در هنگام طراحی یک سیستم روانکاری مرکزی، کدامیک باید در اولویت قرار گیرد: سیستم یا انتخاب گریس؟
بیشتر افراد کار را با طراحی سیستم آغاز میکنند و سپس بهدنبال گریسی میگردند که با آن سازگار باشد. اما رویکرد صحیحتر این است که ابتدا گریسی انتخاب شود که نیازهای ماشین را بهخوبی برآورده کند و سپس سیستم روانکاری متناسب با آن روانکار طراحی شود.
گریس از چه اجزایی تشکیل شده است؟
پیش از بررسی آزمونهایی که در انتخاب گریس مناسب نقش دارند، لازم است درک پایهای از فرمولاسیون گریس داشته باشیم. در دورههای آموزشی، معمولاً این پرسش مطرح میشود: «گریس چیست؟» پاسخهای رایج شامل عباراتی مانند «روغن بسیار غلیظ» یا «روانکار خمیریشکل» است.
طبق استاندارد ASTM D288، گریس بهصورت زیر تعریف میشود:
«محصولی جامد تا نیمهسیال که از پراکندگی یک عامل غلیظکننده در یک روانکار مایع تشکیل شده است. مواد دیگری برای ایجاد خواص ویژه نیز ممکن است به آن افزوده شود.»
بهطور کلی، گریس از سه جزء اصلی تشکیل میشود:
-
روغن پایه
-
افزودنیها
-
غلیظکننده
روغن پایه
روغن پایه معمولاً ۷۰ تا ۹۵ درصد از ترکیب گریس را تشکیل میدهد. این بخش مسئول ویسکوزیته و ضخامت فیلم روانکاری است و اساس عملکرد گریس محسوب میشود. روغن پایه میتواند معدنی، سینتتیک یا گیاهی باشد و نوع آن بر اساس خواص موردنیاز در کاربرد انتخاب میشود.
افزودنیها
افزودنیها برای ایجاد خواص جدید یا تقویت و تضعیف کنترلشده خواص موجود روغن پایه استفاده میشوند. این مواد معمولاً ۰ تا ۱۰ درصد از گریس را تشکیل میدهند و اغلب در زمانهای راهاندازی و توقف تجهیزات دوار نقش حفاظتی مهمی ایفا میکنند. همچنین میتوانند از بروز زنگزدگی و خوردگی جلوگیری کنند.
غلیظکننده
غلیظکننده جزء حیاتی گریس است، زیرا نقش «حامل» روغن پایه و افزودنیها را به عهده دارد و آنها را به نقاط موردنظر در تجهیز منتقل میکند. سهم غلیظکننده معمولاً ۳ تا ۳۰ درصد است. انواع مختلفی از غلیظکنندهها وجود دارد، اما بیشتر آنها در دو گروه اصلی قرار میگیرند:
-
صابونهای ساده
-
صابونهای کمپلکس
غلیظکنندههایی مانند پلی اوره، خاک رس (Clay) و سیلیکا در این دو دسته قرار نمیگیرند، اما در گریسهای خاص بهعنوان عامل غلیظکننده استفاده میشوند.
بر اساس یک نظرسنجی اخیر، حدود ۵۰ درصد از متخصصان روانکاری در واحدهای صنعتی خود از سیستمهای روانکاری مرکزی استفاده میکنند.
انتخاب گریس
اکنون که با ساختار گریس آشنا شدید، به چهار آزمون مهم میپردازیم که نشان میدهند اجزای گریس چگونه در داخل یک سیستم روانکاری مرکزی با یکدیگر تعامل خواهند داشت. نخستین ویژگی مورد بررسی، ویسکوزیته ظاهری روغن پایه است.
1. آزمون ویسکوزیته ظاهری (Apparent Viscosity)
ویسکوزیته مهمترین ویژگی هر روانکار است. برای تعیین ویسکوزیته مناسب روغن پایه، باید ویسکوزیته بهینه موردنیاز هر یک از اجزای سیستم که قرار است روانکاری شوند مشخص گردد. ویسکوزیته روغن پایه گریس معمولاً در برگه اطلاعات فنی محصول (Data Sheet) ذکر میشود.
پس از تعیین ویسکوزیته موردنیاز، باید گریس از نظر ویسکوزیته ظاهری آزمون شود. این پارامتر به قابلیت جریانپذیری گریس در خطوط و اجزای سیستم روانکاری مرکزی مربوط است. ویسکوزیته ظاهری حاصل اثر تجمعی روغن پایه، افزودنیها و غلیظکننده است.
استاندارد ASTM D1092 آزمون مناسبی برای اندازهگیری ویسکوزیته ظاهری گریسهای روانکاری است. این آزمون به پیشبینی افت فشار در سیستمهای روانکاری مرکزی، تحت جریان یکنواخت و دمای ثابت، کمک میکند. نتایج این آزمون بر حسب سانتیپواز (cP) گزارش میشود.
2. آزمون نفوذ مخروط (Cone Penetration)
در مرحله بعد باید قوام یا گرید NLGI گریس موردنیاز تعیین شود. نقطه شروع مناسب برای این کار، بررسی دمای کاری مورد انتظار و فاکتور سرعت است. متغیرهای دیگری نیز بر قوام موردنیاز اثر میگذارند، از جمله:
-
نوع یاتاقان
-
نوع غلیظکننده
-
ویسکوزیته روغن پایه
-
نوع روغن پایه
آزمون نفوذ مخروط مطابق استاندارد ASTM D217 بهطور گسترده برای سنجش قوام گریس استفاده میشود. در این آزمون، یک مخروط وزنهدار درون تودهای از گریس نفوذ داده میشود. چهار روش استاندارد برای این آزمون وجود دارد:
-
نفوذ در حالت دستنخورده (Undisturbed)
-
نفوذ پس از کارکرد (Worked)
-
نفوذ پس از کارکرد طولانیمدت
-
آزمون بلوک
در این مقاله تمرکز بر دو حالت دستنخورده و کارکرده است.
آزمون نفوذ دستنخورده اطلاعاتی درباره قوام گریس در شرایط نگهداری و انبارش ارائه میدهد. در مقابل، آزمون نفوذ پس از کارکرد نشان میدهد قوام گریس هنگام حضور در داخل ماشین یا قطعه چگونه خواهد بود.
این موضوع در سیستمهای روانکاری مرکزی بسیار حیاتی است، زیرا ممکن است گریس مدتزمان طولانی در شرایط «ذخیرهای» باقی بماند تا به محل مصرف برسد. این شرایط هم شامل زمانی است که گریس در بشکه یا مخزن قرار دارد و هم زمانی که در خطوط تغذیه سیستم حضور دارد.
در طراحی مسیر خطوط تغذیه باید عواملی مانند تغییرات دما، مسیرهای عمودی و زمان انتقال گریس تا نقطه مصرف مدنظر قرار گیرد. این عوامل میتوانند باعث جداشدگی روغن پایه از غلیظکننده شوند که در نهایت به کمبود روغن در تجهیز منجر خواهد شد.
3. آزمون پایداری ساختاری (Structural Stability)
در این مرحله باید بررسی شود که گریس تا چه اندازه در برابر شرایط کاری پایدار است. لازم است بدانید آیا گریس قادر است بارهای موردنظر را تحمل کند و چه مدت میتواند این کار را انجام دهد پیش از آنکه دچار افت عملکرد شود.
روش آزمون پایداری ساختاری مطابق استاندارد ASTM D1831 انجام میشود. ابتدا نفوذپذیری گریسِ کارنکرده با استفاده از پنترومتر اندازهگیری میشود. سپس همان گریس بهمدت دو ساعت در دستگاه استاندارد آزمون پایداری غلتشی، در دمای ۲۰ تا ۳۵ درجه سانتیگراد، تحت کار مکانیکی قرار میگیرد. پس از آن، آزمون نفوذپذیری دوباره تکرار میشود.
اختلاف نتایج این دو آزمون، معیاری برای سنجش پایداری گریس در برابر تنشهای برشی کم است.
4. آزمون قابلیت تخلیه یا وِنتپذیری (Ventability)
آخرین آزمون بهطور مستقیم به تطبیق گریس با طراحی سیستم روانکاری مرکزی و قطر لولهها مربوط میشود. بسته به مسافتی که گریس باید پمپ شود، قطر لوله میتواند تأثیر قابلتوجهی بر هزینه کل سیستم داشته باشد.
آزمون ونتپذیری مشخص میکند که برای یک گریس مشخص، قطر مناسب خط تغذیه چه میزان است. همچنین کمک میکند تشخیص داده شود آیا گریس موردنظر اساساً برای استفاده در سیستم روانکاری مرکزی مناسب است یا خیر و آیا شیرها و انژکتورها بهدرستی عمل خواهند کرد.
در این آزمون، گریس در یک کویل ۲۵ فوتی تا فشار ۱۸۰۰ psi تحت فشار قرار میگیرد. پس از پایدار شدن فشار در این مقدار، یک شیر تخلیه باز شده و فشار باقیمانده پس از ۳۰ ثانیه خوانده میشود. با تطبیق این مقدار فشار با نمودار مرجع خطوط تغذیه، قطر مناسب لوله تعیین خواهد شد.
همچنین در انتخاب جنس لوله باید دقت شود، زیرا برخی فلزات مانند مس و فولاد گالوانیزه میتوانند اثرات مخربی بر ترکیب گریس داشته باشند.
پدیده کیکلاک (Cake-Lock)
لازم به ذکر است که تحت برخی شرایط فشار، گریس ممکن است دچار پدیدهای به نام کیکلاک شود. در این حالت، حرکت غلیظکننده محدود شده و انسداد در خط یا قطعه ایجاد میشود. ممکن است روغن پایه همچنان جریان داشته باشد، اما غلیظکننده حرکت نکند. بدون حضور غلیظکننده، روغن پایه ممکن است به نواحی کاری قطعه نرسد و در نتیجه کمبود روانکار رخ دهد.
هر سه جزء گریس (روغن پایه، افزودنیها و غلیظکننده) میتوانند در بروز کیکلاک نقش داشته باشند و هیچیک بهتنهایی عامل قطعی افزایش یا کاهش احتمال وقوع این پدیده نیست.
نتیجه گیری
با در اختیار داشتن نتایج این آزمونها، اطلاعات لازم برای تصمیمگیری آگاهانه فراهم میشود. هنگام انتخاب گریس، بودجه سیستم روانکاری مرکزی را در نظر بگیرید، اما طراحی سیستم را بر اساس گریس انتخابشده انجام دهید. از خطاهای رایج مانند انتخاب قطر نامناسب خطوط تغذیه، اعمال فشار بیشازحد یا کمتر از حد لازم، و قربانی کردن خواص حیاتی گریس صرفاً برای تسهیل جریان آن در سیستم اجتناب کنید.
اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع میباشد.
