دمای نقطه ریزش (Pour Point Temperature) چیست؟
دمای نقطه ریزش، به کمترین دمایی گفته میشود که در آن، روغن ویژگیهای سیالیت خود را از دست میدهد. این مقدار معمولاً در برگه اطلاعات محصول (PDS) ذکر میشود و در بخش ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی برگه اطلاعات ایمنی (SDS) نیز قابل مشاهده است.
به طور دقیقتر، مقدار اعلامشده، ۳ درجه سانتیگراد بالاتر از دمایی است که در آن، روغن هنگام کج کردن لوله آزمایش هیچ حرکت سطحی نشان نمیدهد و در وضعیت افقی نیز فاقد هرگونه جریان است.
چه عاملی باعث توقف جریان روغن میشود؟
به طور معمول، با کاهش دما، ویسکوزیته بهصورت نمایی افزایش مییابد و در نهایت، سیال دیگر قادر به جریان یافتن نخواهد بود.
با این حال، در روغنهای معدنی با پایه پارافینی، پدیده دیگری نیز رخ میدهد:
جامد شدن ترکیبات مومی (Wax) و تشکیل ساختار کریستالی که عبور و حرکت روغن را محدود میکند.
چه عواملی بر دمای نقطه ریزش تأثیر میگذارند؟
دمای نقطه ریزش عمدتاً تحت تأثیر موارد زیر است:
-
ویسکوزیته روغن و ساختار مولکولی آن
-
میزان موم پارافینی موجود در روغن پایه
بنابراین:
✔ هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد، نقطه ریزش نیز بالاتر است.
✔ روغنهای با پایه پارافینی نقطه ریزش بالاتر دارند.
همچنین تاریخچه حرارتی روغن نیز بر نقطه ریزش تأثیر دارد. در صورتی که روغن طی ۲۴ ساعت گذشته گرم شده باشد، کریستالهای موم دیرتر تشکیل شده و نقطه ریزش پایینتری ارائه میدهد.
آیا افزودنیها در کنترل نقطه ریزش مؤثرند؟
بله. افزودنیهای کاهنده نقطه ریزش (Pour Point Depressants) میتوانند دمای نقطه ریزش را کاهش دهند. این افزودنیها معمولاً شامل:
-
پارافین-آلکیله نفتالینها
-
فنولها
-
پلیمتیلمتاکریلاتها
هستند که فرآیند تشکیل و چسبیدن کریستالهای پارافینی را به تأخیر میاندازند.
روش اندازهگیری دمای نقطه ریزش
۱. روش دستی (ASTM D97, ISO 3016, IP 15)
در این روش، روغن داخل ظرف شیشهای قرار گرفته و با نرخ کنترلشده سرد میشود. از دمایی که ۹ درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه ریزش احتمالی است، لوله در فواصل ۳ درجهای خارج شده و برای مشاهده حرکت روغن کج میشود.
اگر روغن برای ۵ ثانیه بدون حرکت باقی بماند، دمای نقطه ریزش ۳ درجه سانتیگراد بالاتر از این مقدار گزارش میشود.
۲. روش اتوماتیک (ASTM D5949)
در این روش، از دستگاه خنککننده ترموالکتریکی (Peltier) استفاده میشود. نمونه با سرعت ۱٫۵°C در دقیقه سرد شده و با پالس گاز تحت آزمایش قرار میگیرد.
سنسورهای نوری، حرکت سطح روغن را رصد کرده و کمترین دمای دارای حرکت سطحی به عنوان نقطه ریزش اعلام میشود.
این روش:
✔ سریعتر است
✔ دامنه اندازهگیری وسیعتری دارد (از ۵۰°C تا حدود منفی ۶۰°C یا کمتر)
✔ تکرارپذیری بهتری دارد
آیا نقطه ریزش همان نقطه انجماد است؟
خیر.
نقطه انجماد (Solidification Point) دمایی است که روغن باید کاملاً جامد شود و معمولاً ۳ تا ۵ درجه سانتیگراد کمتر از نقطه ریزش است.
آیا نقطه ریزش برای گریس معنی دارد؟
هرچند گریسها حاوی روغن هستند، اما آزمایش نقطه ریزش برای گریس انجام نمیشود. در PDS گریس، معمولاً دامنه دمای کارکرد ذکر میشود که بعضاً تا منفی ۶۰°C نیز میرسد.
آیا نقطه ریزش در آنالیز روغن استفادهشده اندازهگیری میشود؟
خیر.
برخلاف نقطه اشتعال، نقطه ریزش معمولاً در آنالیز روغن کارکرده ارزش اطلاعاتی ندارد. اما در بررسی خرابیها ممکن است برای تأیید یا رد یک فرضیه مفید باشد.
اهمیت نقطه ریزش در نگهداری تعمیرات و قابلیت اطمینان تجهیزات
در انتخاب روغن، باید شرایط محیطی و عملیاتی ماشین بررسی شود، خصوصاً دمای راهاندازی سرد.
در دماهای زیر صفر:
-
کریستالهای مومی تشکیل میشود
-
ویسکوزیته به سرعت افزایش مییابد
-
روغن به حالت جامد مومی تبدیل میشود
-
پمپ نتواند روغن را منتقل کند
-
تجهیزات بدون روانکاری میمانند و سایش افزایش مییابد
بنابراین، روغنی باید انتخاب شود که حداقل ۱۰°C پایینتر از بدترین دمای محیط، هنوز قابلیت جریان داشته باشد.
آیا فقط در مناطق بسیار سرد باید نگران نقطه ریزش بود؟
در درجه اول، بله.
اما حتی در مناطق گرم، اگر از انبار سرد (Cold Storage) استفاده شود—مثلاً صنایع غذایی و دارویی با دمای زیر −18°C—نقطه ریزش اهمیت پیدا میکند.
تأثیر نقطه ریزش بر نگهداری و ذخیرهسازی روغنها
در دماهای پایین:
-
واکسها میتوانند با افزودنیها ترکیب شده
-
و باعث تهنشینی آنها در کف مخزن شوند
اگر روغن صنعتی در معرض دمای زیر نقطه ریزش قرار گیرد:
✔ باید با گرمایش انتخابی و سیرکولاسیون گرم احیا شود.
✘ روغنهای قابل امتزاج با آب پس از چنین شرایطی قابل استفاده نیستند.
کاربرد نقطه ریزش در صنایع خودرویی
خودروها اغلب شبها در فضای باز رها میشوند و در معرض دمای پایین و باد سرد قرار دارند.
بنابراین، استاندارد SAE برای روغن موتور شامل ردههای زمستانی (0W، 5W، 10W، … ) است.
برای مثال، روغن 0W باید دارای:
-
ویسکوزیته 60,000 mPa.s در دمای −40°C
-
مقدار Cold Cranking برابر 6,200 mPa.s
باشد تا در سرمای شدید هنوز قابل پمپ شدن باشد.
روغنهای دنده SAE نیز دارای ردههای زمستانی 70W تا 85W هستند که باید در دماهای تعیینشده، ویسکوزیتهای کمتر از 150,000 mPa.s داشته باشند.
در کشورهای سردسیر، استفاده از گرمکن مخزن روغن موتور برای نگهداشتن روغن در دمای بالاتر از نقطه ریزش بسیار رایج است.
جمعبندی
دمای نقطه ریزش، شاخصی کلیدی در انتخاب روانکار برای محیطهای سرد و شرایط راهاندازی است؛ با این حال، این تنها عامل مؤثر نیست.
در انتخاب روغن مناسب برای شرایط سرد باید ترکیبی از موارد زیر در نظر گرفته شود:
-
دمای نقطه ریزش
-
شاخص گرانروی (VI)
-
نوع روغن پایه (روغنهای سینتتیک = نقطه ریزش پایینتر + VI بالاتر)
اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع میباشد.
