مفهوم ویسکوزیته اندک چیست؟
ویسکوزیته میتواند بالا، پایین یا بدون تغییر بماند. فهرست علل ریشهای که میتوانند قرائت ویسکوزیته را تغییر دهند بسیار گسترده است. هنگامی که ویسکوزیته تغییر نکرده است، به درستی میتوانید نتیجه بگیرید که بسیاری از عوامل تغییردهنده شناخته شده احتمالاً اتفاق نیفتاده است و این مطمئناً یک چیز خوب است. چیزی که خیلی خوب نیست این است که ویسکوزیته به طور ناگهانی و بدون هیچ توضیح یا هشدار واضحی حرکت میکند. این به چه معناست و چرا رخ داده است؟ در ادامه بیایید بسیاری از علل احتمالی ویسکوزیته پایین را بررسی کنیم.
به جرات میتوان گفت که ویسکوزیته بدون یک رویداد یا شرایط اجباری تغییر نخواهد کرد. جامعه تجزیه و تحلیل روغن از شرایط یا رویدادهای مشکوک معمولی آگاه است، اما برخی از آنها کشف نشده باقی میمانند یا حداقل به طور کامل درک نشدهاند. هنگامی که صحبت از دست دادن ناگهانی ویسکوزیته یا حرکت ویسکوزیته رو به پایین میشود، عوامل زیر رایج هستند که به آن میپردازیم.
افزودن سیال یا سایر ترکیبات غیر روانکننده
ویسکوزیته روانکننده را میتوان با افزودن مایعی با ویسکوزیته کم یا گاز محلول رقیق کرد یا کاهش داد. این نوع اختلاط اغلب توسط فرمولسازها و کارخانهها انجام میشود تا یک روغن با ویسکوزیته بالا را به درجه ویسکوزیته هدف (مثلاً ISO VG 46) برساند.
در زمینه تجهیزات کارخانه، این ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که یک روانکننده با ویسکوزیته کم به طور تصادفی استفاده شود تا هرگونه از دست دادن یا تخلیه روانکننده در تجهیزات جبران شود. همچنین، هنگامی که مواد غیر روانکننده خاصی یک سیال را آلوده میکند، نتیجه نهایی مشابهی رخ میدهد. نمونههایی از این آلایندهها عبارتند از گاز طبیعی، حلالها، سوخت دیزل، چربیزدا، مواد شیمیایی فرآیند و مبرد.
"گروههای روغن پایه" به معرفی 5 گروه پایه و ویژگی هر کدام از آنها میپردازد.
موسسه نفت آمریکا یا American Petroleum Institute که به اختصار API خوانده میشود روغنهای پایه را در پنج دسته طبقهبندی کرده است. سه گروه اول از نفت خام پالایش شدهاند.
حذف انتخابی برخی فاکتورها
حذف انتخابی سوسپانسیونهایی با وزن مولکولی بالا در یک روانکننده کمتر رایج است، اما همچنان به عنوان یک فاکتور موثر در نظر گرفته میشود. این حذف باعث از دست دادن ویسکوزیته میشود زیرا سبب بیثباتی مخلوط میگردد. در زیر چند نمونه از چگونگی وقوع این امر آورده شده است:
از دست دادن بهبود دهندههای شاخص ویسکوزیته
بهبود دهندههای شاخص ویسکوزیته که به عنوان افزودنیهای پلیمری با وزن مولکولی بالا در نظر گرفته میشوند در بسیاری از فرمولهای روانکننده استفاده میشوند. این ترکیبات ممکن است به دلیل نامحلول بودن در اثر قرار گرفتن در معرض دمای بسیار سرد و نامحلول بودن در صورت مخلوط شدن با روغن پایه ناسازگار (به عنوان مثال، کوپلیمرهای الفین در روغنهای پایه گروه دوم) از روغن پایه جدا شوند. همچنین ممکن است فیلتراسیون مکانیکی نیز در این جداسازی نقش داشته باشند (در دماهای بالاتر، برخی از روغنهای پایه VII میتوانند در فیلترهای بسیار ریز گیر کنند).
از دست دادن ناخالصی
بسیاری از آلایندهها و ناخالصیهای نرم که ممکن است در ابتدا ویسکوزیته را افزایش داده باشند، میتوانند بعداً حذف شوند و باعث کاهش قابل توجه ویسکوزیته شوند. این آلایندهها عبارتند از سوسپانسیون2های مومی، لجن، مواد نامحلول اکسیدی، افزودنیهای تجزیه شده، دوده و ژل. چنین ناخالصیهایی میتوانند به دلیل ورشکستگی در دمای سرد، از بین رفتن پراکندگی، انعقاد، تجمع شیمیایی یا شستشو با آب از روغن جدا شوند. «ورشکستگی دمای سرد» میتواند به وضعیتی اشاره داشته باشد که در آن یک ماده، مانند روانکننده حلالیت یا اثربخشی کمتری در دماهای پایین تجربه کند. این پدیده اغلب در آب و هوای سردتر یا در ماه های زمستان که دما به میزان قابل توجهی کاهش مییابد، روی میدهد.
تغییر جرم
تغییر جرم احتمالاً رایجترین توضیح برای قرائت ویسکوزیته کم است و میتواند به دلایل مکانیکی، الکتریکی و شیمیایی متعدد رخ دهد. از آنجایی که ویسکوزیته یک روغن را میتوان به عنوان میانگین وزن مولکولی ترکیبی از مولکولهای روغن نامید، هنگامی که مولکولهای بزرگ به مولکولهای کوچکتر متعدد شکسته میشوند (مانند خرد کردن سنگ به شن) ویسکوزیته کاهش مییابد.
برش الکتریکی
قوس الکتریکی میتواند به دلایل مختلفی از جمله اتصال نادرست موتورهای الکتریکی/ژنراتورها، فعالیتهای جوشکاری و تخلیه الکترواستاتیکی رخ دهد. این رویداد با دمای بالا میتواند مولکولها را بشکند که منجر به تکامل گاز (رها شدن در روغن) و از دست دادن ویسکوزیته شود. تکامل گاز معمولاً به فرآیند انتشار یا تولید گاز در نتیجه یک واکنش شیمیایی، تغییر فیزیکی یا تجزیه یک ماده اشاره دارد. این فرایند می تواند در زمینهها و کاربردهای مختلفی رخ دهد که هر کدام پیامدهای خاص خود را دارند.
ترک حرارتی
روغنهایی که در معرض دماهای موضعی بالا قرار میگیرند میتوانند مولکولهای روغن را به قطعات کوچکتر تبدیل کنند که ویسکوزیته را به میزان قابل توجهی نازک میکند. نمونههای متداول عبارتند از: میکرودیزل، نقاط داغ (به عنوان مثال، بخار نشتی که در خط روغن جریان مییابد) و عناصر گرمکن با چگالی وات بالا (المنتهای بخاری با چگالی وات بالا به عناصر گرمایشی با توان خروجی بالا در واحد سطح اشاره دارد. این عناصر به گونهای طراحی شدهاند که مقدار قابل توجهی گرما را در یک فضای نسبتاً کوچک تولید کنند و برای کاربردهایی که گرمایش سریع یا دماهای بالا مورد نیاز است، مناسب هستند.)
تابش گاما
قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دوزهای بالای تابش گاما میتواند باعث شکاف مولکولی و از دست دادن ویسکوزیته شود. این خطر محدود به نیروگاههای هستهای است و به طور کلی نادر است.
هیدرولیز
برخی از روانکنندههای مصنوعی از نوع استر، زمانی که با گرما و آب آلوده شوند، میتوانند هیدرولیز شوند. روانکنندههای پرخطر عبارتند از استرهای فسفات، دیاسترها و استرهای پلیول. هیدرولیز میتواند در دماهای کمتر از 90 درجه سانتیگراد رخ دهد و محصولات جانبی با وزن مولکولی کم، عمدتا اسیدها و الکل ها را تشکیل دهد. برخی از ترکیبات مصنوعی PAO و روغنهای معدنی با کیفیت بالا ممکن است با دیاسترها برای بهبود حلالیت افزودنی و کنترل انقباض مهر و موم فرموله شوند. به خاطر داشته باشید دیاسترهای با ویسکوزیته پایین بیشترین خطر هیدرولیز را به دنبال دارند.
خطاهای نمونهبرداری و تست
البته، روشهای مختلفی وجود دارد که میتوان از ماشینها بهطور نادرست نمونهبرداری کرد یا بطریهای نمونه را به اشتباه برچسبگذاری کرد که میتواند زنگ هشدار ویسکوزیته پایین را فعال کند. هنگامی که نمونهها به آزمایشگاه میرسند و به اشتباه برای پردازش ثبت میشوند، خطاهای مشابهی ممکن است رخ دهد. اشتباهات در تهیه نمونه، عملکرد ویسکومتر یا ویسکومترهایی که از کالیبراسیون خارج شدهاند، همگی میتوانند منجر به گزارش نادرست اندازهگیری ویسکوزیته پایین شوند.
بهترین راه برای تأیید علت قرائت ویسکوزیته پایین، بررسی سایر دادههای آنالیز روغن یا انجام آزمایشهای استثنایی است که برای جداسازی مشکل طراحی شدهاند. تجزیه و تحلیل علل ریشه در مورد قرائت ویسکوزیته مشکل میتواند بسیار مهم باشد. «چرای تکراری» را آنقدر بپرسید تا علت اصلی را پیدا کرده؛ آن را تصحیح و از تکرار آن جلوگیری کنید.
منبع
Fitch, J. (2019c) The meaning of low viscosity. https://www.machinerylubrication.com/Read/1020/low-viscosity.
سوالات متداول
ویسکوزیته کم به ضخامت یا مقاومت در برابر جریان روانکننده اشاره دارد. روانکنندههایی با ویسکوزیته پایین راحتتر از روانکنندههایی با ویسکوزیته بالا جریان مییابند.
ویسکوزیته معمولاً با استفاده از واحدهای استاندارد شده مانند سنتیستوک (cSt) یا( Saybolt Universal Seconds (SUS) در دماهای خاص اندازهگیری میشود. هرچه مقدار ویسکوزیته کمتر باشد، روانکننده نازکتر است.
روانکارهایی با ویسکوزیته پایین برای کاربردهایی مانند ماشینآلات پرسرعت، ابزار دقیق و موتورهای خودرو ضروری هستند. آنها همچنین میتوانند بازده سوخت را بهبود بخشند و مصرف انرژی را کاهش دهند.
