آب صابون چیست؟
آب صابون یا روغن حل شونده به عنوان یک روغن محلول در آب شناخته میشود که انواع مختلفی از آن وجود دارد. این انواع شامل آب صابون روغنی، آب صابون روغنی نانو، آب صابون سنتتیک، و آب صابون نانو هستند. آب صابون در صنایع مختلفی مانند فلزکاری، تراشکاری و به عنوان روانکاری در صنایع مختلف کاربرد دارد.
روغن آب صابون یک نوع روغن است که با آب قابل اختلاط است و امولسیون پایداری ایجاد میکند که به شکل محلول شیرینگی با رنگ است. پایداری استثنایی این امولسیون و مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی از جمله مزایای این محصول میباشد.
آب صابون (روغن حل شونده)
روغنها به طور طبیعی در آب حل نمیشوند؛ به جای اینکه در آب حل شوند، وقتی که روغن به آب اضافه میشود، به شکل قطرات ریز درون آب معلق میشوند. این فرآیند با استفاده از یک ترکیب شیمیایی به نام امولسیفایر انجام میشود که روغن را به ذرات بسیار ریز شکسته و به صورت امولسیون در آب پراکنده میکند. مخلوطی که اینگونه ایجاد میشود، با نام روغن امولسیون شونده یا روغن حل شونده شناخته میشود. این مخلوط شامل یک نوع روغن پایه، امولسیفایر، و مواد افزودنی دیگر مانند ضد باکتری، ضد خوردگی، ضد زنگ زدگی، و ضد کف است.
مولسیونهای شونده یا روغنهای آبگیر، به عنوان ترکیباتی از یک روغن پایه و امولسیفایر همراه با مواد افزودنی نظیر ضد باکتری، ضد خوردگی و غیره شناخته میشوند. این مواد با قابلیت امولسیون در آب به کار میروند و به صورت امولسیون شیرینگی با رنگ و همگنی ترکیب میشوند. آمولسیونها با ارائه خواص روانکاری مطلوب، فرآیندهای فلزکاری را تسهیل میدهند و از تولید حرارت جلوگیری میکنند. این روغنها دارای خواص ضد زنگ و ضد چسبندگی هستند که برای انواع عملیات فلزکاری مناسب انتخاب میشوند و در فرآیندهایی که نیاز به مخلوط آب و روغن دارند، استفاده میشوند.
برای کاهش زنگ زدگی قطعات و ابزارهای برش و تراش، نسبت بیشتری از روغن به مخلوط آب و روغن اضافه میشود. در عملیات ماشینکاری، که همزمان روانکاری و خنک کنندگی حیاتی است، از امولسیونهای با غلظت بالاتر استفاده میشود. عموماً در فرآیندهایی که خنک کنندگی از اهمیت بیشتری برخوردار است، از امولسیونهای با غلظت پایینتر استفاده میشود.
امولسیفایرهای آنیونی و غیریونی به طور گسترده در این روانکاریها به کار میروند، در حالی که امولسیفایرهای کاتیونی به دلیل ناپایداری در محیط قلیایی کمتر استفاده میشوند (pH 8-9.5).
مواد فعال موجود در آمولسیونهای فلزکاری، با توجه به سطوح تازه و واکنشپذیری که در اثر لایهبرداری ایجاد میشوند، میتوانند باعث جلوگیری از چسبندگی ابزار و قطعات کار شده و واکنشهای موثری را فراهم آورند.
مواد تشکیل دهنده آب صابون
تقریباً 95 درصد از ترکیب این مخلوط آبی، حدود 4 درصد روغن، و مواد شوینده یا دترجنتها، به همراه امولسیفایر جهت ایجاد امولسیون بین آب و روغن (در آب صابون)، آنتی اکسیدان برای جلوگیری از خوردگی، آنتی فوم یا ضد کف برای جلوگیری از کف کردن محصول، بایوساید برای جلوگیری از ایجاد باکتری و قارچ، تثبیتکننده امولسیون، و مواد افزودنی فشارپذیر تشکیل شده است.
ویژگی های آب صابون
سیاهه چرخه حیات یا همان فهرست ورودیها و خروجیهای چرخه حیات که به آن اصطلاحا Life Cycle Inventory یا LCI گفته میشود، شامل جمعآوری دادهها و انجام محاسبات به منظور کمّیسازی ورودیها و خروجیهای چرخه حیات محصول است. این فرایند به عنوان قلب روش ارزیابی چرخه حیات محسوب میشود. جمعآوری دقیق و کامل دادهها در این مرحله از ارزیابی چرخه حیات بسیار حیاتی است، زیرا نقص یا کمبود دادهها میتواند بزرگترین چالش در این فاز از LCA باشد.
در سیاهه چرخه حیات، دادههای کمّی و کیفی برای هر فرآیندی که در محدوده سیستم وارد میشود، جمعآوری میشوند. این دادهها ممکن است اندازهگیری شده یا محاسبه شده باشند تا ورودیها و خروجیهای یک واحد فرآیند را کمّی کنند. در صورتی که دادهها از منابع عمومی جمعآوری شوند، مرجع آنها باید مشخص شود. برای دادههایی که برای نتیجهگیری مطالعه اهمیت دارند، جزئیاتی درباره فرآیند جمعآوری آنها، زمانی که دادهها جمعآوری میشوند و اطلاعات بیشتر درباره شاخصهای کیفی دادهها باید مورد توجه قرار گیرد.
ارزیابی پیامد در ارزیابی چرخه حیات
این محصول دارای ویژگیهای برجستهای مانند روانسازی و خنککنندگی عالی است. به سرعت با آب مخلوط شده و امولسیونی پایدار و همگن تشکیل میدهد. حاوی کلوئیدهای سنتزی است که از زنگزدگی قطعات و تجهیزات مختلف جلوگیری میکند و دارای مقاومت بالا در برابر تشکیل کف و رسوب است. همچنین قابلیت فیلتراسیون عالی دارد و مواد مضر مانند نیتریت، کلر، آمونیوم و غیره را ندارد. با عمر طولانی و مقاومت خوب در برابر میکرو ارگانیسمها، استفاده و نگهداری از آن بسیار آسان است. این محصول به تمیز کردن برادهها و تراشهها و همچنین سطوح قطعات کاری و ابزار برش کمک میکند و از زنگزدن و جوشخوردن سطوح تازه ایجاد شده توسط برش جلوگیری میکند. دارای سازگاری با افزودنیهای قلیایی و بوگرفتگی نیز مقاومت بالایی دارد. این محصول در برابر کف نمیکند و سازگاری بسیار خوبی با آب سخت دارد. همچنین در برابر بوگرفتگی مقاومت بالایی دارد و برای ایجاد روانکار، نیازی به فسفات، استر و اسیدهای چرب ندارد. قابلیت کاربرد در عملیات کشش، قالبکاری و قلاویز کاری به صورت خالص را داراست. این روغن حلشونده دارای پایداری بالایی است و به عنوان عایق الکتریکی در تجهیزات الکتریکی مانند ترانسفورماتورها استفاده میشود.
آماده سازی و شارژ آب صابون به دستگاه
تعیین درصد ترکیب آب صابون برای هر فرآیند در ماشینکاری به توسط کارشناس فنی انجام میشود، که بستگی به مشخصات فنی آب صابون و عوامل متعددی از جمله نوع دستگاه، نوع پروسه، مایع خنک کننده، جنس قطعات، سختی قطعه، سرعت برادهبرداری و دیگر عوامل دارد.
مشخصات آب مصرفی نیز به عنوان یکی از عوامل موثر بر کیفیت آب صابون بسیار حائز اهمیت است. آب مصرفی باید دارای سختی کربنات کلسیمی حدوداً در محدوده 175 تا 355 ppm (تقریباً در حد آب شهری) باشد و pH آن خنثی باشد. همچنین باید عاری از کلر، نیتریت و ذرات معلق باشد. ترکیب شیمیایی امولسیفایر در روغنهای حلشونده معمولاً معدنی است. آبهای سخت حاوی نمکهای کربنات و سولفات سدیم و پتاسیم هستند که با امولسیفایر واکنش داده و میتواند باعث جدا شدن آب و روغن شود.
برای آمادهسازی محلول امولسیون، مواد به آرامی به ظرف آب در حال همزدن اضافه میشوند. روغن نیز باید به صورت کاملاً ریزدانه (میکرونی) شود تا بتواند به صورت هموژن در میان مولکولهای آب توزیع شود، که هموژنسازی بهترین شکل خود را با استفاده از دستگاه میکسر به دست میدهد.
پس از آمادهسازی، محلول امولسیون به داخل مخزن دستگاه ریخته میشود. میزان مصرف آب صابون برای هر دستگاه، بر اساس پروسه ماشینکاری و زمان لازم برای خنک شدن آب صابون در مخزن و ته نشین شدن کلوئیدهای موجود در آن، محاسبه میشود.
مزایای استفاده از آب صابون
استفاده از آب صابون با کیفیت بالا، به طول عمر دستگاه افزوده و هزینههای ناشی از تعمیرات را کاهش میدهد. همچنین، منجر به کاهش یا حذف هزینههای تخلیه پساب و حفظ محیط زیست میشود. آب صابون به عنوان خنککننده مورد استفاده قرار میگیرد و روغن آب صابون میتواند به عنوان یک خنککننده برای کاهش گرمای ناشی از اصطکاک عمل کند. همچنین، به عنوان روانکننده میتواند اصطکاک را کاهش دهد و عملکرد قطعات را بهبود بخشد.