موادافزودنی روغن
چون روغن پایه ای که از پالایش نفت خام به دست می آبد هنوز ویژگی های لازم را برای استفاده در موتور خودرو های مدرن و ماشین آلات صنعتی به طور کامل ندارد موادی به آن افزوده میشود تا روغن مقاومت لازم برای شرایط سنگین عملیاتی شامل بار حرارت و فشار زیاد موتور به صورت بهینه ایجاد شود .مهم ترین موادی که به منظور تامین ویژگی های مناسب به روغن پایه افزوده میشود عبارتند ار:
۱- پاکننده ها و متفرق کننده ها
در طی فرایند احتراق مقدار زیادی ذرات دوده و مواد ناشی از احتراق ناقص پدید می ایند که در روغن غیر محلول هستند وموجب تشکیل رسوب در پیستون ها میشوندو حتی ممکن است باعث چسبندگی رینگ و پیستون شوند بنابراین مواد افزودنی پاک کننده و متفرق کننده به بیشتر روانکا رها برای از بین بردن رسوبات افزوده میشود . هر چه مقدار این افزودنی هابیشتر باشد روغن قدرت پاک کنندگی بیشتری دارد درنتیجه روغن سریع تر سیاه میشود و هر چه ومیزان این دو ماده افزودنی بیشتر باشد روغن دیرتر سیاه میشود ولی باعث ته نشین شدن رسوبات در موتور در و اسیب رسیدن به ان میشود .
۲- بهبود دهنده شاخص گرانروی
مولکول های مواد افزودنی بالا برنده شاخص گرانروی در مقایسه با مولکول های روغن بسپار های (پلیمرهای) زنجیره بلند و بزرکی هستند که به دما حساس می باشند . در درجه حرارت های پایین زنجیرهای پلیمری جمع شده و تاثیر چندانی بر روی گرانروی سیال نمی گذارند . اما در دماهای بالا زنجیرهای پلیمر باز شده و مانع افت شدید گرانروی روغن میشود .
۳-مواد ضد اکسیدان
بعضی از ترکیبات موجود در روغن براثر حرارت زیاد موتور و تماس داعم با هوا و مجاورت با فلزات مختلف موتور که ممکن است مانند یک کاتالیزور عمل نمایند در معرض اکسیداسیون مداوم قرار گرفته و به موادی از قبیل پراکسید ها وترکیببات آلی دیگر تبدیل میشوند . برای جلوگیری از اکسید شدن روغن مواد افزودنی ضد اکسیداسیون به آن اضافه میشود.
۴- مواد ضد ساییدگی
در شرایط کاری سخت اجزای موتور (سوپاپ ها بادامک ها و غیره) دچار ساییدگی میشوند. مواد ضد ساییدگی از بروز چنین ضایعاتی جتوگیری میکند . استفاده از این مواد به منظور ایجاد لایه مقاومی از مواد شیمیایی مابین قطعات متحرک و ثابت است تا از تماس مستقیم فلزبا فلز و در نتیجه بروز تاثیرات ساییدگی جلوگیری کند.
۵- مواد ضد خوردگی و ضد زنگ زدگی
به طور کلی روغن های معدنی قابلیت محافظت و جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی را دارند اما در هنگام عمل به علت وارد شدن آب به صورت قطرات بسیار ریز در داخل در داخل روغن به مرور زمان زنگ زدگی و خوردگی قطعات فلزی رخ میدهد . برای جلوگیری از این پدیده به بیشتر روغن های تولیدی این شرکت مواد افزودنی ضد خوردگی و ضد زنگ زدگی افزوده میشود . در ضمن مواد افزودنی قلیایی میتوانند اسید های ناشی از فرآیند احتراق در موتور های داخلی که موجب خوردگی و زنگ زدگی میشوند را نیزاز بین ببرد .
۶مواد پایین آورنده نقطه ریزش
این مواد به منظور پایین آوردن نقطه ریزش به روغن افزوده میشوند تا راه اندازی و روشن کردن موتور در هوای بسیار امکان پذیر شود . به کمک این مواد ذرات پارافین موجود در روغن را در دمای پایین به صورت معلق نگه میدارند و از بسته شدن روغن (جامد شدن آن) جلوگیری میکنند .
۷-مواد ضد کف
در هنگام کار دستگاه های صنعتی و موتور به علت سرعت زیاد حرکت روغن و ایجاد تلاطم هوای وارد شده در روغن باعث تشکیل کف در ان میشود . برای جلوگیری از این پدیده و پیشگیری از بروز خسارت مواد ضد کف به روغن افزوده میشود .
تعاریف مشخصات عمده روغن
گرانروی
مقاومتی که سیالات در برابر جاری شدن به علت اصطکاک داخلی مولکول ها از خود نشان میدهند گرانروی (ویسکوزیته)نامیده میشود. گرانروی روغن با تغییر دمای ان تغییر میکند وهرچه روغن گرم تر شود گرانروی ان کمتر می شود .از این رو همواره بایدگرانروی روغن همراه با دمایی که گرانروی در ان اندازه گیری شده قید شده گرانروی روغن معمولا در دمای ۴۰و۱۰۰ درجه سانتی گراد اندازه گیری میشود .
شاخص گرانروی
شاخص گرانروی نشانگرمیزان تغییرات گرانروی نسبت به تغییرات دما است.هرچه رقم شاخص گرانروی روغنی بزرگ تر باشد براثر تغییر دما گرانروی روغن کمتر تغییر میکند و برعکس.
نقطه ریزش
پایین ترین دمایی که روغن در آن دما هنوزمیتواند جاری شود را نقطه ریزش مینامند.
نقطه اشتعال
نقطه اشتعال پایین ترین دمایی است که در آن روغن به اندازه کافی به بخار تبدیل میشود وبا هوایک مخلوط قابل اشتعال میسازدبه طوری کهبا نزد یک کردن شعله آتش روغن دریک لحظه مشتعل وسپس خاموش می شود. این آزمون برای اندازه گیری میزان آتش گیری و فرار بودن روغن صورت مگیرد.
نقطه احتراق
نقطه احتراق پایین ترین دمایی است که در ان روغن به اندازه ای بخار تولید میکند که با نزدیک کردن شعله مشتعل میشود و این اشتعال مدتی ادامه میابد . نقطه احتراق معمولا حدود ۱۵ درجه سانتی گراد بالاتر از نقطه اشتعال است.
چگالی و وزن مخصوص
چگالی یا دانسیته به جرم واحد حجم یک ماده اطلاق میشود که در سیستم با واحد سنجیده میشود . در محاسبات حمل و نقل فراورده های نفتی بیشتر از چگالی نسبی یا وزن مخصوص استفاده میشود . که عبارت است از نسبت وزن مخصوص ماده به وزن مخصوص آب در شرایط استاندارد (دمای ۱۵.۶ \ ۱۵.۶)
ویژگی های روانکارها
ویژگی های مورد انتظار ازروغن های مناسب برای روانکاری به شرح زیر هستند
گرانروی مناسب و ضریب اصطکاک بسیار کم داشته باشند .
در مقابل حرارت مقاوم باشند و اکسید نشوند.
با قطعات لاستیکی و پلاستیکی سازگاری کامل داشته باشند. و در صورت کار مداوم در دماهای بالا مواد لجنی و رسوبات در لابه لای قطعات تشکیل ندهنده.
شاخص گرانروی گرانروی بالا داشته باشند .
با ایجاد لایه نازکی از روغن بر روی سطوح متحرکی که با یکدیگر در تماس هستند از ساییدگی و فرسودگی آنها جلوگیری کنند.
در حین عملیات ایجاد کف نکنند.
زنگ زدگی و خوردگی بر روی قطعات فلزی ایجاد نکنند.
با قطعات لاستیکی و پلاستیکی سازگاری کامل داشته باشند.
معرفی انواع روغن پایه
درحال حاضرروغن های پایه از نظر منشا تولید به دوگروه اصلی روغن های پایه معدنی و روغن های پایه سینتتیک تقسیم بندی میشوند.
روغن های پایه معدنی
روغن های پایه معدنی از برش روغنی حاصل از پالایش نفت خام به دست می آیند.
روغن های پایه معدنی در سه سطحی کیفی و با استفاده از تکنولوژی های مختلف تولید می شوند . دراین رده بندی با حرکت از روغن های پایه گروه به سمت گروه شاخص گرانروی و درصد مواد اشباع افزایش یافته درصد گوگرد روغن پایه کاهش می یابد. این ویژکی ها موجب میشود که در ترکیب با مواد افزودنی روانکار حاصل عمر و کارایی بیشتری داشته باشد.
روغن های سینتتیک
روغن های سینتتیک با استفاده از روش های شیمیایی تولید میشوند. مهم ترین روغن های پایه سینتتیک را پلی آلفا الفین ها استرها و پلی آلکالین گلایکول ها تشکیل میدهند. از این روغن های پایه برای تولید روانکارهای مدرن و پیشرفته استفاده میشود.
روش تولید روانکارها
روانکاها به طور عمده منشا معدنی دارند و اساس آنها برش روغنی است که از نفت خام تهیه می شود فرآیند تهیه برش روغنی در پالایشگاه نفت خام شامل دو مرحله تقطیر در فشار اتمسفر یک و تقطیر در خلا است .برش روغنی ماده اولیه واحد روغن سازی است که وارد پالایشگاه روغن سازی میشود و طی عملیات پالایش به روغن پایه تبدیل میشود روغن پایه تهیه شده به تنهایی ویژگی های لازم برای روانسازی مناسب را ندارد و بسته به نوع وظیفه ای که از آن انتظاار می رود باید مواد افزودنی مختلف به آن افزوده شود.
روغن موتورهای بر پایه محیط زیست
روغنهای مبتنی بر بیو
روغنهای پایه بر پایه زیستی قبل از توسعه روغنهای مبتنی بر نفت در قرن ۱۹ وجود داشته اند. آنها با ظهور سوختهای زیستی و فشار به محصولات سبز به موضوعی برای تجدید علاقه تبدیل شده اند. توسعه روغن موتورهای بر پایه کلزا در سال ۱۹۹۶ به منظور دنبال کردن محصولات سازگار با محیط زیست آغاز شد. دانشگاه پوردو پروژهای را برای تهیه و آزمایش چنین روغنهایی تأمین کرده است. نتایج آزمایش نشان دهنده عملکرد رضایت بخش از روغنهای آزمایش شده است. بررسی وضعیت روغن موتورهای بنیادی زیستی و روغنهای پایه در سطح جهان و همچنین در ایالات متحده ، نشان می دهد که روانکارهای مبتنی بر زیست شناختی وعده در تقویت عرضه فعلی روغن های روان کننده ، و همچنین جایگزینی آن در بسیاری از موارد ، نشان می دهند.
مرکز ملی تحقیقات بهره برداری کشاورزی USDA ، یک فناوری روان کننده Estolide از روغنهای گیاهی و حیوانی تهیه کرد. Estolides وعده های بزرگی را در طیف گسترده ای از برنامه ها ، از جمله روان کننده های موتور نشان داده است. با همکاری USDA ، یک شرکت مستقر در کالیفرنیا Biosynthetic Technologies با استفاده از فناوری Estolide برای استفاده در روغن موتور و روان کننده های صنعتی ، روغن بیوسنتتیکی “قطره ای” با کارایی بالا تولید کرده است. این روغن بیوسنتتیک American Petroleum Institute (API) این پتانسیل را دارد که چالشهای زیست محیطی مرتبط با نفت را تا حد زیادی کاهش دهد. آزمایشات مستقل نه تنها روغنهای بیوسنتزی را در بین محصولات با بالاترین امتیاز برای محافظت از موتورها و ماشین آلات نشان می دهد. آنها همچنین مبتنی بر محیط زیست ، تجزیه پذیر ، غیر سمی هستند . همچنین ، روغنهای موتور و روغنهای ساخته شده با روغنهای پایه بیوسنتز می توانند با روغنهای مبتنی بر نفت بازیافت و دوباره تصفیه شوند.
