冷却润滑液(KSS)的清洁度不仅是生产无缺陷、高质量精密工件的前提,也有助于降低受污染润滑液带来的健康风险。接触受到微生物污染的润滑液,往往会导致皮肤病、呼吸道疾病以及过敏反应。
为了使冷却润滑液具备金属加工中实现高精度所需的性能,通常需要多达 50 种成分。微生物污染通常表现为混合菌群污染,其中包括不同种类的细菌和霉菌。
一旦发生微生物污染,霉菌和细菌在代谢过程中可能产生部分有害的代谢产物,并与原有冷却润滑液成分进一步形成其他物质,这些物质可能具有致癌作用。因此,必须正确使用和管理冷却润滑液,以确保其质量。出于保护操作人员的目的,对冷却润滑液进行检测和记录也是规定要求。
您可通过以下文章进一步了解冷却润滑液(KSS)的检测方法。这些检测措施有助于降低健康风险,同时确保工件质量并满足相关法规要求:
除了法规规定的检测方法(根据 TRGS 611 进行监测)外,这些检测主要针对 pH 值、亚硝酸盐含量、水硬度以及重金属等物理化学参数。由微生物引起的有机污染有时即使不借助检测设备,也能够被发现。
以下迹象可能表明冷却润滑液已经受到严重的微生物污染:
最明显的指标是,受到微生物污染的冷却润滑液会产生令人不适的腐败性异味。这种气味与未受污染的冷却润滑液明显不同。
如果颜色变化不是由金属颗粒或矿物性杂质引起的,那么这种变化可能表明存在细菌代谢过程,而这些代谢过程会影响冷却润滑液的颜色。
泡沫的产生可能表明冷却润滑液中发生了反应过程,而这些反应可能由细菌或真菌的代谢产物引起。特别是在冷却润滑液此前没有起泡现象的情况下,新出现的泡沫可能说明细菌或真菌正在大量繁殖。
如果正在使用并继续使用的冷却润滑液中,硝酸盐含量高于新配制冷却润滑液的初始值,这也可能表明冷却润滑液已经发生微生物污染,并伴随有机污染负荷增加。
在氮循环过程中,硝酸盐会通过微生物分解含氮有机化合物等过程产生。因此,当冷却润滑液中的硝酸盐含量高于初始值时,通常可视为微生物污染的一个信号。
如果无法明确判断冷却润滑液是否受到微生物污染,还可以委托专业实验室对其进行检测,以确定其中的微生物污染程度,包括细菌、酵母菌和霉菌的含量。
冷却润滑液发生微生物污染,通常与混合不充分有关。良好的混合有助于保持足够的氧气饱和度;如果混合不足,再加上回用前处理不充分,就容易促进微生物滋生。
冷却润滑液表面的油膜会阻碍氧气交换,并进一步促进厌氧菌株的形成。这类厌氧菌是在无氧环境中生存的细菌,它们可能通过代谢冷却润滑液中的成分,导致其组成发生有害甚至有毒的变化。
此外,如果有机物进入冷却润滑液,而处理系统,例如冷却润滑液过滤设备,无法充分去除这些污染物或使其无害化,也可能导致冷却润滑液变质失效。
通过对冷却润滑液进行有效、连续的处理,可以去除不需要的污染物。尤其重要的是保持液面无油膜,例如使用 FRIESS 撇油机 和 FRIESS 切削液净化机,以确保冷却润滑液能够获得充足的氧气供应,并使厌氧微生物失去生存条件。
充足的氧气也可以通过合适的过滤工艺以及由此产生的液体流动来提供。
过滤之所以重要,还因为污垢颗粒会为细菌和真菌提供较大的附着表面,使其更容易繁殖。冷却润滑液越清洁,细菌和真菌可利用的生存空间就越少。
通过持续检测和记录冷却润滑液的物理参数,并结合气味和外观变化进行判断,能够在早期发现潜在问题,从而及时采取有效措施,防止污染进一步恶化。
通过将冷却润滑液(KSS、钻削乳化液或钻削液)强烈加热至约 65°C,可以杀灭真菌和细菌,这一过程称为热氧化。
这种方法的优点是无需使用生物杀灭剂或其他外来物质,因此不会带来额外的健康负担。热力灭菌能够显著降低冷却润滑液中的微生物数量,并可作为冷却润滑液过滤工艺的可持续、环保型补充措施。
其缺点是能耗较高。根据冷却润滑液的处理量不同,这可能会成为一项明显的成本因素。
专门用于杀灭细菌的生物杀灭剂称为杀细菌剂;用于杀灭霉菌的生物杀灭剂称为杀真菌剂。
根据 CLP 法规,生物杀灭剂属于危险物质,其使用和管理需要遵守特殊规定。用于冷却润滑液灭菌的生物杀灭剂,可能会引起皮肤炎症和皮疹、过敏反应,以及眼睛和黏膜刺激。
因此,在考虑是否使用生物杀灭剂时,应结合其他替代方案进行充分评估,谨慎判断其必要性。
已经变质失效的冷却润滑液通常很难通过灭菌处理来挽救。因为微生物会代谢其中的成分,导致原有组分发生变化,使冷却润滑液可能已经无法继续使用。此时通常需要进行彻底更换。
此外,还应查明并消除细菌和/或霉菌污染的原因。在加入新的冷却润滑液之前,必须对所有设备部件进行彻底清洗和充分冲洗,以避免残留的受污染液体污染新的冷却润滑液,从而再次引发微生物滋生。
冷却润滑液过滤可以视为一种预防性方法。不过,不同过滤方案之间存在较大差异:一方面取决于设备本身的要求,另一方面也与过滤工艺的效率和可持续性有关。
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对所使用的冷却润滑液进行持续检测、记录和维护,不仅是保证工件质量的必要条件,也在很大程度上有助于保护工业制造企业中金属加工人员的健康。
有效的冷却润滑液维护通常还能显著延长其使用寿命,使相关设备投资在较短时间内收回成本,并在之后带来可观的成本节约。