تحلیل روانکار نقشی اساسی در نگهداری پیشبینانه و پیشگیرانه موتورهای دیزلی ایفا میکند. در میان آزمایشهای موجود، “عدد اسیدی” (AN) و “عدد بازی” (BN) از مهمترین شاخصها هستند؛ دو پارامتر مکمل که بینشی دقیق از سلامت روغن، عملکرد افزودنیها و احتمال بروز شرایط مخرب در داخل موتور فراهم میکنند.
درک مفاهیم پایه عدد اسیدی و عدد بازی
عدد اسیدی (AN) میزان ترکیبات اسیدی موجود در روانکار را اندازهگیری میکند. این اسیدها میتوانند به دلیل اکسیداسیون، نیتره شدن یا محصولات جانبی گوگردی حاصل از احتراق ایجاد شوند و در صورت کنترل نشدن، به شدت خورنده و آسیبزا برای قطعات داخلی موتور خواهند بود. افزایش AN نشانهای از تخریب روغن و خطر سایش خوردگی است.
عدد بازی (BN) نشاندهنده ظرفیت قلیایی روانکار یا توان افزودنیهای شوینده برای خنثیسازی اسیدهای تولیدشده در حین کار موتور است. با افزایش عمر روغن و مصرفشدن این افزودنیها، مقدار BN کاهش مییابد.
هر دو پارامتر برای پایش وضعیت روغن حیاتی هستند:
BN میزان «محافظت» باقیمانده در برابر اسیدها را نشان میدهد، در حالی که AN مقدار مواد خورنده تجمعیافته را مشخص میکند. همچنین AN به دلیل توانایی اندازهگیری در سطوح پایینتر، آزمون مناسبتری در برخی شرایط محسوب میشود.
نقش عدد اسیدی و بازی در عملکرد موتورهای دیزلی
در موتورهای دیزلی، تعادل میان AN و BN شاخصی قدرتمند برای ارزیابی وضعیت روانکار است. روغن سالم معمولاً دارای BN در حال کاهش تدریجی و AN در حال افزایش آرام و کنترلشده است. با افت بیش از حد BN، اسیدها خنثی نشده باقی میمانند و با افزایش زیاد AN، سرعت خوردگی به شدت بالا میرود.
چالش در موتورهای جدید این است که فرمولاسیونهای با خاکستر سولفات و فسفر و گوگرد (Low-SAPS) کم که برای جلوگیری از انسداد DPF و مشکلات EGR طراحی شدهاند، با BN اولیه کمتر شروع میشوند و معمولاً سرعت کاهش BN در آنها کمتر است. بنابراین اتکا به BN بهتنهایی میتواند گمراهکننده باشد.
در چنین مواردی، پایش AN اهمیت بیشتری پیدا میکند. حتی زمانی که BN تقریباً ثابت میماند، AN میتواند به دلیل اکسیداسیون، رقیقشدن روغن با سوخت یا نشتی مایع خنککننده افزایش یابد. به همین دلیل امروزه تعداد بیشتری از اپراتورها در اروپا و سایر نقاط جهان، هر دو آزمون AN و BN را برای نمونههای روغن موتورهای دیزلی انجام میدهند.
تأثیر بر تصمیمگیری برای تعویض روغن
یکی از مهمترین کاربردهای تحلیل AN و BN، تعیین زمان بهینه تعویض روغن است. برنامههای سنتی مبتنی بر زمان یا کارکرد، معمولاً منجر به تعویض زودهنگام (اتلاف هزینه) یا دیرهنگام (خطر آسیب) میشوند. در مقابل، پایش وضعیت واقعی روغن با استفاده از AN و BN، میزان عمر مفید واقعی آن را مشخص میکند.
افزایش AN خطی نیست؛ ابتدا آرام است اما پس از اتمام آنتیاکسیدانها، بهصورت ناگهانی افزایش مییابد. این نقطه جهش، انتهای عمر روغن را نشان میدهد؛ جایی که اکسیداسیون شتاب گرفته و خطر خوردگی افزایش مییابد. بهترین زمان تعویض، حدود ۱۰ تا ۲۰٪ قبل از رسیدن روغن به این نقطه است.
با پایش همزمان کاهش BN و افزایش AN، تیمهای نگهداری میتوانند تعادل مناسب را حفظ کرده و با ایمنی کامل، دورههای تعویض را افزایش دهند.
استانداردهای آزمون عدد اسیدی و بازی
متداولترین روشهای ASTM برای اندازهگیری AN و BN عبارتند از:
-
ASTM D2896 (BN) – تیتراسیون پتانسیومتری با اسید پرکلریک؛ بسیار حساس اما برای روغنهای کارکرده مقادیر کاذب بالا میدهد. (این آزمون برای روغن نو طراحی شده و برای روغن کارکرده مناسب نیست.)
-
ASTM D4739 (BN) – تیتراسیون با اسید کلریدریک؛ مناسبتر برای اندازهگیری قلیاییت باقیمانده در روغن کارکرده
-
ASTM D664 (AN) – تیتراسیون پتانسیومتری با KOH برای تعیین ترکیبات اسیدی
(همه آزمونها بر حسب mg KOH/g گزارش میشوند.)
انتخاب روش به فرمول روغن، نوع کاربرد و اینکه نمونه جدید است یا کارکرده، بستگی دارد. بسیاری از آزمایشگاهها هر دو روش D2896 و D4739 را برای BN گزارش میکنند؛ هرچند D2896 برای روغنهای کارکرده توصیه نمیشود. در اروپا اغلب آزمایشگاهها از روش اصلاحشده D2896 به دلیل تغییر حلال استفاده میکنند.
از آنجا که روغنهای دیزلی مدرن با BN پایینتری تولید میشوند، دقت روشهای سنتی کمتر شده و انتخاب صحیح روش آزمایش ضروری است.
BN برای روانکارهایی با مقدار اولیه حدود ۱۲ mg KOH/g طراحی شده بود. در حالی که مقادیر اولیه امروز حدود ۶ mg KOH/g هستند، و هیچیک از روشهای فعلی دقت کافی در سطوح پایین ندارند.
در مقابل، AN برای سطوح پایینتر طراحی شده و توان تفکیک بهتری نسبت به BN در ارزیابی فرایند فرسودگی دارد. AN اساساً اندازهگیری اسیدهای کربوکسیلیک است که محصول اکسیداسیون روغن و افزودنیها هستند. به همین دلیل همراه با FTIR تصویری دقیق از وضعیت اکسیداسیون ارائه میدهد.
خطرات آسیب موتور ناشی از عدم تعادل AN و BN
نادیده گرفتن روندهای AN و BN میتواند باعث بروز مشکلات جدی در موتور دیزلی شود، از جمله:
-
خوردگی یاتاقانها و سیلندرها به دلیل حمله اسیدی
-
سایش رینگ و سیلندر ناشی از اسید یا تشکیل رسوبات خاکستر
-
افزایش سایش و رسوبگذاری به دلیل محصولات اکسیداسیون، لجن و وارنیش
-
کاهش قابلیت اطمینان و افزایش هزینههای توقف اضطراری
نتیجه گیری
با توجه به تکامل فرمولاسیون روغن موتورهای دیزلی برای برآوردهسازی الزامات آلایندگی و عملکرد، روشهای نگهداری نیز باید تغییر کنند. اتکا به BN بهتنهایی دیگر کافی نیست، بهویژه در روغنهای Low-SAPS و کمخاکستر. پایش همزمان AN و BN دقیقترین تصویر از وضعیت روغن را فراهم میکند، دورههای تعویض را بهینه کرده و از سایش خورنده جلوگیری میکند.
تحلیل روغن تنها گردآوری داده نیست؛ بلکه تبدیل داده به بینش قابل اقدام است. تعادل میان AN و BN یکی از مهمترین ابزارهای موجود برای اطمینان از عملکرد ایمن، کارآمد و طولانیمدت موتورهای دیزلی است.
اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع میباشد.
