مایعات فلزکاری اجزای ضروری فرآیندهای فلزکاری هستند که روانکاری، خنک‌کاری و محافظت از خوردگی ابزارها و قطعات کار را فراهم می‌کنند. با این حال، اثربخشی مایعات فلزکاری می‌تواند به دلیل جداسازی دو فازی، پدیده‌ای که در آن سیال به فازهای مایع و گاز مجزا جدا می‌شود، مختل شود. این جداسازی می‌تواند منجر به چندین مشکل از جمله موارد زیر شود:
- کاهش روانکاری: هنگامی که سیال جدا می‌شود، اجزای روان کننده ممکن است در یک فاز متمرکز شوند و فاز دیگر روانکاری کافی نداشته باشد. این می‌تواند منجر به افزایش سایش ابزار، آسیب سطح و حتی خرابی قطعه کار شود.
- اختلال در خنک‌کاری: جداسازی دو فازی می‌تواند توانایی خنک‌کاری سیال را نیز مختل کند. فاز گاز خواص انتقال حرارت کمتری نسبت به فاز مایع دارد، بنابراین هنگامی که سیال جدا می‌شود، گرما به طور موثر از ناحیه برش خارج نمی‌شود و منجر به افزایش دما و افزایش تنش حرارتی روی ابزارها و قطعات کار می‌شود.
- تخریب مخزن خنک کننده: فاز گاز جدا شده همچنین می‌تواند اجزای مایع فلزکاری مانند افزودنی‌ها و مهارکننده‌ها را از بین ببرد و منجر به تخلیه این اجزای ضروری در مخزن خنک‌کننده شود. این می‌تواند عملکرد کلی سیال را degrade و خطر خوردگی و سایر مشکلات را افزایش دهد.
- ایجاد مه: فاز گاز در یک مایع فلزکاری جدا شده دو فازی می‌تواند مه ایجاد کند که می‌تواند محیط کار خطرناکی ایجاد کند. مه می‌تواند دید را کاهش دهد، پوست و سیستم تنفسی را تحریک کند و حتی خطر آتش‌سوزی و انفجار را افزایش دهد.
عوامل موثر در جداسازی دو فازی:
عوامل متعددی می‌توانند در جداسازی دو فازی در مایعات فلزکاری نقش داشته باشند، از جمله:
- تبخیر: تبخیر آب یا سایر اجزای فرار از سیال می‌تواند غلظت اجزای غیر فرار را افزایش دهد و منجر به جداسازی فاز شود.
- تغییرات دما: نوسانات دما نیز می‌تواند جداسازی فاز را تحریک کند. به عنوان مثال، با خنک شدن سیال، حلالیت آن برای برخی از اجزا ممکن است کاهش یابد و باعث شود آنها از محلول خارج شوند.
- هم زدن مکانیکی: هم زدن شدید سیال، مانند آن چیزی که در ماشینکاری با سرعت بالا ایجاد می‌شود، می‌تواند سیال را به قطرات تقسیم کند، سطح را افزایش دهد و تبخیر را افزایش دهد.
- آلودگی: آلودگی سیال با مواد خارجی مانند روغن سرگردان یا ضایعات سیستم خنک کننده نیز می‌تواند خواص آن را تغییر دهد و احتمال جداسازی فاز را افزایش دهد.
استراتژی‌هایی برای جلوگیری از جداسازی دو فازی:
می‌توان از چندین استراتژی برای جلوگیری یا به حداقل رساندن جداسازی دو فازی در مایعات فلزکاری استفاده کرد، از جمله:
- انتخاب سیال مناسب: انتخاب مایع فلزکاری از اهمیت بالایی برخوردار است. عواملی مانند نوع عملیات ماشینکاری، مواد در حال ماشینکاری و شرایط محیطی باید هنگام انتخاب سیالی که کمتر در معرض جداسازی فاز قرار دارد، در نظر گرفته شود.
- حفظ سطح مناسب سیال: حفظ سطح مناسب سیال در مخزن خنک کننده ضروری است. سطح پایین سیال می‌تواند سطح در معرض هوا را افزایش دهد و تبخیر و جداسازی فاز را افزایش دهد.
- نظارت بر وضعیت سیال: نظارت منظم بر وضعیت سیال، از جمله pH، غلظت افزودنی‌ها و وجود آلاینده‌ها، می‌تواند به شناسایی مشکلات بالقوه قبل از اینکه منجر به جداسازی فاز شود، کمک کند.
- اجرای سیستم‌های فیلتراسیون: سیستم‌های فیلتراسیون موثر می‌توانند آلاینده‌ها را از سیال خارج کنند و خطر جداسازی فاز را کاهش دهند.
- استفاده از جمع‌آوری‌کننده‌های مه: جمع‌آوری‌کننده‌های مه می‌توانند به جذب و حذف مه مایع فلزکاری از هوا کمک کنند، ایمنی کارگر را بهبود بخشند و خطر آتش‌سوزی و انفجار را کاهش دهند.
با اجرای این استراتژی‌ها، تأسیسات فلزکاری می‌توانند وقوع جداسازی دو فازی را به حداقل برسانند و عملکرد بهینه مایعات فلزکاری ی خود را تضمین کنند که منجر به نتایج ماشینکاری بهتر، هزینه‌های کمتر و محیط کار ایمن‌تر می‌شود
