راه هاي جلوگيري از اثرات مخرب آب ناخالص موجود در امولسيون روغن حل شوند

دسته بندي: تحقیق و پروژه رایگان,پروژه و تحقیق رایگان,

راه هاي جلوگيري از اثرات مخرب آب ناخالص موجود در امولسيون روغن حل شونده

در بيشتر مواقع آب تصفيه شده با مواد معدني و نمكها همراه است و به طور كامل خالص نيست. املاح موجود در آب تصفيه شده به عنوان سختي آب مطرح مي شوند. اين مواد معدني و نمكها اثرات قابل ملاحظه اي بر غلظت سيالات برشكاري و سيالات سنگ زني دارند.

در ميان انواع آبها، آب باران سخت نبوده و عاري از مواد معدني است. آب رودخانه و نهرها به طور تقريبي از مواد معدني عاري است و اين بستگي به توانايي جريان آب در باقي گذاشتن اين موارد در بستر رودخانه دارد. در مقابل، آب چاهها به دليل حضور مواد معدني سخت است.

وجود مواد معدني در آب مخلوط شده با سيال خنك كننده، موجب خوردگي ابزار و قسمتهاي مختلف ماشين و افزايش ميزان رسوب بر روي ابزار آلات مي شود. اين عوامل رشد باكتريها را افزايش داده و در نتيجه باعث كاهش طول عمر سيال خنك كننده مي گردد. بنابراين آبي كه در توليد امولسيون سيال خنك كننده مصرف مي شود مي بايست تا اندازه اي خالص باشد كه مشكلاتي از اين قبيل را به حداقل برساند.

سختي آب براساس نسبت 17.1ppm كربنات كلسيم بر U.S گالن كه اصطلاح grain ناميده ميشود، محاسبه مي گردد. در اصل سختي آب توسط يونهاي كلسيم و منيزيم ايجاد مي شود. وجود عناصري مانند آهن و آلومينيوم در آب نيز اثرات خورندگي را افزايش مي دهد. سختي آب مي تواند توسط روي (Zine) كه از لوله هاي گالوانيزه جديد نشات مي گيرد به تدريج زياد شود.

مواد معدني موجود در آب (به عنوان سختي آب) به صورت رسوب چسبيده بر روي ماشين و قسمت هاي مختلف آن ظاهر مي شود و اين امر موجب زنگ زدگي دستگاه و در نتيجه تخريب سيالات خنك كننده مي شود. كلريد سديم و سولفات سديم از ديگر نمكهاي موجود در آب و عوامل زنگ زدگي يا خوردگي هستند. بنابراين در فرمولاسيون بيشتر سيالات برش نياز به حضور مواد بازدارنده خوردگي است. علاوه بر اين، تركيبات سولفاته تركيباتي مشكل آفرين محسوب مي شوند زيرا باعث افزايش رشد باكتري خاصي موسوم به «Desulfurization » و در نتيجه توليد بوي نامطبوعي مشابه بوي تخم مرغ فاسد شده مي شوند.

مخزن خنك كننده ماشين مانند يك كتري چاي عمل مي كند. هر چه سيال بيشتر سيركوله شود (گردش کند)، ميزان آب بيشتري تبخير مي گردد. در اثر اين فرايند، غلظت مواد معدني در فاز آبي زياد مي شود و اين امر به نوبه خود فرصت خوردگي و مشكلات جانبي را افزايش مي دهد. به طور معمول، ميزان سرريز سيال يا افزودنيها در مخزن،5 تا20 درصد در روز است كه اين ميزان بسته به نوع عمليات و ظرفيت مخزن تعيين مي شود.

پس از يك دوره يكماهه، مواد جامد موجود در امولسيون خنك كننده تا3 الي4 برابر ميزان اوليه در آب مي شود. بنابراين هر چه آب مصرفي خالص تر باشد كارايي بيشتري داشته، مشكلات خوردگي در مدت زمان طولاني تري ايجاد مي شود. غلظت بيشتر مواد معدني موجب تسريع تجمع آنها و اثرات منفي اين مواد مي شود. در واقع، آبهاي سخت براي تهيه امولسيون مناسب نيستند و در صورت استفاده از آنها مي بايست با برنامه هفتگي تانك حاوي سيال خنك كننده براي جلوگيري از توليد مواد صمغي و مشكلات خورندگي، تعويض شود.

مواد معدني موجود در آبها علاوه بر ايجاد خوردگي، موجب رشد باكتريها مي شوند كه اين امر مسائل و عواقب نابهنجار اقتصادي به دنبال دارد.

يكي از روش هاي دفع مواد معدني از آب، استفاده از يك سيستم سختي گير است. زماني كه سيستم سختي گير، يونهاي منيزيم و كلسيم (به عنوان سختي آب) را از آب برمي دارد يونهاي سديم جايگزين مي شوند. در اين روش به علت ايجاد كف صابوني، رسوبي مانند گذشته ايجاد نمي شود ولي خوردگي ماشين و قطعه كار، مشكل مضاعفي است و به دليل افزايش پتانسيل خورندگي در سيستم، اين روش پيشنهاد نمي شود.

روش ديگر براي اصلاح سختي آب، ديونيزه كردن آب است. در اين روش تمام مواد معدني نامحلول به روش تبادل يوني برداشته مي شود. بنابراين كيفيت آب خروجي مي تواند با كيفيت آب تقطير شده از اين نظر برابري كند. با به كارگيري اين روش آب از تمام مواد جامد نامحلول عاري شده و با تبخير آب، اثرات خوردگي مواد معدني در سيستم ديده نمي شود.

يك روش مناسب ديگر براي تهيه آب خالص استفاده از بويلر و كندانس بخار آب است كه در برخي فرايندها، مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين حالت نيز حضور رسوب و پيامد خوردگي آنها ناچيز مي شود. آب مورد استفاده به عنوان خوراك اوليه در بويلرها، نيازي به سختي گيري و يا افزودن مواد شيميايي از قبيل ضد خوردگي ندارد.

در ميان انواع روش هاي دفع مواد معدني از آب، بهترين روش استفاده از ديونايزر است. بسياري از شركتها، اين سيستم را نصب و راه اندازي مي كنند تا بتوانند با ظرفيت كافي، منبع مناسبي از آب مورد نياز را براي توليد امولسيون حل شونده در اختيار داشته باشند.

متاسفانه، بسياري از افراد، حاضر نيستند هزينه لازم براي نصب سيستم ديونايزر را بپردازند. اينگونه افراد محاسبه دقيقي از مسايل اقتصادي و زمان عملياتي در حالت استفاده از آب مطلوب و مشكلات ايجاد شده (در مورد هزينه تخريب و زنگ زدگي ماشين آلات و قطعات كار در آينده) را ندارند.

با استفاده از آب ديونيزه شده براي توليد امولسيون مناسب، مصرف سيال خنك كننده غليظ تا حدود1 درصد به ازاي هر واحد grainسختي آب اوليه استفاده شده، كاهش مي يابد. با اين روش و استفاده از آب ديونيزه شده براي يك پروژه با مصرف آبي با سختي 10grain و خريد سيال خنك كننده به بهاي100 هزار دلار به طور اتوماتيك10 هزار دلار به طور سالانه صرفه جويي مي شود. امروزه انواع مختلفي از واحدهاي «ديونايزر» وجود دارد. اين واحد ساده نوعي سيستم تبادلي است كه با ايجاد تانكهاي رزين در سيستم تجهيز مي شوند و هر بار يك ست ديونيزه كننده مصرف مي شود. در اين روش اپراتور از هيچ اسيد يا آلكالي نگهداري نمي كند و تمام كاري كه اپراتور بايد انجام دهد تعويض تانك در زماني كه محتويات آن كيفيت نامطلوبي از خود نشان دهد است. در انواع مختلف ديونايزرهاي اتوماتيك، عمليات به صورت اتوماتيك و به طور مستقيم از تانك هاي رزين حاوي مواد شيميايي مورد نياز، انجام مي گيرد.

اين سيستم ها از نظر اقتصادي براي استفاده در عملياتي با حجم متوسط مقرون به صرفه است. همچنين انواع ديگري از خالص سازي آب در دسترس است كه بر اساس روش هاي متفاوتي از تبادل يوني استوار است. همچنين فيلترهاي غشايي در جايي كه آب مورد نياز فرايند از ميان غشاهاي خاصي توسط فشار پمپ مكانيكي (بنام اسمز معكوس) فرستاده مي شود مورد استفاده قرار مي گيرد.

در اين واحدها حدود70 تا90 درصد از مواد جامد نامحلول و مواد معدني برداشته مي شود اما حدود50 درصد از آب تامين شده يونيت به مخزن فاضلاب مي رود. راههاي خالص سازي ممكن است در برخي مواقع براي گسترش كيفيت آب جهت كارآيي بهتر سيال خنك كننده مناسب باشد.

اگرچه براي تهيه امولسيون خنك كننده، آب بدون مواد معدني (ديونيزه شده) لازم است ولي پس از گذشت مدت زماني غلظت جامدات نامحلول در امولسيون افزايش مي يابد.

ميزان سختي آب استفاده شده اي با سختي حدود 3 grain در زمان تهيه امولسيون، بعد از گذشت يكماه به حدود 12-14 grain و در پايان ماه دوم به حدود 24-27 grain مي رسد و اگر در زمان تهيه امولسيون، سختي آن 12 grain باشد در پايان ماه اول حدود 48-52 grainو در پايان ماه دوم 96-104 grain مي شود. در هر حال در استفاده از آب نامطلوب، كارايي سيال خنك كننده مناسب نبوده و تجزيه مي شود. مشكلات ايجاد شده در عمليات و افزايش هزينه آن در مقايسه با شرايطي كه از آب خالص استفاده مي شود بسيار بيشتر است. اين در مورد تمام انواع و نمونه هاي سيال خنك كننده صدق مي كند.