Analyse der Entstehung von Öldämpfen in Metallbearbeitungsflüssigkeiten

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Bei Metallbearbeitungsverfahren wie Fräsen, Drehen, Bohren und Schleifen entstehen aufgrund der Verwendung von Schmierflüssigkeiten im Luftstrom zahlreiche Öldunstpartikel. Dieses Phänomen hat dazu geführt, dass die Luftqualität in den Atembereichen der Arbeiter großes Interesse hervorruft. Denn eine langfristige Exposition gegenüber diesem Öldunst ist für die Gesundheit der Arbeiter äußerst schädlich. Laut den Statistiken des National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) in den USA sind jährlich bis zu 1,2 Millionen Arbeiter der Öldunst von Metallbearbeitungsf flüssigkeiten ausgesetzt. Daher ist die Erforschung des Öldampfs in Phosphatierflüssigkeiten als Metallbearbeitungsflüssigkeit ein von großer Bedeutung stehendes Thema. Mechanismus der Entstehung von Öldämpfen: Um eine effektive Schmierung, Kühlung und Reinigung zu gewährleisten, muss das Metallbearbeitungsfluid im Einsatzprozess verschiedenen Prozessen unterzogen werden – wie dem Pumpenzyklus, dem Sprühen von Mitteln zur Befarbung des Stahls durch überschüssige Wärme sowie dem heftigen Aufprall auf schnell rotierende Werkzeuge oder Werkstücke sowie der Verdampfung bei hohen Temperaturen. Dadurch ist die Ursache für die Entstehung von Öldämpfen äußerst komplex – mechanische, physikalische und chemische Faktoren wirken hier zusammen. Allerdings haben nicht alle Faktoren einen entscheidenden Einfluss auf die Entstehung von Öldunst. Die Bildung von Öldunst während des Bearbeitungsprozesses lässt sich hauptsächlich auf zwei Mechanismen zurückführen: Vernebelung und Verdampfung. Bei der Vernebelung wird mechanische Energie in Oberflächenenergie der Flüssigkeitströpfchen umgewandelt. Dies geschieht vor allem durch den starken Aufprall der Flüssigkeit auf die festen sowie drehbaren Komponenten im Maschinenwerkzeug – dadurch werden kleine Flüssigkeitströpfchen erzeugt, die im Arbeitsumfeld schweben ； Die Verdampfung tritt auf, weil im Schneidbereich eine große Menge an Wärme entsteht. Die Entfärbungsmittel leiten diese Wärme in die Schmierflüssigkeit weiter, wodurch deren Temperatur deutlich über der Sättigungstemperatur liegt. An der Grenzfläche zwischen Feststoff und Flüssigkeit kommt es somit zum Kochen und zur Erzeugung von Dampf. Diese Dämpfe kondensieren anschließend um kleine Tropfen im umgebenden Luft oder andere Partikel herum und bilden so Öldunst.