سیالات استر فسفات: مزایا و محدودیتها
از زمان کشف خواص عالی ضد سایش و مقاومت در برابر آتش ترکیبات استر فسفات در دهه 1940، استفاده از آنها در صنعت به طور پیوسته افزایش یافته است. استرهای فسفات عمدتاً به عنوان پایههای مقاوم در برابر آتش در سیستمهای هیدرولیک، توربینها و کمپرسورها استفاده میشوند. اولین محصولات تجاری از مشتقات قطران زغالسنگ سنتز شدند. قطران زغالسنگ مایع غلیظ، سیاه رنگ و چسبناکی است که به عنوان یک محصول جانبی در طی کربنیزاسیون زغالسنگ برای تولید کک یا گاز زغالسنگ به دست میآید. امروزه از مواد اولیه دیگری برای سنتز استرهای فسفات استفاده میشود. فناوری مدرن بر کنترل بهتر فرآیند تولید تأثیر میگذارد و سمیت محصول نهایی معمولاً کم است.
سیال مقاوم در برابر آتش
استرهای فسفات مقاومترین ترکیبات در برابر آتشسوزی در بین پایههای مصنوعی غیر آبی هستند که استفاده از آنها بسیار رایج است. دمای اشتعال بالا، پایداری عالی در اکسیداسیون و فشار بخار بسیار کم، سوزاندن آنها را دشوار میکند، در حالی که حرارت کم احتراق در این ترکیبات منجر به ایجاد سیالات خود خاموششونده میشود. سیالات خود خاموششونده ترکیباتی هستند که وقتی در معرض حرارت یا شعله قرار میگیرند، توانایی خاموش کردن آتش را با خفه کردن یا فرونشاندن شعله دارند. این سیالات برای کاهش گسترش آتش و جلوگیری از احتراق مجدد طراحی شدهاند و در نتیجه ایمنی در برابر آتش را در کاربردهای مختلف افزایش میدهند. ترکیبات آلی فسفردار متعددی از جمله فسفیتها، فسفوناتها و فسفاتها به عنوان افزودنی در انواع فرمولهای روانکننده به عنوان تثبیتکننده، افزودنی ضد سایش، آنتیاکسیدانها، غیرفعالکنندههای فلزی و افزودنیهای فشار شدید کاربرد پیدا کردهاند. از این میان دیتیوفسفاتهای دی آلکیل روی (ZDDP) که تقریباً در همه روانکنندههای موتور خودرو یافت میشوند، بیشترین استفاده را دارند.
اگر چه استرهای فسفات مهار شده دارای پایداری عالی در برابر اکسیداسیون و خواص ضد سایش خوب در شرایط بحرانی هستند، اما از پایداری هیدرولیتیکی و شاخص ویسکوزیته پایین و خواص تهاجمی شیمیایی شدید نسبت به بسیاری از مواد آببندی و پوشش معمولی رنج میبرند. این نقاط ضعف استفاده از استر فسفات را در کاربردهای تخصصی که در آن درجه بالایی از مقاومت در برابر آتش مورد نیاز است، محدود میکند.
تعمیر و نگهداری سیستم فسفات استر
در زمینه نگهداری، سیالات نسوز به احتیاط بیشتری نسبت به سیالات معدنی معمولی نیاز دارند. در این شرایط دیگر تعویض دورهای فیلترها، تعمیر نشتی گاه به گاه و تخلیه مخزن کافی نیست. نکته دیگر این که به طور متوسط، استرهای فسفات پنج برابر بیشتر از همتایان معدنی خود قیمت دارند. اکثر سیالات نسوز نسبت به سیالات معدنی درجه شویندگی بسیار بیشتری دارند. در نتیجه، ذرات کثیفی یا زبالههای فرسوده به راحتی در سامپ تهنشین نمیشوند. این تمایل باعث سایش پمپها و سایر اجزاء همراه با تأثیر بر عملکرد شیر میشود.
نقاط قوت
- مقاومت عالی در برابر آتش
- پایداری حرارتی خوب
- محدوده نقطه ریزش از 25- تا 5- درجه سانتیگراد
- خواص روغنکاری مرزی عالی
نقاط ضعف
- شاخص ویسکوزیته بسیار کم در محدوده 60 تا 30-
- تولید محصولات مخرب صابونی حاوی فسفاته که قوام لجن مانند سیاهی ایجاد میکند
- خطر هیدرولیز
برنامههای کاربردی
- سیالات هیدرولیک صنعتی مقاوم در برابر آتش
- سیالات هیدرولیک هوانوردی (تری آلکیل یا تروبتیل) (مصنوعی)
- سیالات کنترل الکتروهیدرولیک برای توربینهای بخار – تری آریل فسفات (طبیعی)
منبع
Phosphate ester fluids – Benefits and limitations (2010). https://www.machinerylubrication.com/Read/2480/benefits-limitations-of-phosphate-ester-fluids
سوالات متداول
سیالات استر فسفات سیالات مصنوعی هستند که از استرهای مشتق شده از اسید فسفریک تشکیل شدهاند. آنها به دلیل پایداری حرارتی عالی و خواص مقاومت در برابر آتش به طور گسترده به عنوان سیالات هیدرولیک و روانکنندههای مقاوم در برابر آتش استفاده میشوند.
انواع اصلی سیالات استر فسفات عبارتند از:
- تری کرسیل فسفات (TCP)
- تری آریل فسفات (TAP)
- تری آلکیل فسفات (TAP)
- آلکیلاریل فسفات (AAP)
- پیروی از توصیههای سازنده برای نگهداری، جابجایی و دفع.
- نظارت منظم بر وضعیت و خواص سیال، از جمله ویسکوزیته، اسیدیته و محتوای آب.
- اطمینان از سازگاری با مواد و مهر و موم تجهیزات.
- اجرای اقدامات مناسب فیلتراسیون و کنترل آلودگی برای جلوگیری از تخریب سیال و آسیب تجهیزات.
