T/CSEA4—2018《金属加工液使用、维护、更换及其所用设备操作规范》团体标准解读

徐贺 吴喆

1 广州市方川润滑科技有限公司

2 广州国创科技信息咨询有限公司

2016 年 11 月 7 日 最 高 人 民法院审判委员会第1698 次会议、2016 年12 月8 日最高人民检察院第十二届检察委员会第58 次会议通过《关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》[1]，自2017 年1 月1 日起施行，已明确将环境污染上升为刑事责任。

由于环保原因，金属加工液的使用、处置越来越引起人们的重视。处理废金属加工液时，需要遵守当地关于废液处理的法律法规。对于企业和操作人员而言，为了降低金属加工液处理费用，除了强调应选择性能优异的金属加工液之外，还可以通过改进供液方法，优化供液参数和加强使用管理，以延长金属加工液的使用寿命，或将使用过的金属加工液进行废液处理或者废油再生，以达到降低废液处理量和循环利用的目的。

标准的制定

目前国内越来越重视金属加工液的更换和排放，但缺乏统一的技术指导，国内外无完全对应的相关技术标准。笔者所在的广州市方川润滑科技有限公司联合了行业资深专家、知名品牌、环保公司、科研院校（参与企业有：广州兴产新材料科技有限公司、泰伦特生物工程股份有限公司、安徽鑫诺斯润滑科技有限公司、佛山市铂索润滑材料有限公司、深圳神州绿意环保科技有限公司及广州工大科技有限公司），组织编写人员，收集综合各种金属加工液使用、维护、换液操作、换液设备等相关资料文献及了解行业各企业对于金属加工液的管理及更换情况，综合行业金属加工液现场服务人员的操作案例，确定该技术指导的操作规范和换液设备的选用，在广泛征求各方专家和生产企业的意见和建议后，完成了T/CSEA 4—2018《金属加工液使用、维护、更换及其所用设备操作规范》团体标准[2]的制定。

标准内容解读

适用范围

T/CSEA 4—2018 标准适用于机械加工现场对于金属加工液的日常使用、维护及更换过程，包括机床清洗和切屑、泥渣清理。

T/CSEA4—2018《金属加工液使用、维护、更换及其所用设备操作规范》团体标准[1]于2018 年10 月31 日由中国表面工程协会正式发布，并于2018 年11 月1 日开始实施。本文介绍了该团体标准的制定情况，重点对标准内容进行了分析解读。

金属加工液工作液的配制

金属加工液工作液成分90%（质量分数）以上为水，因此水质对金属加工液的使用效果影响极其重要。标准所规定的配制水质为硬度≤200 mg/kg 的自来水，目前国内各地区的自来水基本可以满足该技术指标要求，丰富的水源有利于金属加工液的配制，且该水质指标有利于保证金属加工液使用性能的最优化。否则，如硬度过高，水中的钙、镁离子会结合金属加工液里面的防锈材料有机弱酸，形成沉淀，降低金属加工液的防锈性。

金属加工液工作液日常监测

pH值

目前市面所使用的金属加工液通常呈碱性，介于8.0～10.0 之间，均为缓冲体系溶液，正常状态下，其工作液的pH 值始终保持在这一范围内，除非受到大量外来酸、碱、盐等物质的影响，才可能打破这一平衡。如洗手液、洗衣粉等强碱性物质的泄入会造成工作液pH 值上升；大量细菌的繁殖，带来酸性物质的排泄物产生，造成工作液pH值下降。工作液pH 值大于10.0，会对人体皮肤产生强烈刺激，造成操作者皮肤过敏和有色金属工件腐蚀等现象；工作液pH 值小于8.0，则表明溶液遭到大量细菌的侵扰，会造成工作液腐败产生恶臭气味，导致机床、工件锈蚀，工作液润滑性能下降，引起操作者皮肤过敏等问题。由此可见，必须每天每班次对工作液进行检测，发现异常，及时取样送检测。

浓度

金属加工液生产厂家在设计配方时会考虑到各种加工方法、被加工材质、要求精度等方面的要求，其使用浓度也是在设计配方时已作考虑。在实际使用时如果偏离设计浓度，就无法获得期望的性能：使用浓度低于推荐浓度，则会产生润滑性、防锈性等性能不足，同时也容易产生腐败，而腐败又会再次导致性能的恶化和恶臭的发生；如果使用浓度过高，又会产生容易起泡、皮肤刺激等问题，还会造成很大的浪费。因此，正确地做好浓度管理就显得尤为重要。

机床内的金属加工液工作液，由于环境温度变化、加工过程产生热量的影响，造成工作液水分的持续蒸发；有效成分被加工件和废屑吸附带走、被微生物过度繁殖而消耗，造成工作液有效浓度的下降；外来导轨油等杂油的带入、工件中金属离子的溶解、水质中矿物质的沉积等原因，也会造成工作液有效浓度的虚高攀升。这些因素都将使得工作液的浓度不断地变化。因此必须每天每班次安排专门的人员进行检测，并及时通过补充适量适当浓度的金属加工液稀释液，使工作液浓度始终保持在规定范围内。

颜色、气味

金属加工液工作液的外观检测包括颜色、气味等，可直观反映工作液的基本状态。如发生颜色明显变化，产生明显不愉快气味，则表明工作液已发生变质。工作液颜色变红，则可能机床、工件发生锈蚀；颜色变灰并伴有臭味，说明厌氧细菌感染严重。因此，若发生颜色、气味等明显异常，应及时取样送检，进一步分析确认后做出对应处理。

液位

金属加工液工作液在使用过程中，由于蒸发、带走，会使液位不断变化，控制液位在标准所规定的液槽2/3～4/5 合适范围，是保证工作液加工性能正常进行的前提条件。机床内所加注的金属加工液工作液的容量，直接影响到金属加工液的使用性能，过高过低的容量都将对加工产生一定的影响，因此控制合适的液位就显得尤为重要。T/CSEA 4—2018 标准规定控制在液槽2/3～4/5 处：容量不应太低，太低的容量容易滋养细菌，影响工作液寿命；太高的容量在使用过程中容易造成溢出，影响车间环境，增加企业生产成本。

其他

金属加工液工作液的浮油不断积累，会使得工作液更易滋养细菌；浮渣、切屑、管路等沉积，会造成工作液工作循环管路不通畅，切屑、杂质等过多同时也会影响机床液槽的储液容量。因此，浮油、浮渣、切屑、管路等日常定期清理，有助于保证工作液加工的正常运行。

金属加工液工作液的更换

金属加工液在使用过程中，由于水质中的钙镁离子杂质、工件加工过程中溶解在金属加工液中的金属离子以及液槽中外来杂油、固体粉尘等与金属加工液中的有效成分产生化学反应，会造成金属加工液有效成分的不断消耗，这是无法逆转的。因此，即使金属加工液得到好的维护，在使用一段时间后，金属加工液的特性指标即使经校正也无法恢复，则应该予以更换。新液的寿命依赖于冷却液的清洁程度和消毒效果，尤其是水溶性金属加工液。金属加工液换液前的系统或设备及其重要。

准备工作

待换的旧切削液中往往含有大量加工金属粉末和污物，在机床管道内部也堆积了一定量的加工碎屑和污物，因而除了要采用机械手段清除堆积的污物以外，还须加入杀菌清洗剂对系统管道内部进行循环清洗。控制循环时间在1 ～2 h，可以确保管道中的细菌、酵母菌和真菌被完全除去，以防止感染新液。将循环后的液体用机床清洗机吸出至储存容器中暂存，待整个更换作业完成后，统一交由具有废液处理资质的机构处置。

清洗机床

配制1%～2%浓度的金属加工液稀释液，对机床台面、内壁、管路和容屑槽等彻底冲洗。不宜用自来水直接冲洗，自来水容易造成机床铁质台面、导轨等零部件的锈蚀；高于2%浓度的稀释液则会造成不必要的成本浪费。1%～2%浓度的稀释液即可满足清洗过程的防锈要求，又不会造成过多的成本支出。

循环机床

配制1%～2%浓度的金属加工液稀释液注入到机床液槽中，至液槽1/3～2/3 处，开机循环 5～10 min。液槽液位视机床液槽的设计而定，通常达到1/3～2/3 的液位，即可正常启动工作液循环系统。过高的液位，会造成金属加工液的不必要浪费；过低的液位，无法有效循环金属加工液。循环时间视机床构造及清洁程度而定，通常循环5～10 min，即可充分循环管路和液槽内的液体，过多的循环时间会增加时间、人工等成本支出。

处置废液

根据最新的《国家危险废物名录》，油/水、烃/水混合物或乳化液，包括：水压机维护、更换和拆解过程中产生的、使用金属加工油液进行机械加工过程中产生的、其他工艺过程中产生的油/水、烃/水混合物或乳化液都属于危险废物类别。严禁将含有这类物质的废水直接排放，必须交由专业的废液处理机构处置。

金属加工液更换设备

机床清洗机简介

机床清洗机（图1）采用负压吸附和高压喷射清洗方式。该设备为简易型、循环型、多工位清洗机，主要由机壳、输送管道、储存箱、吸附系统、喷水清洗系统、过滤系统、电气控制系统、液位控制系统、安全系统组成，适用于金属加工所用各种类型机床的快速清洗、在线维护。目前，该清洗机已成功申请到知识产权保护[3]。

机床清洗机的技术要求

T/CSEA 4—2018 标准所规定的机床清洗机的技术要求见表1。

表1 中各指标的意义和依据如下：

◇风量。风量230 m3/h 或以上，可实现单点作业半径达到30 m以上，且工作液吸取速度为≥100 L/min。30 m 的作业半径，可在不移动清洗机的情况下，单个地点内满足绝大部分厂房的工作液更换作业范围，100 L/min 的液体抽取速度，可实现30 min 内完成绝大多数型号机床的单机清洗时间，从而压缩清洗停机等待时间。

◇风压。风压≥0.02 kPa，可满足单点作业半径达到30 m 以上，且工作液吸取速度为≥100 L/min；风压≤0.06 kPa，这是目前市面常见的大功率风机的风压，方便采购，另外风压越大，所消耗的动力越大。

◇噪音值。≤85 dB（A）的噪音值符合我国《工业企业噪声卫生标准》第5 条规定，工业企业的生产车间和作业场所的工作地点的噪声限值为85 dB（A）。

◇吸尘口径。≥32 mm 的吸尘口径，可完成对绝大部分加工切屑的吸取。机床清洗机外置连接储存容器的最大口径为50 mm。

◇储存容器。通过外置连接储存容器，可满足所有容量规格机床的一次性更换要求。200 L ～230 L闭口钢桶符合常用的切削液包装容器，利用空的切削液包装容器作为更换液的外置储蓄容器，使现场操作便捷。

图1 机床清洗机外观

表1 机床清洗机的技术要求

结束语

在当前的技术条件下，金属加工液废液的处理过程仍较为繁琐，且成本很高。在市场竞争异常激烈而与环保有关的法规和标准日益苛刻的今天，金属加工液的正确使用和后续处理有利于延长其使用寿命，减少排放。

T/CSEA 4—2018 标准实施后，有利于指导和规范机械加工过程中的金属加工液的使用、维护、更换程序和所有设备的选用、操作，为企业日常管理、使用、维护金属加工液提供了有力的技术支撑和专业指导。作为日常金属加工液使用、维护、更换的规范依据，其中的各项操作规范将随行业的产品技术进步、换液设备的更新升级及现场加工工艺的改进而修改。