Bedeutung der regelmäßigen Überwachung von Kühlschmierstoffemulsionen in der metallverarbeitenden Industrie

Kühlschmierstoffe werden in der metallverarbeitenden Industrie sowohl bei spanabhebenden als auch bei nicht spanabhebenden Verfahren zur Kühlung und Schmierung des Prozesses eingesetzt. Beim Drahtziehen werden Kühlschmierstoffemulsionen aufgrund ihrer primären Kühlwirkung eingesetzt, die aufgrund der hohen Liniengeschwindigkeiten erforderlich ist.

Eine Kühlschmierstoffemulsion besteht hauptsächlich aus Wasser, Schmieröl, Emulgatoren, Lösungsmitteln wie Alkoholen, Entschäumern, Bakteriziden und Klebstoffzusätzen. Die regelmäßige Überwachung von Kühlschmierstoffemulsionen ist für die Prozesssicherheit, die Sicherheit der Mitarbeiter und eine kosteneffiziente Produktion unerlässlich. In den letzten Jahren wurde dies durch verschiedene Vorschriften noch verstärkt. Neben der pH-Messung und der Bestimmung der Nitrat- und Nitritwerte spielt die Analyse der Emulsionskonzentration eine wichtige Rolle.

Kühlschmierstoffemulsionen können während des Betriebs durch Ölaustritt über die Späne verdünnt oder durch höhere Betriebstemperaturen und die damit verbundene Verdunstung von Wasser konzentriert werden. Eine regelmäßige Überwachung hilft, die Lebensdauer der Emulsion und letztendlich der Maschinenteile zu erhöhen, indem unerwünschter Verschleiß reduziert wird.

Eine gängige Methode zur Bestimmung der Emulsionskonzentration ist die Messung des Brechungsindex in °Brix. Dieser Wert wird dann mit einem spezifischen Refraktometerfaktor für den Kühlschmierstoff multipliziert, um die Kühlmittelkonzentration zu bestimmen. Diese Messung kann mit einem Handrefraktometer durchgeführt werden. Es kann jedoch zu Ungenauigkeiten kommen, wenn die Temperatur der Emulsion im Tank schwankt und die Emulsion durch Abnutzung stark getrübt ist. Insbesondere bei “reichhaltigeren” Emulsionen kann die Messung mit einem Handrefraktometer nur einen groben Näherungswert liefern.

Um die Einschränkungen von Handrefraktometern zu überwinden und eine präzise Messung der Kühlschmierstoffkonzentration zu gewährleisten, hat die metallverarbeitende Industrie direkte Ansätze mit Inline-Prozessrefraktometern und hochpräzisen Laborgeräten zur Qualitätskontrolle der Kühlschmierstoffemulsionen erforscht.

Lösung von SCHMIDT + HAENSCH

Der Einsatz des VariRef Refraktometers mit integrierter Temperaturregelung bietet den Vorteil, die Emulsion bei konstanter Temperatur zu messen. Da in der Software eine Methode mit einer spezifischen Skala programmiert werden kann, die den Brechungsindex in eine direkte Konzentration umrechnet, werden Ungenauigkeiten bei der manuellen Skalenablesung eliminiert. Aufgrund des Messprinzips werden Störungen durch Emulsionsverunreinigungen weitgehend vermieden.

Die Integration eines Inline-Refraktometers wie des iPR C2 in Drahtzugsysteme ermöglicht die kontinuierliche Überwachung und dynamische Anpassung der Emulsionskonzentration in Echtzeit während des gesamten Produktionsprozesses.

• Präzise Messung der Kühlmittelkonzentration
• Eliminierung von Messungenauigkeiten
• Echtzeit-Überwachung während des Produktionsprozesses
• Erhöhte Prozesssicherheit
• Kostengünstige Optimierung der Produktion
• Einhaltung von Vorschriften
• Sicherstellung der Qualitätskontrolle

Download der Applikationsnotiz (Englisch): Monitoring of coolant emulsions in wire drawing