СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1996 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M125/24 C10M149/22 C10N40/24 

Изобретение относится к области смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и может быть использовано при производстве труб, например при изготовлении электросварных труб на трубоэлектросварочном агрегате, а также при гидроиспытании и межоперационной защите труб.

СОЖ, предназначенная для высокотемпературной (t^o 1500^oC) электросварки металлических труб, должна отвечать особым требованиям:
а) эффективно охлаждать сварочный инструмент;
б) не оставлять на поверхности сварочного инструмента какого-либо налета (маслянистого, сажистого, солевого) и препятствующего охлаждению инструмента;
г) способствовать образованию последующей надежной защиты от атмосферной коррозии электросварных металлических труб, особенно поставляемых на экспорт, во время транспортировки и хранения их;
в) обеспечивать качество сварного шва.

Известные водоэмульсионные СОЖ, применяемые при обработке металлов давлением при различных видах механической обработки металлов и т.п. готовятся на основе различных масел (растительных, индустриальных, синтетических), широкого класса присадок и эмульгаторов, поверхностно-активных веществ (ПАВ), ингибиторов коррозии и др. Например: а.с. СССР NN 197073, 330184, 1546471, 1597379, 1609826; Великобритания з. N 1573456; ФРГ N 2462436, N 2636132; Япония N 52-3818 и др.

Эти СОЖ неприменимы при высокотемпературной электросварке труб: наличие жировой части значительно снижает эффективность охлаждения сварочного инструмента, на его поверхности остается сажисто-маслянистый налет. Эти обстоятельства отрицательно влияют на качество сварочного шва на металлической трубе и не дают последующей защиты от атмосферной коррозии при хранении труб.

Для обработки металлов распространена СОЖ на основе смазки СП-3 (ГОСТ 5702-75) прототип, содержащая мас. кислота олеиновая 9,5-10,5; триэтаноламин 5,5-6,5; масло трансформаторное остальное до 100. (Справочник А.П.Грудева и др. "Трение и смазки при обработке металлов давлением", М. Металлургия, 1982, с.141).

Эта СОЖ применяется на АО "НТЗ".

Целью изобретения является обеспечение качественного сварного шва на металлических трубах, изготовленных способом электросварки, за счет эффективного охлаждения сварочного инструмента в очаге сварки, а также последующей защиты труб от атмосферной коррозии, без дополнительной консервации.

Для достижения поставленной цели предлагается СОЖ на основе воды, которая дополнительно содержит полиэтиленполиамин м.в. 146 и триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.

Полиэтиленполиамин м.в. 146 (ТУ 6-02-594-85) 1,0-6,0
Триполифосфат натрия (ГОСТ 13493-86) 0,3-2,5
Вода остальное до 100
Триполифосфат натрия в очаге сварки (t 1500^oC), оплавляясь, равномерно распределяется по поверхности трубы, образуя тончайшую пленку.

Совокупность полиэтиленполиамина и триполифосфата натрия образует весьма стойкое защитное покрытие от атмосферной коррозии на металлической поверхности в процессе электросварки.

Процентное соотношение компонентов находится в пределах, позволяющих получить необходимую охлаждающую способность СОЖ и приобрести устойчивые антикоррозионные свойства СОЖ в процессе высокотемпературной электросварки (см. табл. 2).

Кроме того, отсутствие жиросодержащих присадок повышает охлаждающие свойства СОЖ, исключает "замасливание" электросварного инструмента, что способствует повышению качества сварного шва на трубах.

При приготовлении предлагаемой СОЖ растворение составляющих компонентов, полиэтиленполиамина и триполифосфата натрия производится при комнатной температуре в отдельных емкостях с учетом необходимого количества воды. Затем эти растворы смешиваются.

Для сравнительных испытаний были использованы водные СОЖ:
а) Прототип (N 6) на основе смазки СП-3 5% и воды 95%
б) предлагаемая СОЖ составов 1 5 (табл.1).

Сварка труб из стали ст.10 с использованием известной (N 6) и предлагаемой (NN 1-5) СОЖ производилась на трубоэлектросварочном агрегате "ТЭСА 10-32".

За время испытаний в течение 3-х месяцев изготовлено и сдано на экспорт ≈ 3,5 млн.м труб.

При этом оценивали качество сварного шва на металлических трубах и последующую защиту труб от атмосферной коррозии по данным отдела технического контроля цеха; стойкость сварочного инструмента; количество сданной готовой продукции и т.д. результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2 благодаря образующейся защитной пленке на трубах в процессе электросварки использование предлагаемой СОЖ позволяет получать годную продукцию (100%-ный выход годного) для поставки ее на экспорт. Кроме того, это позволяет также осуществить межоперационную защиту металлических труб от атмосферной коррозии: в течение 4 месяцев трубы не корродировали.

Известная СОЖ этого не обеспечивает.

Повышение стойкости сварочного инструмента приводит к улучшению качества сварного шва в сравнении с известной СОЖ, обеспечивая высокую скорость сварки (100 м/мин).

В процессе испытаний предлагаемая СОЖ показала высокую работоспособность: не потребовалось слива СОЖ с целью замены ее; добавляли только свежие порции СОЖ для пополнения необходимого объема.

Известная СОЖ быстро загрязняется и разлагается, поэтому через каждые 10 дней требуется остановка всего оборудования, слив отработанной СОЖ и чистка эмульсионной системы.

При исследовании окружающей атмосферы на рабочем месте лабораторией защиты водно-воздушного бассейна и промсанитарии вредных веществ, превышающих нормы ПДК, не обнаружено.

Использование известной СОЖ дает в окружающую атмосферу нежелательный масляный туман: превышение ПДК в 1,6 раза (минеральное масло).

Таким образом, за счет преимуществ в сравнении с известной СОЖ предлагаемая СОЖ позволяет осуществить процесс электросварки металлических труб на трубоэлектросварочном агрегате на высокой скорости с последующей антикоррозионной защитой труб, на время их транспортировки и хранения.

Кроме того, предлагаемую СОЖ можно использовать при гидроиспытании, межоперационной защите готовых сварных труб не требуется дополнительной антикоррозионной защиты.

Высокая работоспособность и многофункциональность предлагаемой СОЖ позволяет иметь единую водо-эмульсионную систему в производстве. ТТТ1

Сущность: жидкость содержит, %: полиэтиленполиамин мол.м. 146 1-6; триполифосфат натрия 0,3-2,5; вода остальное. 2 табл.

Смазочно-охлаждающая жидкость для горячей обработки металлов, содержащая воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиэтиленполиамин с мол. м. 146 и триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.

Полиэтиленполиамин с мол.м. 146 1 6
Триполифосфат натрия 0,3 2,5
Вода Остальное