Коррозия станочного оборудования

Коррозия станочного оборудования, как один из основных факторов его физического износа.

На предприятиях производят средства и предметы труда, составляющие материальную основу жизнедеятельности человека.  Капитал является одним из важнейших факторов и ресурсов производства. Часть производственного капитала (здания, сооружения, машины и оборудование) носит название основного капитала. Другая часть (сырье, материалы) представляет собой оборотный капитал. Основные производственные средства предприятия представляют собой совокупность материально-вещественных ценностей, используемых в качестве средств труда и действующих в натуральной форме в течение длительного времени как в сфере материального производства, так и в непроизводственной сфере. От эффективного использования основных средств зависит финансовое состояние, конкурентоспособность предприятия. Рациональный состав фондов, их эффективное использование влияет на технический уровень, качество, надежность продукции. Основные фонды предприятия составляют основу его материально-технической базы. Их рост, развитие и правильная эксплуатация  являются важнейшим условием повышения качества и конкурентоспособности продукции, а также конкурентоспособности самого предприятия.  
На создание основных средств на предприятии расходуется значительная часть ресурсов.  
В рыночных условиях предприятия, независимо от их формы собственности, за счет собственных средств амортизации, прибыли, кредитов приобретают оборудование, машины, строят цехи. И чтобы производство было эффективным, а огромные затраты на создание и приобретение основных средств не были напрасно потерянными, основные средства должны наиболее полно и рационально использоваться. От того, как используются основные производственные фонды, зависит прибыль предприятия, а, следовательно, дальнейшее его развитие. 
Целью данной  работы является  анализ и оценка  условий эксплуатации станков токарно-фрезеровальной группы участка механической обработки ремонтно – механического цеха №22.

В целом, анализ технической  эксплуатации основных средств (станков токарно-фрезерной  группы), показал очень хорошие  результаты, которые в основном достигнуты за счет трепетного и ответственного отношения к оборудованию непосредственно  персонала, который на нем работает. Но, также  выявлено и упущение, связанное  с  тем, что в процессе обработки металла в качестве охлаждающей жидкости используется обычная водопроводная вода, что пагубно сказывается на оборудовании.

При использовании воды на станине, основе станков, появляются коррозионные раковины, и даже тщательный уход со стороны персонала, к сожалению, не остановит процесс коррозии. Дальнейший ход событий таков, пораженную коррозией станину, чтобы спасти станок, необходимо шлифовать, т.е. снимать верхний слой металла. Необходимого для данной операции оборудования на заводе нет, следовательно, нужно демонтировать оборудование и транспортировать в специализированную мастерскую. Данная операция требует немало финансовых затрат и занимает очень много времени, которое основной фонд  (станок) будет попросту простаивать.

Также у проточки станины есть еще  один немаловажный минус-это потеря  точности станка. Поскольку станина- чугунное основание на которое крепятся все остальные части станка, то при ее проточке все узлы усаживаются ниже, чем они находились до этого. После нескольких таких операций данный элемент просто уходит в утиль и не подлежит восстановлению. 

Чтобы не довести оборудование до такого необратимого процесса, данной работой  предлагается применять  в качестве охлаждающей жидкости смазочно-охлаждающую жидкость. 

 

Смазочно-охлаждающие  жидкости (СОЖ) — категория многокомпонентных составов, применяемых для охлаждения и смазывания металлических элементов станков, чтобы понизить интенсивность их износа и повысить прочность готовых изделий. К дополнительным функциям СОЖ относятся: освобождение элементов и узлов от стружки и пыли, защита от коррозии, охлаждение поверхностей, подверженных силе трения, отведение лишнего тепла.

В основу большинства формул смазочно-охлаждающих  жидкостей заложены продукты нефтепереработки. Все составы характеризуются  жидкой консистенцией, удобны и практичны в применении, экономичны в расходе.

В связи с высокой значимостью СОЖ для машиностроительного и металлургического производства, целесообразно использовать жидкости высокого качества — это способствует созданию безопасных условий труда для рабочих и продлению периода эксплуатации оборудования.

С помощью эмульсола можно достичь сразу нескольких целей: снизить риск возникновения коррозии металлических узлов, участвующих в работе, своевременно отвести тепло, образующееся в результате трения, защитить персонал от ожогов и травм, повысить однородность поверхности и точность конфигурации производимых деталей. Доступная стоимость, высокая эффективность и практичность применения обеспечивают эмульсолу высокий спрос в ремонтной сфере, металлургии, машиностроении. Этот материал нетоксичен, при соблюдении рекомендаций производителя безвреден для здоровья человека и состояния природы. Стоимость закупаемых СОЖ не так важна, как стоимость всего процесса охлаждения в общем (что составляет около 12% от стоимости выпускаемой продукции (крупносерийное производство с использованием централизованных циркуляционных систем). Стоимость же самих СОЖ составляет около 1% от стоимости продукции.

1.Стоимость  применения СОЖ

Стоимость применения СОЖ включает в себя стоимость  охлаждения на всем оборудовании, инвестиции, стоимость самих охлаждающих  жидкостей, их приготовления и утилизации, энергозатраты, стоимость поддержания СОЖ в рабочем состоянии и вспомогательные затраты. Однако для оценки стоимости системы охлаждения надо также принимать во внимание стоимость оборудования, пуско-наладочные работы, затраты на смену СОЖ, степень утилизации, безопасность работ с СОЖ и качество готовой продукции. 
Около 60% от капиталовложений составляют расходы, связанные с использованием СОЖ. Сюда входят стоимость резервуара для приготовления эмульсии, насоса для подачи горячей воды, трубопровода, оборудования для фильтрации СОЖ. Также могут учитываться затраты на амортизацию, разрушение и утилизацию отработанных жидкостей, а также расходы на текущее обслуживание. Стоимость СОЖ и добавок к ним складываются из закупочной стоимости самих СОЖ, присадок и воды. Прочие расходы в применении СОЖ  включают в себя расходы на фильтрующие материалы. 
 
 
2. Стоимость применения СОЖ на станочном оборудовании участка механической обработки. 
 
Необходимо введение некоторых терминов с целью упростить дальнейшее рассмотрение вопросов стоимости. 
 
Фактор циркуляции, f

Этот  фактор показывает общий объем СОЖ (независимо от типа системы), который  проходит через насос за 1 ч. Например, одинаковое число станков может  обеспечиваться небольшим объемом  СОЖ, в этом случае фактор циркуляции будет высок, а если объем используемых СОЖ высок, то фактор циркуляции низок. Очевидно, СОЖ в системе с высоким  фактором циркуляции испытывают большие  нагрузки, и потери по отношению  к объему велики. 
     Потребность станков металлообработки в СОЖ обычно измеряется в л/мин. Если фактор циркуляции определяется для потока, подаваемого к станку, и не учитываются никакие другие факторы, то применяется следующая формула расчета: 
 
 

f = B/V(1/ч) ,

 
где В — общий объем системы; V — объем СОЖ, используемый в станке металлообработки л/мин. 
 
Коэффициент смены СОЖ, α

Под коэффициентом смены  СОЖ понимают количество замен всего  объема СОЖ в течение месяца. Если этот коэффициент равен 1, то это  значит, что весь объем СОЖ в  системе слит и заменен на новый  один раз в месяц; если α = 4, то замену производят каждую неделю, при α = 0,25 замену производят раз в четыре месяца. 
На рис. 1 показана наиболее важная рабочая зона циркуляционной системы СОЖ с точки зрения коэффициента смены СОЖ и фактора циркуляции. 
     Потери СОЖ имеют место, с одной стороны, в результате загрязнений, а с другой — из-за конфигураций станков. Высокая стоимость образуется из стоимости самой СОЖ и стоимости утилизации при высоком коэффициенте смены (α).  
     В случае низкого коэффициента смены СОЖ стоимость снижается, однако затраты на обслуживание увеличиваются в соответствии с увеличением содержания вредных веществ. В системе с высоким коэффициентом смены замена жидкости происходит многократно, и вследствие этого вредных веществ в ней мало. В этом случае вредными примесями являются смазочные материалы, попадающие в СОЖ

в результате протечек, антикоррозионные компоненты, вводимые средства для  очистки, соли, вводимые при термической  обработке, компоненты, которые не могут  быть удалены фильтрацией, микроорганизмы. Использование СОЖ с низким коэффициентом  смены, естественно, стоит дороже. На рис. 2 изображена зависимость стоимости  обслуживания СОЖ от коэффициента смены  СОЖ.

Приведенная кривая показывает средние значения, полученные при  исследовании применения СОЖ в металлообработке в течение нескольких лет. Самым  простым способом расчета стоимости  системы СОЖ любого типа является расчет относительно 1 м³ системы, в качестве периода расчета рассматривается 1 год. Стоимость выражается как стоимостная единица (КЕ) за 1 м³ в год. Стоимость (К) может быть представлена в виде трех групп стоимости: 
     k₁ — стоимость смены СОЖ;  
     k₂— стоимость потерь; 
     k₃ — стоимость поддержания рабочих параметров СОЖ. 
 

K=k₁+k₂+k₃,

 
     k₁ — стоимость смены СОЖ — включает в себя: во-первых, стоимость получения СОЖ (например, смешением концентрата СОЖ и воды), а во-вторых, стоимость утилизации отработанной СОЖ. Следует учитывать также стоимость работ, связанных со сливом СОЖ из системы, и работ по следующему заполнению системы (трудозатраты). Если работа по очистке выполняется применительно к СОЖ только при необходимости замены, то стоимость этой работы также включается в k₁. Также в k₁может входить и стоимость простоя металлообрабатывающего оборудования, если смена СОЖ требует прервать технологический процесс. Поэтому, чтобы не увеличивать k₁ смену СОЖ обычно производят во время плановых остановок.  
     k₂ — стоимость СОЖ, теряемых при сливе. В них также входят потери при очистке СОЖ и при чистке металлообрабатывающего оборудования моющими средствами. Таким образом, в k₂ должна учитываться и стоимость очистки и утилизации той части потерь СОЖ, которая приходится на СОЖ, унесенные со сточной водой. 
     k₃ — стоимость обслуживания, поддержания рабочих параметров СОЖ и контроля качества СОЖ. В нее входит стоимость антибактериальной и щелочной обработки резервуаров, стоимость лабораторных анализов качества СОЖ и микробиологических тестов. 
     Эти значения могут быть рассчитаны по следующим формулам: 
     Стоимость смены СОЖ k₁, КЕ/м³ год:  
 

k₁=w(10cP+E+N+WA),

Стоимость СОЖ, теряемых при сливе, k₂, КЕ/м³ год: 
 
 

k₂=12α(10cP+E+WA),    

 Стоимость поддержания  рабочих параметров СОЖ k₃, КЕ/м³ год: 
Стоимость поддержания рабочих параметров СОЖ и контроля качества СОЖ для каждого конкретного случая определяется индивидуально. Общая стоимость 1 м³ СОЖ, используемой за 1 год для централизованной циркуляционной системы, определяется по формуле: 
 
 

K=(12α+w)x(10cP+E+WA)+wN+k₃.

 
В этих уравнениях КЕ — стоимостная единица; Р — цена СОЖ в КЕ/м³;  WA — цена воды в КЕ/м³,  Е — стоимость утилизации в КЕ/м³, рабочие часы на процесс смены СОЖ с учетом возможного простоя металлообрабатывающего оборудования в КЕ/м³;  α — коэффициент, учитывающий количество смен в месяц;  с — концентрация СОЖ, %;  w — количество смен СОЖ за год. 
     С помощью этих уравнений можно определить стоимость СОЖ для различных систем. Стоимость замены и слива СОЖ берутся по рабочим журналам на производстве. Стоимость трудозатрат находится в широком диапазоне. Значения К, k₁ k₂, k₃ могут быть представлены графически как зависимость от частоты смены СОЖ (w), как показано на рис. 3. 

 

k₃ не имеет точных формул расчета и для каждого конкретного случая определяется индивидуально. Обычно стоимость поддержания рабочих параметров и контроля качества СОЖ увеличивается пропорционально сроку службы СОЖ. 
На рис. 3 приведены исследования для централизованной циркуляционной системы, которые отражают работу в течение нескольких лет. Использование вышеприведенных расчетов позволяет определить оптимальные параметры для минимизации общей стоимости СОЖ. 
Очень важно и то, что вещество отличается достаточно невысокой стоимостью (концентрат который разводится в пропорции 1:20 «УНИЗОР – М» завода «БАРКОР» стоимостью 15,90 – 16,50грн./кг в зависимости от модификаций). экологичным составом и простым в применении. Во время работ не потребуется никакого вспомогательного оборудования. Раствор просто мешается и при необходимости доводится до нужного результата. Можно использовать более или менее концентрированные составы, все зависит от условий эксплуатации.

Применение СОЖ позволит:

- решит многие технические проблемы и обеспечит получение реального экономического эффекта;

- исключит случаи коррозии деталей с обеспечением их консервации;

- снизит себестоимость выпускаемой продукции за счёт повышения: стойкости инструмента, качества обработки и производительности труда;

- сократит расходы на утилизацию отработанных эмульсий (разрешён слив в канализацию);

- значительно снизит объёмы закупок СОЖ, за счёт продолжительного срока службы (1год и более).