تحقیق مقاله آنالیز روغن

فصل اول

روش آنالیز روغن :

یک روان کننده را می توان در حد دیگر اجزاء یک دستگاه مکانیکی مورد ارزیابی قرار داد چرا که در طی دوره کار وظایف مهمی را به عهده دارد.

با آزمایش نمونه روغن گرفته شده از ماشین اندازه گیری قابلیت روان کننده برای انجام وظایف اصلی آن ممکن گشته و همچنین اطلاعات وسیعی راجع به کار و شرایط سلامتی ماشین بدست می آید.

تکنیک های آنالیز روغن می تواند به عنوان روشهای مفیدی برای نظارت و کنترل ماشین آلات صنعتی عمرانی حمل و نقل و نظامی مورد استفاده واقع شوند . در واقع به دلیل اینکه روغن در تماس دائم با سطوح قطعات مختلف سیستم قراردارد بنابراین با نمونه گیری می توان اطلاعات درون سیستم را به خارج از آن منتقل و در اختیار تشکیلات کنترلی و نظارتی ماشین آلات قرار دارد . در حقیقت با استمرار این نظارت می توان قبل از پیشرفت و توسعه خرابی و رسیدن به مرحله بحرانی اقدامات پیشگیرانه ای را معمول داشت .

آنالیز روغن از زمانهای گذشته به عنوان یک بخش از برنامه نت در صنایع نظامی و غیر نظامی بکار گرفته شده است و در حال حاضر نیز بنحو موفقیت آمیزی در صنایع کوچکتر گسترش یافته و عملاً بکار گرفته می شود . نقطه قوت این تکنیک قابلیت آن در شناسایی آلودگی فرسایش و عیب سیستم در مراحل اولیه است . باین ترتیب این فرصت بدست خواهد آمد تا اقدامات در زمانی جهت پیشگری و یا برنامه ریزی تعمیرات در زمان مناسب صورت پذیرد . همچنین با تجزیه و تحلیل ذرات بدست آمده از روغن نمونه ، از نظر : اندازه ، رنگ ، شکل و تراکم ، شناسایی نوع و محل عیوب میسر می گردد .  امروزه روش « مراقبت وضعیت » سیستمهای مکانیکی از طریق آنالیز روغن به کمک متدها و ابزار مختلف در سطح گسترده ای در خدمت صنعت دنیا می باشد .

آنچاه مسلم است ایجاد و ره اندازی یک سیستم کنترل و نظارت برای هر مجموعه صنعتی خود نیاز به سرمایه گذاریهای مادی و انسانی داشته و طبیعتاً دستیابی به یک سیستم پیشرفته و کارا مستلزم زمان ، دانش فنی و کسب تجارب کافی نیروهای انسانی می باشد . به همین دلیل معمولاً توصیه می شود . در مرحله راه اندازی و به خدمت گیری تکنیک «مراقبت وضعیت» از روشها و تجهیزات ساده تر استفاده گردد .

آنالیز روغن یک راه حل

امروزه روش آنالیز روغن ماشین آلات یکی از روشهای موثر «مراقبت وضعیت » است که برای کنترل قسمتهای مهم ماشین نظیر موتورها ، گیربکسها ، سیستمهای هیدرولیک و به طور کلی قسمتهائیکه در آن از روغن به عنوان روان کننده استفاده می شود بکار می رود . این روش از کارآئی بالایی برخوردار است بویژه برای ماشین آلات متحرک نظیر وسائط نقلیه سنگین جاده ای ، ماشین آلات عمرانی ، تجهیزات نظامی چون تانکها ، چرخبالها ، جنگنده ها و الخ ، به عنوان یک روش موثر شناخته شده اشت .

در واقع در روش آنالیز روغن ، از روانکار به عنوان یک منبع سرشار اطلاعات استفاده می شود . گردش روغن در داخل سیستم این امکان را بوجود می آورد تا آثار اتفاقات و یا تغییرات وضعیت سیستم به خارج از آن منتقل گردد . اطلاعات موجود در روغن با انجام آزمایشات مختلف که بر روی چند قطره از آن صورت می پذیرد قابل استخراج می باشد . با مقایسه نتایج آزمایشات هر مرحله با مراحل قبل می توان هر گونه تغییرات در وضعیت کار و سلامت دستگاه را شناسائی نمود .

فصل دوم

اطلاعات استخراجی از نمونه

الف ) راجع به خود روغن :

مشخصات روغن مصرفی هر دستگاه بایستی دقیقاً منطبق با ویژگیهای روغن تعریف شده آن دستگاه باشد . روغن مصرفی ، توسط طراح دستگاه ، با توجه به بار وارده ، دما و دیگر شرایط کاری دستگاه تعریف می شود . هر گونه تخطی در مشخصات روغن تعریف شده منجر به خسارات تدریجی و نامحسوس و یا سریع محسوس خواهد شد .

با آزمایش نمونه روغن ، از صحت مشخصات مورد انتظار اطمینان حاصل خواهد شد بعضا روغن مورد آزمایش به دلیل مسائلی نظیر موارد ذیل فاقد شرایط لازم جهت مصرف خواهد بود :

فعل و انفعال شیمیایی و فساد روغن

 عدم وجود مواد افزونی لازم

 عدم تطبیق ویسکوزیته

 آلودگی با آب

 آلودگی با گرد و غبار

 آلودگی با سوخت

 آلودگی با دیگر مواد

مواد افزودنی :

معمولاً روغن پایه که از نفت خام تهیه می شود فاقد ویژگیهای کافی جهت کار در دستگاهها می باشد به همین دلیل با توجه به مورد مصرف روغن ، برای حصول خواصی نظیر اسید ، ضد زنگ ، ضد اکسید ، ضد کف و غیره ، موادی به روغن پایه اضافه می گردد که نوعاً بخش قابل توجهی از قیمت تمام شده روغنهای تولیدیرا تشکیل می دهد . عدم وجود مواد افزودنی مورد نظر در روغنها عمدتاً به دلایل ذیل می باشد :

اشتباه در انتخاب روغن (سهواً یا عدم آگاهی )

 فساد و از  دست دادن خاصیت به دلیل گذشت زمان و کار زیاد روغن

 تعمد و سوء استفاده (خرید یا فروش روغن فاقد کیفیت مورد انتظار )

زیانهای عدم وجود خاصیت قلیائی در روغن :

عدد خنثی شدن یک روغن عبارت است از مقدار (بر حسب mg) باز (KOH) یا اسیدی (HCIO4, Hcl) که برای خنثی کردن مواد اسیدی یا بازی موجود در یک گرم روغن لازم است و واحد آن mgKOH است .

گوگرد در سوختها در اثر احتراق تبدیل به CO2 و تا حدی So3 و نهایتاً اسید      می شود ، لذا گوگرد از لحاظ اسیدی کردن روغنها مهم است اما در عین حال یکی از عناصر تشکیل دهنده بسیاری از مواد افزودنی نیز می باشد. چنین گوگردی که به صورت ترکیب وجود دارد ، تا میزان 5/0 % بی ضرر است .

روغنهای روان کننده در معرض تماس با هوا ( و اکسیژن) قرار می گیرند و علیرغم عدم میل ترکیبی آنها نسبت به اکسژن ، به علت بالا بدون درجه حرارت کار انها و نیز حضور فلزاتی مثل مس و آهن که کاتالیزور هستند و گوگرد و … واکنش اکسید اسیون روغنها اتفاق می افتد و این مواد اکسیده می شوند و هر روغنی که بیشتر پالایش شده باشد دیرتر اکسید می شود . با این وجود بهترین روغنها نیز در مقابل حراتهای بالا قرار به تحمل نیستند ، لذا اکسیده شدن روغنها منجر به ایجاد دو نوع مواد ناخواسته ذیل می گردد :

مواد غیر محلول در روغن که عبارتند از رزین ها ، لعاب و یا لجن

 مواد محلول در روغن که عمدتاً که عمدتا اسیدهای آلی و پر اکسیدها هستند. نکته مهم اینکه خود این محصولات اکسیداسیون ، بویژه پرپر اکسیدها ، کاتالیز.ر واکنش اکسیداسیون هستند و سرعت اکسیده شدن روغن را افزایش می دهند .

اکسیداسیون بویژه پراکسیدها کاتالیزور واکنش اکسیداسیون هستند و سرعت اکسیده شدن روغن را افزایش میدهند .

اکسیداسیون روغنها باعث افزایش ویسکوزیته روغنها می شود .

 رسوبات حاصل از اکسید اسیون ممکن است باعث چسبیدن قطعات به یکدیگر شوند .

رسوبات حاصل از اکسید اسیون باعث سائیده شدن آنها و نیز سبب مسدود شدن سوراخهای فیلترها و راههای باریک عبور روغن می شوند .

به طور خلاصه ، ایجاد اسید و عدم وجود قلیا جهت خنثی نمودن آن ، لجن ،‌کف کردن زیاد ، جدا نشدن روغن از آبی که احتمالاً با آن مخلوط می شود ، خوردگی ،و ویسکوزیته شدن (عدم جاری شدن روغن) جزء صدمات اکسیداسیون روغن به شمار می روند .

گرانروی (ویسکوزیته ) و زیانهای ناشی از عدم وجود گرانروی مناسب :

ویسکوزیته اولین و مهمترین ویژگی مورد انتظار روغنهای مصرفی می باشد . هر گونه انحراف از میزان ویسکوزیته تعریف شده قطعاً منجر به خسارات سنگین دستگاه خواهد شد . لذا پیوسته از صحت ویسکوزیته روغنهای مصرفی ماشین آلات بایستی اطمینان حاصل نمود . به این منظور هم روغن نو و هم مصرف شده جهت ادامه استفاده مورد آزمایش غلظت قرار می گیرند .

گرانروی (ویسکوزیته ) شاید مهمترین خاصیت فیزیکی روغنهای روان کننده معدنی باشد . زیرا تشکیل لایهای از روغن برای کاهش سائیدگی و اصطکاک ، عمدتاً به ویسکوزیته آن بستگی دارد . در اثر کاهش دما ، ویسکوزیته کم می شود و بالعکس و درفشارای بالا و زیاد نیز ویسکوزیته زیاد می شود .

ویسکوزیته باید به اندازه کافی باشد و نه بیش از آن تادستگاه در سرعتهای زیاد از لحاظ رسیدن و روغن به لابلای همه قطعات ، دچار کمبود نشود و از طرفی آنقدر بالا باشد که هنگام کار دستگاه سائیدگی یاتاقان و یا سایر قطعات را حاصل نشود .

به طور خلاصه دقت انجام وظایفی از روغنهای مثل : روغنکاری (کاهش اصطکاک و سائیدگی) انتقال حرارت و خنک کردن ، انتقال نیرو و ضربه گیری (در مقابل بار ) به مناسب بودن ویسکوزیته آن بستگی دارد .

آلودگی :

بر اساس تحقیقات به عمل آمده آلودگی روغنهای مصرفی ، حتی روغنهای نو ، یکی از عوامل عمده استهلاک سیستمهای هیدرولیک ، موتورها و دیگر تجهیزات می باشد . در یک مقایسه ، میزان آلودگی تعداد زیادی از ماشین آلات فعال در ایران چندین برابر بیش از آلودگی ماشین آلات در یکی از کشورهای صنعتی تحت پوشش برنامه «مراقبت وضعیت» بودند گزارش شده است . منابع عمده آلودگی  معمولاً ناشی از محیط کاردستگاه سیستم فیلتر ضعیف ، آب بندی ضعیف و غیره می باشد . از طریق آنالیز دوره ای روغن می توان پیوسته وجود این عوامل مخرب را کنترل نمود.

شاید بتوان قدرت و توانایی روشهای آنالیز روغن در تشخیص میزان و نوع آلودگی سیستمهای مکانیکی نظیر : موتورها ، سیستمهای هیدرولیک و غیره را به عنوان یکی از جنبه های برجسته این روشها ذکر نمود . رابطه فیمابین میزان آلودگی و قابلیت اطمینان سیستم توسط کمیته ای در صنایع یکی از کوشرهای صنعتی بررسی گردید ، نتیجه تحقیق نشان داد که 55% مسائل گزارش شده ناشی از وجود گرد و خاک          می باشد . البته این نتایج بهبود قابل ملاحظه ای را در مقایسه با ارزیابی که ده سال قبل از آن انجام شده بود نشان می دهد این بهبود نتیجه مستقیم استفاده از ابزار موثرتر در کار فیلتر هوا در روغن بوده است .

زیانهای ناشی از وجود آب :

روغنها نباید آب داشته باشند ، زیرا آب اثرات نامطلوبی روی کارآئی روغنهای گوناگون دارد . ولی به هر حال آ‘ ، از طریق گوناگون (مثل احتراق سوخت در موتورها و یا نشت آب در توربینها ) وارد روغن می شود که باید به طریقی (مثل تبیخر و…) از آن جدا شود .اندازه گیری مقدار آب از لحاظ اثری که روی خواص بازدارندگی ، خوردگی و اکسید اسیون روغن دارد ، ضروری است . وجود آب        می تواند روی عمر روغن ، اثری 3 تا 10 برابر داشته باشد و در بعضی از یاتاقانها خوردگی شدید بوجود آورد . بعضی روغنها مثل روغن توربین و روغنهای تجهیزات پنوماتیک ، طوری ساخته می شوند که نسبت به آب ، مقاومت بیشتری داشته باشند . در حالیکه اکثر روغنها تنها نسبت به مقادیر بسیار کم و رطوبت مقاوم هستند ولی مقدار زیاد آب باید در مدت زمان معینی از آنها جدا شود . در روغنهای توربیین بخاری تا 2/0 در صد آب قابل تحمل است (به شرطی که خوردگی ایجاد نکند ).

روغن های هیدرولیک و روغن موتورها نیز نسبت به رطوبت حساس هستند . آب در روغن موتوراگر تبخیر شود یا ماده پاک کننده روغن تولید امولسیون (کف سفید رنگ در موتور ) می نماید که ممکن سوراخهای فیلتر روغن را مسدود کند ، ضمن اینکه باعث زنگ زدن و خوردگی نیزمی شود . در روغنهای هیدرولیک نیز وجود آب باعث خوردگی می شود و حد تحمل این نوع روغنها ، عموماً زیر 1/0 در صد است .