Szukać
Analiza cyklu życia układów chłodząco-smarujących w obróbce metali
Stosowanie chłodziw smarujących i chłodzących (chłodziwa smarujące) jest powszechne w przemysłowej obróbce metali, ponieważ ich działanie chłodzące, smarujące i płuczące umożliwia wydajny i ekonomiczny proces obróbki skrawaniem. Zazwyczaj stosuje się w tym celu konwencjonalne, niemieszalne z wodą lub mieszalne z wodą chłodziwa na bazie oleju mineralnego. Jednak wydobycie, produkcja, stosowanie i utylizacja oleju mineralnego wiążą się z wieloma negatywnymi skutkami dla środowiska. Ponadto wybór konkretnego środka chłodząco-smarującego decyduje również o tym, na ile zrównoważony jest łańcuch procesów w obróbce skrawaniem.
Ocena oddziaływania na środowisko na przykładzie produkcji wałów korbowych
Znaczna część zastosowanego chłodziwa smarującego jest usuwana w trakcie procesu poprzez przywieranie do obrabianego elementu. W zależności od rodzaju chłodziwa smarującego stosowanego w kolejnym etapie procesu konieczne jest przeprowadzenie czasochłonnego etapu mycia pośredniego. Aby zaradzić tym problemom, firma Oemeta opracowała olej wielofunkcyjny HYCUT, który może być stosowany zarówno jako olej obróbczy niemieszalny z wodą, jak i jako emulsja mieszalna z wodą. HYCUT został opracowany na bazie surowców odnawialnych. Potencjalny wpływ systemu na środowisko został zbadany w ramach analizy ekobilansowej.
We współpracy z Instytutem Obrabiarek i Technologii Produkcji Politechniki w Brunszwiku zbadano potencjalny wpływ produktu Oemeta HYCUT na środowisko w ramach analizy ekobilansowej i porównano go z wpływem konwencjonalnego, referencyjnego systemu smarowania opartego na olejach mineralnych.
Zastosowanie metody analizy cyklu życia w austriackiej fabryce silników
W ramach całościowej oceny oddziaływania na środowisko uwzględnia się cały cykl życia produktu – od pozyskania surowców, poprzez produkcję i użytkowanie, aż po utylizację. W tym kontekście na każdym etapie cyklu życia rejestruje się zarówno zużyte zasoby, jak i emisje powstałe w wyniku wszystkich analizowanych procesów, a następnie przelicza się je na oddziaływania na środowisko.
Analiza cyklu życia została przeprowadzona w ramach studium przypadku w fabryce silników niemieckiego producenta samochodów w Austrii. Przeanalizowano łańcuch procesów produkcji wałów korbowych, na który składają się najróżniejsze procesy obróbki, takie jak np. frezowanie, toczenie, wiercenie głębokie i szlifowanie. Łańcuch procesów charakteryzuje się częstą zmianą między chłodziwami mieszalnymi z wodą a chłodziwami niemieszalnymi z wodą (patrz rysunek 1).
W praktyce łańcuch technologiczny jest już eksploatowany z wykorzystaniem środka HYCUT na bazie estru, którego skład zapewnia kompatybilność składników mieszalnych z wodą i niemieszalnych z wodą. W związku z tym wzajemne przenoszenie osadów smaru chłodzącego na elementach konstrukcyjnych nie stanowi problemu, jak ma to miejsce w przypadku konwencjonalnych smarów chłodzących.
W porównaniu z referencyjnymi produktami na bazie oleju mineralnego prowadzi to do znacznie bardziej efektywnego wykorzystania smarów chłodzących na całej linii produkcyjnej, ponieważ pozwala to w znacznym stopniu uniknąć pośrednich etapów płukania oraz strat smaru chłodzącego.
W szczególności ponowne wykorzystanie roztworu czyszczącego z procesu czyszczenia elementów jako chłodziwa smarującego w procesach obróbki ma pozytywny wpływ na bilans ekologiczny. Aby w pełni wykorzystać te zalety, projektanci dostosowali konstrukcję linii produkcyjnej do charakteru procesu. Dzięki temu nie zainstalowano kilku urządzeń do czyszczenia elementów, które zazwyczaj są niezbędne.
Zastosowanie systemu Oemeta HYCUT we wszystkich rozpatrywanych kategoriach oddziaływania na środowisko skutkuje znacznie mniejszym wpływem na środowisko (40–60 %) w całym cyklu życia niż w systemie referencyjnym (patrz rysunek 2).
W odniesieniu do wskaźnika GWP (Global Warming Potential) w badanym przypadku oszacowano oszczędność na poziomie około 470 t ekwiwalentu CO₂ w skali rocznej produkcji. Oszczędność ta jest porównywalna np. z obciążeniem środowiska spowodowanym roczną eksploatacją 158 samochodów osobowych¹. Obliczone wartości bezwzględne są specyficzne dla danego przypadku i zależą od podstawy porównawczej, analizowanego systemu oraz uwzględnionych procesów.
Wartości względne wskazują na ogólną tendencję w tym porównaniu. W ten sposób na podstawie analizy cyklu życia udało się wykazać, że zastosowanie preparatu Oemeta HYCUT w obróbce metali powoduje znacznie mniejszy wpływ na środowisko niż konwencjonalny system chłodziwa na bazie oleju mineralnego o takiej samej wydajności.
Zobacz rysunek poniżej.
Polska
