Blaser – Lastuamisnesteet ja leikkuuöljyt metallintyöstöön

Kiinnostaisiko työstäminen?
Blaser Swisslube jälleenmyyjäsi Edufix oy
blaser-edufix-swisslube

Yleistä lastuamisnesteistä

Veteen sekoitettavia lastuamisnesteitä (emulsioita ja liuoksia) valmistetaan tyypillisesti käyttäen perusöljyinä:
– mineraaliöljyä (emulsioita)
– puolisynteettistä öljyä (”ns. mikro emulsioita”)
– synteettistä öljyä/kemikaalia (muodostavat yleensä liuoksia)
– kasviöljyä ja sen estereitä (emulsioita, tyypillisesti rypsi / rapsi öljyä)

On huomattava, että kun koneensuunnitteluopissa yleensä lasketaan erilaisiin voitelutapauksiin ns. riittävän voitelun viskositeettia, eli kuinka paksua käytetyn öljyn viskositeetin tulee olla, jotta voitelu olisi riittävä. Lastuamisnesteiden kohdalla tätä laskentamenetelmää ei voi käyttää, eikä öljyn paksuutta kasvattamalla voiteta käytännössä mitään erityistä. Paksusta öljystä muodostunut emulsion pisara on yleensä kooltaan iso, eikä se aina oikein mahdu työkalun, työkappaleen sekä lastun väliin voitelemaan työkalua. Lisäksi paksu öljy valuu hitaasti pois pinnoilta, eli se tarttuu runsaasti työkappaleisiin ja lastuihin, mikä kasvattaa nesteen käytönaikaista kulutusta (hukkaa) merkittävästi nesteen kulkeutuessa pois järjestelmästä.

Nesteeseen käytetyn öljyn viskositeetin ja tyypin mukaan voi nestetiivisteen kulutus käytössä vaihdella hyvinkin suuresti. Tämän nestehävikin kasvun takia voitelevuutta parannetaan yleensä käyttämällä voitelevia lisäaineita, eikä paksumpia öljyjä.

Eräässä konepajassa suoritetussa kokeessa heidän käyttämän nesteen konsentraatio oli 9% ja nesteen ylläpitoon käytetty väkevyys oli 6%. Samaan kohteeseen testattiin toisen tyyppistä ja merkkistä lastuamisnestettä samalla 9% väkevyydellä, mutta tälle testattavalle nesteelle ylläpitoon riitti 2-2.5% väkevyys.

edufix-blaser-lastuamisnestekustannusten-jakautuminen-tuotannossa
Kuva 1. Lastuamisnestekustannusten jakautuminen tuotannossa.

Käytännössä tämä tarkoittaa, että pajan normaalisti käyttämää nestettä kuluu käytössä 2-3 kertaa enemmän, kuin testattavaa nestettä. Kaiken lisäksi tuo alemman kulutuksen testattu neste tuotti paremman työkalun kestoiän.

Käytännön kulutus on seikka, mikä voi useinkin olla vaikeaa ottaa huomioon käyttökustannuksia arvioitaessa nesteen hankinta prosessin yhteydessä. Nesteen litrahinta on siis käytännössä aivan liian yksinkertainen ja huono tapa ostopäätöksen yhteydessä vertailla eri nesteiden kustannusvaikutuksia. Kun lisäksi nesteiden kestoikä vaihtelee suuresti, parista kuukaudesta useampaan vuoteen, on nesteen pitkä vaihtoväli se seikka, jonka vaikutukset elinkaaren kustannuksiin ovat kaikista merkittävimmät varsinkin, kun nesteen hävittäminen on nestekustannusten suhteellisesti suurin ja merkittävin kuluerä (Kuva 1).

Eri perusöljyillä on lastuavassa työstössä hyvin erilaisia työstöominaisuuksia, joihin voidaan vaikuttaa suurestikin käyttämällä erilaisia voitelevuutta parantavia lisäaineistuksia kuten ns. EP- ja polaariset lisäaineet.

Kuva 2. lastuamisnesteen eri komponenttien ja lämmön vaikutus kitkakertoimeen.

Polaariset lisäaineet ovat kasvi- ja eläinrasvojen rasvahappoja tai niiden estereitä ja ne muodostavat työstön yhteydessä metallisaippuoita. Näiden toiminta heikkenee työstölämpötilan kasvaessa yli 200 °C. Koska nämä orgaaniset voiteluaineet menettävät voitelukykyänsä työstön kannalta jo varsin alhaisessa lämpötilassa, käytetään lisäksi myös ns. EP-lisäaineita (Extreme Pressure) voitelevan kalvon synnyttämiseksi työkalun ja työkappaleen välille korkeissa lämpötiloissa ja kovassa paineessa. Voiteleva kalvo syntyy tällöin EP-lisäaineen ja metallipintojen välisessä kemiallisessa reaktiossa lisäaine kohtaisesti tietyssä lämpötilassa. EP-lisäaineina käytetään esim. rikkiä, klooria, fosforia sekä sinkkiä sisältäviä yhdisteitä, kuten rasvahappojen rikitettyjä estereitä, kloorattuja hiilivetyjä, orgaanisia estereitä ja fosforihapon estereitä. Reaktiotuotteina työstössä syntyy metallisulfiaatteja, -fosfaatteja ja -klorideja. Lisäaineiden vaikutusta lastuamisnesteen kitkakertoimeen eri lämpötiloissa (Kuva 2).

EP-lisäaineista Kloori on ollut varsin pitkään ns. ”paheksuttujen” lisäaineiden listalla ekologisista syistä. Kun klooria sisältävä lastuamisneste viimein hävitetään polttamalla jätteenkäsittelylaitoksella, on tässä prosessissa voinut kloorin takia muodostua dioksiinia, mikä supermyrkkynä on haitallista ympäristölle ja etenkin eläimille. Tästä syystä monessa valtiossa on klooripitoisen nesteen hävityskustannukset asetettu korkeiksi ja siten ohjattu käyttäjiä kohti ympäristöystävällisempiä tuotteita. Kuitenkin menetelmäteknisesti kloori on olut yksi parhaista lisäaineista lastuamisnesteessä ja sen paheksunta onkin aiheuttanut teollisuudessa suuria menetelmäteknisiä ongelmia.

Dioksiinin muodostus ei kuitenkaan ole ollut suoraan vain ainoastaan kloorilisäaineen vika, vaan taustalla ”juurisyynä” on ollut jätteenpolttolaitosten käyttämä liian alhainen polttolämpötila. Tästä syystä esim. Suomessa Ekokemin käyttämässä prosessissa palamislämpötila on valittua riittävän korkeaksi estämään dioksiinin muodostuksen. Näin klooria on ”turhaan” paheksuttu, kun oikeasti olisi pitänyt puuttua polttolaitosten polttolämpötilaan ja laittaa nämä jätelaitokset siltä osin asianmukaiseen kuntoon.

Nykyinen trendi on nestemarkkinoilla, että EP lisäaineistusta enää harvemmin käytetään, ainakin julkisesti em. ympäristösyistä ja että bakteerit käyttävät etenkin rikkiyhdisteitä ravintonaan.

Käytännön olosuhteissa lastuamisnestejärjestelmään joutuu runsaasti työstökoneista ja sen osista sekä laitteista valunutta vuotoöljyä. Näiden todellinen pitoisuus lastuamisnesteessä voi nousta huomattavankin korkeaksi. On huolehdittava, etteivät nämä vuotoöljyt pääse pilaamaan lastuamisnestettä ja sen toimintamahdollisuuksia ja -edellytyksiä.


Työstökoneessa käytetyt voiteluöljyt tulee valita siten, että niiden kemiallinen ja fysikaalinen yhteensopivuus on hyvä käytetyn nesteen kanssa. Olisi naivia edes ajatella, etteivät koneen voiteluöljyt ja käytetty lastuamisneste reagoisi keskenään nestesäiliössä työstölämmön ja nestepumppujen voimakkaan sekoittamisen seurauksena.


Huono fysikaalinen yhteensopivuus merkitsee, sitä että vuotoöljy emulgoituu lastuamisnesteeseen, mikä estää vuotoöljyn erkaantumisen öljykalvoksi nesteen pinnalle, vaan vuotoöljy kulkee nesteen mukana lopulta palaen karstaksi teräsärmää kiinni haitaten teräsärmän jäähdytystä. Samalla emulsion pisarakoko kasvaa ja sen mukana refraktometrin näyttämästä tulee epäselvä / suttuinen ja mittaustuloksesta parhaimmillaankin suuntaa antava. Erkautustestissä näytteiden erottuvuus nopeudessa on valtavia eroja. Nopeimmillaan vuotoöljy nousee emulsion pintaa sekunneissa ja hitaimmillaan öljy ja emulsio ovat sekaisin ilman toivoakaan erkaantumisesta (näytteet lopulta hävitettiin 20 vuoden odottelun jälkeen emulsion ja öljyn ollessa edelleen täysin sekaisin). Nopea erkaantuminen varmistaa, että vuotoöljyt voidaan ja saadaan poistetuksi lastuamisnesteen pinnalta käyttäen siihen öljynerottimia eli ”skimmereitä”.


Huono kemiallinen yhteensopivuus johtaa lastuamisnesteen kemiallisten ominaisuuksien muutoksiin, jolla on haitallisia vaikutuksia työstökoneen kumi ja muovi komponenttien kunnolle (sähköjohtimien hapertuminen, kumiosien kuivuminen ja turpoaminen). Lisäksi koneessa käytetyt tiivistemateriaalit degeneroituvat (tiivisteiden pettäminen) sekä lisäksi koneen maalipinnat saattavat irrota huonon kemiallisen yhteensopivuuden aiheuttamana. Kemiallisen epäyhteensopivuus voi aiheuttaa myös muutoksia lastuamisnesteen sähkönjohtavuuden ja nesteen pH:n tasoon, millä on havaittu suoria vaikutuksia korroosion esiintymiseen työstökoneessa ja työkappaleissa.


Nesteen vaihtovälin pidentäminen vaatii nesteeltä hyvää mikrobiologista stabiilisuutta ja vuotoöljyjen sietokykyä. On huolehdittava ns. nesteiden ja öljyjen fysikaalisesta ja kemiallisesta yhteensopivuudesta. Käytännössä tämä tarkoittaa yhteensopivuustestien tekemistä laboratoriossa, jossa mitataan ja arvioidaan nesteelle vuotoöljystä aiheutuneita muutoksia sekä niiden vaikutuksien muodostamaa uhkaa työstökoneelle ja sen komponenteille, nesteen toimivuudelle ja kestolle. Lastuamisnesteen ja vuotoöljyjen huono yhteensopivuuden aiheuttamat ongelmat ovat tyypillisesti esim. kumi ja muoviosien hapertuminen, maalien irtoaminen, tiivisteiden pettäminen, korroosio sekä emulsion pisarakoon kasvu.


Pelkkä itse tehty ns. erottuvuustesti (fysikaalinen yhteensopivuus), missä sekoitetaan suljetussa astiassa (esim. pullo) emulsiota (5%) ja kutakin vuotoöljyä 1:1 suhteessa ei ole pitkässä juoksussa riittävä toimenpide, koska se ei paljasta minkälaisia kemiallisia reaktioita ja muutoksia vuotoöljy nesteelle ja sen rakenteelle aiheuttaa (kemiallinen yhteensopivuus). Siksi nestetoimittajan olisi pystyttävä toimittamaan luotettavia yhteensopivuustestituloksia ja -suosituksia omien tuotteidensa osalta markkinoiden yleisimpien öljyjen kanssa testattuna. Tarvittaessa toimittajan pitää olla myös valmis testaamaan asiakkaan käyttämien öljyjen yhteensopivuuden omien nesteidensä kanssa, jos tätä tietoa ei ole muuten saatavilla.

Lastuamisnesteiden käyttöön liittyy paljon terveyteen vaikuttavia tekijöitä, joihin EU:n kemikaaliasetuksella ”REACH act:lla” on pyritty vaikuttamaan nostamalla nesteissä käytettävien raaka-aineiden työturvallisuuden vaatimuksia rajoittamalla joitain nesteiden raaka-aineita ja / tai niiden pitoisuuksia tiivisteessä. Samalla on nesteiden mikrobiologista stabiilisuutta parantamaan tarkoitettujen säilöntäaineiden ”biosidien” (bakterisidit ja fungisidit) käyttöä on voimakkaasti rajoitettu, mikä onkin tuonut ”uusia” bakterisidi vapaita tuotteita markkinoille. Tavallaan erikoiseksi tämän trendin tekee, että oikeasti näitä aidosti bakterisidi vapaita tuotteita on markkinoilla ollut jo yli 40 vuotta, mutta vasta nyt EU-viranomaisten vaatimusten kiristyessä on näiden ”puhtaampien ja käyttäjille turvallisempien” tuotteiden tarjonta selvästi laajentunut ja nyt näitä tuotteita sitten markkinoidaan ”uutuuksina”.

Näiden bakterisidi vapaiden nesteiden toiminta perustuu valtaosin ajatukseen, missä nesteen jollain komponentilla on ns. ”sekundaarinen funktio” toimia bakteerien kasvua hillitsevänä komponenttina, ilman virallista bakterisidi luokitusta.


Erotuksena edellisistä on markkinoilla myös nesteitä, joiden toiminta perustuu vaihtoehtoiseen ajatukseen missä annetaan nesteeseen hallitusti kasvaa harmittomia ei patogeenisiä (tauteja aiheuttavia) bakteereita, jolloin nesteeseen ei jää vapaata ekologista lokeroa patogeenisten (tauteja aiheuttava) bakteerien kasvulle. Näin neste voi säilyttää pitkän vaihtovälinsä aiheuttamatta käyttäjille turhaa altistusta haitallisille bakterisideille, (aiheuttavat tyypillisesti käyttäjille erilaisia iho-oireita).


Noin. 80kg painavassa ihmisessä on noin 1.5 – 2 kg elävää bakteerimassaa ilman, että hän olisi ”yhtään sairas”. Terve elimistö käyttää ja tarvitsee bakteereita moneen eri tarpeeseen, kuten esim. suolistossa ruoansulatukseen ja esim. suojaamaan ihon pintaa.


Aidosti bakterisidi vapaiden nesteiden kanssa on ymmärrettävä, ettei normaali bakteerien kokonaismäärää mittaavat viljelytestit vielä kerro totuutta nesteen mikrobiologisesta tilasta. Vain menetelmät, jotka perustuvat nestenäytteestä viljellyiden bakteeripesäkkeiden tunnistamiseen visuaalisesti tai DNA analyysia käyttäen, voivat aidosti määritellä nesteen mikrobiologisen tilan ja sen käyttöturvallisuuden.

Refraktometri
On nesteen optiseen taitekertoimeen perustuva mittalaite, jolla mitataan lastuamisnesteen konsentraatio, eli väkevyys %. Refraktometriä tulee kalibroida säännöllisesti ”mittaamalla” puhdasta vettä, jolloin mittalaitteen asteikko tulee säätää näyttämään nollaa, kiertämällä säätöruuvia laitteen kyljessä.


Koska erilaisten öljyjen ja emulgaattorien muodostaman nestetiivisteen optiset ominaisuudet vaihtelevat suuresti, tulee usein väkevyyden mittauksen yhteydessä huomioida nesteen ns. refraktometri kerroin, joka nimensä mukaan kertoo millä luvulla on mittatulos kerrottava, jotta tulos vastaisi todellista väkevyys %:a. Yleensä tämä kerroin voi vaihdella suurellakin välillä (1 – 4), tyypillisesti välillä 1 - 2 nesteen mukaan. Esimerkiksi refraktometrikerroin on 1,8 ja refraktometrin lukeman 5%. tällöin todellinen väkevyys on 5x1,8=9%.


PH-mittausliuskat

Nesteen pH pitäisi mitata ja kirjata ylös mielellään useamman kerran viikossa. Jos pH:n arvossa esiintyy suuria muutoksia viitearvoihin, tulee selvittää mistä pH:n muutos johtuu. Nesteen konsentraatio myös vaikuttaa sen pH:n arvoon, korkealla pitoisuudella on pH:n arvo korkeampi ja vastaavasti matalalla matalampi pH.
lastuamisnesteiden korroosionpuskurointikyky yleensä perustuu nesteen alkalisuuteen (emäksisyys), tyypillisesti nesteen pH:n vaihdellessa välillä 8,2-10. Usein nesteessä esiintyvät häiriöt näkyvätkin nopeinten nesteen pH:n muutoksina. Xylitoli purukumin tv mainoksista olemme jo nuorena oppineet, että bakteerit aiheuttavat suussa ruokailun jälkeen ns. ”happohyökkäyksen”. Sama analogia pätee myös lastuamisnesteisiin, eli mikrobien määrän kasvu nesteessä näkyy pH:n alenemisena (happohyökkäyksenä), koska bakteerien aineenvaihduntatuotteet ovat happamia. Lisäksi monet ei yhteensopivat vuotoöljyt voivat vaikuttaa nesteen pH arvoa alentavasti ja samalla vaarantamalla nesteen korroosionestokyvyn. Pitkään käyttämättä olleen nesteen pH yleensä alenee, varsinkin jos nesteen pinnalle on päässyt muodostumaan hapettumiselta ehkäisevä öljykalvo. Yleensä nesteen pH kohoaa takaisin normaalille tasolle, kun nestettä taas aletaan käyttää ja neste pääsee ilmaantumaan sen kiertäessä koneessa.


Veden kovuuden mittausliuskat

Käytetyn veden kovuus vaikuttaa suoraan nesteen taipumukseen muodostaa vaahtoa. Pehmeällä vedellä tyypillisesti esiintyy runsastakin vaahtoamista ja taas vastaavasti kovalla vedellä harvemmin. Keski-Euroopassa vesi on tyypillisesti kovaa, eli veteen liuenneiden mineraalisuolojen (kalkki ja magnesium suolat) määrä on suuri. Suomessa sekä skandinaavien alueella vesi on taas yleensä pehmeää. Nesteen ylläpito tankkauksen yhteydessä tuoreen nesteen veden mukana tulee järjestelmään lisää veteen liuenneita mineraalisuoloja, jolloin ne voivat ajan kanssa kumuloitua nesteeseen, kun vesi haihtuu, mutta suolat eivät. Tämä voi aiheuttaa järjestelmän veden kovuuden merkittävän kasvamisen ajan kuluessa. Äärimmäisessä tilanteessa korkea veden kovuus voi aiheuttaa emulsio hajoamisen kahdeksi faasiksi, vedeksi ja öljyksi. Tämän takia usein kovan veden esiintymisalueilla konepajojen vesijärjestelmään asennetaan erilaisia veden käsittelylaitteita, kuten käänteisen osmoosioon perustuvat suodatusjärjestelmät tai ns. pehmennys suodattimet, joilla alennetaan käytettävän veden kovuutta ja estetään suolojen kumuloituminen järjestelmään.


Nitraatti ja nitriitti mittausliuskat

Nitraattien ja nitriittien mittaus: Ei ole Suomen ja etenkään Blaser nesteiden käyttäjien ongelma. Taustalla on saksalainen työsuojelulainsäädäntö, joka määrää, että työstönesteissä, joissa on havaittu nitraatteja tai nitriittejä, tulee niiden pitoisuus mitata säännöllisesti viikottain ja työjohtajan on vielä allekirjoituksellaan vahvennettava em. mittaustulokset, joille on asetettu raskas 10 vuoden säilyttämisvelvoite. Pelkona tässä yhteydessä on työstönesteeseen mahdollisesti muodostuva nitrosamiinit.
Nitrosamiineja tunnetaan noin 300 erilaista yhdistettä ja niiden on havaittu olevan karsinogeenejä, eli syöpää aiheuttavia. Lastuamisnesteissä yleensä käytetään amiineja pH:n puskurointiin, korroosioinhibiittorina ja joskus myös osana emulgaattoria. Amiini on pitkäketjuinen typpiyhdiste, joita on kolmea tyyppiä, primaari, sekundaari sekä tertiaarinen amiini. Primaari amiini on haaroittumaton pitkä typpiketjuyhdiste, sekundaarinen amiini on kaksihaaraiseksi jakaantunut pitkä typpiketju ja tertiaarinen amiini taas on vastaavasti kolmihaarainen pitkä typpiketjuyhdiste. Nitrosamiinien muodostumisreaktiot ovat tarkemmin tuntemattomia, mutta korkealla lämpötilalla ja alhaisella pH:lla on ollut muodostumisreaktiota suosivia vaikutuksia. Lisäksi muodostumista varten tarvitaan tietysti nesteeseen myös nitraatteja tai nitriittejä. Amiini yhdisteistä sekundaarinen amiini on se suurin syntipukki, joka muodostaa isoimman riskin nitrosamiinien muodostukselle, primaarinen ja tertiaarinen amiini ovat liki neutraaleja tässä suhteessa, eivätkä siis ole riski käyttäjälle. Tämän takia esim. Blaser erikseen vakuuttaa tuote-esitemateriaalissaan, ettei neste sisällä sekundaarista amiinia tai nitrosamiinia monen muun tunnetun ongelmallisen aineen lisäksi.

Yleisimpiä kysymyksiä ja vastauksia

FAQ

Lastuamisneste voi olla bakteerien tai homeiden pilaama tai nesteeseen joutuneiden vuotoöljyjen pitoisuus on suurehko ja / tai vuotoöljyt eivät ole yhteensopivia (fys. ja kem.) Käytetyn lastuamisnesteen kanssa. Nesteen sekoitukseen käytetty vesi on liian pehmeää tai seoksen konsentraatio ylittää suositellun rajan.

Nesteen pinta on säiliössä alentunut niin, että nestepumppu imee ilmaa nesteen mukaan. Käytetyt nesteletkut ovat halkaisijaltaan liian pieniä. Letkujen jyrkkä säteiset / terävät mutkat ja kulmaliittimet aiheuttavat kuplien muodostusta letkussa (kavitaatio).

Tuoreella puhtaalla nesteellä voi olla alkuun kemikaalinen tuoksu, mikä yleensä hälvenee nesteen käytön mukana muutamassa viikossa. Kemikaalisen tuoksun voimakkuus vaihtelee yleensä käytetyn konsentraation mukaan. Eräät nesteet ovat hajustettuja.
Pilaantunut, hapan ja pistävä tuoksu on yleensä merkki nesteessä olevasta bakteeri-infektiosta, mikä tyypillisesti on anaerobisten bakteerin aiheuttamaa.
Pilaantuminen voi olla seurausta: huonosta ylläpidosta, suodatuksesta sekä vuotoöljyjen poistosta että niiden huonosta yhteensopivuudesta, alhaisesta konsentraatiosta tai nestesäiliön pohjalle kerääntyneestä vähähappisesta sedimentistä.

Miksi lastuamisnesteen väri muuttuu käytössä?

 

  • Lastuamisnesteen sekaan on joutunut vuotoöljyjä (johdeöljyä, hydrauliöljyä jne.)
  • Nesteellä on koneistettu valurautaa, jonka grafiitti partikkelit värjäävät nestettä (harmaaksi)
  • Nesteellä on koneistettu värimetalleja (kupari, messinki ja pronssit), josta liuenneet kuparipartikkelit värjäävät nestettä vihreäksi.
  • Eräät muut metallit kuten esim. koboltti värjää liuenneena nestettä punertavaksi.

Lastuamisnesteen vihreys johtuu yleisimmiten siitä, että koneella on ajettu kuparia, pronssia tai messinkiä, jolloin lastuamisneste värjäytyy helposti. Tähän auttaa oikeaan lastuamisnesteeseen vaihto, lisäaineiden käyttö (Blaser sisäistää ne lastuamisnesteisiin valmiiksi) tai seoksen suurentaminen, jotta valmiiksi lisätyt lisäaineet pääsevät vaikuttamaan.

Tämä on seurausta käytetyn lastuamisnesteen ja koneen voiteluöljyjen huonosta kemiallisesta yhteensopivuudesta. Vuotoöljyt ja lastuamisneste reagoivat koneen säiliössä muuttaen nesteen kemiallisia ominaisuuksia haitalliseen suuntaan.

On myös havaittu, että joillain valmistajilla on uusilla EU:n kemikaaliasetuksen jälkeen muokatuilla lastuamisnesteillä ollut tavallista suurempia yhteensopivuusongelmia koneen polymeeristen komponenttien kanssa. Esim. lastuamisneste on haurastuttanut koneen polykarbonaatti ikkunaa niin, ettei sen ominaisuudet enää täytä turvanormeja. Vastaavasti kumi ja muoviosat (esim. tiivisteet) ovat voineet vanhentua ennen aikaisesti.

  • Neste voi sisältää allergioivia ainesosia
  • Vuotoöljyjen suuri määrä nesteessä
    • Voiteluöljyjä ei yleensä valmisteta käyttäjä ystävällisiksi
  • Nesteessä voi olla paljon mikrobi pohjaista biomassaa, bakteerien aineenvaihdunta tuotteita ja soluseinämien osia. (ns. ODTS oireyhtymä ja gram negatiiviset bakteerit / endotoksiinit)
    • joissain nesteissä käytetään, ei Blaserin nesteissä, formaldehydiä säilöntäaineena mikrobeita vastaan
  • Nesteen konsentraatio on korkea mikä kasvattaa nesteen aiheuttamaa kemikaali altistusta, sekä nostaa nesteen pH:ta
  • Nesteen korkea pH eli alkalisuus pesee / liuottaa ihoa suojaavaa rasvakerrosta pois ja altistaa ihoa kemikaalien rasitukselle
  • Nesteessä on paljon suodattamattomia metallisia partikkeleita, jotka rasittavat / rikkovat / hankaavat ihoa tyypillisesti kappaleiden paineilma puhalluksen vaikutuksesta.
  • Koneistuksessa syntyy hienojakoista nestesumua, mikä pääsee huonon kohdepoiston takia leviämään koneistajan hengitysilmaan.

Pidetään työntekijät terveinä ja motivoituneina.

  • Blaser Swisslube on turvallinen vaihtoehto
    • Blaser Swisslube testauttaa kaikkien nesteidensä työturvallisuuden ulkopuolisessa puolueettomassa asiantuntijalaboratoriossa
  • Blaser Swissluben tuotteet ovat edullisia käyttää ja niiden elinkaaren kustannukset ovat alhaiset
    • Pitkä vaihtoväli - alhaiset hävityskustannukset
    • Hyvä työturvallisuus - alhaiset terveyden huoltokulut
    • Hyvä teränkesto ja pinnanlaatu - alhaiset työkalukustannukset, sekä parantunut tuotelaatu ja tuottavuus
    • Alhainen ylläpito tankkaus % - käytössä edullinen

Sanastoa

Antioksidantit ovat nestetiivisteeseen lisättyjä kemiallisia aineita, jotka hidastavat tai estävät lastuamisnesteen perusöljyjen hapettumista, eli härskiintymistä.

Antiwear (AW) – terän kulumista hillitsevät (polaariset) lisäaineet: Nämä lisäaineet asettuvat terän pinnalle ulkoisen magneettikentän mukaisesti orientaatioon, jolloin ne ”kastelevat / peittävät” pinnat tehokkaasti. Polaarisia-lisäaineita voivat olla esimerkiksi kasvi ja eläin rasvojen rasvahappoja tai niiden estereitä sekä polyglykolit. Näiden toiminta heikkenee (hiiltyvät) työstölämpötilan kasvaessa yli 200 °C.

Biosidit: jaetaan karkeasti kahteen pääryhmään:
bakterisideihin (bakteerien)
fungisideihin (hiiva- ja homesienet).


Monet nesteissä käytetyt bakterisidit ovat formaldehydiä luovuttavia aineita.
Lastuamisnesteiden kokonaisbakteerimäärä sekä hiiva ja home sienien pitoisuus voidaan mitata kastamalla elatusaineliuska tutkittavaan nesteeseen ja jonka jälkeen tämä liuska suljetaan pimeään lämpökaappiin ”hautumaan”. Tuloksen saaminen kestää tyypillisesti 24–48 tuntia. Viljelyn tulos tulkitaan visuaalisesti vertaamalla elatusaineliuskalle kasvaneiden pesäkkeiden määrää ja tiheyttä referenssi kuviin.


On huomattavat, että aidosti bakterisidi vapaissa lastuamisnesteistä mitataan yleensä varsin korkeita bakteerimääriä ilman, että neste olisi mitenkään erityisen ”pilaantunut”. Tämä luonnollinen seuraus nesteen ns. biokonseptista missä nesteessä kasvatetaan vesiperustaista harmitonta bakteerikantaa, mikä ei olemassaolollaan suo ekologista lokeroa haitallisten (patogeeni) bakteerien kasvulle ja pitävät näin osaltaan nesteen terveenä. Tällöin bakteerien kokonaismäärä ei kerro nesteen tilasta koko totuutta, vaan vasta bakteerien tunnistaminen kertoo todellisesta nesteen tilasta. Aiemmin biokonsepti nesteistä tehtyjen viljelyiden bakteeripesäkkeet tunnistetiin mikroskoopin alla viljelyalustalta ja niiden määrä laskettiin. Nykyään tämä sama tunnistus tapahtuu nesteestä automaattisesti ja nopeasti DNA analyysin avulla.

Boori: Boorilisäaineet toimivat emulgointiaineina, ehkäisevät korroosiota ja bakteerikasvua sekä tarjoavat puskuria nesteen pH:n ylläpitämiseksi.

Boorihappo luokitellaan lisääntymistoksiseksi (haitalliseksi ihmisen lisääntymiskyvylle). Vesiliukoisissa lastuamisnesteissä boorihappo on tyypillisesti reagoinut amiinien kanssa muodostaen booriamiineja. Vielä noin 25 v sitten eräissä nestetiivisteissä saattoi olla luokkaa 20% boorihappoa.

Demineralisoitu vesi: Veden demineralisointia kutsutaan myös suolanpoistoksi (ioninvaihdoksi).

<strong>Extreme Pressure</strong> (EP) – lisäaineita
Koska em. orgaaniset polaariset voitelulisäaineet menettävät voitelukykyänsä jo 150-200 °C lämpötilassa, käytetään myös EP-lisäaineita (Extreme Pressure) voitelevan kalvon synnyttämiseksi työkalun ja työkappaleen välille korkeissa lämpötiloissa ja ko¬vas¬sa paineessa. Voiteleva kalvo syntyy EP-lisäaineen ja metallipintojen välisessä reaktiossa. EP-lisäaineina käytetään esim. rikkiä, klooria, fosforia sekä sinkkiä sisältäviä yhdisteitä, kuten rasvahappojen rikitettyjä estereitä, kloorattuja hiilivetyjä ja fosforihapon estereitä.
Käytetään esim. runsaasti seostettujen terästen, teräksen, alumiinin ja titaanin työstössä.

Kova vesi: Vesi, jonka mineraalipitoisuus on korkea. Jos nesteeseen käytetty vesi on kovaa, voi ylläpito tankkauksen veden sisältämät mineraalit kumuloitua nesteeseen kasvattaen nesteen kovuutta veden haihtuessa emulsiosta (mineraalithan eivät haihdu). Nesteen kovuuden näin kasvaessa ajan ja käytön mukaan, kasvaa samalla riski emulsion rakenteen hajoamiseen, kun emulgaattori lopulta lakkaa toimimasta. Tällöin emulsio erkaantuu kahdeksi faasiksi, vedeksi ja öljyksi.
Lisäksi kovan veden alueella koneen nestejärjestelmään voi muodostua kalkkisaippuaa ja lietettä mikä näkyy erityisesti koneen ikkunoissa ja vaaleissa pinnoissa likaisina ”tahmautumina”.

Käyttöturvallisuustiedote (SDS, Safety Data Sheet): Toimittajalla on velvollisuus laatia paikallisella kielellä käyttöturvallisuustiedote kaikista (esim. ympäristölle vaarallisiksi, haitalliseksi tai allergisoiviksi) luokitelluista tuotteistaan. Työnantajalla, joka käyttää näitä luokiteltuja tuotteita, on velvollisuus määritellä käyttöturvallisuustiedotteen perusteella työskentelyrutiinit ja -tavat, jotka soveltuvat paikallisiin olosuhteisiin.

Käänteisosmoosio menetelmällä puhdistettu vesi: Normaalisti osmoosi tapahtuu, kun kaksi mineraali pitoisuudeltaan, eli väkevyydeltään erilaista nestettä erotetaan osmoosikalvolla (esim. ohut puoliläpäisevä polyamidikalvo). Väkevyydeltään alhaisemman nesteen vesimolekyylejä siirtyy kalvon läpi, kunnes väkevyys on sama kalvon molemmilla puolilla. Tätä fysikaalista prosessia hyödynnetään käänteisosmoosio- menetelmässä. Väkevyydeltään korkeampaan nesteeseen kohdistetaan paine, jolloin vesimolekyylit virtaavat vastakkaiseen suuntaan ja demineralisoituva vesi pakotetaan paineen avulla kalvon läpi. Käänteisosmoosimenetelmällä puhdistettu vesi soveltuu erittäin hyvin emulsioihin, sillä menetelmä puhdistaa vedestä samalla kertaa bakteerit, levät ja muut epäpuhtaudet.

Perusöljyt: Lastuamisnesteet sisältävät tavallisesti yhtä tai useampaa perusöljyä, jotka voivat olla mineraaliöljyjä, synteettisiä öljyjä tai estereitä.

Pehmeä vesi: Vesi, jonka mineraalipitoisuus on alhainen. Pehmeää vettä esiintyy luonnostaan tietyillä alueilla maaperän tyypin mukaan. Veden kovuudessa voi olla myös paikallisia kausiluonteisia vaihteluita vuoden aikojen mukaan esim., jos keväällä sulamisvedet pääsevät vedenottamoon.

pH: Nesteen pH mitataan pH-mittausliuskalla tai sähköisellä pH-mittarilla. Normaalisti nesteen pH:n taso on hyvin tuotekohtainen, ja tuoreessa emulsiossa se on yleensä välillä 8,5–10,5 (lievästi emäksinen). pH:n tason aleneminen (mitattava vähintään kerran viikossa) voi olla merkki nesteen välittömästä hoitotoimenpiteiden tarpeesta. Nesteen pH:n alenemisen voi olla seurausta nesteeseen pesiytyneestä bakteerikasvustosta, alhaisesta pitoisuudesta, koneen öljyvuodosta (esim. hydrauliöljyn vuoto) ja / tai voiteluöljyn merkin ja mallin vaihtumisesta. Alhainen pH usein aiheuttaa korroosiota koneen ja työkalujen teräs- / rautapinnoilla.

Pitoisuus %, nesteen väkevyys, konsentraatio mitataan yleensä refraktometrillä, mikä on optiseen taitekertoimeen perustuva mittalaite.


Liian korkea pitoisuus % voi aiheuttaa koneiden ja materiaalien tahmautumista, savun muodostusta, vaahtoamista ja pahimmassa tapauksessa herkistää lastuamisnestettä käsittelevien henkilöiden ihoa.


Liian matala pitoisuus % voi huonontaa terän kestoa, saavutettavaa pinnan laatua sekä heikentää nesteen vastustuskykyä haitallisia bakteeri- ja sienikasvustoja vastaan, mikä lyhentää lastuamisnesteen käyttöikää. Samalla myös nesteen antama suoja korroosiota vastaan heikkenee.

Pitoisuussuositus, sopiva nesteen pitoisuus % ilmoitetaan tuotetiedoissa erilaisiin sovelluksiin, työstömenetelmiin ja kohteisiin.

Tislattu vesi: Muodostetaan tiivistämällä vesihöyryä. Tislattu vesi soveltuu hyvin emulsioihin, mutta valmistusmenetelmän energiaintensiteetin vuoksii se on kallista.

Tuotetietolomake: Tämän lomakkeen on oltava aina työpaikalla. Siinä ilmoitetaan esimerkiksi yksittäisten tuotteiden käyttöalue, sekoitussuhteet ja sovelluskohtaiset suositukset, refraktometrikerroin ja emulsion pH:n viitearvot.

Vaahdon muodostus: Vaahtoa voi muodostua aluksi nesteen vaihdon jälkeen tuoreella emulsiolla, mutta se vähenee yleensä muutaman päivän kuluessa. Suomessa vaahdonmuodostus on tyypillisesti seurausta täällä niin yleisesti esiintyvästä pehmeästä vedestä. Veden kovettaminen esim. kalsium asetaatilla vähentää selvästi vaahdonmuodostusta.


Vaahdon muodostuksen tyypillisiä muita syitä voivat olla: lastuamisneste pumppu imee ilmaa alhaisen nestetason tai väärän asennuksen seurauksena tai käytetyt nesteletkut ovat halkaisijaltaan liian ohuita ja että letkuissa on liian teräviä mutkia tai letkuliittimiä, jotka mahdollistavat kavitaatio kuplan muodostuksen nestevirtauksen paikallisesti kiihtyessä. Lisäksi työstökoneen pyörivä kara voi piiskata nesteestä vaahtoa. Erityisesti sorvin pakan leukojen on usein havaittu aiheuttavan vaahdon muodostusta. Vaahtoaminen voi olla seurausta myös nesteeseen joutuneesta vieraasta aineesta, kuten pesuainejäämistä tai koneen vuotoöljyistä.

Veden kovuus: Veden kovuus mitataan indikaattoripaperilla (tai mittatikuilla). Veden kovuuden yksikkönä on ppm CaCO3 tai saksalainen kovuusaste, °dH. Tietyillä alueilla vesijohtoveteen lisätään hygieniasyistä klooria. Näin tehdään etenkin kesällä, kun vedenottoon käytetään enemmän pintavettä, joka sisältää enemmän bakteereja ja leviä kuin pohjavesi. Kohonnut klooripitoisuus voi aiheuttaa rauta metallien korroosiota.

Veden pehmennys suodatin sisältää kationin- ja anioninvaihtimia. Kun vesi ohjataan laitteiston läpi, veden irralliset mineraalisuolat vaihtuvat vety- ja hydroksi-ioneiksi. Tulokseksi saadaan korkealaatuista mineraalitonta pehmeää vettä. Demineralisoitua vettä käytetään usein emulsioiden ylläpito tankkauksessa alueilla, joilla vesi on luonnostaan kovaa vähentämään nestesäiliöön päätyvien mineraalien määrää ja siten estämään niiden kumuloitumista nesteeseen ja liiallisen nesteen kovenemisen.

Vuotoöljy on helpointa poistaa nesteen pinnalta kuorimakauhalla tai öljynerottimella, eli skimmerillä. Vuotoöljypitoisuus voidaan arvioida karkeasti myös arvioimalla vapaan öljyn määrä, näkyvä öljymäärä emulsion pinnalla. Tämä menetelmä ei voi huomioida vuotoöljyä, joka on jo emulgoitunut nesteeseen. Työstökoneen voiteluöljyt ovat suunniteltu ja lisäaineistettu teknisiin erikoistehtäviin, joiden vaatimukset ovat monesti ristiriitaiset lastuamistapahtuman kanssa.

Vuotoöljyt on yleisnimitys työstökoneen voiteluöljyille, jotka päätyvät lopulta koneen alimpaan osaan (loukkoon) ”nestesäiliöön” likaamaan lastuamisnestettä. Vuotoöljyjä ovat tyypillisesti:
• johdevoitelu-
• hydrauli-
• kara- tai vaihteistoöljyä.


Bakteerit kasvavat usein lastuamisnesteen pinnalle muodostuneen vuotoöljykerroksen ja nesteen rajapinnassa olevassa hapettomassa tilassa. Tästä syystä on tärkeää, että vuotoöljyt on poistettava nesteen pinnalta päivittäin kuorimalla skimmerillä.


Mikään emulsio ei pitkään kestä olla vuotoöljykalvon peitossa hapettomassa tilassa ilman, että sillä olisi haitallisia seurauksia nesteelle ja sen ominaisuuksille (pH:n lasku, korroosio, mikrobien kasvu).

Vuotoöljypitoisuus: Vuotoöljypitoisuus (työstökoneen voiteluaineiden pitoisuus nesteessä) voi käytännössä muodostua huomatavan korkeaksi ja se voidaan mitata periaatteella:
Pitoisuus (refraktometri) – pitoisuus (kem analyysi) = vuotoöljypitoisuus

Lisää kysyttävää?

Panu Ranta

Blaser myynti ja neuvonta

Lastuamisnesteiden sekä -öljyjen myynti, koulutus ja neuvonta koko Suomen alueella

Koulutukset

Lastuamisnesteiden hoito ja ylläpito

Tarjoamme koulutuksen lastuamisnesteiden hoitoon ja hyvänä pitämiseen, jotta kaikki hyöty lastuamisnesteestä saataisiin irti. Koulutuksen kesto n. 1-2h.

SOITA / CALL US
KARTTA / MAP