بررسی انواع مواد افزودنی و کاربرد آنها در روغن های روان كننده

    —         —    

ارتباط با ما     —     لیست پایان‌نامه‌ها

... دانلود ...

توجه : این فایل به صورت فایل ورد (Word) ارائه میگردد و قابل تغییر می باشد


 بررسی انواع مواد افزودنی و کاربرد آنها در روغن های روان كننده دارای 128 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی انواع مواد افزودنی و کاربرد آنها در روغن های روان كننده  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

فهرست

مقدمه   
فصل اول   
مقدماتی راجع به روغنهای روان كننده، آزمایشات و كیفیت آنها   
انواع روان كننده ها   
موارد استفاده روغتهای روان كننده   
وظایف روغنهای روان كننده   
خواص ضروری روغنهای روان كننده   
تركیبات روغنهای روان كننده معدنی   
آزمایشات مربوط به روغنهای روان كننده   
ارگانها و سازمانها و مؤسسات ذیربط در كیفیت روغنها   
طبقه بندی ها و استانداردهای روغن   
فصل دوم   
مواد افزودنی به روغنهای روان كننده   
منابع قلیائیت و اثرات آن در روغنها   
خواص و فرمولهای انواع ادتیوهای مصرفی در روغنها   
1- افزایش دهنده های اندیس ویسكوزیته   
2- معلق كننده ها   
3- پاك كننده ها   
4- بازدارنده های اكسیداسیون   
5- مواد افزودنی ضد زنگ زدگی   
6- مواد افزودنی ضد سائیدگی   
7- بهبود دهنده های اصطكاك   
8- پائین آورنده های نقطه ریزش   
9- بازدارنده های كف   
چگونگی كنترل روغنها ضمن كار   
بررسی علل اضمحلال مواد افزودنی   
تعاریف و اصطلاحات مرسوم در قلمرو كنترل كیفیت روغنها   
فهرست منابع   

 

مقدمه 
روغنهای روان كننده (Lubricating Oils) معدنی كه منشاء آنها از نفت خام است، كالاهای نسبتاً ارزانی هستند كه در موتورها و ماشین آلات صنعتی بسیار گرانقیمت مورد استفاده قرار می گیرند و اثر مستقیم روی كارآئی و عمر این دستگاهها دارند، لذا باید برای ایجاد اطمینان در عملكرد صحیح ماشین‌آلات، كیفیت روغن‌های مصرفی كاملاً مناسب باشد. ولی متأسفانه بسیار دیده شده است كه به این امر مهم، حتی توسط متخصصین فنی نیز توجه كافی نمی‌شود و در كشور ما، خیلی كمتر از آنچه شایسته است، به كیفیت روغن و طریقه كنترل آن، بها داده شده است.
هدف نگارنده این است كه خوانندگان آن، ضمن آشنایی با تولید روغنهای روان كننده به ابعاد گوناگون كیفیت روغنها، توجه بیشتری مبذول بفرمایند.
تعاریف متعددی برای كیفیت یك كالا، بعمل آمده است، اما شاید جمله ساده زیر مناسبترین تعریف باشد:
«كیفیت یك محصول، یعنی مناسب بودن آن برای كار برد مورد نظر» یا به زبان انگلیسی:
Quality Is Fitness For Purpose
مصداق این تعریف بخوبی در تجربه آن شخص متجلی است كه گفته بود:
«دریافته ام كه بهترین كره، بدترین روغن برای ساعت من است». در این مثال، دیده می شود كه چطور دو صفت متضاد بهترین و بدترین، به كیفیت یك كالا، در رابطه و با توجه به كاربردهای خاص آن كالا، قابل اطلاق گشته است.
كنترل كیفیت، امروزه یك مفهوم ارزشمند و دانشی بسیار پیشرفته است. برخلاف تصور بسیاری از مردم، كه از كنترل كیفیت، برداشتنی محدود و در حد بازرسی یا Inspection (كه بخشی از كنترل كیفیت است)، دارند، این اصطلاح مفهومی وسیع و عمیق را در بر دارد. كیفیت، در واقع، مجموعه ای از فعالیتهائی است كه یك كالا را از نقطه شروع تقاضای آن در بازار، در مرحله طراحی و تولید و عرضه آن به بازار، تا عكس العملهای مصرف كنندگان و اثرات آن بر طراحی مجدد و نحوه تولید محصول، دربرمی‌گیرد.
اما همیشه این طور نیست و مصرف كننده اصلی قادر نمی‌باشد كه كیفیت كالا را مستقیماً تشخیص داده و ارزیابی كند. این موضوع در مواردی صدق می كند كه كارائی و كیفیت محصول، علاوه بر خواص فیزیكی، به صفات شیمیائی آن، یعنی به واكنشهای شیمیائی نیز مربوط می شود. واكنشهای شیمیائی عموماً با سرعت كم و به طور كند انجام می پذیرند و لذا تشخیص آثار آنها همیشه در كوتاه مدت امكان پذیر نمی باشد. به علاوه ممكن است كه آثار فعالیتهای شیمیائی با دخالت عوامل دیگری همراه گردد و باعث شود كه تشخیص دلیل پدیده های حاصله، بسیار پیچیده گردد. مثلاً وقتی یك حشره كش مورد استفاده قرار می گیرد، بعضی از خواص آن كه از بین بردن حشرات است، قابل مشاهده است، ولی اثرات احتمالی مزمنی كه ممكن است بر نسوج بدن داشته باشد، به این سادگی ها برای مصرف كننده، قابل تشخیص نمی باشد. با همه اینها، كیفیت مواد شیمیائی را نیز می توان ولو به كمك آزمایشگاه، پیش بینی نمود. اگر ماده ای شیمیائی برای بشر شناخته شده باشد، با تعیین خواص فیزیكی و تجزیه عنصری و تعیین ساختمان شیمیائی آن، هر بار می توان آن را بازشناخت و كارائی و كیفیت آن را معین نمود. اگر ماده ای، مخلوطی از چند تركیب شیمیائی خالص شناخته شده باشد، باز می توان با تجزیه عنصری و روشهای دیگر، نسبت این تركیبات در مخلوط را تعیین و خواص مخلوط را پیش‌بینی كرد.
فرآورده های نفتی، از نقطه نظر رابطه خواص فیزیكی و شیمیائی با كارآئی عملی، پیچیده ترین وضعیت را دارند. می دانیم كه نوع و نسبت تركیبات مختلفی كه در نفتهای خام نقاط مختلف دنیا، یك كشور و یا یك منطقه وجود دارد، بسیار متغیر است. حتی در یك چاه نفت بخصوص، در عمق های مختلف، انواع و درصد مواد شیمیائی متفاوتی در نفت خام وجود دارد. روغنهای روان كننده نفتی نیز به همین دلیل، شامل انواع گوناگونی از هیدروكربنها و مشتقات آنها هستند، بخصوص كه اجزاء روغنهای روان كننده، عموماً از مولكولهای بسیار بزرگ (C15 تا C30)، تشكیل شده اند. خوانندگان محترم، از شیمی آلی بیاد دارند كه با بالا رفتن تعداد كربنها در مولكولهای هیدروكربنها، تعداد ایزومرهای آنها به سرعت افزایش می‌یابد. مثلاً هیدروكربن سیر شده 20 كربنه به نام ایكوزان Eicosane، از لحاظ تئوری، می تواند 366319 ایزومر مختلف داشته باشد. از این ارقام می توان دریافت كه تركیب و ساختمان شیمیائی روغنهای روان كننده چقدر متغیر و پیچیده است. بدیهی است كه جدا كردن هر یك از تركیبات شیمیائی روغن و تعیین خواص آنها، به سادگی، امكان پذیر نمی‌باشد. به همین دلیل، برای چنین فرآورده‌ای، چیزی به مفهوم كلاسیك خواص شیمیائی قابل تعریف نیست و در واقع آنچه كه تحت این عناوین بیان می شود، میانگینی از خواص تك تك اجزاء روغن است و چون نسبت و نوع این اجزاء در روغنهای مختلف تغییر می كند، خواص فیزیكی و شیمیائی روغنها نیز ثابت نمی‌باشد.
علاوه بر مطالبی كه ذكر آنها گذشت، روغنهای روان كننده از یك لحاظ دیگر نیز بسیار پیچیده‌تر از سایر فرآورده های نفتی هستند. روغنهای روان كننده در كاربردهای متعددی كه دارند، باید وظائف متنوعی را جامه عمل بپوشانند و برای این منظور باید خواص معینی را دارا باشند. آنچه كه از نفت خام تحت عنوان روغن حاصل شده و روغن پایه نامیده می شود، فقط قادر است بعضی از وظائف ضروری روغنهای موتور و ماشین آلات صنعتی را عملی نماید و بقیه خواص لازم به وسیله یك سری مواد شیمیائی ویژه كه مواد افزودنی (additives) نامیده می‌شوند و به مقدار حدود متوسط 3 تا 10 درصد به روغنها اضافه می شوند، به وجود می آیند. این مواد شیمیائی نیز انواع بسیار متعدد و متنوعی دارند و نیز به نسبتهای متغیر به روغن ها افزوده می‌گردند. لذا ملاحظه می شود كه روغنهای روان كننده از لحاظ ساختمان شیمیائی، چه مجموعه پیچیده ای را تشكیل می دهند.
از همه صحبتهای فوق نتیجه می شود كه كیفیت روغهای روان كننده را نمی توان مانند كالاهای معمولی به كمك خواص فیزیكی، و یا مانند مواد شیمیائی دیگر به وسیله خواص فیزیكی و آنالیز شیمیائی، پیش بینی نمود. به عبارت دیگر بین خواص فیزیكی و شمیائی (آنالیز شیمیائی) روغنها و كارآئی آنها در عمل، رابطه معین و ثابتی وجود ندارد. چه بسا دیده شده است كه دو روغن مختلف كه از لحاظ خواص فیزیكی و آنالیز شیمیائی (انواع و درصد عناصر) یكسان بوده اند، در عمل، دو نوع عملكرد (كیفیت و كارآئی) بسیار متفاوت (یكی قابل قبول و دیگری مردود) داشته اند.
آنچه كه امروزه تحت نام روغن جهت روانكاری و یا كاربردهای مخصوص دیگر همچون دستگاههای هیدرولیك، سیستم های حرارتی، عایق الكتریكی و یا برش فلزات به كار می رود می باید دارای خصائص عدیده‌ای باشد.
مشخصه های عمومی كه هر روغنی باید داشته باشد همان مشخصه‌های اصلی است كه از ابتدا مد نظر بوده، مثلاً اصطكاك قطعات را به منظور حركت دو قطعه كاهش دهد و یا اینكه حرارت حاصل دو سیستم كه به طرق مختلف بوجود می آید تحمل و به نوعی برطرف نماید و یا اینكه به نحوی آب بندی ایجاد كند كه از نفوذ ذرات خارجی جلوگیری نموده و یا برعكس ذرات دیگری كه از سائیدگی حاصل می شود از محل مشترك دو قطعه برداشته و از محیط عمل خارج نماید.
ولیكن تعدادی از مشخصه ها خیلی اختصاصی است و بستگی به نوع عملكرد آن دارد مثلاً روغنهائی كه در تراشكاری بكار می رود باید با آب بخوبی مخلوط شده و از اكسید شدن قطعات بسیار داغ فلزی در مجاورت هوا و آب جلوگیری به عمل آورده و ضمناً عمر تیغه برش را بهبود بخشد و تعدادی مشخصه دیگر كه بعداً تشریح خواهد شد.
به منظور ساخت یك روغن كه بتواند كلیه مشخصات لازم را برحسب عملكرد داشته باشد دو ماده اصلی به نام روغن پایه و مواد افزودنی را با یكدیگر مخلوط می‌نمائیم.
روغن پایه ماده ای است نفتی و یا سنتتیك Synthetic (مصنوعی) كه در حدود 95-90 درصد روغن را برحسب نوع روغن تمام شده تشكیل می دهد (در بعضی موارد از این مقدار كمتر است) و می توان نیازهای یك روغن را تا حدودی بر حسب آن عملكرد برطرف نماید.
ركن اساسی هر روغن تمام شده ماده ای به نام روغن پایه است و بعد از مخلوط شدن با مواد دیگر تبدیل به روغن محصول می گردد.
برای تهیه این ماده در حال حاضر سه راه وجود دارد كه عبارت است از استفاده از برش مواد نفتی، تصفیه روغنهای مصرف شده و تهیه مصنوعی آنها.
مواد افزودنی تعدادی مواد شیمیائی با تركیبات مخصوص است كه افزودن آنها به مقدار معین به روغن پایه خواص روغن را ترمیم و تصحیح نموده و علاوه بر آن تعدادی مشخصه مخصوص كه در روغن پایه وجود ندارد و یا ضعیف می باشد به مجموع روغن می دهد.
فصل اول
مقدماتی راجع به روغنهای
روان كننده، آزمایشات و كیفیت آنها
قبل از پرداختن به بحث اصلی لازم است خوانندگان محترم با برخی از مسائل مقدماتی آشنا شوند. در این فصل سعی بر این بر این است كه برخی موارد مهم به اختصار بیان گردد.
- انواع روان كننده:
كوشش بشر برای دریافت روان كننده های مؤثر سابقه ای دیرینه به قدمت تاریخ نوشته دارد. بسیاری از مواد در طول زمان برای این منظور مورد امتحان قرار گرفته و سپس مطرود و با مواد بهتری جانشین شده‌اند، اما بعضی از روان كننده های مورد استفاده تا به امروز به طرز شگفت آوری اصالتی قدیمی دارند. مصریان در 1400 سال قبل از میلاد مخلوطی از چربی حیوانی و صابون آهكی را می جوشاندند و به عنوان گریس بر چرخ ارابه ها به كار می‌بردند.
اما روان كننده های مورد مصرف در دنیای صنعتی امروز را می توان از نظر حالت در چهار رده روان كننده های گازی، روان كننده های مایع، روان‌كننده های نیمه جامد و بالاخره روان كننده های جامد دسته بندی نمود.
1-روان كننده های گازی به خصوص هوا برای روانكاری در كاربردهائی كه سرعت بسیار زیاد و بار كم و ثبات شعاعی محور چرخش مورد نظر است یا شرایط غیرعادی درجه حرارت و یا وجود پرتوهای هسته ای ایجاد كند مورد استفاده قرار می گیرند.
مثالهای عملی كاربرد گاز و هوا به عنوان روان كننده، روانكاوی اولتراسانتریفیوژها، ماشین های ابزار سنگ زنی دقیق با سرعت زیاد، چرخ مته دندانپزشكی و گاز گردانهای راكتورهای اتمی است. امروزه تحقیقات وسیعی در زمینه استفاده از روان كننده های گازی و بخار مایعات برای موارد كاربردی از قبیل ماشین های ریسندگی پرسرعت، توربین گازی، موتور جت و ژیراسكوپ و غیره در جریان است.
2-روان كننده مایع طیف وسیعی از سیالات از گازهای مایع تحت فشار تا انواع روغنهای سنتتیك را دربر می گیرد. كاربرد روان كننده های مایع در روانكاری به روش هیدرودینامیك با لایه ضخیم یا لایه نازك روان كننده است و به این مناسبت رایجترین نوع روان كننده مورد استفاده است.
مهمترین و پرمصرف‌ترین روان كننده مایع، روغن معدنی حاصل از پالایش نفت خام است.
روان كننده مایع شامل روغنهای طبیعی، حیوانی و گیاهی كه خود مصارف بخصوصی از نظر روانكاری دارند نیز می باشد.
3-روان كننده های نیمه جامد شامل انواع گریس و چربیهای جامد و موم در مواردی كه آب بندی محل روانكاری برای استفاده از روان كننده مایع مشكل است و یا شرایط كار سبك و غیر مداوم و یا عدم دسترسی، یكبار روانكاری برای طول عمر مكانیزم را توجیه نماید و در یاتاقانهای ساچمه ای و غلطكی كه روانكاری از نوع الاستوهیدرودینامیك حكمفرماست بكار می رود. گریس كه پرمصرف‌ترین روان كننده نیمه جامد است خود متشكل از یك روغن نفتی یا سنتتیك و یك پركننده یا سفت كننده است.
4-روان كننده های جامد برای روانكاری در شرایط بخصوص كار مانند خلاء كامل یا بار و حرارت زیاد و در مواردیكه روانكاری حدی (Boundary Lubrication) حاكم است به كار می‌رود. انواع روان كننده های جامد شامل گرافیت، میكا، تالك، سولفید مولیبدنیم، اكسید سرب، گل گوگرد و انواع پلاستیك است.
- موارد استفاده روغنهای روان كننده:
قبلاً گفته شد كه كیفیت هر كالا، یعنی مناسب بودن آن برای مصرف در كاربرد معین، بنابراین اولین قدم برای ورود به عرصه كیفیت این روغنها، توجه به كاربرد آنهاست. روغنهای روان كننده معدنی، موارد استفاده بسیار متعددی دارند. شاید به تعداد چند برابر انواع موتورها و ماشین آلات صنعتی، موارد مصرف بتوان برشمرد، ولی در اینجا فقط اشاره می شود كه روغنها را از یك نظر به روغنهای موتور، ماشین آلات صنعتی و هواپیما تقسیم بندی می نمایند، مجزا كردن روغنهای ویژه هواپیما، در یك طبقه خاص، شاید به دلیل متفاوت بودن شرایط كار آن در زمین و هوا و تغییرات شدید این شرایط باشد.
- وظایف روغنهای روان كننده:
متفاوت بودن مكانیسم موتور و ماشین آلات صنعتی، از نقطه نظر تریبولوژی، انجام وظائف متعدد و پیچیده ای را از روغنها می‌طلبد. ولی خوشبختانه با همه پیچیدگی‌های این مكانیسم، وجوه مشترك زیادی بین آنها موجود است و لذا بر این اساس می توان وظائف روغن را در چند جمله خلاصه، یادآوری نمود.
1-روان كنندگی (تشكیل یك لایه روغن بین قطعات متحرك و كاهش اصطكاك و سائیدگی آنها).
2-انتقال حرارت و خنك كردن قطعات متحرك.
3-جلوگیری از اثرات ضربه قطعات بر یكدیگر.
4-آب بندی فواصل قطعات و در بعضی موارد انتقال نیرو در روغنهای هیدرولیك)
5-عمل كردن به عنوان حامل (Carrier) مواد شیمیائی موسوم به مواد افزودنی كه به كمك آنها، قطعات ماشین و نیز خود روغن در مقابل اكسیده شدن، سائیدگی، زنگ زدن، خوردگی، كثیف شدن و غیره محافظت می‌شوند.
6-تمیزنگاه داشتن قطعات، از طریق حمل ذرات ناشی از سائیده شدن قطعات و مواد حاصله از تجزیه روغن و سوخت به خارج از منطقه قطعات و جلوگیری از ته نشین شدن آلودگی ها و مواد فوق الذكر روی قطعات ماشین (به ویژه در موتورها).
به جز ردیف 6 كه عمدتاً مربوط به روغنهای موتور و بعضی روغنهای صنعتی ویژه است، بقیه وظائف به عهده تقریباً همه روغنها قرار دارد. البته تمامی این وظائف، با شدتی یكسان در كلیه موارد، اعمال نمی‌شود، و بسته به هر مورد مصرف مشخص، ممكن است یك یا چند قلم از آنها جزء اعمال اصلی روغن و بقیه كارهای فرعی آن تلقی شوند.
نكته مهم این است كه روغنها، جهت آن كه بتوانند وظائف خود را به درستی انجام دهند، باید دارای شرایط و ویژگیهای معینی باشند و در واقع این خواص هستند كه روغنهای مختلف و كیفیت آنها را از یكدیگر متمایز می‌سازند.
- خواص ضروری روغنهای روان كننده:
روغنهای روان كننده باید:
1-دارای گرانروی (ویسكوزیته – یعنی میزان روانی یا ناروانی) مناسبی باشند اعمال تشكیل لایه روغن و كاهش اصطكاك و سائیدگی و نیز انتقال حرارت و ضربه‌گیری و آب بندی و انتقال نیرو را به خوبی انجام دهند.
2-گرانروی خود را در محدوده درجات حرارت كار خود تا حد كافی حفظ كنند تا لطمه ای به انجام وظائف آنها وارد نشود. در اصطلاح گفته می‌شود كه شاخص گرانروی (VI) به اندازه كافی بالائی داشته باشند.
3-در مقابل حرارت و اكسیژن هوا (تجزیه حرارتی و اكسیداسیون) به حد كافی مقاوم باشند.
4-از زنگ زدن (Rust)، خورده شدن توسط مواد اسیدی (Corrosion) و سائیدگی بیش از حد قطعات (در مواردی كه روغن پایه قادر به تشكیل لایه ضخیم و جلوگیری از سائیدگی نیست)، جلوگیری نمایند.
5-دارای مواد پاك كننده و معلق كننده بوده و از ته نشین شدن رسوبات در لابلای قطعات جلوگیری نمایند (در مورد موتورها)
6-در سرما به اندازه كافی روان باشند تا شروع و ادامه حركت قطعات آسان باشد.
7-اگر در تماس با قطعاتی غیر فلزی (مثل آب‌بندهای لاستیكی Seals) هستند، روی آنها اثر نامطلوب نداشته باشند.
8-كلاً روی قطعاتی كه با آنها در تماس هستند و نیز روی اجزاء درونی خودشان، اثرات نامطلوب نداشته باشند و بین اجزاء آنها سازگاری وجود داشته باشد.
9-از نقطه نظر عواملی مثل فراریت، آتش‌گیری و نظائر آن در شرایط مناسبی باشند.
10-درحین كار، كف نكنند.
11-بتوانند اثرات نامطلوب ناشی از كار دستگاه (مثل احتراق سوخت در موتورها، اختلاط بخار در توربینهای بخاری و ...) را تا حد ممكن خنثی كنند.
12-مواد آلوده كننده خارجی مثل گرد و خاك، كثافات، آب و نظائر آن، همراه روغن نباشد.
اكثر ویژگیهای فوق‌ا‌لذكر تقریباً در مورد تمام روغنها به طور مشترك ضروری است. البته ممكن است در هر مورد خاص، اقلام معینی از اینها اولویت داشته باشند، علاوه بر این خواص، ممكن است هر روغن بخصوصی، ویژگی مشخص و مخصوصی نیز برایش ضروری باشد. مثلاً قدرت پاك كنندگی در مورد موتورهای بنزینی و دیزلی و نظائر آنها مهم باشد. یا، روغنهای حل شونده تراشكاری باید بتوانند با آب یك امولسیون پایدار تشكیل بدهند. روغنهای توربین بخاری باید از بخار آبی كه به آب تبدیل شده و با آنها مخلوط شده است در مدت زمان كوتاهی جدا شوند، به همین دلیل روغنهای توربین نباید با موادی مثل پاك كننده ها (از روغن موتورها) كه باعث ایجاد امولسیون و جدا نشدن آب و روغن می‌گردند، مخلوط و آلوده شوند. روغنهای ترانسفورمر و نظایر آن باید در حد بالائی عایق الكتریسیته باشند و روغنهای هیدرولیك، عمل انتقال نیرو را به نحو احسن انجام دهند و ...

-تركیبات روغنهای روان كننده معدنی:
خواص فوق الذكر، باید به نحوی در روغن ایجاد شود. واقعیت مهم این است كه روغنهای روان كننده از دو قسمت اساسی تشكیل شده اند: 1-روغن پایه: ماده‌ای كه از نفت خام، پس از طی یك سری عملیات پالایش به دست می‌آید. روغن پایه (Base Oil)، به طور متوسط 90 درصد حجم روغنها را تشكیل می‌دهد. 2-مواد شیمیائی موسوم به مواد افزودنی (Additives) كه حدود متوسط 10% حجم روغنها را تشكیل می‌دهند.
تنها تعداد محدودی از خواص ضروری روغنها در روغن پایه وجود دارد و برای اینكه روغنهای روان كننده همه خواص لازم را داشته و بتوانند وظائف خود را به طور كامل انجام دهند، به آنها مواد افزودنی اضافه می شود.
نكته مهم این است كه خوانندگان محترم باید توجه فرمایند كه روغنهای روان كننده امروزی مجموعه‌هائی بسیار پیچیده از روغنهای پایه و مواد افزودنی هستند كه بدون آنها، طراحی و استفاده از ماشین آلات پیچیده و مدرن امروزی امكان‌پذیر نمی‌باشد. ایجاد تعادل بین روغن پایه و مواد افزودنی یك روغن، و ایجاد شرایطی كه از اثرات احتمالی نامطلوب این اجزاء بر هم اجتناب شود و بهترین تركیب حاصل گردد، از فنون پیچیده و ظریف دانش بشری است. ولی متأسفانه در مورد روغنها، بسیار ساده‌نگری می شود. مثلاً روغنهای دنده اتوماتیك یا روغنهای كمك فنر، از محصولاتی هستند كه گاه باید تا 15 نوع مواد افزودنی گوناگونی داشته باشند، حال اینكه در ایران به علت عدم آگاهی و توجه مصرف كنندگان، عده‌ای شیاد، روغن پایه (بدون هیچگونه ماده افزودنی) را با گازوئیل و رنگ مخلوط كرده و آن را به قیمت گزاف و به نام روغن دنده اتوماتیك می‌فروشند و یا در كمك فنرها می‌ریزند، غافل از اینكه همین گازوئیل، چه صدماتی به كمك فنر وارد می‌كند و یا روغن پایه مصرفی در دنده‌های اتوماتیك چقدر سریع آنها را فرسوده می‌سازد.
-آزمایشات مربوط به روغنهای روان كننده:
انواع گوناگونی از آزمونها برای كنترل كیفیت روغنها به كار می‌روند كه می توان آنها را به 5 دسته به شرح زیر تقسیم بندی كرد:
الف) تستهای فیزیكی: عبارتند از آزمایشات فیزیكی نسبتاً ساده آزمایشگاهی كه طبیعت ماده را از طریق اندازه گیری خواص فیزیكی مانند گرانروی (ویسكوزیته) نقطه اشتعال (Flash Point)، وزن مخصوص نسبی (Sp.gr.)، رنگ (Color) ظاهر (Appearance)، ضریب شكست (RI) و غیره، معرفی می كنند.
ب) تستهای شیمیائی: در این آزمایشات، تركیبات شیمیائی (Composition) روغن از طریق اندازه گیری عناصری مثل گوگرد، كلر، فسفر، فلزات، ازت، و غیره، معین می‌گردد. البته باید توجه كرد كه این تستها، یعنی آنالیز شیمیائی، به تنهائی ساختمان شیمیائی (Structure) روغن را روشن نمی‌كنند و فقط برای كنترل Specification به كار می روند.
ج) تستهای فیزیكو – شیمیائی: در این نوع آزمونها، یا عناصر شیمیائی موجود در روغن را به كمك دستگاههائی مثل جذب اتمی و نظایر آن اندازه گیری می كنند و یا، توسط دستگاههای اسپكتروسكپی و نظائر آن، ساختمان شیمیائی روغن را معین می نمایند.
سه نوع آزمون فوق، برای مشخص كردن نوع عمومی محصولات نسبت به كاربرد خاص و كنترل در حین ساخت روغن و برای تعیین عمر مفید روغن در سرویس به كار می روند.
د) تستهای موسوم به Banch Tests:
در این نوع آزمونها، روغنهای روان كننده در معرض شرایطی شبیه شرایط كار واقعی روغن، منتهی با شدت بیشتر و عموماً فقط در یك بعد آن شرایط، قرار گرفته و تغییرات روغن و نیز اثرات آن بر قطعات استاندارد مورد بررسی قرار می‌گیرند. آزمونهائی مثل پایداری حرارتی، پایداری اكسیداسیون، خوردگی Corrosion، ممانعت از زنگ زدن، Rust Preventive و ... كه معمولاً در وسائل شیشه ای آزمایشگاهی و با دستگاههای ویژه ساده، انجام می شوند، از این نوع هستند. وجه تسمیه این نوع تستها، یعنی Bench test (تستهای روی میز) این است كه این تستها، حد وسط تستهای فیزیكی و شیمیائی و آزمایشهای موتوری و دستگاهی می باشند و در واقع یك فرقشان با تستهای موتوری و ... این است كه در روی میز آزمایشگاه عملی می شوند، درحالیكه این تشابه را با تستهای موتوری و دستگاهی دارند كه مانند آنها وضع روغن را در عمل بررسی می كنند.
هـ) تستهای موتوری و دستگاهی Engine & Rig tests:
برای ارزیابی روغنها تحت شرایط عملی و واقعی كارشان، مثل شرائطی كه در موتورها، جعبه دنده ها و غیره وجود دارد، تستهای مكانیكی معینی برای بررسی اثرات خواص گوناگون روغن انجام می شود. موتورها و دستگاههای استاندارد شده معین، معمولاً در آزمایشگاههای بزرگی در روی زمین نصب شده یا قرار دارند و در آنها تست های متعددی تحت شرایط كاملاً معین و كنترل شده انجام می گردد. پس از پایان آزمایشات، تغییرات خواص روغن و اثرات آن بر قطعات موتور و یا دستگاه مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. چنین آزمونهائی، طوری طراحی شده اند كه عموماً نتایج آن تا حد زیادی، وضعیت را در سرویس واقعی‌اش (یعنی در یك موتور یا دستگاه واقعی)، معین و پیش بینی می كند، ولی برای محصولاتی كه برای اولین بار به بازار عرضه می شوند (بیشتر مواد افزودنی جدید مد نظر است)، معمولاً بعد از تستهای مكانیكی فوق الذكر، یك سری تست در دستگاههای واقعی نیز انجام می شود. این گونه تستها را Field test می نامند.
مثلاً برای یك روغن موتور جدید برای كامیونها، روغن مزبور را در چندین كامیون می ریزند و این كامیونها به كار معمولی خود ادامه می دهند. در فواصل معینی و نیز در پایان برنامه آزمون، تغییرات خواص روغن و نیز كیفیت قطعات و كار موتور كامیونها، مورد ارزیابی قرار می گیرد.
واضح است كه تستهای موتوری و دستگاهی، بسیار گران تمام می شود. به همین دلیل و نیز برای سرعت كنترل، یك بار كه یك روغن پایه معینی با مواد افزودنی مشخص، چنان تستهائی را می‌گذرانند، از آن پس كار كنترل كننده این است كه به كمك چهار نوع تست اول تا چهارم، كنترل می كند كه روغن با همان تركیبی كه قبول شده است، ساخته و به بازار عرضه گردد. در واقع در خلال تستهای نوع پنجم و همراه با آزمونهای چهار نوع دیگر و با مددگرفتن از علم آمار، ریاضیات، مكانیك، شیمی و غیره، حدود ارقام Specification فیزیكی و شیمیائی روغن قبول شده، تعیین می گردد  و آزمایشهای كنترل، این حدود را مورد بازرسی و كنترل قرار می دهند.
- ارگانها و سازمانها و مؤسسات ذیربط در كیفیت روغنها:
با همكاری:
الف – سازندگان (موتور) خودروها و دستگاهها،
ب – انجمن های علمی بین المللی،
پ-مؤسسات رسمی دولتی و نظامی،
فعالیتهای بسیار با ارزشی در جهت تعریف و استاندارد كردن روغنهای مورد نیاز موتورها و ماشین آلات صنعتی، و نیز چگونگی آزمون آنها به عمل آمده و می آید در لیست ذیل، نام مهمترین آنها به فارسی و انگلیسی، ذكر شده است:
ASTM: American Society for Testing and Materials
انجمن آمریكائی تست و مواد (این مؤسسه روشهای آزمون را معین و استاندارد می كند).
IP: Institute of Petroleum (U.K.)
انستیتوی نفت (انگلستان). این مؤسسه نیز مثل ASTM است.
API: American Petroleum Institute
انستیتوی نفت آمریكا، این مؤسسه سطوح كیفیت Performance Levels مربوط به روغن موتورها و روغن دنده های اتومبیل را استاندارد می كند.
SAE: Society of Automotive Engineers
انجمن (آمریكائی) مهندسین وسائط نقلیه موتوری این انجمن روغنهای موتور و دنده اتومبیل را برحسب گرانروی آنها طبقه بندی می نماید.
CCMC: Comite des Constructerurs d’ Automobiles du Marche Commun
كمیته سازندگان اتومبیل بازار مشترك (اروپا). این كمیته سطوح كارآئی روغنهای موتور را (شبیه API) برای اتومبیلهای اروپائی، تعریف و استاندارد می كند.
CEC: Co-ordinating Europen Committee for the Development Preformance Tests for Lubricants and Engine Fuels
كمیته اروپائی هماهنگ كننده برای پیشبرد تستهای كارائی روغنها و سوختهای موتور.
این مؤسسه روشهای تست (موتوری) را برای سطوح كیفیت تعریف شده توسط CCMC، تعیین و استاندارد می كند.
AGMA: American Gear Manufacturers Association
اتحادیه امریكائی سازندگان دنده، این مؤسسه در زمینه طبقه بندی روغنهای دنده های ماشین الات صنعتی فعالیت دارد.
CRC: Co- ordinating Research Council (of the SAE)
انجمن پژوهشی هماهنگ كننده (SAE).
AFNOR: Association Francaise de Normalisation
مؤسسه استاندارد فرانسه (معادل ASTM)
DIN: Deustche Industrienorm
مؤسسه استاندارد آلمان غربی.
ISO: International organization of Standards
مؤسسه بین المللی استاندارد. این مؤسسه روغنهای صنعتی را از لحاظ گرانروی طبقه بندی می نمایندو ...
باید توجه داشت كه وظایفی كه در لیست فوق به انها اشاره شد، فقط بخشی (آن بخش كه در رابطه با روغن، معروفتر است)، از فعالیتهای گسترده مؤسسات مورد بحث است. در واقع این مؤسسات با همكاری‌های ارزشمند، كوششهای پژوهشی و كاربردی وسیعی در زمینه‌های گوناگون، و ازجمله در رابطه با روغن دارند.
از آنجائیكه مؤسسات آمریكائی (و نیز انگلیسی) با سابقه ترین و معتبرترین سازمانها در این زمینه هستند، بقیه ارگانهای مشابه در كشورهای دیگر نیز به نحوی فعالیتهای خود را معادل با سازمانهای آمریكایی و انگلیسی ارائه می دهند.
-طبقه بندی ها و استانداردهای روغن:
همانطوری كه در بخشهای قبل گفته شد، سازمانها و مؤسسات علمی و دولتی و نیز سازندگان خودروها و ماشین آلات صنعتی و تولیدكنندگان مواد افزودنی و روغن، دست به دست هم داده و سیستم بسیار مؤثر و كارآمدی برای كنترل كیفیت روغنهای روان كننده به وجود آورده اند. یكی از پایه های این سیستم، طبقه بندی روغنها و تدوین و انتشار استانداردهای مربوطه است كه نقشی حیاتی در برقرار نمودن ارتباط صحیح بین تولیدكنندگان، آزمایش كنندگان و مصرف كنندگان روغن، دارد.
به طور كلی روغنهای موتور و ماشین آلات صنعتی را از دو لحاظ طبقه بندی می كنند:
1-طبقه بندی بر اساس گرانروی (ویسكوزیته).
2-طبقه بندی بر حسب كارائی (Performance)
طبقه بندی بر حسب ویسكوزیته، مصرف كنندگان را در انتخاب صحیح روغن، فقط از لحاظ ویسكوزیته مناسب، كمك می كند.
جداول طبقه بندی ویسكوزیته، عموماً روغنها را بر حسب ویسكوزیته در رابطه با درجه حرارت، دسته بندی می كنند. البته سازندگان وسائل، هنگام توصیه ویسكوزیته مناسب خود و یا ماشین ساخت خود، علاوه بر درجه حرارت، فاكتورهائی از قبیل بار، فشار، سرعت، اصطكاك و غیره را نیز درنظر می‌گیرند. اما توصیه آنها، عموماً فقط به همان ویسكوزیته بتنهائی یا در رابطه با دما، انجام می شود.
طبقه بندی روغنها بر حسب كارائی، در واقع اصلی ترین معیار برای انتخاب صحیح روغن را به دست می دهد. در این نوع دسته بندی، روغنها بر حسب مورد كاربرد معین، شدت كار آن مورد، نوع متالوژی و طراحی ماشین آلات كه روغن در آنها به كار می رود، نوع سوخت مصرفی این وسائل و سایر نكات جانبی، نوع كار یا وسائل، محیط كار آنها، عمر تعمیراتی مورد نظر و ...، طبقه بندی می گردند. كاملاً روشن است كه انجام چنین طبقه بندی ظریفی، نیاز به تجربه و تستهای بسیار پیچیده دارد.
باید توجه كرد كه سازندگان خودروها و ماشین آلات صنعتی كه معتبرترین منابع برای توصیه روغن مورد استفاده هستند، روغنهای مورد نیاز خود را در كاتالوگهای ماشین آلات هم بر حسب ویسكوزیته و هم بر اساس كارائی معرفی می كنند، ولی در گذشته بسیار دیده شده است كه به علت عدم اشنائی مصرف كنندگاذن روغن، فقط به گرانروی روغنها توجه شده و به نوع و سطح كیفیت آنها كه در طبقه بندی كارائی مشخص می شود، اعتنایی نشده و لذا روغن به طور نامناسب، مورد استفاده قرار گرفته است.
به طور خلاصه باید گفت كه انتخاب روغن به كمك دو نوع طبقه بندی انجام می شود:
1-برحسب ویسكوزیته، كه دلیل خوبی و بدی روغن نیست و فقط به انتخاب گرانروی صحیح كمك می كند.
2-برحسب كارائی كه در واقع طبقه بندی كیفیت واقعی روغن است. در ذیل مهمترین نمونه این طبقه بندی ها ذكر می شوند.

الف) طبقه بندی روغنها بر حسب ویسكوزیته
در صفحات بعد، جداولی ذكر شده اند كه طبقه بندی روغنها را برحسب ویسكوزیته نشان می دهند. برای آشنائی و استفاده از این جداول، توجه به توضیحات ذیل مفید است:
جدول A1: این جدول، طبقه بندی، روغن موتورها را بر حسب ویسكوزیته نشان می دهد. در این جدول كه جدیدترین جدول طبقه بندی ویسكوزیته، SAE است، روغنها، 0Wو 5W و 25W نیز جدیداً تعریف شده اند. ضمناً، تعریف درجات SAE روغنها، فقط برحسب گرانروی در 0C100 و در سرما (كه در این جدول، برای هر درجه ای، دمای سرمای معینی درنظر گرفته شده است)، نیست، بلكه ماكزیمم دمای مرزی پمپ شدن روغن و نیز نقطه ریزش پایدار هم ملاك هستند.
جدول A2: در این جدول ISO (سازمان بین المللی استاندارد)، روغنها را بر حسب ویسكوزیته (سنتی استوك) در 0C40 تعریف كرده است. هم اكنون این طبقه بندی بیشتر برای روغنهای صنعتی كه در درجه ویسكوزیته آن – (ISO Viscosity Grade) ISO VG نامیده می شود، نشان دهنده گرانروی متوسط آن درجه است و ماكزیمم و مینیمم هر درجه حدوداً 10  درصد این مقدار متوسط است. مثلاً یك روغن با درجه ISO VG 68، روغنی است كه در  0C40، ویسكوزیته ای به طور متوسط 68 سنتی استوك دارا باشد. انتخاب
0C40 به عنوان مرجع، در رابطه با دمای معمول كار دستگاههای صنعتی است.
جداول A3: روغنهای دنده اتومبیل را برحسب ویسكوزیته در  0C100 و در سرما، تقسیم بندی می كنند، بالائی مربوط به SAE پائینی مربوط به ارتش آمریكاست. نكته مهمی كه باید بدان توجه شود، این است كه هیچ رابطه ای بین اعداد این طبقه بندی، و طبقه بندی روغنهای موتور وجود ندارد. مثلاً دیده می‌شود كه یك روغن دنده 90SAE، ویسكوزیته ای در حد یك روغن موتور
40SAE، تا بیش از 50 SAE دارد.
ب) طبقه بندی روغنها بر حسب كارائی
طبقه بندی روغنهای موتور و ماشین آلات صنعتی كه در واقع مهمترین ابزار شناختن و معرفی كیفیت روغنها هستند، بسیار متعدد هستند، زیرا مؤسسات گوناگونی در مورد این طبقه بندی اقدام كرده اند. ازجمله:
-انجمنهای علمی مثل API (انجمن نفت آمریكا) و CCMC (در اروپا)
-ارگانهای نظامی، Military
-و سازندگان اصلی وسائل (Orginal Equipment Manufactures). یا (OEM) كه این دسته خود بسیار متعدد هستند.
ولی با وجود تنوع مورد بحث، خوشبختانه كار شناخت این طبقه بندی ها آسان است، زیرا در مورد روغنهای خودروها، طبقه بندی های كارائی API و CCMC و ارتش آمریكا و نیز وزارت دفاع انگلستاذن مقبولیت عام یافته اند و استانداردهای دیگر نیز سعی می كنند، به نحوی معادل طبقه بندی های خود را از مراجع فوق الذكر تعیین و معرفی نمایند. سازندگان خودرو نیز، عموماً همان طبقه بندی API. و نظائر آن را به كار می برند و اگر نكاتی اضافه بر آنها مورد نظرشان باشند، ذكر می كنند.
در مورد روغنهای صنعتی، مراجع عمده، سازندگان معتبر ماشین الات مربوطه هستند كه در مواردی موسسات صنعتی بزرگ كشورهای پیشرفته مثل فولاد آمریكا و نظائر آن نیز به عنوان مرجع مورد توجه قرار می گیرند.
در صفحات بعد، نمونه هائی از مهمترین این طبقه بندی ها ارائه شده است:
جدول B1: در این جدول، API، روغنهای موتورهای بنزینی را از نظر كارائی طبقه بندی و تعریف كرده است. دیده می شود كه این روغنها، از SA تا SF تقسیم بندی شده اند. نكته مهم این است كه موتورهای جدید با شرائط سخت تر (سرعت، دما و فشار بیشتر) به بازار عرضه شده، روغنهای مورد نیاز آنها نیز تغییر كرده و نیز به روغنهائی با سطوح كیفیت بالاتر، ضرورت پیدا كرده است.
جدول B2: طبقه بندی API برای روغنهای دیزلی است. روغنهای دیزلی از CV تا CD تقسیم بندی شده اند.
جدول B3: در این طبقه بندی API و معادلهای نظامی و صنعتی ذكر شده‌اند. استانداردهای نظامی به صورت – MIL-L و یك شماره نشان داده می‌شوند. با توجه به تعاریف طبقه بندی API، و استفاده از این جدول معادلها، می‌توان دریافت كه هر یك از این استانداردها نظامی و یا صنعتی، معادل چه سطح كیفیت از روغن موتور هستند...

 

فهرست منابع:
1-دكتر گیتی ابوالحمد (1381) مبانی پالایش نفت، انتشارات دانشگاه تهران
2-دكتر مرتضی خسروی (1376) شیمی نفت، انتشارات دانشگاه تهران
3-دكتر ابوالحسن خاكزاد (1350) تكنولوژی پالایش نفت، انتشارات دانشگاه تهران
4-جمعی از متخصصین نفت (1365) پالایش نفت، انتشارات انجمن نفت
5-جمعی از نویسندگان (1367) مجموعه مقالات سمینار شناخت و كاربرد روغن های روانساز صنعتی، شركت پالایش روغن تهران
6-جمعی از متخصصین (1368) روانكاری بلبرینگ، بخش تحقیقات و پژوهش شركت بلبرینگ ایران
7- Nelson, W.L., (1958). Petrolioum Refinery Engineering,
4th Edition. Ed. McGraw Hill.
8-سایت اینترنتی شبكه تحلیلگران تكنولوژی ایران به نشانی اینترنتی WWW.ITAN.ir
9- سایت اینترنتی    WWW.Parseek.com
10- سایت اینترنتی    WWW.Begardim.com
11- و ......

لینک کمکی