آشنایی با تغلیظکننده سولفونات کلسیم
گریس گریس است، آیا چنین تصوری درست است؟ متأسفانه پاسخ به این سادگی نیست، زیرا انواع مختلفی گریس وجود دارد. اگر گریس مناسب در تجهیزات استفاده نشود، ممکن است هزینه زیادی برای تعویض قطعات بپردازید. از سوی دیگر، گریس مناسب میتواند به تجهیزات اجازه دهد تا سالها بدون مشکل تعمیر و نگهداری کار کنند. نکته کلیدی این است که یاد بگیرید کدام گریس برای نیازهای شما مناسب است. در این مقاله تمرکز اصلی ما بر تغلیظکننده سولفونات کلسیم است.
سولفونات کلسیم
تغلیظکنندههای سولفونات کلسیم تقریباً 50 سال است که در زمینه گریس استفاده میشوند و ترکیبات چندان جدیدی به شمار نمیروند. این نوع خاص از گریس دارای خواص ذاتی فشار شدید (EP) است که از بقیه آن را متمایز میسازد. این ویژگیها، همراه با این واقعیت که میتوان آن را برای استفاده در کاربردهای H-1 (گرید غذایی) فرموله کرد، آن را به جایگزینی جذاب در مقایسه با سایر گریسها تبدیل میکند.
آن چه در مورد سولفونات کلسیم می دانیم
تعدادی تغلیظکننده گریس وجود دارد که هر کدام نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. به طور خلاصه، گریس معمولی مبتنی بر لیتیوم (متداول ترین) از یک اسید چرب، معمولاً 12-هیدروکسی استئاریک اسید، و یک پایه لیتیوم برای تولید یک صابون ساده که به عنوان تغلیظکننده گریس عمل میکند، ساخته میشوند. سپس اجزایی اضافه میشوند تا EP و سایر ویژگیهای مطلوبی را به آن بدهند که به تجهیزات اجازه میدهد در اوج عملکرد کار کنند.
برای ساخت یک گریس کمپلکس مبتنی بر لیتیوم، بخشی از اسید چرب با اسید دیگری (معمولا دی اسید) جایگزین میشود که صابون پیچیده را میسازد. این نوع ساختار صابون دارای خواص ویژهای است که گریس را قادر میسازد تا بدون از دست دادن ساختار یا جدا شدن روغن از تغلیظکننده تا دمای بالاتری گرم شود.
این حداکثر دما به عنوان نقطه ریزش نامیده میشود. نقطه ریزش بسیار مهم است زیرا نقطهای است که در آن روغن از غلیظ کننده جدا می شود. گریس مبتنی بر سولفونات کلسیم دارای نقطه ریزش بالاتری هستند که آنها را برای برخی از کاربردهای در دمای بالا جذاب میکند.
گریس سولفونات کلسیم با تبدیل یک ماده شوینده مایع حاوی کربنات کلسیم آمورف به گریس حاوی ذرات کلسیت ساخته میشود. به دلیل خاصیت روانکنندگی ذرات کلسیت، ممکن است به افزودنیهای عملکردی حاوی گوگرد، فسفر یا روی نیاز نباشد. به همین دلیل است که برخی از گریس مبتنی بر سولفونات کلسیم برای صنایع غذایی گزینهای کاربردی به شمار میروند.
هنر فرمولاسیون گریس
ماکس بورن، ریاضیدان و فیزیکدان آلمانی، زمانی گفت: «علم منطق رسمی نیست و درست به اندازه هر هنر خلاق دیگری به بازی آزاد ذهن نیاز دارد.» ساخت گریس نیز از این قاعده مستثنی نیست. در هنر ساخت گریس نکات ریزی وجود دارد. طیف وسیعی از تولیدکنندگان در این زمینه فعال هستند و گاهی اوقات فرآیند مورد استفاده برای تجهیزات یک سازنده باید برای دیگری اصلاح شود. بنابراین هنر نیز در فرآیند ساخت گریس نقش دارد.
"آنچه باید در مورد طبقهبندی گریسها بر اساس ترکیبات سازنده و کاربرد" همه در مقاله فوق آمده است. مطالعه کنید.
طبقهبندی گریس بر اساس فاکتورهای مختلفی صورت میگیرد. ترکیب، نوع تغلیظکننده و کاربرد گریسها میتواند معیار خوبی برای تقسیمبندی این محصولات باشد.
نگرانی در مورد سولفونات کلسیم
اگرچه سولفونات کلسیم دارای خواص مطلوبی است، یک عامل بازدارنده هزینه آن است. ذرات کلسیت هدف تجاری کارکرد محصول هستند، اما رسیدن به آن نقطه میتواند گران باشد. علاوه بر این، عرضه سولفونات کلسیم محدود است، در حالی که هزینهها در حال افزایش است.
سولفونات کلسیم در روغن موتور، فلزکاری، مایع گیربکس اتوماتیک، افزودنیهای روغن دنده صنعتی و خودرو و همچنین کاربردهای دیگر استفاده میشود.
کاربردهای دیزل سنگین به سطح تصفیه تقریبی پنج درصد نیاز دارند. در کاربردهای گریس، سطح روغن بین 20 تا 50 درصد افزایش مییابد. این یک تفاوت بزرگ و یک دلیل اصلی برای هزینه بالا است. یکی دیگر از نقاط ضعف عملکرد از نظر قابلیت پمپاژ و پاشش آب است. پمپپذیری نگرانیای است که میتوان آن را با انتخاب صحیح روغن پایه کاهش داد. در تست اسپری آف ASTM D4049، یک لایه نازک از گریس بر روی پانل قرار میگیرد و با آب پاشیده میشود. پس از اتمام تست، درصد چربی از دست رفته محاسبه میشود. سولفونات کلسیم معمولاً پاشش قابل توجهی را نشان میدهد.
مزایا و کاربردها
چه زمانی میخواهید از گریس سولفونات کلسیم استفاده کنید؟ وقتی سود بیشتر از هزینه باشد. اگر یک برنامه دارای الزامات خاصی باشد که فقط این نوع گریس میتواند آن را برآورده کند، ارزش قیمت آن را دارد. این گریس در عملکرد EP برتری دارد، همانطور که در تست EP چهار توپی ASTM D2596 و در تست تیمکن ASTM D2509 نشان داده شده است. برخی از فرمولها همچنین در عملکرد مه نمکی (salt fog performance) عالی هستند. برنامههایی که در این دسته قرار میگیرند شامل محیطهای دریایی، پلهای معلق، خودرو یا سایر کاربردهایی است که در معرض شرایط نمک قرار دارند.
کاربردهای کلی گریس سولفونات کلسیم شامل صنایع خودروسازی، کشاورزی، ساخت و ساز، مواد غذایی، صنعت، معدن، تولید کاغذ و کارخانههای فولاد است. کاربردهای خاص خودرو شامل شاسی، اتصالات توپ، اتصالات یونیورسال و یاتاقان چرخ است. کاربردهای صنعتی شامل ریختهگری، نوار نقاله، آسیاب گلولهای، سنگشکن، کاربردهای خارج از ساحل (off-shore ) و زیر آب است.
سولفونات کلسیم عموماً برای عملکرد زنگ مفید هستند و پایداری اکسیداسیون آنها خوب یا عالی در نظر گرفته میشود. بازدارندههای زنگ، سورفکتانتهایی هستند که اسیدهای روی سطح فلز را خنثی میکنند. آنها همچنین میتوانند یک سطح روغنی یا مانع ایجاد کنند تا زنگزدگی روی سطح را متوقف کند. اگرچه تغلیظکننده میتواند بر اکسیداسیون تأثیر بگذارد، اما اغلب بر اساس کیفیت روغن در نظر گرفته میشود.
در مورد آزمایش جوش چهار توپ، جوش 315 کیلوگرم، 400 کیلوگرم یا حتی بیشتر با گریس سولفونات کلسیم رایج است. ذرات کلسیت بهعنوان ساختار ویفر یا فلس مانندی توصیف شدهاند که صفحات برشی ایجاد میکنند که بین سطوح فلزی به دام میافتند. این یک لایه قربانی روی فلز ایجاد میکند که دائماً بریده میشود. به هر حال، بهتر است ذرات کلسیت را برش دهید تا فلز روی تجهیزات را.
به طور خلاصه، اگر برنامه شما به تأیید H-1، مقاومت در برابر حرارت یا تحمل آب نیاز داشته باشد، یک گریس سولفونات کلسیم درست ساخته شده که نیازهای شما را برآورده کند. اگر چه قیمت آن ممکن است بالا باشد اما چنین ویژگیهایی ارزش قیمت بالا را خواهد داشت.
منبع
- Ward, “Understanding calcium sulfonate thickeners,” Machinery Lubrication, Jul. 02, 2006. https://www.machinerylubrication.com/Read/909/calcium-sulfonate-thickeners
سوالات متداول
سولفونات کلسیم دارای خواص فشار شدید (EP) عالی هستند، که آنها را برای کاربردهایی که شامل بارهای زیاد و بارگذاری ضربهای هستند ایدهآل میکند.
اقدامات احتیاطی استاندارد برای دست زدن به روانکنندهها باید رعایت شود، از جمله پوشیدن تجهیزات حفاظت فردی مناسب، اجتناب از تماس طولانی مدت با پوست، و پیروی از دستورالعملهای نگهداری مناسب برای جلوگیری از آلودگی.
برخی از گریسهای مبتنی بر سولفونات کلسیم به گونهای فرموله شدهاند که سازگار با محیطزیست باشند، اما بستگی به فرمول خاص دارد. آنها به طور کلی غیر سمی هستند و حاوی فلزات سنگین یا سایر مواد مضر نیستند.
غلظتدهندههای سولفونات کلسیم ساختاری قوی و آبگریز تشکیل میدهند که از ورود آب جلوگیری میکند و خواص محافظتی گریس را حتی در شرایط مرطوب حفظ میکند.
در حالی که سولفونات کلسیم برای بسیاری از کاربردها عالی است، تولید آنها میتواند گران تر از گریس لیتیومی باشد. علاوه بر این، عملکرد بالای آنها ممکن است بیشتر از آنچه برای برخی از برنامههای استاندارد مورد نیاز است باشد.
