اهمیت کیفیت آب در تهیه امولسیون‌های فلزکاری و اثرات مخرب آب‌های سخت بر آن‌ها:

گرمای ویژه (قابليت جذب حرارت) و هدایت حرارتی (قابليت انتقال گرما) آب بسيار بهتر از روغن‌ها است اما خواص روانکاری آب در عمل صفر است. آب نه تنها قادر به روانکاری قسمت‌های متحرک ماشين آلات نيست، بلکه توانایی کاهش اصطکاک در منطقه درگيری را هم ندارد. آب با وجود بالا بودن ظرفيت گرمایی قادر به جذب موثر حرارت نيست، مضاف بر اینکه توانایی لازم در پخش شدن یکنواخت روی سطح فلز را هم ندارد. این در حالی است که روغن تنها توانایی روانکاری را دارد. در یک عمليات فلزکاری با به‌کار بردن امولسيون، روغن نقش روانکاری و آب نقش خنک‌کنندگی را خواهد داشت. لازم به ذکر است که شکستن روغن به ذرات بسيار ریز به وسيله یک ترکيب شيميایی موسوم به امولسيفایر انجام می‌گيرد و محلول روغن در آب را امولسيون می نامند. فرایندهایی که در آنها روانکاری به اندازه خنک کردن اهميت داشته باشد، به امولسيون غليظ‌تری نياز دارد، مانند عمليات ماشين‌کاری. در فرایندهایی که خنک‌کنندگی در آنها اهميت بيشتری دارد، از امولسيون رقيق‌‌تری استفاده می‌شود. با توجه به وجود بيش از ۹۰% آب در اکثر محلول‌های سيالات عمليات فلزکاری، اصلی‌ترین عامل تاثير گذار در تهيه یک امولسيون بهينه، کيفيت آب مورد استفاده مي‌باشد. کيفيت آب مورد استفاده باید کاملا مشخص باشد تا از بروز مشکلات بعدی مثل تشکيل رسوب، آلودگی ميکروبی و pH نامناسب جلوگيری به عمل آید. چنانچه لازم باشد، قبل از مخلوط کردن آب را از لحاظ اسيدیته، آلودگی ميکروبی، سختی و مواد جامد تصفيه کنید. کيفيت پایين آب مصرفی یا فقدان آب مصرفی با کيفيت، یکی از اصلی‌ترین دلایل عدم کارکرد صحيح سيال عمليات فلز کاری می‌باشد.

در مطلب آموزشی گذشته درباره سختی آب بحث شد (سختی آب به چه مفهوم است؟). آب مورد استفاده در تهیه امولسیون‌های فلزکاری نباید بيش از حد سخت باشد در غير اینصورت باعث تشکيل رسوب‌های صابونی در امولسيون می‌شود. نمک‌های کربنات و سولفات محلول در آب‌های سخت با امولسيفایر وارد واکنش می‌شوند و آن را مصرف می‌کنند. لذا مقدار امولسيفایر باقيمانده برای تشکيل یک امولسيون پاید ار کافی نخواهد بود که این امر موجب شکست امولسيون (جدا شدن آب و روغن از یکدیگر) ودر نهایت خوردگی و کاهش کارایی امولسيون خواهد شد. سرعت جدا شدن آب و روغن بستگی به میزان سختی آب دارد. آ‌ب‌های سخت همچنين سرعت رشد باکتری‌های بی‌هوازی را افزایش می‌دهند که این خود از دلایل غیرقابل استفاده شدن امولسیون به حساب می‌آید. مواد معدنی موجود در آب (به عنوان سختی آب) به صورت رسوب چسبیده بر روی ماشین و قسمت‌های مختلف آن ظاهر می‌شود و این امر موجب زنگ‌زدگی دستگاه و در نتیجه تخریب سیالات خنک‌کننده می‌شود.

باید در نظر داشت که حتی‌ اگر برای تهيه امولسيون خنک کننده٬ آب دیونیزه استفاده شود، پس از گذشت مدت زمانی غلظت جامدات نامحلول در امولسيون افزایش می یابد زیرا مخزن خنک کننده ماشين مانند یک کتری چای عمل می‌کند. هر چه سيال بيشتر سيرکوله شود (گردش کند)، ميزان آب بيشتری تبخير می گردد. در اثر این فرایند، غلظت مواد معدنی در فاز آبی زیاد می‌شود و این امر به نوبه خود فرصت خوردگی و مشکلات جانبی را افزایش می‌دهد. پس از یک دوره یک ماهه، مواد جامد موجود در امولسيون خنک کننده تا ۳ الی۴ برابر ميزان اوليه در آب می‌شود. بنابراین هر چه آب مصرفی خالص‌تر باشد کارایی بيشتری داشته، مشکلات خوردگی در مدت زمان طولانی تری ایجاد می‌شود. غلظت بيشتر مواد معدنی موجب تسریع تجمع آنها و اثرات منفی این مواد می‌شود. در واقع، آب‌های سخت برای تهيه امولسيون مناسب نيستند و در صورت استفاده از آنها می بایست با برنامه هفتگی تانک حاوی سيال خنک کننده برای جلوگيری از توليد مواد صمغی و مشکلات خورندگی، تعویض شود.

از طرف دیگر، آب مورد استفاده در تهیه امولسیون نباید بيش از حد نرم باشد چون نرم بودن آب باعث ایجاد مشکل کف کردن زیاد در امولسيون می‌شود. آب نرم را می‌توان با اضافه کردن مقداری از یک نمک کلسيم به سختی لازم رساند.

در مطلب آموزشی آینده، اهمیت دیگر پارامترهای کیفیت آب مانند pH، هدایت الکتریکی و … را بررسی خواهیم نمود.

بررسی تاثیر pH، هدایت الکتریکی، قلیائیت، دما و خلوص آب در تهیه امولسیون‌ فلزکاری