, електропровідність, окремі розчинені солі, механічні домішки та, за потреби, мікробіологічний стан.
Головне правило
Для приготування ЗОР потрібно використовувати не «воду взагалі», а воду з відомими та достатньо стабільними характеристиками.
Не слід вважати ані водопровідну, ані свердловинну воду гарантовано стабільною лише через її походження. Якщо змінюється джерело, сезон, режим водопостачання або поведінка ЗОР, воду потрібно перевіряти повторно.
Якщо робоча рідина працює нормально, не потрібно ускладнювати систему водопідготовки без причини. Якщо проблеми повторюються, спочатку визначте, який саме параметр води виходить за прийнятні для конкретної ЗОР умови, і лише після цього обирайте спосіб водопідготовки.
