CN103525987A - 一种除水剂及其在淬火油除水的新方法中的应用 - Google Patents
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Abstract
除水剂及其在淬火油除水的新方法中的应用，除水剂，包括聚氧乙烯聚氧丙烯磷酸脂、合成磺酸钙类清净剂、聚甲基丙烯酸酯类降凝剂、石蜡基基础油；在水分含量超标的淬火油中加入除水剂，加热、循环搅拌，使得除水剂与淬火油充分混合均匀；然后关闭加热装置和循环搅拌装置，将淬火油静置；最后用潜油泵从淬火油表面开始抽油，上部和中部的油即为水分处理合格的淬火油品，最下部的油品是除水剂和其所吸附的水分，予以报废处理。由于一次性解决将含水量在0.1%～1%的淬火油达到淬火油除水精度问题，能大大提高处理效率的方法，且让热处理厂家不需购置额外的机器设备，以便控制处理成本，同时也防止了处理一次后设备闲置造成浪费。
Description
技术领域
热处理淬火油领域，隶属于金属材料热处理领域。
背景技术
热处理所用淬火油对水分特别敏感，其含量应严格控制，相关标准也有明确规定，如行业标准《JB/T6955-2008热处理常用淬火介质技术要求》就规定淬火油出厂时的水分含量为≤0.03%。水分超标的淬火油不得继续使用，否则容易产生质量事故和安全隐患：零件易出现表面软点、淬火开裂、变形超差的情况，生产现场易出现火焰油烟大，甚至有着火的可能性。
在热处理实际生产过程中，由于经常发生各种故障导致淬火油中混入水分，如热处理加热设备的冷却水管渗漏进水、板式换热器损坏进水、清洗液混入淬火油当中等，混入淬火油中的水分含量极易超过标准值（≤0.03%），导致淬火油无法正常使用。因此，为了抢救该淬火油的使用寿命，必须将其中的水分除去。而设计一种能够在热处理生产现场进行的、方便快捷、处理精度高（处理效果好）且处理成本低的方法则尤为关键！一般地，根据淬火油中混入的水分含量的多少，目前行业内有以下处理方法：
（1）对于水分含量在0.1%以内的淬火油：可以通过将油品加热到95～110℃、保温24～48小时的方法进行除水，方便快捷，且对淬火油寿命影响不大；
（2）对于水分含量达到0.1%～1%的淬火油：目前主要方式有两类：
一是采用加热过滤的方式，即先将含水的淬火油破乳使得油与水初步分类，然后将其加热，根据油和水的蒸汽压不同，使得水分先蒸发出来并吸走，从而达到将水分除去的目的。经过对现有技术的检索发现，左训伟、张伟民等持有的（公开号CN1935961A）“淬火油的在线脱水装置”专利技术即为该方法，它包括：进油控制阀、前级过滤器、二级过滤器、加热器、防泡沫器、真空罐、压力传感器、冷却器、冷却风扇、真空阀门、真空泵、储水器、三级过滤器、油泵和闪蒸平板等部件，其特征在于：在进油口处设置进油控制阀，加热器前后分别设置前级过滤器和二级过滤器，加热器内部设有热电偶，在真空罐和二级过滤器之间设置防泡沫器，在真空罐上部设置冷却器，真空罐内设有压力传感器和闪蒸平板，真空泵和冷却器之间设置真空阀门，在冷却器侧面设置冷却风扇、下部设置储水器，储水器前后各设置真空阀门，在真空罐下部设置油泵，油泵进油口处设置三级过滤器。该技术方法并未指明淬火油处理后的水分精度，也未说明处理效率，且该系统设备配置复杂，投入成本极高，甚至可能会超过淬火油本身的价值，不利于在热处理生产现场配置使用。
二是采用滤芯过滤的方式。将含水淬火油经过使用特殊材料的滤芯的精滤器过滤后能够达到除水的效果，目前行业内有丹麦西西延森过滤器的相关资料介绍其精滤器能够达到除水功能，采用的就是滤芯过滤法，且滤芯还能够同时吸附处理淬火油中油泥等杂质。但是，该方法中精滤器的配置投入成本较高，约8万元，且滤芯是消耗品，单价约1100元/只，每只滤芯的纳污容量为64L。该方法处理简便易行，设备投入相比上述专利技术要略低，但是，该方法的处理速度较慢，一般处理200L含水淬火油需要4小时，即50L/小时，而热处理厂家一台普通的设备上使用淬火油油量为10m3（多的甚至达到50-100m3），采用离心过滤法需要至少200小时，处理周期过长。
（3）对于水分含量大于1%的淬火油：需要先将淬火油静置处理或添加破乳剂后静置处理5-7天，然后将底部自然沉降出来的水分排掉，剩下的淬火油中水分含量若在0.1%～1%之间，然后则可以采用上述方法进行除水，将水分含量除至0.03%以内；若一次处理后淬火油水分含量仍然大于1%，则必须再次甚至多次进行循环，重复静置沉降处理。该过程所需时间非常长，且为粗放式过程，随意性较大，因此不易控制处理质量，且常常耽误生产周期。此外，当油品由于水分含量过多导致严重乳化，无法分离时，需将淬火油直接报废处理。
发明内容
本发明的目：解决一次性将含水量在0.1%～1%的淬火油达到淬火油除水精度（≤0.03%）问题。
技术方案：
一种除水剂，包括聚氧乙烯聚氧丙烯磷酸脂，含量为50-60%，合成磺酸钙类清净剂，含量为2-5%，聚甲基丙烯酸酯类降凝剂，含量为3-5%、石蜡基基础油。
在水分含量超标（0.1%～1%）的淬火油中加入除水剂，浓度在2%～6%，加热至60～80℃循环搅拌12～24小时，使得除水剂与淬火油充分混合均匀。然后关闭加热装置和循环搅拌装置，将淬火油静置5-7天。最后用潜油泵从淬火油表面开始抽油，上部和中部的油即为水分处理合格的淬火油品，最下部约5%～10%高度的油品是除水剂和其所吸附的水分，予以报废处理。此外，若原油品中水分含量接近1%，在上述步骤处理完成后整体油品的水分含量将会处于0.03%～0.1%之间，需要进一步采用加热到95～110℃、保温24～48小时的方法进行最终除水。
有益效果
1、由于一次性解决将含水量在0.1%～1%的淬火油达到淬火油除水精度（≤0.03%）问题，能大大提高处理效率的方法，且让热处理厂家不需购置额外的机器设备，以便控制处理成本，同时也防止了处理一次后设备闲置造成浪费，因为某一家企业的淬火油进水事故发生的概率是较低的。本发明的技术方法在热处理现场应用的综合效果最好，达到了快速、节约、有效地除去淬火油中的水分的目的。
说明书附图
图1典型淬火油冷却曲线
图2快速淬火油水分含量超标与合格时的冷却曲线对比图
图3等温分级淬火油水分含量超标与合格时的冷却曲线对比图
具体实施方式
1、淬火油冷却过程和冷却曲线
工件在淬火油中淬火冷却时具有三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段，典型淬火油的冷却曲线如图1所示，热处理时对淬火油的冷却特性一般有以下3点要求：
（1）淬火油蒸汽膜阶段要短，即特性温度（TA）要高：有利于使得淬火零件获得高而均匀的表面硬度，同时有利于控制由于高温淬火冷却不均导致的淬火变形；
（2）最大冷速（Vmax）要足够：对于不同工况，要求最大冷速较快（快速淬火油）或适中（等温分级淬火油），以满足淬火零件的淬硬层深度要求；
（3）低温冷速（一般以V300℃为准）缓慢：大多数碳钢和合金钢的马氏体转变开始温度（Ms点）在300℃左右，若V300℃冷速过快，会导致组织应力增大，从而使得变形和开裂倾向增加。因此，一般淬火油的V300℃较缓慢为佳。而欲使得V300℃冷速缓慢，除了油品本身的配方之外，水分的影响是最关键的。即同一品牌和型号的淬火油在其正常使用寿命过程中，唯一对淬火油V300℃产生影响作用的就是水分的含量。
同一型号淬火油水分含量超标和经过采用本发明内容处理后水分含量合格时的冷却曲线如图2和图3所示。
2、淬火油除水剂除水过程和效果示例
（1）淬火油除水剂：该物质是油性状态，粘度（40℃）300-500cst，密度1.10～1.50g/cm3，对特定物质（固体悬浮物、水微粒）具有较强的吸附能力，加入到含水的淬火油中并搅拌均匀、静置沉降后能够将油中的水分吸附到除水剂中并沉降到淬火油底部。
（2）处理方法：在水分含量超标（0.1%～1%）的淬火油中加入2%～6%的除水剂，加热至60～80℃循环搅拌12～24小时，使得除水剂与淬火油充分混合均匀。然后关闭加热装置和循环搅拌装置，将淬火油静置5-7天。最后用潜油泵从淬火油表面开始抽油，上部和中部的油即为水分处理合格的淬火油品，最下部约5%～10%高度的油品是除水剂和其所吸附的水分，予以报废处理。此外，若原油品中水分含量接近1%，在上述步骤处理完成后整体油品的水分含量将会处于0.03%～0.1%之间，需要进一步采用加热到95～110℃、保温24～48小时的方法进行最终除水。
（3）除水处理效果示例
| 序号油品类型 | 油中含水量 | 本申请的方法除水后的含水量 |
| 1快速淬火油 | 0.14% | 0.02% |
| 2快速淬火油 | 0.75% | 0.03% |
| 3等温分级淬火油 | 0.32% | 0.03% |
（4）本发明方法与现有除水方法的对比：从精度、费用和周期进行对比分析，详见下表1所示：（注：以待处理淬火油总量20m3，含水量为0.5%为例）
表1不同除水方法
Claims (4)
1.一种除水剂，其特征在于包括聚氧乙烯聚氧丙烯磷酸脂、合成磺酸钙类清净剂、聚甲基丙烯酸酯类降凝剂、石蜡基基础油。
2.根据权利要求1所的除水剂，其特征在于，聚氧乙烯聚氧丙烯磷酸脂50-60%，合成磺酸钙类清净剂2-5%，聚甲基丙烯酸酯类降凝剂3-5%，其余为石蜡基基础油。
3.一种淬火油除水的新方法，其特征在于，在水分含量超标即含水量在0.1%～1%的淬火油中加入权利要求1或2所述的除水剂，加热至60～80℃循环搅拌12～24小时，使得除水剂与淬火油充分混合均匀。然后关闭加热装置和循环搅拌装置，将淬火油静置5-7天。最后用潜油泵从淬火油表面开始抽油，上部和中部的油即为水分处理合格的淬火油品，最下部约5%～10%高度的油品是除水剂和其所吸附的水分，予以报废处理；若原油品中水分含量接近1%，在上述步骤处理完成后整体油品的水分含量将会处于0.03%～0.1%之间，需要进一步采用加热到95～110℃、保温24～48小时的方法进行最终除水。
4.根据权利要求3所述的淬火油除水的新方法，其特征在于，除水剂含量为2%～6%。
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Denomination of invention: A Dehydration Agent and Its Application in a New Method for Dehydration of Quenching Oil Effective date of registration: 20231229 Granted publication date: 20180109 Pledgee: Nanjing Branch of Jiangsu Bank Co.,Ltd. Pledgor: NANJING KERUN INDUSTRIAL MEDIA Co.,Ltd. Registration number: Y2023980075534 |
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