Espumabilidad en lubricantes refrigerantes
Los lubricantes refrigerantes son mezclas de sustancias utilizadas en el corte de metales. ¡El agua disipa el calor generado, mientras que un componente de aceite se destina a proporcionar una suficiente lubricación! Se añaden aditivos adicionales para mejorar las propiedades técnicas, especialmente tensioactivos para una emulsión estable de aceite y agua. Sin embargo, los líquidos que contienen tensioactivos también tienden a formar espuma, lo que puede provocar varios problemas: la espuma estable no se vierte y el aire encerrado en la espuma reduce significativamente el rendimiento de lubricación y refrigeración.
La generación de espuma y su descomposición dependen en gran medida no sólo de la composición del lubricante refrigerante, sino también de otros parámetros como las impurezas o la dureza del agua. Las pruebas sistemáticas de espuma proporcionan información importante sobre estas complejas conexiones.
Medición con el SITA FoamTester
Se usa el SITA FoamTester, para examinar cuatro lubricantes refrigerantes diferentes, designados CL l -4, en cuanto a su formación de espuma y producción máxima de espuma durante dicha formación, así como la posterior descomposición de la misma. La concentración fue de 80 g/1 en agua estándar a 20 º dH.
Para las pruebas, se creó un procedimiento automatizado para garantizar un examen reproducible y objetivo de las cuatro muestras. La formación de espuma se llevó a cabo en 20 ciclos de agitación de 20 segundos de duración cada uno, a una velocidad de agitación de 2000 rpm. Dado que los lubricantes refrigerantes suelen ser productos poco espumantes, se utilizó el llamado potenciador de espuma. Este anillo metálico crea turbulencias adicionales cerca de la pared del vaso.
Escáner de la superficie de la espuma
En el caso de líquidos con poca espuma, la espuma resultante se desintegra muy rápidamente. Por lo tanto, para los análisis de la formación de espuma, el límite superior de la espuma se capturó utilizando el escáner de superficie de espuma mediante el principio de medición óptica de la luz estructural, lo que toma solo unos cinco segundos.
La superficie de espuma está iluminada con una secuencia de patrones de rayas. La topología de la espuma distorsiona el patrón de rayas. Una cámara captura los datos de la superficie, a partir de los cuales se puede determinar con precisión el volumen total en el recipiente de medición.
Para el análisis de la formación y descomposición de la espuma, el volumen del gas se determinó como la diferencia entre el volumen total y el volumen conocido del líquido llenado. Se observó la descomposición de la espuma durante un período de cinco minutos sin agitación adicional.
Formación de espuma
La Figura 3 muestra la formación de espuma de los cuatro diferentes. lubricantes refrigerantes como representación de los volúmenes de gas durante los 20 ciclos de agitación.
Las muestras CL1 y CL2 forman espuma muy rápidamente. LaCL1 alcanza un alto volumen de gas después de un solo ciclo de agitación, mientras que la CL2 lo alcanza después de tres ciclos de agitación. Los siguientes ciclos de agitación apenas aumentan los volúmenes obtenidos. Ambas muestras tienen un volumen de gas máximo, bastante alto y similar de aproximadamente 550 ml (CL1) y 520 ml (CL2).
Las muestras CL3 y CL4 hacen mucha menos espuma. La muestra CL3, alcanza una ligera meseta de aproximadamente 360 ml después de aproximadamente 16 ciclos de agitación, mientras que el volumen de gas en CL4 continúa aumentando ligeramente incluso después de los 20 ciclos de agitación, alcanzando 210 ml.
Descomposición de la espuma
La Figura 4 ilustra el comportamiento de descomposición de las efervescencias generadas. Los lubricantes refrigerantes CL3 y CL4, ligeramente viscosos, se descomponen en una película delgada en el primer minuto, mientras que CL4 forma una película ligeramente más espesa.
Si bien las muestras CL 1 y CL2 mostraron un comportamiento efervescente similar, difieren significativamente en la descomposición de dicha efervescencia. La CL l forma una espuma estable que retiene casi todo su volumen durante cinco minutos. Por el contrario, la espuma de la muestra CL2 se desintegra casi por completo dentro del período de tiempo observado.
Conclusión
Los lubricantes refrigerantes probados generan diferentes volúmenes de espuma, lo que dificulta especialmente su estabilidad.
El comportamiento deseado para los lubricantes refrigerantes, con baja formación de espuma y rápida descomposición de la efervescencia, es particularmente evidente en CL3 y CL4. Esta rápida descomposición de la espuma también significa que, bajo los parámetros elegidos, especialmente la pausa de segundos entre la agitación y la medición del volumen, la efervescencia recién formada se descompone rápidamente y, por lo tanto, no es capturada.
