امروزه گریس‌ها در هر صنایعی که فکرش را بکنید کاربرد دارند؛ از ماشین‌آلات راه‌سازی گرفته تا خط تولید دستمال کاغذی، از تریلی و کامیون‌ها گرفته تا خط تولید مواد غذایی که مصرف گریس خوراکی دارد. اگر سایت اوستا صنعت را باز کنید که مرجع تخصصی در زمینه انواع روغن و گریس‌های صنعتی است، می‌بینید که حدود 1000 گریس لیست شده. این گریس‌ها که آنها را از دسته فراروده‌های شیمیایی می‌دانیم، هر یک با فرمولاسیون خاصی تولید می‌شوند.
1. گریس‌های نسوز
1.1 ترکیبات
گریس نسوز به گونه‌ای طراحی شده که نقطه اشتعال بالاتر و نرخ تبخیر کمتری نسبت به گریس معمولی داشته باشد. علاوه بر این در برابر آتش، اکسیداسیون و تجزیه حرارتی مقاوم‌‌‌تر است، که باعث می‌شود در دمای بالا بیشتر دوام بیاورد. فرمولاسیون این نوع ترکیبات بر اساس کاربرد و ویژگی‌های مورد نظری که در هر صنعت تعریف می‌شود، متفاوت است.
این نوع گریس‌ها حاوی ترکیبات بازدارنده اشتعال (flame retardants) هستند. این ترکیبات در اصل مواد شیمیایی هستند که به پلاستیک، منسوجات و گریس‌ها اضافه می‌شوند تا تولید شعله را مهار، سرکوب یا به تاخیر بیندازند و از گسترش آتش جلوگیری کنند.
روان‌کننده‌های جامد و روغن‌های پایه مانند پلی آلفا-اولفین‌ها (PAOs) از دیگر ترکیباتی است که در فرمولاسیون گریس‌های نسوز نقش دارند. پلی آلفا-اولفین‌ها به عنوان یک نوع پایه روغنی مصنوعی مقاومت نسبت به حرارت را افزایش می‌دهند. آنها همچنین امکان پایداری در دمای بالا را فراهم می‌آورند و نهایتا خطر اشتعال را کاهش می‌دهند.
مقاله” روغن پایه چیست و انواع دسته‌بندی آن” شما را در درک بهتر اهمیت استفاده از این ترکیبات در فرمولاسیون انواع گریس‌ها کمک می‌کند.
بارها نام روغن پایه را شنیده‌ایم اما آیا می‌دانید روغن پایه چیست و به چند دسته تقسیم می‌شود؟ روغن پایه، یک نوع روغن است که به عنوان پایه برای تولید روغن‌های مختلف استفاده می‌شود.
غلیظ‌کننده‌ها ترکیبات دیگری هستند که در بالا بردن مقاومت گریس نقش دارند. غلیظ‌کننده به حفظ عملکرد روانکاری کمک می‌کند. مواد افزودنی نیز برای افزایش خواص گریس مانند بهبود مقاومت در برابر اشتعال، ویژگی‌های ضد سایش و محافظت در برابر خوردگی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، نیترید بور(boron nitride) اغلب برای بهبود رسانایی گرمایی و اتلاف گرمای گریس اضافه می شود، در حالی که دی سولفید مولیبدن (molybdenum disulfide ) را می‌توان برای بهبود خواص ضد سایش آن اضافه کرد.
1.2 مشخصات عملکردی
گریس نسوز دارای ویژگی‌های زیر هستند:
- مقاوم در برابر اشتعال: این ترکیبات به گونه ای طراحی شده اند که در صورت مواجه با شعله یا حرارت شدید در برابر اشتعال مقاوم هستند و می‌توانند در محیط‌هایی با دماهای بسیار بالا مانند ماشین‌آلات صنعتی، توربین‌های بخار، موتورهای راکت و غیره کاربرد داشته باشند. بنابراین خطر اشتعال و انفجار را به حداقل می‌رسانند.
- پایداری در دمای بالا: این نوع گریس‌ها می‌توانند در دمای بالا بدون این که تجزیه شوند و یا ساختار خود را از دست دهند عملکرد مناسبی داشته باشند ( 500 درجه فارنهایت (260 درجه سانتی‌گراد) و حتی تا 1000 درجه فارنهایت (538 درجه سانتی‌گراد) یا بالاتر)
- اتلاف حرارت: به دلیل وجود روغن پایه و سایر افزودنی‌ها، گریس‌های نسوز مانع از تجمع حرارت می‌شوند و خطر خرابی تجهیزات را کاهش می‌دهند.
- مقاومت بالا: این فراورده‌‌‌ها در برابر اکسیداسیون، زنگ، خوردگی و آب بسیار مقاوم هستند.
1.3 کاربردها
بر اساس ویژگی‌های عملکردی ذکر شده، کاربرد این ترکیبات در تجهیزاتی است که در معرض دمای بالا و یا خطر آتش سوزی قرار دارند:
- ماشین‌آلات صنعتی: استفاده در ماشین‌آلات و تجهیزاتی مانند کوره‌ها و فرایندهای تولیدی که در دمای بالا انجام می شوند
- معدن کاری: استفاده در تجهیزات معدنی مانند تسمه نقاله، سنگ شکن و یاتاقان‌ها برای جلوگیری از آتش سوزی و محافظت از کارگران
- صنایع هوایی: استفاده در موتورهای هواپیما، سیستم‌های ترمز ارابه‌های فرود (لندینگ سیستم) و سایر اجزایی که در معرض دمای بالا قرار دارند
- خودروها: استفاده در سیستم‌های ترمز که در معرض دمای بالا هستند
صنایع فولاد، نفت، گاز، برق، الکترونیک، کاغذ، مقوا، چوب و مبلمان از جمله سایر موارد کاربرد گریس‌های نسوز هستند.
گریس‌های معمولی
2.1 ترکیبات
گریس‌های معمولی از ترکیباتی مانند روغن پایه، عوامل غلیظ‌کننده و افزودنی تشکیل می‌شوند. روغن پایه جز اصلی گریس است و خواص روانکاری اولیه را فراهم می‌کند. بسته به کاربرد می‌تواند روغن معدنی یا روغن مصنوعی باشد. روغن معدنی به دلیل قیمت پایین و خاصیت روان‌کنندگی خوب، رایج‌ترین روغن پایه مورد استفاده در گریس معمولی است.
غلیظ‌کننده دومین جز اصلی گریس است که وظیفه نگه داشتن روغن پایه را بر عهده دارد و به گریس قوام نیمه جامد می‌دهد. رایج ترین غلیظ‌کننده مورد استفاده صابون‌های فلزی مانند صابون لیتیوم، کلسیم یا آلومینیوم است. انواع دیگر قوام دهنده‌های مورد استفاده در گریس عبارتند از: پلی اوره، بنتونیت و سیلیس.
برای درک بهتر اهمیت استفاده از ترکیباتی مانند لیتیم در فرمولاسیون گریس‌ها توصیه می‌کنیم مقاله‌های “7 تفاوت گریس لیتیوم (لیتیم) و کلسیم” را بخوانید.
چه تفاوتی بین دو نوع اصلی گریس یعنی گریس کلسیمی و گریس لیتیومی وجود دارد؟ با اطلاع از تفاوت بین این دو نوع گریس به چه نتیجه‌ای می‌رسید ؟ در واقع در پاسخ به این سوالات می‌توان گفت، گریس یک روان‌کننده مهم است که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مواد افزودنی سومین جز گریس معمولی هستند و برای بهبود خواص آن مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر آب و عملکرد در دمای شدید به آن اضافه می‌شوند. برخی از افزودنی‌های رایج مورد استفاده در گریس عبارتند از افزودنی‌های ضد سایش، بازدارنده‌های زنگ‌زدگی و بهبود دهنده‌های ویسکوزیته. ترکیب دقیق گریس معمولی بسته به خواص مورد نظر و کاربرد خاص می‌تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، گریس با دمای بالا که در کارخانه فولاد استفاده می‌شود ممکن است فرمولاسیون متفاوتی نسبت به گریس با دمای پایین مورد استفاده در کارخانه فرآوری مواد غذایی داشته باشد.
2.2 مشخصات عملکردی
گریس‌های معمولی دارای ویژگی‌های زیر هستند:
- روان‌کنندگی: در مواردی که مقاومت نسبت به احتراق با دمای بالا مطرح نباشد گریس‌های معمولی انتخاب مناسبی هستند.
- محدوده دمایی پایین: گریس‌های معمولی آستانه دمایی پایین‌تری دارند و ممکن است در صورت افزایش دما تجزیه شده و انسجام خود را از دست دهند.
- سازگاری گسترده: این نوع گریس‌ها با انواع متریال و تجهیزات سازگاری مناسبی دارند بنابراین در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارند.
2.3 کاربردها
بر اساس توضیحات فوق کارکردهای متعددی را می‌توان برای این نوع روان‌کننده‌ها متصور شد:
- اتومبیل: روانکاری یاتاقان‌ها، اجزای شاسی و سایر قطعات خودرویی که نیازی به مقاومت در برابر آتش ندارند
- تجهیزات و ماشین‌آلات: روانکاری چرخ دنده‌ها، زنجیرها، اسلایدها و سایر قطعات متحرک جهت کاهش اصطکاک و بهبود عملکرد
- صنایع: استفاده در طیف وسیعی از ماشین‌آلات صنعتی مانند نوار نقاله‌ها، پمپ‌ها و موتورها
نتیجه‌گیری
به طور خلاصه گریس‌های نسوز و گریس‌های معمولی به لحاظ عملکرد، ترکیبات و کاربرد تفاوت‌های متمایزی دارند. به خاطر داشته باشید در مواردی که پایداری در دمای بالا و مقاوم بودن به اشتعال اهمیت دارد گریس‌های نسوز انتخاب بسیار مناسبی است. در مقابل گریس‌های معمولی کاربردهای گسترده در مواردی دارند که مقاومت به اشتعال مطرح نیست. بنابراین می توان گفت فاکتورهایی مانند دما، خطر اشتعال و سازگاری از موارد مهمی است که نیاز کاربر در انتخاب نوع گریس را تعریف می‌کند.
منابع
- “US Patent Application US20110082060A1.” Google Patents, Google, 7 Apr. 2011, https://patentimages.storage.googleapis.com/df/e3/a8/753d939b4534fb/US20110082060A1.pdf.
- Valvoline. (n.d.). Grease 101: Different grease types and when to use them. Valvoline Global,https://www.valvolineglobal.com/en-eur/grease-101-different-grease-types-and-when-to-use-them/.
سوالات متداول
تفاوت اصلی بین گریس معمولی و گریس نسوز در توانایی آنها در تحمل دمای بالا است. گریس نسوز به طور ویژه برای عملکرد در شرایطی با دمای بالا و محیط‌های خطرناک که در آنها احتمال اشتعال وجود دارد، فرموله شده است.
برخی از کاربردهای رایج شامل کارخانه‌های فولاد، ریخته گری، نیروگاه‌ها و سایر تنظیمات صنعتی است. همچنین در صنایع هوافضا و نظامی نیز استفاده می‌شود.
چنین چیزی توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است تحت گرمای شدید بافت گریس از بین برود و خاصیت روان‌کنندگی خود را از دست بدهد. همچنین ممکن است مشتعل شده و خطر آتش‌سوزی ایجاد کند.
