В процессе производства изделий из металлов требуется использование смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Для проведения последующих операций остатки СОЖ и другие загрязнения должны быть удалены, т.е. изделия необходимо обезжирить. Для обезжиривания могут применяться различные средства:
1. Органические растворители (сольвент, керосин, уайт-спирит). Хорошо растворяют загрязнения как органического, так и минерального происхождения, легко удаляют толстые слои консервационных смазок. Достигается высокая степень очистки поверхности. Однако их применение ограничивается пожароопасностью и токсичностью.
2. Хлорированные и фторированные углеводороды (трихлорэтилен, метилхлороформ, хладон 113). Высокоэффективны для удаления СОЖ, хорошо смачивают поверхность, взрыво- и пожаробезопасны, загрязненный растворитель легко очищать. Недостатком являются высокая токсичность, требования по особой конструкции оборудования (н-р, герметичные камеры для обработки парами растворителя) и мер по утилизации, а также высокая стоимость.
3. Синтетические моющие средства (СМС) щелочного и кислотного характера в последние годы широко распространены для обезжиривания металлов. Они содержат в составе поверхностно-активные вещества (ПАВ), электролиты, комплексоны. Все щелочные СМС относятся к малотоксичным веществам, неогнеопасны, высокотехнологичны, часто полностью подвергаются биораспаду, обладают высокой обезжиривающей способностью. Метод обезжиривания и рабочие параметры определяются индивидуально в зависимости от загрязненности изделий, их материала и конфигурации. Однако применение щелочных моющих композиций также влечет обилие сточных вод, которые нуждаются в дорогостоящей очистке.
ООО «ЭЛЕМАШ-СПЕЦТРУБПРОКАТ» (г. Электросталь) специализируется на изготовлении трубной продукции из нержавеющих марок стали, спецсталей и сплавов, сплавов на основе титана. В технологическом процессе важное значение имеет операция обезжиривания наружных и внутренних поверхностей труб от технологических смазок перед последующей термической обработкой, при этом используются технологические смазки на масляной, хлорпарафиновой и водной основах. Обезжиривание труб производится с помощью синтетических щелочных моющих средств. Качество изделий зависит от полноты удаления загрязнений с поверхности.
При использовании щелочных моющих средств неизбежно возникает ряд технологических проблем. Это недостаточное качество очистки поверхности, налет или пятна после обработки, обилие пены, короткий срок службы раствора в ваннах, потенциальны вред для персонала и необходимость использования большого ассортимента средств для различных технологических задач.
Для решения подобных проблем ООО «ЭЛЕМАШ-СПЕЦТРУБПРОКАТ» в 2014 году привлекло ООО «ЕСТОС Техно» (г. Электросталь) для разработки рецептур моющих композиций, которые будут оптимально обеспечивать обезжиривание труб различного сортамента. ООО «ЕСТОС Техно» с 1993 года производит индустриальные моющие средства для различных отраслей промышленности, включая металлургию, машиностроение, нефтедобывающую промышленность.
Рассмотрим типовые проблемы и пути их решения:
1. Недостаточное качество очистки поверхности.
Моющее действие в щелочных СМС обеспечивают ПАВ, являющиеся основными компонентами композиций. При контакте моющего средства и загрязнителя происходит смачивание загрязнителя, на поверхности образуется адсорбционный слой, затем за счет сил поверхностного натяжения происходит вытягивание загрязнителя вместе с углеводородным радикалом ПАВ в раствор. Загрязнитель измельчается, гидрофилизуется и стабилизируется в растворе. В щелочной среде некоторые ПАВ теряют устойчивость. Для достижения наилучшего качества обезжиривания нужно сочетание в одной композиции маслорастворимых и водорастворимых ПАВ, устойчивых в щелочной среде.
2. Порошковый налет или пятна после обработки.
В случае недостаточной смываемости средства на поверхности будет оставаться пленка, которая приводит к возникновению налета и пятен. Введение легких растворителей, н-р, класса лактамов, помогает существенно увеличить смываемость средства.
3. Обилие пены.
Применение пеногасителей, н-р, силиконовых, ограничивается тем, что они способны образовывать пленку на поверхности очищаемых изделий, что снижает качество обезжиривания. Для предотвращения этого используются низкопенные ПАВ, а также возможно использование растворителей в небольшом количестве, н-р, изопропилового спирта, которые существенно снижают пенообразование.
4. Короткий срок службы раствора в ваннах.
Короткий срок службы обусловлен, во-первых, ограниченной маслоемкостью средств, во-вторых, как и всякий коллоидный раствор моющее средство имеет ограниченный срок годности. Маслоемкость увеличивается введением маслорастворимых ПАВ и сорастворителей, н-р, бутилдигликоля.
5. Потенциальный вред для персонала.
Для предотвращения возможного вреда водородный показатель рН моющего средства не должен превышать 11. При этом ванны должны быть оснащены надлежащей вентиляцией, а сотрудники обеспечены средствами индивидуальной защиты.
6. Необходимость использования большого ассортимента средств для различных технологических задач.
Данная проблема является актуальной во всех случаях, так как универсальное моющее средство для всех загрязнений подобрать крайне сложно. ООО «ЕСТОС Техно» создает рецептуры многофункциональных композиций, которые эффективно удаляют загрязнения как органического, так и неорганического характера, препятствуют последующей ресорбции загрязнений, умягчают воду защищают поверхность от коррозии. Многофункциональность достигается сочетанием ПАВ различных классов, комплексонов и неорганических добавок.
7. Обеспечение экологической безопасности.
При использовании щелочных моющих средств образуется большое количество отработанного раствора. В качестве одной из мер по утилизации применяют отказ от использования в рецептурах вредных и опасных веществ. Однако отработанный раствор кроме моющего средства содержит в большом количестве органические масляные загрязнения и шлам, и должен быть очищен от них. Для этого применяют различные очистные установки, например, вакуумно-дистилляционные системы.
С учетом вышеперечисленных параметров было успешно разработано несколько рецептур моющих средств, которые в настоящее время проходят испытания в условиях ООО «ЭЛЕМАШ-СПЕЦТРУБПРОКАТ» для последующего внедрения в производство.
Библиографическая ссылка
Суровяткина Д.Г., Семенова И.В. ПРИМЕНЕНИЕ ЩЕЛОЧНЫХ МОЮЩИХ СРЕДСТВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОК // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-4. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14178 (дата обращения: 21.11.2024).