Hartowanie stali, klasyfikacja, skład i charakterystyka olejów hartowniczych W artykule zdefiniowano proces hartowania stali. Opisano wszystkie przemiany stali, do jakich dochodzi podczas chłodzenia hartowanego detalu, oraz omówiono rodzaje hartowania stali. Przytoczono podział olejów hartowniczych: według normy ISO 6743-14 oraz temperatury pracy. Omówiono stosowane w olejach hartowniczych, rodzaje dodatków i baz olejowych, a także ich charakterystyczne właściwości.Słowa kluczowe: hartowanie stali, oleje hartownicze, skład, właściwości.Hardening steel, classification, composition and characteristics of quenching oils This paper describes the process of hardening steel. All the transformations of the steel that occur during cooling tempered detail are described and the ways of hardening steel are discussed. The division of quenching oils: according to ISO 6743-14 and the operating temperature are quoted. Discusses used in oil hardening, types of additives and base oils, as well as their characteristic properties.Key words: hardening steel, hardening oils, composition, properties.Obróbka cieplna jest to zespół odpowiednio dobranych zabiegów cieplnych zwykłych, cieplno-plastycznych, cieplno-magnetycznych, cieplno-chemicznych, których celem jest zmiana właściwości metali i ich stopów w stanie stałym, a tym samym -ich właściwości mechanicznych i fizycznych [1].Hartowanie jest rodzajem obróbki cieplnej zwykłej. Najczęściej proces hartowania stosuje się w przetwórstwie że-laza, które z licznymi pierwiastkami tworzy roztwory stałe, czyli stopy. Najszerzej rozpowszechnionymi stopami żela-za są stałe roztwory z węglem. W zależności od zawartości węgla w stopie żelaza wyróżnia się: stal -do 2% C, żeli-wo -powyżej 2% C. Dodatkowo, w zależności od zawartości węgla, stal można podzielić na podeutektoidalną -zawierającą mniej niż 0,77% C, eutektoidalną -zawierającą 0,77% C, oraz naduetektoidalną -zawierającą powyżej 0,77% C [16].Proces hartowania polega na nagrzaniu stali do temperatury wyższej o 30 do 50°C od temperatury przemiany austenitycznej, wynoszącej 727°C, wytwarzając austenit trwały, wytrzymaniu (wygrzaniu), a następnie chłodze-niu z odpowiednio dużą szybkością w celu wytworzenia struktury martenzytycznej bądź bainitycznej. Szybkość chłodzenia powinna być na tyle duża, aby uniknąć przemiany perlitycznej.Austenit jest roztworem stałym węgla i -ewentualnie -pierwiastków stopowych w żelazie o odmianie alotropowej ɣ. W zależności od szybkości chłodzenia stali może on ulegać przemianie perlitycznej, bainitycznej oraz martenzytycznej.

STRESZCZENIE: Środki ochrony czasowej, w tym środki myjąco-konserwujące i oleje ochronne, odgrywają ważną rolę w procesie produkcji, magazynowania i transportu wyrobów metalowych, decydując o utrzymaniu ich właściwości technicznych oraz przydatności użytkowej w wymaganym okresie. Przyczyną korozji wyrobów metalowych są: tlen, woda, kwasy, zmiany temperatury, kwaśne opary, skład chemiczny wyrobu, jakość powierzchni oraz rodzaj obróbki, której był poddany metal. W publikacji przedstawiono metodykę oraz wyniki badań laboratoryjnych innowacyjnych produktów opracowanych w Instytucie Nafty i Gazu-PIB, we współpracy z firmą Pachemtech, w ramach projektu Innowacyjne środki chemiczne z udziałem zmodyfikowanej imidazoliny dla przemysłu rafineryjnego, wydobywczego ropy naftowej, hutniczego i maszynowego, dofinansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych. Przeprowadzone badania wykazały bardzo dobre właściwości fizykochemiczne i funkcjonalne środka myjąco-konserwującego Pachem-SMK-4917 do mycia wyrobów metalowych oraz do międzyoperacyjnej ochrony przeciwkorozyjnej. Badany środek jest bezzapachową cieczą o jasnej barwie, niskiej lepkości, około 4 mm 2 /s w 20°C, oraz temperaturze zapłonu powyżej 100°C. Wykazuje niskie napięcie powierzchniowe i niski punkt anilinowy, co zapewnia wysoką efektywność mycia wyrobów metalowych. Badania wykazały, że środek Pachem-SMK-4917 tworzy cienki film, o grubości 0,5 µm, odporny na działanie zmiennych temperatur, wilgoci, wody i chlorków. W wyniku badań właściwości przeciwkorozyjnych w wilgotnej atmosferze (100%) w temperaturze 49°C na płytkach ze stali stwierdzono, że pierwsze oznaki korozji pojawiły się po 336 godzinach, podczas gdy w przypadku próbki zerowej już po 6 godzinach. Przeprowadzone badania wykazały bardzo dobre właściwości fizykochemiczne i funkcjonalne oleju ochronnego Pachem-OO-4018 do ochrony czasowej (8-15 miesięcy) przed korozją atmosferyczną powierzchni wyrobów metalowych podczas ich składowania, transportu i użytkowania. Badany olej charakteryzuje się niską lepkością, około 5 mm 2 /s w 40°C, temperaturą zapłonu powyżej 100°C oraz niską temperaturą płynięcia-poniżej −40°C. Olej ten na powierzchni metalu tworzy cienką, o grubości 2 µm, miękkopowłokową warstwę ochronną o wysokiej trwałości w czasie i zdolności do wypierania wody. W czasie badań właściwości przeciwkorozyjnych oleju Pachem-OO-4018 w wilgotnej atmosferze (100%) w temperaturze 49°C na płytkach ze stali stwierdzono, że pierwsze oznaki korozji pojawiły się po 768 godzinach. Olej wykazuje wysokie właściwości przeciwkorozyjne w stosunku do stali, miedzi, brązu cynowo-cynkowo-ołowianego i brązu aluminiowego, posiada również bardzo dobre właściwości deemulgujące. Słowa kluczowe: ochrona czasowa, środek myjąco-konserwujący, olej ochronny, korozja, powłoka ochronna.

Korozja instalacji podczas procesu wydobycia i przeróbki ropy naftowej stwarza ogromny problem techniczny i ekonomiczny, dlatego stosowane są różne metody ochrony przed korozją, w tym wykorzystywanie inhibitorów korozji. W publikacji opisano przyczyny powstawania korozji oraz przemysłowe metody jej zapobiegania w kopalniach i rafineriach. Przedstawiono metody badań oraz wyniki badań laboratoryjnych inhibitorów korozji opracowanych w ramach projektu: Innowacyjne środki chemiczne z udziałem zmodyfikowanej imidazoliny dla przemysłu rafineryjnego, wydobywczego ropy naftowej, hutniczego i maszynowego, dofinansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Badania korozyjne wykonane według NACE 1D182 wykazały, że przy dozowaniu do mieszanki ropa-woda 25 mg/litr inhibitora korozji do dozowania ciągłego do odwiertów i ropociągów Pachem-CWR-1011 szybkość korozji płytek Steel Shimstock obniżyła się z wartości około 1,4 mm/rok do poniżej 0,05 mm/rok, poziom ochrony przed korozją wynosił 96,7%, a rozdział ropy od wody nastąpił w czasie do 15 minut. Badania skłonności do emulgowania według ASTM G 170-06, z udziałem tego inhibitora w ilości 50 mg/litr, wykazały, że do 15 minut zaobserwowano ostry rozdział ropy naftowej od wody. Badania, według NACE 1D182, inhibitora korozji do dozowania okresowego do odwiertów i ropociągów Pachem-CWR-1021 wykazały, że przy jego dozowaniu w I etapie-w celu wytworzenia powłoki ochronnej-w ilości 9 000 mg/litr mieszanki ropa-woda szybkość korozji płytek Steel Shimstock w II etapie obniżyła się do poniżej 0,05 mm/rok, a stopień ochrony przed korozją wynosił 98,60%. Po badaniu do 15 minut zaobserwowano wyraźny rozdział ropy naftowej od wody. Badania grubości warstwy wykazały, że Pachem-CWR-1021 tworzy powłokę ochronną o grubości około 20 mikrometrów. Przeprowadzono badania inhibitora Pachem-CR-1012 do dozowania w sposób ciągły do rur oparowych i orosień kolumn destylacyjnych w celu ochrony przed korozją kolumn destylacyjnych, układów kondensacyjnych i rurociągów na instalacji destylacji rurowo-wieżowej DRW. Badania według NACE 1D182 wykazały, że inhibitor przy dozowaniu 15 mg/litr benzyny ogranicza szybkość korozji z poziomu około 2 mm/rok do poniżej 0,01 mm/rok, a stopień ochrony przed korozją wynosi 99,8%. Inhibitor znakomicie przeciwdziała tworzeniu się emulsji-po badaniu uzyskano niezawodnioną, pozbawioną produktów korozji benzynę surową i czystą, pozbawioną węglowodorów wodę kondensacyjną.

Problemy korozji atmosferycznej i korozji związanej z oddziaływaniem różnych mediów w procesach technologicznych oraz towarzysząca im ochrona antykorozyjna metali występują we wszystkich dziedzinach techniki. Korozja atmosferyczna powoduje największe straty ekonomiczne spośród wszystkich znanych rodzajów korozji, a podstawowe znaczenie dla jej przebiegu ma tlen, który jako akceptor elektronów wywiera zasadniczy wpływ na korozję metali. Następnym czynnikiem mającym wpływ na korozję jest woda, która gromadzi się na powierzchni metali. Obecność ciekłej warstewki wody na powierzchni metalu powoduje absorpcję obecnych w atmosferze agresywnych substancji korozyjnych i znaczne przyspieszenie korozji. Kolejnym związkiem chemicznym mającym wpływ na korozję jest dwutlenek węgla, który charakteryzuje się wysoką rozpuszczalnością w wodzie, przez co tworzy z zawartą w powietrzu wodą roztwory kwaśne. Spośród czynników fizycznych podstawowe znaczenie dla przebiegu atmosferycznej korozji metali mają temperatura i jej zmiany oraz ruch powietrza. Korozja powoduje niszczenie materiałów pod wpływem chemicznej lub elektrochemicznej reakcji z otaczającym środowiskiem i/lub na skutek działania mikroorganizmów, a biorąc pod uwagę geometrię i umiejscowienie obszarów zmian korozyjnych oraz uwarunkowania zachodzących zjawisk wyróżnia się różne rodzaje korozji. Zjawisko korozji jest wszechobecnym zagrożeniem wpływającym na prace instalacji technologicznych zarówno rafinerii, jak i powiązanych z nią zakładów petrochemicznych. Korozja jest ogólnie definiowana jako stopniowe niszczenie materiałów zachodzące między ich powierzchnią a otaczającym środowiskiem. Koncerny rafineryjne i petrochemiczne na ochronę przeciwkorozyjną przeznaczają ogromne środki finansowe, jako że niekontrolowana korozja instalacji technologicznych prowadzi do znacznych strat w produkcji oraz do wzrostu kosztów utrzymania i napraw. W artykule scharakteryzowano powstawanie korozji atmosferycznej i korozji związanej z przerobem ropy naftowej w instalacjach technologicznych. Opisano rodzaje korozji i mechanizm jej powstawania. Zaprezentowane zostały sposoby zapobiegania korozji w instalacjach technologicznych przerobu ropy naftowej – ze szczególnym uwzględnieniem ochrony antykorozyjnej związanej ze stosowaniem inhibitorów korozji do ciągłego dozowania. W dalszej części artykułu, na przykładzie dwóch instalacji, przedstawiono sposoby ochrony antykorozyjnej przy użyciu inhibitorów korozji oraz metodyki badań analitycznych procesów korozji.

Badania ograniczenia pienienia cieczy wodorozcieńczalnych W pracy badano wodorozcieńczalny koncentrat półsyntetyczny oraz wodorozcieńczalny koncentrat wysokoolejowy cieczy chłodząco-smarujących z pięcioma środkami przeciwpiennymi o różnym charakterze chemicznym. W koncentratach zastosowano, zalecane przez producentów, minimalne i maksymalne stężenia środków przeciwpiennych. Z koncentratów sporządzono 5-procentową (m/m) emulsje w wodzie o twardościach: 0, 15 i 30°n. W badaniach porównawczych zastosowano procedurę INiG-PiB oznaczania skłonności do pienienia emulsji cieczy wodorozcieńczalnych. Dodatkowo zbadano ich napięcie powierzchniowe, a także pH. Słowa kluczowe: pienienie, środek przeciwpienny, wodorozcieńczalne ciecze do obróbki metali. Foam reduction tests for soluble metalworking fluids Concentrates of a semi-synthetic watermiscible coolant and a water soluble metalworking fluid with five different defoamers were investigated. Concentrates with water, recommended by manufacturers, minimum and maximum concentrations of defoamers were used. Concentrates of 5% (m/m) emulsions in water of hardness: 0, 15 and 30ºn. In comparative studies, the author's INiG-PiB procedure was used to determine the foaming tendency of the watermiscible metalworking fluids. Additionally, the surface tension and pH were also investigated.