آنالیز وارنیش
روغن روانکننده در توربینهای گاز و سیستمهای هیدرولیک متأسفانه در معرض آسیبهای ناشی از لاک یا همان وارنیش است. به خوبی مستند شده که لاک یک آلاینده نازک نامحلول است که از محصولات جانبی تجزیه روغن و گاهی اوقات مولکولهای افزودنی تخلیه شده تشکیل میشود. تشکیل وارنیش عموماً ناشی از نوعی تنش حرارتی (مربوط به گرما) است که روی روغن وارد میگردد. اثرات تضعیف کننده آن شامل از دست دادن فاصلههای عملیاتی منظم در ماشینآلات و از دست دادن انتقال حرارت به دلیل عایق حرارتی است. همانطور که اپراتورهای بیشتری نسبت به چشمانداز مخرب لاک در سیستم روغن روانکننده خود آگاهتر میشوند، بیشتر به آزمایشگاههای تجزیه و تحلیل روغن روی میآورند.
تخریب سیستم روغن لوب
اصطلاح “سیستم روغن لوب” معمولاً به سیستمی اشاره دارد که برای روانکاری ماشینآلات یا تجهیزات در تنظیمات مختلف صنعتی مانند نیروگاه ها، تاسیسات تولیدی یا کشتیهای دریایی طراحی شده است. به عبارتی این سیستم جز حیاتی در ماشینآلات است که برای کاهش اصطکاک و سایش بین قطعات متحرک نیاز به روانکاری دارد. این بخش میتواند شامل پمپها، فیلترها، خنککنندهها، مخازن ذخیرهسازی، لولهکشی و دستگاههای کنترلی برای رساندن روغن روانکننده تمیز و خنک به اجزای ماشینآلات مورد نیاز باشد.
الزامات فیلتراسیون سختتر، نرخ جریان روغن روانکاری و دمای عملیاتی بالاتر همچنین تغییر به ذخایر پایه گروه II در فرمولاسیون روغن به عنوان مقصران بالقوه در کاهش سیستمهای روغن روانکننده ارائه شده است. لاک اغلب میتواند منجر به قطعیهای برنامهریزی نشده و خرابی پرهزینه شود. متأسفانه، توانایی اندازه
گیری پتانسیل لاک در آزمایشهای معمول مبهم باقی مانده است.
اندازهگیری پتانسیل لاک یا Varnish Potential Analysis
Insight Services، یک آزمایشگاه تجزیه و تحلیل روغن صنعتی است که دفتر مرکزی آن در کلیولند اوهایو آمریکا قرار دارد. این آزمایشگاه یک راه حل به منظور تجزیه و تحلیل پتانسیل لاک ایجاد کرده است تا مشتریان را از پتانسیل ایجاد لاک در روغن روانکننده آگاه کند. این تجزیه و تحلیل جدید چندین فناوری آزمایشی را برای اندازهگیری تمایل روغن روانکننده برای ایجاد رسوبات لاک ترکیب میکند. آزمایش اولترا سانتریفیوژ (UC) یک نمونه روانکننده را در معرض نیروهای جی (G-forces مخفف نیروهای گرانشی، به نیروهایی اطلاق میشود که اجسام در اثر شتاب یا گرانش تجربه میکنند) قرار میدهد تا آلایندههای نامحلول تجزیه شده در روغن را که معمولاً با لاک مرتبط هستند تولید کند. چگالی مواد بهم چسبیده شده با مقیاس رتبهبندی برای به دست آوردن مقدار UC مقایسه میشود.
شمارش ذرات میکروسکوپی به عنوان ابزاری برای روند تشکیل ذرات در محدوده اندازه میکروسکوپی و هشدار به کاربران از لحاظ ناهنجاریهای بالقوه ناشی از تشکیل لاک استفاده میشود. از آنجایی که این آلایندههای نرم کمتر از یک میکرون هستند، این تکنیک به تکنسین اجازه میدهد تا ذرات را با یک میکروسکوپی با دقت بالا بشمارد و محدودههای زیر میکرون را برای افزایش سطوح کنترل کند.
"استراتژیهایی برای نظارت موفق بر میزان تشکیل وارنیش" در مورد روش رنگسنجی اطلاعات بیشتری را میدهد.
ASTM D7843 برای ایجاد یک تست استاندارد با عنوان روش رنگسنجی غشایی ایجاد شد. این تست MPC نیز نامیده میشود.
"چگونه دادههای حاصل از آنالیز روغن را تفسیر کنیم؟" به توضیح روشهای پراهمیت در آنالیز روغن میپردازد.
طیفسنجی عنصری آزمایشی است برای تعیین غلظت فلزات سایش،آلاینده و افزودنی که در ساختار روانکننده استفاده میشود. غلظت فلزات سایش میتواند نشاندهنده سایش غیر طبیعی باشد.
مبارزه با وارنیش
Mike Barrett، مدیر بازاریابی Insight Services، مزایای روش پیشنهادیشان را این گونه توضیح میدهد: “در ابتدا، ما فکر می کردیم که آنالیز رنگسنجی راه حل مناسبی است. پس از بررسیهای عمیقتر، آشکار شد که تست اولترا سانتریفیوژ و شمارش ذرات میکروسکوپی به همان اندازه در تعیین احتمال ایجاد وارنیش ارزشمند هستند.”
این تجزیه و تحلیل پتانسیل لاک (ترکیب اولترا سانتریفیوژ و شمارش ذرات میکروسکوپی) راه حلی برای تشخیص تمایل روغن روانکننده به تشکیل لاک ارائه میدهد. پس از آگاهی از پتانسیل تشکیل لاک، میتوان اقدامات موثر را قبل از تخریب سیستم انجام داد. از خدمات اینسایت سرویس در www.testoil.com/varnish.shtml دیدن کنید تا اطلاعات بیشتری در مورد تجزیه و تحلیل پتانسیل ایجاد لاک بیابید.
- تست اولترا سانتریفیوژ: مقدار کمی روغن در یک لوله آزمایش به مدت 30 دقیقه در 18000 دور در دقیقه در یک اولترا سانتریفیوژ قرار میگیرد. با قرار دادن نمونه در معرض نیروهای G، میتوان آلایندههای نامحلول تجزیهشده روغن را که بسیار کوچک هستند، با شمارش ذرات معمولی شناسایی یا با فیلترهای مکانیکی حذف کرد. چگالی مواد بهم چسبیده شده با یک مقیاس رتبهبندی برای به دست آوردن مقدار 1 تا 8 UC مقایسه میشود. وقتی مقدار UC از 4 تجاوز کند، به عنوان یک شرایط حاشیهای در نظر گرفته میشود.
- تعداد ذرات میکروسکوپی: وارنیش یک آلاینده نازک و نامحلول است که از محصولات جانبی تجزیه روغن و مولکول افزودنی تشکیل میشود که گاه به گاه تخلیه میگردد. از آنجایی که این آلایندههای نرم کمتر از یک میکرون هستند، شمارش ذرات میکروسکوپی به عنوان ابزاری برای هشدار ناهنجاریهای بالقوه استفاده میشود. با استفاده از این تکنیک، ذرات با یک میکروسکوپ با دقت بالا شمارش میشوند و محدودههای زیر میکرونی برای افزایش سطوح نظارت میشوند.
- آنالیز رنگسنجی: ابزار دیگری در تعیین پتانسیل لاک زدن یک روغن آنالیز رنگسنجی است. در این روش فرایند ایجاد پچ منجر به ایزوله شدن و چسبیدن محصولات جانبی نامحلولی میشود که با وارنیش ارتباط دارند. رنگ پچ غشایی یک دستورالعمل در مورد میزان پتانسیل لاک ارائه میدهد. در نهایت هر چه رنگهای زرد و مشکی بیشتر باشد، پتانسیل بیشتری برای لاک زدن وجود دارد. در تعیین شدت وارنیش، تمرکز بر مقادیر B (سیاه) و Y (زرد) است.
- ویژگیهای فیزیکی: در حالی که این آزمایشها ممکن است تهدید مستقیم ناشی از ایجاد لاک را نشان ندهند، یک روند افزایشی ممکن است روغن در حال کار را در معرض خطر پتانسیل لاک در آینده قرار دهد. همانطور که روغن شروع به اکسید شدن میکند، افزایشی در محصولات جانبی اکسیداسیون مشاهده میشود. FTIR این محصولات جانبی را به شکل افزایش پیکهای کربونیل شناسایی میکند. FTIR یک عدد اکسیداسیون را گزارش میکند که با مقدار روغن مرجع برای تعیین خطر بالقوه ایجاد لاک مقایسه میشود.
علاوه بر این، افزایش قابل توجه در تعداد اسید، نشانه احتمالی افزایش اسیدهای کربوکسیلیک مرتبط با شرایط اکسیداسیون است. نظارت بر تعداد اسید هشداری برای افزایش خطر اکسیداسیون و ایجاد لاک میدهد. تخریب حرارتی و محصولات جانبی ناشی از آن اثرات متفاوتی بر روی روغن دارند. محصولات جانبی تخریب حرارتی در پیک های نیتراسیون FTIR افزایش مییابد. عدد نیتراسیون روغن مصرف شده با مقدار روغن مرجع برای تعیین خطر احتمالی لاک مقایسه میشود. آب به عنوان یک کاتالیزور برای سرعت بخشیدن به فرآیند اکسیداسیون عمل میکند. علاوه بر این، فیلترهای الکترواستاتیک، که اغلب برای تمیز کردن لاک در روغن استفاده میشوند، در حضور آب در سطوح بهینه عمل نمیکنند.
منبع
Barrett, M. (2019) Varnish potential analysis. https://www.machinerylubrication.com/Read/1027/varnish-potential-analysis.
سوالات متداول
نظارت و کنترل لاک بسیار مهم است زیرا موارد زیر را تضمین میکند:
- عملکرد بهینه ماشینآلات: جلوگیری از مسائل عملیاتی و کاهش کارایی
- عمر طولانی تجهیزات: کاهش سایش و خرابیهای احتمالی.
- صرفهجویی در هزینه: کاهش هزینههای نگهداری و جلوگیری از خرابی غیرمنتظره.
در حالی که حذف کامل تشکیل لاک چالشبرانگیز است، میتوان آن را به طور قابل توجهی از طریق انتخاب روانکننده مناسب، شیوههای نگهداری و شرایط عملیاتی به حداقل رساند.
روان کنندههایی با ویژگیهای زیر در برابر تشکیل وارنیش مقاومتر هستند:
- پایداری اکسیداتیو بالا: فرموله شده با افزودنیهای آنتیاکسیدانی موثر.
- روغنهای پایه مصنوعی: در مقایسه با روغنهای معدنی اغلب در برابر تخریب حرارتی مقاوم تر هستند.
- بستههای افزودنی پیشرفته: طراحی شده برای مبارزه با لاک و تشکیل رسوب.
