بهتازگی یک نمونه روغن موتور جهت تعیین ریشه اصلی خرابیای که منجر به گیرپاژ موتور شده بود، مورد آزمون قرار گرفت. بررسی اولیه نمونه نشان داد که روغن حالتی غلیظ و تقریباً ژلمانند پیدا کرده است.
علل رایج افزایش غلظت روغن موتور شامل: اکسیداسیون شدید روغن، آلودگی با گلیکول، تخریب حرارتی، و آلودگی شدید دوده است. نتایج اولیه نشان داد که روغن نسبتاً تازه بوده (مقادیر عناصر افزودنی مشابه روغن مرجع بود)، نشانهای از اکسیداسیون مشاهده نشد (عدد اسیدی در محدوده قابل قبول بود)، و هیچ علامتی از آلودگی با گلیکول یا استفاده از روغن نامناسب دیده نشد (هیچگونه عناصر افزودنی غیرمعمول که در روغن مرجع وجود نداشته باشد، مشاهده نشد).
برای بررسی میزان دوده، آزمون نامحلولهای پنتان و تولوئن (ASTM D893) بر روی نمونه انجام شد و نتایج کمتر از ۱ درصد مواد جامد را نشان داد. با این حال، زمانی که آزمون آنالیز حرارتی وزنی (TGA) – ASTM D5967 اجرا شد، حدود ۱۵ درصد دوده گزارش گردید؛ اختلافی بسیار قابل توجه.
بهطور معمول، نتایج این آزمونها باید همبستگی مناسبی داشته باشند، اما در این مورد کاملاً متفاوت بودند. برای بررسی بیشتر، دو آزمون اضافی نامحلولهای پنتانی با فیلتر غشایی (ASTM D4055) انجام شد.
آزمون نخست با فیلتر ۰٫۴۵ میکرون و آزمون دوم با فیلتر ۰٫۳۰ میکرون صورت گرفت. فیلتر ۰٫۴۵ میکرون حدود ۲ درصد دوده نشان داد، درحالیکه فیلتر ۰٫۳۰ میکرون حدود ۲۲ درصد دوده را گزارش کرد.
به نظر میرسید که بار دوده بالا سبب افزایش غلظت روغن شده، اما عجیب بود که آزمون نامحلولهای پنتان با روش سانتریفیوژ چنین مقادیری را نشان نمیداد. پس از بررسیهای بیشتر، علت تفاوت عملکرد آزمونها مشخص شد.
درک علت اختلاف نتایج آزمونها
برای فهم اینکه چرا نتایج آزمون نامحلولهای پنتان–تولوئن با نتایج TGA و فیلتر غشایی همخوانی نداشت، باید با روش اجرای این آزمونها و اصول آنها آشنا بود.
۱. آزمون نامحلولهای پنتان و تولوئن – ASTM D893
در این روش، مواد نامحلول از روغن پس از ترکیب با حلال جدا میشوند.
-
ابتدا روغن با حلال پنتان مخلوط میشود تا ویسکوزیته کاهش یافته و مواد جامد و محصولات اکسیداسیون از روغن جدا شوند.
-
سپس مخلوط سانتریفیوژ میشود و مواد نامحلول اندازهگیری میگردند.
-
در مرحله بعد، آزمون با تولوئن تکرار میشود. تولوئن اکسیدهای آلی را حل میکند، اما دوده را حل نمیکند.
-
اختلاف جرم مواد نامحلول حاصل از پنتان و تولوئن، تخمین مقدار دوده را مشخص مینماید.
۲. درصد دوده با آنالیز حرارتی وزنی (TGA) – ASTM D5967
در این روش:
-
نمونه درون کوره قرار گرفته و در حین افزایش مرحلهای دما، بهصورت پیوسته وزنکشی میشود.
-
جریان گاز نیتروژن استفاده میشود تا روغن بدون وقوع واکنشهای اضافی (مثل اکسیداسیون) تبخیر گردد.
-
هنگامی که وزن ثابت شود، یعنی تمام روغن تبخیر شده و فقط نامحلولها باقی مانده است.
-
سپس جریان گاز به اکسیژن تغییر میکند تا تمام مواد کربنی (عمدتاً دوده) بسوزند و تنها مواد معدنی باقی بمانند.
-
اختلاف وزن قبل و بعد از سوختن دوده، درصد دوده را نشان میدهد.
۳. نامحلولهای پنتان با فیلتر غشایی – ASTM D4055
این روش مشابه ASTM D893 از حلال پنتان استفاده میکند، اما بهجای سانتریفیوژ:
-
نمونه از یک غشای زیرمیکرونی عبور داده میشود.
-
ذرات نامحلول روی سطح بالادست غشا باقی میمانند و روغن عبور میکند.
-
سپس ذرات خشک و وزن شده و درصد نامحلولها تعیین میگردد.
نتیجهگیری
بررسیها نشان داد که افزودنیهای پخشکننده (Dispersants) موجود در روغن باعث شدهاند دوده در فاز روغن معلق باقی بماند.
در آزمون سانتریفیوژ:
-
دوده بهجای تجمع در ته لوله، در امتداد دیواره لوله حرکت کرده
-
و همراه سایر نامحلولها رسوب نکرده است.
-
به همین دلیل، آزمون مقدار نامحلول پایین و غیرواقعی را نشان داد.
درصورتیکه افزودنیهای روغن کاهش یافته یا تخلیه شده بودند، دوده قادر به ماندن در حالت تعلیق نبود.
این موضوع همچنین با این واقعیت تأیید میشود که:
-
دوده از فیلتر ۰٫۴۵ میکرون عبور کرده
-
اما در فیلتر ۰٫۳۰ میکرون گیر افتاده است.
-
افزودنیهای پخشکننده مانع از تجمع و آگلومره شدن دوده میشوند.
دو نکته کلیدی
۱. اگر آزمونهای TGA یا نامحلولهای پنتان با فیلتر غشایی (ASTM D4055) انجام نمیشد، نتایج تحلیل روغن نشان میداد که دوده در محدوده بحرانی نیست (معمولاً بالای ۲ تا ۳٪).
این آزمونها هرچند هزینهبرتر هستند، اما برای اندازهگیری دقیق دوده مناسبتر از روش سانتریفیوژ هستند.
۲. مشتری باید با آزمایشگاه در ارتباط باشد و در مورد وضعیت روغن، سؤالات مشخص مطرح کند. انتخاب آزمون مناسب در کاربردهای خاص، غالباً با همکاری مشتری و آزمایشگاه دقیقتر انجام میشود.
همچنین، اگر نتیجه آزمایشی مشکوک باشد، آزمایشگاه میتواند نقش نظر دوم (Second Opinion) و عیبیاب را ایفا کند.
اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع میباشد.
