آنالیز روغن چیست؟

مقدمه:

در زمینه تکنیک‌ها و ابزارهای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و پیش‌بینانه، آنالیز روغن، در کنار آنالیز ارتعاشات و ترموگرافی، یکی از سه ابزار استاندارد در اختیار واحدهای نگهداری و تعمیرات ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی در صنایع مختلف، اعم از نفت، گاز و پتروشیمی، راهسازی، حمل و نقل، سیمان، فولاد و … است. اما، بمنظور استفاده صحیح از امکانات و خروجی‌های مورد انتظار از هر یک از این ابزارها، نیازمند شناخت اولیه از ماهیت، مزایا و محدودیت‌های هر یک از این ابزارها هستیم. هدف از این مقاله، در وهله اول، ارائه تعریفی استاندارد از ابزاری به نام آنالیز روغن در امر نگهداری و تعمیرات ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی است که بدین منظور تعاریف متفاوت از منابع متفاوت جمع‌آوری و نتیجه گیری‌های لازم در متن مقاله به خوانندگان گرامی ارائه شده است. پس از دستیابی به این تعریف است که می‌توان مقاله را با تعریف جایگاه این ابزار در صنایع مختلف و با توسل به چند مطالعه موردی دنبال نمود.

در واقع، هدف از این مقاله آن است که به این دو سوال پاسخ گفته شود: آنالیز روغن چیست؟ و اینکه آیا می‌توان از آن در راستای تکنیک‌هایی مانند آنالیز ارتعاشات یا ترموگرافی استفاده کرد؟

آنالیز روغن چیست؟

معمولاً پاسخ به این سوال در قالب سطح مقدماتی دوره آموزشی آنالیز روغن ماشین‌آلات صنعتی ارائه می‌شود.

در کتاب Machinery Failure Analysis & Troubleshooting, Vol. II (2012) ، صفحه ۴۷۲، آنالیز روغن بصورت زیر تعریف شده است:

«آنالیز روغن تکنیکی آزمایشگاهی است که هدف از آن آنالیز ترکیبات حاضر در محتوای یک روغن روانکار به منظور تعیین حضور یا عدم حضور عناصر مرتبط با مواد تشکیل دهنده برینگ‌ها می‌باشد. چرا که حضور عناصر تشکیل دهنده مواد برینگ نشان‌دهنده فرسایش برینگ بوده و مقدار آنها بیانگر شدت این فرسایش است».

هرچند در درستی و صحت این تعریف شکی نیست! اما، این تعریف دامنه کاربرد آنالیز روغن را محدود و پرخطا نشان می‌دهد. حال آنکه اصلاً این‌طور نیست!‌

با مراجعه به وبسایت Wikipediaشاهد تعریف دامنه دارتری هستیم:

«آنالیز روغن تکنیکی آزمایشگاهی با هدف آزمایش خواص فیزیکی یک روانکار، آلودگی‌های معلق در آن و رسوبات ناشی از فرسایش قطعات در تماس با آن است که به عنوان یک تکنیک در نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و بمنظور ارائه تصویری دقیق و واضح از وضعیت سلامت ماشین و سیستم روغن‌رسانی آن انجام می‌شود».

آنچه که در این میان نباید از نظر دور داشته شود، قابلیت تفسیر آماری و عددی و در عین حال، ترسیم هندسی سوابق آنالیز یک مشخصه از روغن در طول یک بازه زمانی مشخص است که منجر به کاهش چشمگیر هزینه‌های تعمیراتی می‌گردد. آنالیز روغن، برخلاف آنچه که در دو منبع فوق بدان اشاره شد، یک تکنیک پیشگیرانه نیست! یا لااقل دیگر نیست! این تکنیک، بصورت سازمان یافته، در ابتدای دهه ۵۰ قرن بیستم و بمنظور پیشگیری از وقوع خرابی‌های پرهزینه در سطح تعمیرات جاری، ابتدا در نیروی دریایی ایالات متحده و سپس در بخش‌های مختلف راه‌آهن این کشور کلید خورد. اما، از خیلی قبلتر از آن وجود داشت. بطوریکه در ۱۹۴۶، آزمایشگاه روغن در یکی از بخش‌های تعمیرات جاری لکوموتیوهای راه‌آهن سراسری ایالات متحده قادر به شناسایی و پیشگیری از خرابی‌های ناشی از فرسایش قطعات در موتورهای دیزلی بکار رفته در ادوات ریلی آن زمان بود.

آنالیز روغن در ابتدای کار با توسل به آزمایش‌های شیمیایی با تکیه بر معرف‌های گوناگون بمنظور شناسایی عناصری چون آهن و مس در ساختار نمونه‌های اخذ شده از موتورهای دیزلی انجام می‌شد. اما، با ورود فناوری طیف‌سنجی، امکان تشخیص بازه وسیعی از عناصر شیمیایی با تکیه بر این فناوری برای کارشناسان آنالیز خرابی پیشگیرانه فراهم شد. این فناوری چنان تغییری در گسترش این تکنیک ایجاد کرد که در سال ۱۹۵۵ شاهد بکارگیری آنالیز روغن بمنظور شناسایی علل خرابی در موتورهای هوایی ارتش ایالات متحده برای اولین بار در جهان هستیم. خیلی زود، استفاده از این تکنیک به بخش‌های دیگر صنعت نیز راه پیدا کرد. بطوریکه در ۱۹۵۸ برای اولین بار، یک شرکت خصوصی حمل و نقل جاده‌ای در ایالات متحده اقدام به راه‌اندازی یک آزمایشگاه خصوصی بمنظور آنالیز خرابی پیشگیرانه در ناوگان حمل و نقل جاده‌ای خود نمود. اما، در این بین، فقدان مرجعی بیطرف برای مطالعه و تفسیر گزارش آزمون‌های آنالیز روغن همچنان احساس می‌شد. تا اینکه در ۱۹۶۰، اولین شرکت خدمات تفسیر و صدور دستور تعمیراتی در زمینه آنالیز روغن در ایالات متحده آغاز به کار کرد.

جایگاه آنالیز روغن از دیدگاه فرآیند نگهداری و تعمیرات:

از دیدگاه فرآیندی، آنالیز روغن فرآیندی است که شامل زنجیره‌ای از فعالیت‌های به هم پیوسته زیر است:

ارزیابی وضعیت ماشین‌آلات، شناخت آنها و انتخاب آنها برای نمونه‌گیری؛
انتخاب ظروف نمونه‌گیری و جمع‌آوری نمونه‌ها[۱]؛
برچسب زنی و حمل نمونه‌ها به آزمایشگاه؛
درخواست آزمون برای هر نمونه از آزمایشگاه به همراه تعیین روش آزمون و دقت نتیجه در گزارش؛
تفسیر گزارش آزمون، ثبت و نتیجه‌گیری؛
صدور دستور تعمیراتی براساس نتایج آنالیز روغن و آنالیز مجدد روغن پس از انجام دستور تعمیراتی

گفتنی است که مسئولیت نظارت برحسن انجام تمامی مراحل فوق به عهده کارشناس آنالیز روغن است. بدین ترتیب، کارشناس آنالیز روغن باید علاوه بر دانش فراگیر از علم مهندسی مکانیک (شامل ساختار تجهیز، وظیفه آن، حالات خرابی آن، و جنس قطعات آن) و شیمی (شامل مشخصات شیمیایی روغن‌ها، سوخت‌ها و واکنش‌های شیمیایی)، باید با تکنیک‌های آماری و معادلات دیفرانسیل نیز آشنایی کامل داشته و قادر به پیش‌بینی رفتار تجهیز با در نظر گرفتن خطای تجمعی (شامل خطای اپراتور نمونه‌گیری + خطای نمونه‌گیری + خطای آزمایشگر + خطای دستگاه + خطای اندازه‌گیری + خطای گرد کردن + خطای قرائت + خطای گزارش + خطای تفسیر + خطای اپراتور تعمیرات) باشد. از این رو آموزش آنالیز روغن در سه سطح مقدماتی، متوسط و پیشرفته برگزار می‌شود که هر یک حداقل شامل ۲۰ ساعت آموزش تئوری و عملی است.

در این زمینه، به مطالعه موردی زیر توجه کنید:

مطالعه موردی شماره ۱: آنالیز روغن گیربکس: مسئولیت خرابی با کیست؟

شرح مساله: گیربکس صنعتی را در نظر بگیرید که در یک سیستم کانوایر در یک منطقه کویری (نزدیک دریا) کار می‌کند. از آنجا که گیربکس نزدیک دریا است، Single Rise شدن عناصری مانند کلسیم (Ca) و سدیم (Na) کاملاً پذیرفته است. از سوی دیگر، بدلیل Hi-Rise بودن همیشگی عناصری مانند سیلیسیم (Si) و آلومینیوم (Al)، فرسایندگی روغن گیربکس[۲] نیز بالا است. بنابراین،Single Rise شدن گاه به گاه عناصری مانند Fe نیز دور از انتظار نبوده و به امری عادی بدل شده است. شکل ۱ را ببینید.

شکل ۱: نمودار تغییرات غلظت عناصر آهن و سرب در طول زمان[۳]

با گرم شدن هوا (اواسط فصل بهار)، سطح عناصر Fe، Cr، Ni، و Pb ناگهان شروع به افزایش شدید کرده و توجه کارشناس نگهداری و تعمیرات را جلب می‌کنند. در نگاه اول، به نظر می‌رسد که سه عنصر اول به کارسودگی[۴] قطعات فولاد آلیاژی و عنصر آخر نیز به سایش[۵] برینگ‌های گیربکس مربوطند. بر این اساس، کارشناس مربوطه دستور تعویض روغن گیربکس را می‌دهد. پس از چند ماه کار و در اواسط تابستان، اولین نتایج آنالیز روغن حاکی از ادامه روند کارسودگی و سایش است. شکل ۲ را ببینید.

براساس داده‌های شکل ۲، کارشناس نگهداری و تعمیرات نتیجه گرفت که گیربکس وارد مرحله بروز خرابی و توقف کار شده است. اما برای تصمیم‌گیری در مورد توقف کار گیربکس، این اطلاعات و ادله کافی نیست! در این مورد، کارشناس مربوطه به درستی، به سراغ داده‌های آنالیز ارتعاش رفت.

شکل ۲: نمودار تغییرات غلظت عناصر آهن، کروم، نیکل و سرب در طول زمان

داده‌های آنالیز ارتعاش نشان دهنده رفتار ارتعاشی غیرمعمول در برینگ ورودی گیربکس بود. بنابراین، نتایج آنالیز روغن تایید شد و تصمیم بر تعویض گیربکس قرار گرفت. اما، مشکل چه بود؟

بررسی و نتیجه گیری: پاسخ به این سوال در ترکیبی از تست‌های آنالیز روغن نهفته است. ترکیبی از مشخصات عملکردی روغن که در ظاهر ارتباطی به یکدیگر ندارند! اما، با تلفیق این داده‌ها با یکدیگر است که کارشناس آنالیز می‌تواند به دید عمومی و روشنی درباره تحلیل خرابی پیش‌بینانه دست یافته و سپس، اقدامی پیشگیرانه انجام دهد. یکی از این مشخصه‌ها، ویسکوزیته سینماتیک روغن است و ارتباط‌دهی آن با آنالیز عناصر و تفسیر نتایج کسب شده، احتیاج به دانش و تجربه فراوان دارد.

در مورد این گیربکس، اتفاق جالبی افتاده بود! بدین شرح که روغنی که در سال قبل و با آغاز فصل پاییز، بدلیل پاره‌ای تصمیمات مدیریتی، گرید روغن مصرفی از ISO VG 680 به ISO VG 150 تغییر می‌یابد! طی این چند ماه و تا آغاز فصل تابستان و بروز برخی علائم هشدار دهنده، عدم تطابق ویسکوزیته نمونه روغن کارکرده ارسالی به آزمایشگاه با مشخصات روغن مصرفی ذکر شده در منوآل گیربکس بصورت مداوم توسط آزمایشگاه گوشزد می‌شده است. بالاخره در اواسط تابستان، تصمیم به بازگرداندن گرید روغن به همان ISO VG 680 گرفته و این روغن یکبار در گیربکس شارژ می‌شود. اما، دیگر دیر شده بود! و گیربکس فردای آن روز جام کرد! نمودار شکل ۳ را ببینید.

شکل ۳: نمودار تغییرات غلظت عناصر آهن، کروم، نیکل و سرب در طول زمان از حدود یکسال قبل تا بروز خرابی

پس از باز کردن گیربکس، مشخص شد که تمامی مجراهای سیستم روغن‌رسانی پر از لجن بوده و تماماً مسدود شده بودند. روغن ISO VG 150، بدلیل ویسکوزیته پایین‌تر قادر به روان شدن و باز کردن راه خود از میان این مجراهای بسته و رساندن خود به بخش‌های عملکردی و درگیر تبادل تنش بود. اما، همین مقدار نیز کفایت روانکاری کل گیربکس را نمی‌کرد! اما از هیچ هم بهتر بود!‌

با تغییر مجدد نوع روغن به ISO VG 680، ویسکوزیته روانکار به حالت اولیه خود برگشته و روغن دیگر قادر به عبور از مجاری نیمه بسته و پر از لجن نبود! بنابراین، همان آب باریکه هم قطع شد و عملاً گیربکس بمدت یک شیفت کاری بدون روغن کار می‌کرد! و همین علت جام کردن آن، یک روز پس از تعویض روغن، بود!

اما، مسئولیت این خسارت با کیست؟

پاسخ به این سوال با شرح ماجرای فوق بسیار راحت است: انگشت اتهام کارشناس آنالیز روغن (نگهداری و تعمیرات) را نشان می‌دهد! چرا؟ چون اشتباه ایشان بوده است که باعث خرابی گیربکس شده است. اما، اشتباه کجاست؟

یکی از مواردی که در دوره آنالیز روغن پیشرفته بدان پرداخته و بر آن بشدت تاکید می‌شود، اشتباهات رایج در آنالیز روغن و گریس است. یکی از اشتباهات رایج، عدم توجه به روند اکسیداسیون روغن یا گریس و نتایج آن، به ویژه در روغن‌های صنعتی است که در تجهیزات ترمودینامیک کار نمی‌کنند، مانند روغن‌های هیدرولیک و روغن‌های گیربکس. اشتباه مسلم کارشناس نگهداری و تعمیرات در مورد این گیربکس نیز عدم توجه به اکسیداسیون روغن گیربکس، تشکیل لجن، و مسدود شدن مجاری روغن‌رسانی بود. اتفاقی که با تست ساده TAN ممکن بود منجر به نجات گیربکس و عدم نیاز به تغییر ویسکوزیته روغن از ISO VG 680 به ISO VG 150 شود. اگر روند تغییر TAN روغن کارکرده در برابر رفتار ویسکوزیته سینماتیک و آنالیز عناصر با هم و بصورت همزمان دیده می‌شد بحث نمودار تجمعی[۶] یا بروز خرابی در مدارات ناشی از تشکیل لجن و اکسیداسیون روغن بسیار زودتر تشخیص داده می‌شد.

با توسل به آنالیز روغن به چه اطلاعاتی در مورد تجهیز می‌توان دست یافت؟

پاسخ به این پرسش، بستگی به این دارد که در مورد کدام شاخه از آنالیز روغن صحبت کنیم. از دیدگاه تخصصی، تکنیک آنالیز روغن شامل سه شاخه تخصصی است که در ذیل تعریف شده‌اند:

آنالیز خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی روغن (به همراه ادتیوهای آن):

هدف از این شاخه، تعیین سلامت روغن (نو یا کارکرده) از طریق نمونه‌گیری صحیح و سفارش آزمون‌های صحیح به همراه تفسیر صحیح نتایج واصله از آزمایشگاه است. این شاخه از آنالیز روغن مجموعه‌ای از آزمون‌ها را شامل می‌شود که خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی روغن‌نو یا کارکرده جاری در سیستم روغن‌رسانی تجهیز را نشانه می‌روند. فهرست کوتاه و عمومی این آزمون‌ها در جدول ۱ نشان داده شده است.

جدول ۱: فهرستی کوتاه و عمومی از آزمون‌های خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی روغن

آنالیز آلاینده‌های روغن:

این بخش، شامل آزمون‌هایی است که حضور یا عدم حضور آلاینده‌های جریان روغن را هدف می‌گیرد. این آلاینده‌ها عبارتند از دوده، سوخت (بنزین، گازوئیل، الکل یا …)، گلیکول، آب (کامپاندهای هیدراته)، هوا (کامپاندهای نیتراته)، گرد و غبار و … است که اغلب با توسل انواع روش‌های آزمایشگاهی استاندارد یا طیف‌سنجی اتمی یا فروسرخ انجام می‌شود.‌

آنالیز ذرات فرسایشی درون روغن:

این شاخه از آنالیز روغن که کمی از سایر بخش‌ها تخصصی‌تر محسوب می‌شود، شامل آزمون‌هایی بمنظور تشخیص کیفیت و کمیت حضور ذرات فلزی/شبه فلزی ناشی از فرسودگی قطعات دریافت کننده روغن در یک سیستم روغن‌رسانی است. از جمله معروف‌ترین این آزمون‌ها می‌توان به فروگرافی و Particle Count اشاره کرد.

بدین ترتیب، با توسل به هر یک از شاخه‌های آنالیز روغن، می‌توان به اطلاعات زیر دست یافت:

الف) وضعیت سلامت روغن‌نو:

آیا روغن‌نو و مصرف نشده (درون بشکه) ورودی به محل کارفرما از کیفیت لازم برخوردار است؟

آیا مطابق سفارش تولید/تامین شده است؟

آیا روغن تقلبی است؟

در ترکیب روغن‌نو از چه موادی استفاده شده است؟

آیا می‌توان روغن یا گریس دیگری را با مشخصات تجاری متفاوت با روغن یا گریس مصرفی حال حاضر تجهیز تعویض کرد؟ مشکلی برای تجهیز به وجود نمی‌آید؟

در این خصوص، دو مطالعه موردی را بررسی می‌کنیم:

مطالعه موردی شماره ۲: تشخیص روغن کمپرسور اصل از تقلبی

شرح مساله: دو بشکه روغن کمپرسور Shell Corena S2 R به انبار شرکت رسیده است که از دو تامین‌کننده مختلف بعنوان نمونه خریداری شده است. مشخصات برچسب روی بشکه‌های روغن در شکل‌های ۴ و ۵ مشخص است. چطور می‌توان تشخیص داد که کدام روغن اصل و کدامیک تقلبی است؟

شکل ۴: برچسب روی بشکه روغن کمپرسور اول

شکل ۵: برچسب روی بشکه روغن کمپرسور دوم

در وهله اول، باید بدانیم تولید‌کنندگان روغن تایپ مینرال، کلاس کمپرسوری و گرید ISO VG 68 با نام تجاری Shell Corena S2 R چه کسانی هستند؟

با مراجعه به وبسایت کمپانی شل و توزیع‌کنندگان محصولات تحت لایسنس آن در عربستان سعودی، آلمان، روسیه، کره جنوبی و سنگاپور مشخص می‌گردد که این روغن از تایپ مینرال و با ادتیوهای ضد‌سایش و مقاوم به شوک حرارتی بوده و مخصوص روانکاری کمپرسورهای هوا (با مکانیزم‌های Rotary vane، و Screw) و پمپ‌هایRotary Vacuum می‌باشد. حد تحمل فشار این روغن ۱۵ bar بوده و از دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس به بعد شروع به از هم پاشیدن ساختار شیمیایی می‌کند. حد تعویض استاندارد آن نیز ۴۰۰۰ ساعت می‌باشد. البته در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب، این حد تعویض استاندارد کوتاه‌تر خواهد بود که بنا به نظر مالک تجهیز تعیین می‌شود. نمودار واکنش حرارتی این روغن در دو گرید VG 46 & 68 در شکل ۶ نشان داده شده است.

شکل ۵: برچسب روی بشکه روغن کمپرسور دوم

شکل ۷: نمودار عملکرد حرارتی روغن Shell Corena S2 R68 در چهار نقطه دمایی

نمودار شکل ۷ در مقیاس لگاریتمیک نیست و با توسل به نرم‌افزارMicrosoft Excel® رسم شده است. این نمودار، واکنش روغن Shell Corena S2 R68 را به تغییرات دمای عملکردی از ۰~۱۱۰°C را نشان می‌دهد که با ضابطه چند جمله‌ای درجه سوم زیر نمو می‌کند (خطا: صفر):

y=-0.0019×۳+۰٫۴۹۳۲×۲-۳۹٫۹۴۳x+1000

در این ضابطه، y نماینده ویسکوزیته سینماتیک و x نشان دهنده دمای عملکردی است. بنابراین، هر روغنی که با عنوان Shell Corena S2 R68 به شرکت فروخته می‌شود باید از رفتار حرارتی مطابق ضابطه بدست آمده در شکل ۷ تبعیت کند.

اکنون به سراغ داده‌های ارائه شده در برچسب دو بشکه روغن می‌رویم:

برچسب بشکه‌های تحویلی به شرکت که در شکل‌های ۴ و ۵ نشان داده شده است، به ترتیب حاوی اطلاعات زیر است:

نام روغن (در هر دو برچسب یکی است)
گرید روغن (در هر دو برچسب یکی است)
کمپانی صاحب امتیاز (در هر دو برچسب یکی است)
کشور تولید‌کننده محصول (در شکل ۴، سازنده سنگاپور و در شکل ۵، تولید‌کننده آلمان معرفی شده‌اند)
هولوگرام محصول به همراه بارکد و شماره Batch No. (در شکل ۴ فقط بارکد ارائه شده است)

استاندارد تطابقی مشخصات روغن ISO 6743-3A-DAH (در شکل ۴ مشهود نیست)

بررسی و نتیجه‌گیری: با یک سرچ ساده در اینترنت می‌توان دید که کمپانی شل در سنگاپور دارای دو پالایشگاه تولید انواع روغن است که روغن کمپرسور نیز یکی از این محصولات بوده و یکی از این پالایشگاه‌ها هفتمین پالایشگاه بزرگ جهان است. اما، از سوی دیگر، کمپانی شل در سراسر آلمان دارای سه پالایشگاه است که بیشتر به تولید انواع روغن‌های موتور و برخی گریدهای توربینی مشغولند. بنابراین به دلایل زیر می‌توان احتمال تقلبی بودن روغنی که برچسب آن در شکل ۴ نشان داده شده است (یعنی روغن سنگاپوری) را بیشتر دانست:

در برچسب ادعای ساخت روغن آمده است، حال آنکه از ارائه اطلاعاتی مانند استاندارد تطابقی برچسب هولوگرام و از همه مهمتر،Batch No. خودداری شده است.
در روغن شکل ۵ بدرستی اعلام شده است که این روغن در آلمان بسته‌بندی شده و تولید نشده است. در عین حال، اطلاعات کاملی برای شناسایی و ردیابی محصول ارائه شده است.

مطالعه موردی شماره ۳: معادل‌سازی روغن گیربکس

شرح مساله: بهترین معادل برای روغن Super Syn Gear 75W90 ساخت شرکت Finke Bremen چیست؟ این روغن برای پمپ اسکرو استفاده می‌شود.

بمنظور پاسخ به این سوال، ابتدا لازم است روغنی که قصد جایگزینی و معادل‌سازی برای آن، به هر دلیلی، را داریم را بشناسیم.

این روغن از تایپ کاملاً سینتتیک بوده و برای سنتز آن، از روغن‌های پایه گروه IV یا V استفاده می‌شود. البته، بسیاری از روغن‌سازان (حتی برندهای معتبر امریکایی و اروپایی) با اهدافی نظیر کاهش قیمت تمام شده، از روغن‌های پایه گروه III استفاده می‌کنند که عملاً صلاحیت سیستم روغن حاصله بمنظور جایگزینی این روغن را زیر سوال می‌برد.

بنابراین، تا اینجای کار، باید بدنبال روغنی باشیم که از روغن پایه گروه IV یا V تشکیل شده باشد.

روغنی که قصد جایگزینی آن را داریم مطابق کلاس کیفی GL4 یا GL5 تعریف شده در استاندارد API 1560 تولید شده است. تفاوت این دو کلاس کیفی نیز در استفاده از ادتیو های EP است. بدین ترتیب که در کلاس GL4 از ادتیو EP به مراتب کمتری نسبت به کلاس GL5 استفاده شده است. در واقع، کلاس GL5 دارای بیشترین مقدار کامپاندهای شیمیایی معروف تشکیل دهنده ادتیوهای EP است و همین موضوع، استفاده از آنها در سیستم‌های مکانیکی حاوی آلیاژهای مس محدود می‌کند. برای اطلاعات بیشتر در این خصوص، مراجعه به پست «ادتیوهای EP: انواع، کاربرد‌ها و محدودیت‌ها» در همین وبلاگ توصیه می‌شود.‌

بررسی و نتیجه‌گیری: این روغن از نوع Multigrade بوده و با گرید ویسکوزیته SAE 75W-90 مشخص و تعریف می‌گردد. این گرید در سیستم ISO VG معادل ندارد. مشخصات عملکردی این روغن به ترتیب زیر است:

جدول ۱: مشخصات عملکردی روغن Super Syn Gear 75W90

بدین ترتیب، با روغن دنده‌ای طرف هستیم که به نسبت سایر روغن‌های کلاس چرخ‌دنده (گیربکسی) از شاخص ویسکوزیته متوسطی برخوردار است و ویسکوزیته سینماتیک آن در دمای ۴۰ درجه سلسیوس نیز پایین‌تر از حد معمول است و به همین خاطر، می‌توان آن را در زمره Low-Viscosity Transmission Oils به حساب آورد. همین شاخص باعث می‌شود که بسیاری از گریدهای روغن چرخ‌دنده داخلی (مانند بهران سمند ویژه، پارس مدوس EPS، و ایرانول) از لیست انتخاب‌های ممکن خارج شوند. چرا که این تیپ روغن‌ها، علاوه بر ویسکوزیته سینماتیک بالاتر در دو نقطه دمایی ۴۰ و ۱۰۰ درجه سانتیگراد، رفتار حرارتی خطی متفاوتی با این روغن داشته و از همه مهم‌تر، از روغن پایه هیدروکربنیک متعلق به گروه III روغن‌های پایه بهره می‌برند. نمودار شکل۸ رفتار حرارتی سه روغن چرخ‌دنده بهران سمند ویژه، پارس مدوس EPS، و Chevron Delo Syn Gear را در مقایسه با روغن چرخ‌دنده‌ای نشان می‌دهد که قصد جایگزینی و معادل‌سازی آن را داریم.

شکل ۸: نمودار عملکرد حرارتی چهار نوع روغن کلاس چرخ‌دنده

براساس مشخصات مندرج در جدول ۲ و رفتار حرارتی مدل شده در نمودار شکل۸ و البته تجربه شخصی نویسنده این مقاله، انتظار می‌رود که این روغن چرخ‌دنده از ادتیوهای زیر در ساختار خود برخوردار باشد:

– بهبود دهنده‌های شاخص ویسکوزیته؛

– بهبود دهنده‌های EP (شامل انواع استریک، ZDDP، یا دی سولفید مولیبدن)؛

– ادتیو‌های AW (شامل ZDDP یا TCP)

بر این اساس، بهترین جایگزین‌هایی که می‌توان برای این روغن پیشنهاد کرد، به ترتیب اولویت، در جدول ۳ فهرست شده‌اند.

جدول ۳: مشخصات روغن‌های مناسب برای معادل‌سازی روغن گیربکس Super Syn Gear 75W90

ب) وضعیت سلامت روغن جاری درون سیستم روغن‌رسانی تجهیز:

آیا روغن هنوز سالم و قابل استفاده است؟

آیا سیستم روغن‌رسانی درست و کامل عمل می‌کند؟

کیفیت روغن‌رسانی به قطعه/قطعاتی خاص چگونه است؟

آیا حجم روغن در سیستم روغن‌رسانی کافی است؟ و…

ج) وضعیت سلامت سیستم فیلتراسیون تجهیز:

آیا فیلتر (های) روغن درست عمل می‌کنند؟

آیا فیلتر (های) هوا درست عمل می‌کنند؟

آیا استرینر درست عمل می‌کند؟

آیا فیلتر سوخت درست عمل می‌کند؟

د) وضعیت سلامت تجهیز و قطعات آن:

قطعه/قطعاتی خاص از تجهیز خورده شده‌اند؟

آیا واکنش روغن در سیستم روغن‌رسانی با قطعات دریافت‌کننده روغن معمول و منطقی است؟

وضعیت فرسایش قطعات چگونه است؟

آیا قطعه/قطعاتی خاص از تجهیز دچار ترک و شکستگی شده‌اند؟

وضعیت زوال قطعه/قطعاتی خاص از تجهیز چگونه است؟ کی باید تعویض/تعمیر شوند؟

آیا تجهیز مجاز به ادامه کار است؟ و…

اکنون، وقت پاسخ به این سوال فرا رسیده است که آیا آنالیز روغن به تنهایی برای نظارت بر وضعیت سلامت و رفتار خرابی یک تجهیز کافی است؟ مطلقا خیر!

چرا که سه تکنیک استاندارد آنالیز روغن، آنالیز ارتعاش و ترموگرافی، هر یک دارای خطا‌های منحصر به فرد خود بوده و دامنه مشخصی از مشکلات را تشخیص می‌دهند. از این رو ترکیب و هم افزایی این سه روش با یکدیگر می‌تواند کارشناس آنالیز خرابی تجهیز را در مورد وضعیت و سلامت حال و آینده آن با خبر ساخته و امکان اخذ تصمیمات دقیق‌تر و کم هزینه‌تری را در مورد نگهداری و تعمیرات آن فراهم سازد.

منابع :

۱٫ H. P. Bloch, F.K. Geitner, “Machinery Failure Analysis & Troubleshooting: Practical Machinery Management for Process Plants”, Volume 2, 4h Ed., p472, Butterworth-Heinemann, 2012;
۲٫ https://en.wikipedia.org/wiki/Oil_analysis
۳٫ M. Spurlock, “Gearbox Oil Analysis Case Study”, Noria Corporation, Practicing Oil Analysis, 11/2005;
۴٫ Y. Zhao, “Oil Analysis Handbook”, ۳rd Ed., Spectro Scientific, Inc. ( Beijing), 2014;
۵٫ J. Fitch, D. Troyer, “Oil Analysis Basics”, ۲nd Ed., Noria Corporation, 2010;
۶٫ J. Fitch, “Sourcebook for Used Oil Elements”, Noria Corporation, 2000;
۷٫ L. A. Toms, A. M. Toms, “Machinery Oil Analysis: Methods Automation and Benefits”, ۳rd Ed., Society of Tribologists and Lubrication Engineers, 2008.

پی نویس ها:

[۱] در این زمینه، بزودی مقاله‌ای از همین نویسنده با عنوان «اصول نمونه‌گیری در آنالیز روغن» منتشر خواهد شد که توصیه می‌شود برای اطلاعات بیشتر در این زمینه، مقاله فوق مطالعه شود.

[۲] Oil Erosivity

[۳] Historical Trend

[۴] Wear-out

[۵] Wear

[۶] Cumulative Graph

نویسنده : احمدرضا امینیان
دکترای مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی (علوم حرارتی)
مشاور بین المللی آنالیز روغن
araminian78@gmail.com

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ