بررسی آلودگی روغن های صنعتی و راه های رفع آنها : روغن آلوده یکی از دلایل اصلی خرابی سیستم ها و ماشین آلات حاوی روغن است. طبق ادعای شرکتCJC دانمارک این آلودگی ها تقریباً ۸۰ درصد از تمام خرابی تجهیزات و ماشین آلات مرتبط با روغن را تشکیل می دهند. در قدم اول می توان با جلوگیری از آلودگی روغن، قابلیت اطمینان و طول عمر تجهیزات را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید.
آلودگی روغن زمانی به وجود می آید که مواد نامحلول مانند فلزات، ذرات گرد و غبار، شن، لاستیک و وارنیش در روغن جمع شوند.این ذرات در اندازه های بین 3 تا 10 میکرون بیشترین علت نقص تجهیزات هستند.
این آلاینده ها می توانند تأثیر مخربی بر قابلیت اطمینان و طول عمر تجهیزات شما داشته باشند.
تقریبا ۱۰۰ درصد از روغن آلوده و مشکلات مرتبط با آن قابل پیشگیری و رفع شدن است. برای بررسی بیشتر تا پایان با وبلاگ روغن سیتی همراه باشید.
جدول انتخاب روغن مناسب بر حسب کارایی
| مصارف صنعتی | ویژگیها | پایه | کاربردها |
| روغنهای گردش روغن | ویسکوزیته بالا، ضد سایش، ضد زنگ، ضد کف، پایداری حرارتی | معدنی / سنتتیک | یاتاقان، چرخدنده مخروطی، چرخدندههای کاری، سیلندرها، ماشینهای کاغذ با بازده بالا (روغنهای سنتتیک) |
| روغنهای کمپرسور | روانکاری عالی، کف کم، پایداری حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری در برابر اکسیداسیون، قابلیت جداسازی آب، محدوده دمای کاری گسترده | معدنی / سنتتیک | کمپرسورهای هوا، پمپهای آب |
| روغنهای انتقال حرارت | مقاومت حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری در برابر اکسیداسیون، پایداری حرارتی | معدنی / سنتتیک | سیستمهای انتقال حرارت بسته بدون فشار که در محدوده دمای گسترده کار میکنند (معدنی) |
| روغنهای دنده صنعتی | پایداری حرارتی، پایداری در برابر اکسیداسیون، تحمل فشار شدید، تحمل شرایط آب و هوایی شدید، محافظت در برابر سایش و پارگی، شاخص ویسکوزیته بالا، روانکاری پیشرفته | معدنی / سنتتیک | مصارف صنعتی سختگیر، تجهیزات و ماشینآلات |
| روغنهای فرآیند | خطری برای ایمنی و سلامتی ایجاد نمیکنند | معدنی | نرمکننده پلیمری برای انواع محصولات پلیمری مانند لاستیک تایر خودرو یا محصولات فنی لاستیکی |
| روغنهای توربین | مقاومت پیشرفته در برابر خوردگی، افزودنیهای ضد سایش پیشرفته، خاصیت ضد کف، جداسازی خوب هوا و آب، خاصیت خنککنندگی، روانکاری بهبود یافته، عمر مفید طولانی | معدنی | به عنوان سیالهای هیدرولیک، یاتاقانهای توربین بخار، آب و گاز استفاده میشود |
خطرات آلودگی روغن های صنعتی
وقتی قطعات ماشین و روانکنندهای مانند گریس در معرض آلودگی قرار میگیرند، مانند ریختن بنزین روی آتش روشن است. روانکنندهای که باید از این سطوح فلزی محافظت کند، اکنون باید با آلودگی نیز مبارزه کند. افزودنیهایی که برای امولسیون کردن آب، ذرات پوششی، پخش فوم و حتی بهبود شاخص ویسکوزیته روانکننده در نظر گرفته شدهاند، اکنون در تلاش هستند تا آسیب اضافی ناشی از آلایندههای ورودی را جبران کنند. با گذشت زمان، افزودنیها با سرعت فزایندهای کاهش مییابند و روغن جهت محافظت از سطوح فلزی کمتر میشود.
همانطور که روغن بیشتر آلوده میشود و در نهایت ویژگیهای روانکاری خود را از دست میدهد، قطعات ماشین شروع به سایش زودرس خواهند کرد. هنگامی که قطعات ماشین شروع به خراب شدن میکنند، مانند واژگون شدن روی اولین دومینوی متوالی است. فقط یک سقوط دومینو لازم است تا یک واکنش زنجیرهای را در خط کاتالیز پیش برد و باعث سقوط بقیه شود. حفاظت از تمام تجهیزات در پایین خط بسیار مهم است. شما نمیتوانید تنها از گیربکس حیاتی یا بلبرینگ گران قیمت در برابر آلایندهها محافظت کنید، در حالی که مخزن روغنی که سیستم را تغذیه میکند در یک گوشه مرطوب تاریک با گرد و غبار و زبالههای انباشته شده روی آن ترک میکنید.
این مورد بسیار مشاهده میشود جایی که اجزای دستگاه اصلاح شده، محافظت شده و از آلودگی روغن تمیز میشوند، اما مخزن روغن که تجهیزات را تغذیه میکند نادیده گرفته شده است. در نظر گرفتن وضعیت کل سیستم روغنکاری مهم است. هر زمان که میتوانید، طول یک سیستم را در مرکز خود طی کنید و بررسی کنید که هر جزء پایین خط از نفوذ آلودگی محافظت میشود یا خیر. آخرین چیزی که هر شرکتی میخواهد، خرابی ماشین است که میتواند منجر به خرابی و از دست دادن تولید شود.
بررسی انواع آلودگی روغن های صنعتی
انواع آلودگی روغن های صنعتی – ذرات موجود در روغن
امروزه ماشین آلات باید سریع، دقیق و مقرون به صرفه باشند. با کاهش تلرانس ماشین آلات که اغلب به زیر 3 میکرون می رسد، روغن تحت فشار بیشتری قرار می گیرد. از آنجایی که ذرات به این اندازه می توانند باعث خرابی فوری شوند، کاهش تعداد آنها تا حد امکان اولویت دارد. تصفیه روغن موثرترین و اقتصادی ترین راه برای حذف ذرات ریزتر به طور موثر است. تحقیقات نشان داده است که با فیلتراسیون موثر روغن خارج از خط (فیلترهایی که به طور موقت در مدار روغن قرار می گیرند)، می توان طول عمر تجهیزات را تا 6 برابر یا حتی بیشتر افزایش داد.
روش های حذف ذرات از روغن
Fine Filters یا فیلترهای ریز
راه حل های تصفیه روغن خارج از خط (آفلاین) با پمپ های سیرکولاسیون یکپارچه برای نصب خارج از خط کاری ماشین آلات می باشند. این فیلترها در سراسر جهان به عنوان سیستم های تصفیه بسیار کارآمد برای کاربردهایی شامل روغن هیدرولیک، روغن روانکاری، روغن دنده، سوخت دیزل، روغن خنک کاری، استرهای فسفات و موارد دیگر شناخته شده اند. فیلتراسیون خارج از خط همچنین به عنوان فیلتراسیون لوپ کلیوی شناخته می شود.
فیلتراسیون خارج از خط روغن یا فیلتراسیون روغن لوپ کلیوی، فواصل تعویض روغن را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. سیستم فیلتراسیون روغن روغن را در حین کار تمیز می کند و ذرات سایش مضر موجود در سیستم را از بین می برد.
Depth Filters یا فیلترهای عمقی
این فیلترها دارای درجه فیلتراسیون 3 میکرون مطلق و ظرفیت بسیار بالایی برای نگهداری آلودگی روغن هستند و حداکثر محافظت را ارائه می دهند.
سیستم فیلتراسیون روغن خارج از خط یک واحد مستقل است که توسط یک موتور، یک پمپ و یک فیلتر روغن کار می کند و برای اطمینان از طول عمر کاربردهایی که از روغن استفاده می کنند، قابل اعتماد است.
انواع آلودگی روغن های صنعتی – آلودگي رطوبت
آلودگي آب اغلب بعنوان آفت سيستمهای هيدروليك و ماشينهایی كه روانكاري میشوند، دومين آلودگی روغن مخرب شناخته میشود. آب بصورتهای زير با روغن همزيستي دارد:
حل شدن (Dissolved) – روغن به لحاظ خواص شيميایي اش، مقادير كمي از آب را در خود حل مینمايد. حجم مقدار آبي كه در روغن قابل حل است، بستگي به نوع روغن پايه، وضعيت روغن پايه، بسته افزودني، ميزان آلودگي و دما دارد. روغن پايه پارافيني نو، با گريد بالا و خالص كه هيچ مواد افزودني ندارد و يا تنها دارای افزودني ضد اكسيداسيون میباشد، قبل از رسيدن به نقطه اشباع خود، مقدار بسيار كمي از آب را ميتواند در خود حل نمايد.
بلعكس، روغن اكسيد شده وگريد پائين، كه داراي مقدار زيادي افزودنيهاي قطبي و آلودگي است، قبل از رسيدن به نقطه اشباع خود، مقدار بسيار زيادي آب را در خود حل میكند. البته، نقطه اشباع هر سيالي، به دما بستگي دارد. به محض اينكه دما افزايش میيابد، حجم آب قابل حل نيز افزايش میيابد. وقتي دما كاهش میيابد، حجم آب قابل حل نيز كاهش میيابد. اگر دما كمتر از دماي تقطير برسد، بخشي از آب حل شده آزاد خواهد شد و يا بشكل امولسيون در خواهد آمد.
امولسيون (Emulsified) – وقتي آب آزاد (حل نشده) در معرض شرايط تنش ناشي از پمپ و يا تلاطم ناشي از ياتاقانها يا دندانه چرخ دنده قرار میگيرد، به ذرات بسيار ريز تبديل میشود كه ميتواند در حالت تعادل در روغن باقي بماند. مواد افزودني، اكسيدها و آلايندهها ميتوانند پايداري و حالت تعليق آب در روغن را افزايش دهند. آب معلق حالت ناشفافي و ابري يا شيري ايجاد مینمايد كه به مقدار آن بستگي دارد.
آزاد (Free) – آب در صورت جدائي از روغن، بصورت آزاد باقي میماند، زيرا اين دو ماده بطور ذاتي در يكديگر غيرقابل حل بوده و چگالي مخصوص متفاوتي دارند. در روغنهاي معدني، آب آزاد در مخازن كوچك و بزرگ ته نشين میشود. با اينحال، برخي روغنهاي سنتتيك خاص، چگالي مخصوص بيشتري دارند و ديگر در آب شناور نمي شوند.
نقاط ورود آب
آب نيز شبيه ذرات، از نقاطي كه ماشين با محيط در ارتباط است (حدفاصل قسمت داخلی با قسمت خارجي ماشین) وارد میشود. ذيلا نقاطي كه آب به داخل ماشين وارد میشود، بطور خلاصه ذكر شده است:
- محيط (Atmosphere) – آب آزاد اغلب در كارخانه و محيط كاري حضور دارد. باران، شستشو و مسير نشت كولرها، شرايطي را فراهم میآورند كه آب از بين آببندها، هواكشها، دريچه مخزن ذخيره و يا همراه روغن نو وارد شود.
- تقطير(Condensation) – ماشينهائي كه كار آنها بطور مكرر با خاموش و روشن شدن همراه است، در معرض ورود آب تقطير قرار دارند. وقتي دما افزايش میيابد، حجم مطلق آبي كه روانكار در خود حل مینمايد (نقطه اشباع)، افزايش میيابد. بلعكس، با كاهش دما، نقطه اشباع كاهش میيابد و روغن ممكن است به نقطه شبنم، يا نقطهای كه آب حل شده دوباره از روغن بيرون رانده میشود، برسد. وقتي دما مجددا افزايش میيابد، روغن آب بيشتري را جذب مینمايد و اين فرايند ادامه میيابد. همچنين، آب روي ديواره و سقف مخازن روغن بصورت قطره در میآيد. آب تقطير شده ميتواند به داخل روغن چكيده و در كف مخزن جمع شود. در موتورها، در شرايط كار سرد، بخار آب ناشی از احتراق ميتواند تقطير شود. در نهايت، آب تقطير شده در روغن ميتواند ناشي از آببندهاي ناكارآمد بخار ماشينهاي مربوطه باشد.
- نشت كولر (Coolant leakage) – كولرها معمولا بدليل خوردگي و يا فرسايش اروژن، دچار نشتي میشوند. در چنين شرايطي، آب كولر (ماده ضد يخ، در صورت وجود در آب) مستقيما وارد روغن میشود.
انواع آلودگی روغن های صنعتی – تخریب روغن
از مشکلات ناشی از کهنگی روغن پیشگیری کنید
تخریب روغن – مانند محصولات اکسیداسیون، رسوب، لجن و وارنیش – یک مشکل رایج در بسیاری از صنایع است. هنگامی که از روغن در یک ماشین استفاده می شود، به مرور زمان و بسته به نوع روغن، دما، شرایط کارکرد و محیط، دچار تخریب می شود.
تخریب روغن می تواند تأثیرات منفی بر روانکاری و سیستم هیدرولیک داشته باشد و منجر به خوردگی، چسبیدن سوپاپ ها، لاک زدن و ایجاد وارنیش روی سطوح فلزی شود. این مشکلات می توانند عواقب جدی برای عملکرد ماشین آلات داشته باشند و قابلیت اطمینان ماشین ها را کاهش دهند.
نتایج مستند به طور واضح نشان می دهد که حذف محصولات تخریب روغن، توقف های برنامه ریزی نشده تولید را به طور چشمگیری کاهش می دهد، قابلیت اطمینان و طول عمر قطعات گران قیمت را افزایش می دهد.
انواع آلودگی روغن های صنعتی – آلودگی روغن با اکسیژن / هوا
اکسیژن و هوا به طور معمول به دلیل نقص خطوط مکش، هواگیری ناکافی پس از مونتاژ یا طراحی مخزن نامناسب وارد سیستم روغن می شوند. در ترانسفورماتورها، این گاز ناشی از تخریب سلولز در عایق کاغذی است.
اثرات منفی اکسیژن و هوا در سیستم های روغن یا کاویتاسیون است که منجر به خرابی سیستم می شود و یا افزایش تراکم پذیری روغن که دقت عملکرد را کاهش می دهد. هر دو این موارد در فرآیندهای صنعتی امروزی که در آنها قابلیت اطمینان و طول عمر تجهیزات به طور مداوم مورد توجه قرار می گیرد، حیاتی هستند. در ترانسفورماتورها، تخریب عایق کاغذی می تواند منجر به آتش سوزی ترانسفورماتور شود.
راهحل:
فیلترهای وکیوم موثرترین و اقتصادی ترین راه برای حذف اکسیژن، هوا یا گازها از روغن هستند.
انواع آلودگی روغن های صنعتی – آلودگي سوخت
اصولا آلودگي سوخت در محفظه داخل پوسته ميل لنگ ايجاد میشود. در بسياري از موارد، در روغن موتورها، سوخت بصورت محلول انباشته میشود. طولاني شدن زمان تعويض روغن، كاركرد نامناسب موتور و يا تنظيم نبودن آن، ميتواند منجر به افزايش ميزان حضور سوخت در روغن شود.
محل ورود سوخت
سوخت از طريق فرار گاز احتراق و يا نشت، وارد محيط بلوك سيلندر میشود. سوختي كه از طريق فرارگاز احتراق وارد روغن میشود، ناشي از احتراق ناقص و يا كار نامناسب موتور است. برخي از عوامل موثر در اين زمينه به شرح زير میباشد:
- درجا كاركردن زياد موتور (excessive ideling)
- فشار زياد به موتور (Lugging)
- پاشش ناقص و يا چكهكردن سوخت (Defective fuel injection spray pattern or drilling)
- نسبت نامناسب سوخت و هوا (Improper fuel/air ratio)
انواع آلودگی روغن های صنعتی – آلودگي دوده
دوده يك محصول طبيعي احتراق میباشد. طولاني شدن زمان تعويض روغن و يا احتراق ناقص منجر به تجمع غيرعادي دوده میشود كه براي روانكار و ماشين مضر است. در سالهاي پيش رو، مطابق الزامات جديد (Europian Petroleum Association, EPA) براي كنترل دوده و انتشار گاز خنده آور (Nitrous-oxide, NOX) در فضا، بكارگيري روش بازگردش گاز خروجي موتور (Exhaust gas recirculation, EGR)، منجر به افزايش دوده در روغن محفظه ميل لنگ خواهد شد.
محل ورود دوده
دوده به دلايل زير توليد و همراه با گازهاي احتراق که از رینگ عبور کرده وارد روغن میشود:
- تراكم پائين (Low comprssion)– باعث احتراق ناقص و افزايش نرخ توليد دوده میشود.
- بالا بودن نسبت سوخت به هوا (High fuel/air ratio)– ناشي از فشار زياد به موتور، يا محدوديت جريان هوا از فيلتر و يا تنظيمات ناصحيح اختلاط.
- سرد بودن دماي هوا (Cold air temperatures) – هنگام كار در شرايط فصلي
- فشار كاري (Lugging)- اعمال بار سنگين و يا كار موتور در دنده سنگين
- درجا كاركردن زياد (Excessive idling) – طولاني شدن زمان استراحت يا درجا كار كردن موتور و يا كار با دور خيلي پائين
انواع آلودگی روغن های صنعتی – اسیدیته یا عدد اسیدی روغن
اسیدها در حضور رطوبت، گرما و اکسیژن تشکیل می شوند. همچنین اسیدها در اثر کهنگی روغن نیز ایجاد می شوند. عدد کل اسیدی (TAN واحد اندازه گیری) کل محتوای اسیدی روغن را نشان می دهد، اما نه قدرت اسیدها را.
کاهش اسیدیته روغن، به عنوان مثال روغن ترانسفورماتور یا روغن موتور گازسوز، باعث کاهش کهنگی روغن و فرسودگی تجهیزات می شود. با این کار، قابلیت اطمینان و طول عمر تجهیزات افزایش می یابد.
راهحل:
برای حذف موثر اسید، از فیلتر تبادل یونی می توان استفاده کرد. تا به طور قابل توجهی طول عمر سیالات / روغن های ویژه مانند استرهای فسفات را افزایش دهید.
