طبقهبندی گریسها از نظر تحمل دما یا درجه
طبقهبندی گریسها بر اساس تحمل دما برای حصول اطمینان از اینکه گریس به طور موثر در شرایط عملیاتی مختلف عمل میکند، حیاتی است. گریسهای درجهبندی شده برای کاربردهایی با دمای بالا به گونهای فرموله شدهاند که تا دمای 350 درجه سانتیگراد یا بیشتر را تحمل کنند، بنابراین برای کاربردهایی با دمای بالا مانند کارخانههای فولاد، کورهها و سایر کاربردهای صنعتی سنگین استفاده میشوند. از سوی دیگر، گریسهایی که مناسب کاربردهایی در دمای پایین هستند، به گونهای فرموله میشوند که در دماهای سردتر بدون ضخیم شدن یا جامد شدن، پایدار و موثر باقی بمانند. این گریسها در مواردی مانند سیستمهای تبرید، واحدهای سردخانه و سایر محیطهایی با دمای پایین استفاده میشوند.
با طبقهبندی گریسها بر اساس تحمل دما، مصرفکنندگان میتوانند اطمینان حاصل کنند که گریسهای نسوز برای عملکرد مؤثر در شرایط عملیاتی مختلف، کاهش خطر خرابی تجهیزات و به حداقل رساندن نیازهای تعمیر و نگهداری فرموله شده است. ما در این مقاله قصد داریم به طبقهبندی گریسها از نظر تحمل دما بپردازیم و جزییات کاربردی در این مورد ارائه دهیم.
گریسهایی که در دماهای پایین به طور موثر عمل میکنند
گریسهای مقاوم در دمای پایین طوری فرموله شدهاند که در دماهای پایین و حتی در برخی موارد زیر 60- درجه سانتیگراد به بهترین نحو عمل کنند. این گریسها به شما امکان میدهند که در دمای شدیداً منفی، یک لایه روانکننده مناسب ایجاد کنید تا سایش مرتبط با اصطکاک را به ویژه در هنگام راهاندازی دستگاه محدود کنید.
برخی از موارد کاربرد این گریسها عبارت است از:
- تجهیزاتی که برای استفاده در برف طراحی شدهاند
- دستگاههایی که در صنعت هوانوردی و هوافضا کاربرد دارند
- تجهیزات راه آهن
- تجهیزات مکانیکی یا الکتریکی برای وسایل نقلیه موتوری
- تسمه نقاله و غلطکهایی که در انبار سرد قرار دارند
- کاهندههای میکرودنده، موتورهای الکتریکی مینیاتوری، رباتها
ترکیبات تشکیلدهنده
به لحاظ فرموله کردن این نوع گریسها باید توجه داشت نوع غلیظکننده و سایر اجزای گریس باید به گونه ای انتخاب شوند که سازگار با دماهای بسیار پایین باشند. برخی از گریسهایی که در دمای پایین میتوانند به طور موثر عمل کنند عبارتند از:
- کمپلکس لیتیوم: این گریسها که بر پایه صابون لیتیوم ساخته شدهاند برای استفاده در دماهایی تا 50- درجه سانتی گراد مناسب هستند و از پایداری مکانیکی خوبی برخوردارند.
- پلی اوره: این گریسها با داشتن غلیظکنندههای غیر صابونی میتوانند تا دمای 40- درجه سانتیگراد را به خوبی تحمل کنند و در برابر آب و اکسیداسیون مقاوم هستند.
- کلسیم سولفونات: این گریسها دارای غلیظکننده کلسیم سولفونات هستند و تا دمای 40- درجه سانتیگراد کارکرد خود را حفظ میکنند. همچنین این گریسها تحت فشار شدید به خوبی عمل میکنند.
به طور کلی گریسهای سنتتیک میتوانند تا دمای 50- درجه سانتیگراد را تحمل کنند. آنها در مقایسه با گریسهای معدنی قابلیت پمپاژ خوبی در دمای پایین دارند و سبب عمر طولانی دستگاه میشوند.
“ 7 تفاوت گریس لیتیوم (لیتیم) و کلسیم” اطلاعات مفیدی را در مورد تفاوت بین دو نوع اصلی گریس یعنی گریس کلسیمی و گریس لیتیومی در اختیار شما قرار میدهد.
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؟
فاکتورهای موثر در انتخاب
به هنگام انتخاب گریسی که بتواند در دماهای پایین کارایی مناسب داشته باشد موارد زیر را حتما در نظر داشته باشید:
- گریس باید در محدوده دمایی که دستگاه شما با آن سروکار دارد خاصیت روانکاری خود را حفظ کند. گریسهای مقاوم در دمای پایین معمولاً دارای نقطه ریزش بین 40- تا 50- درجه سانتیگراد هستند، اما مهم است گریسی انتخاب کنید که بتواند کمترین دمای مورد انتظار را تحمل کند.
- نوع غلیظ کننده بر عملکرد گریس در دمای پایین تاثیر میگذارد. همانطور که اشاره کردیم کمپلکس لیتیوم، پلی اوره، سولفونات کلسیم و غلیظ کنندههای مصنوعی معمولاً در گریسهایی با دمای پایین استفاده میشوند که البته هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
- ویسکوزیته روغن پایه باید برای محدوده دمایی مورد نیاز دستگاه شما مناسب باشد. روغن پایه با ویسکوزیته پایین ممکن است در دماهای بسیار سرد روانکاری کافی را ارائه نکند، در حالی که روغن پایه با ویسکوزیته بالا هم ممکن است در دماهای پایین به خوبی جریان نداشته باشد.
- اگر دستگاه شما در معرض آب یا رطوبت باشد، گریس انتخابی شما باید مقاومت خوبی در برابر آب داشته باشد تا از شستشو و خوردگی جلوگیری شود.
- گریس باید با مواد موجود در تجهیزات و سایر روانکنندههایی که در آن استفاده میکنید سازگار باشد.
با مطالعه “روغن پایه چیست و انواع دستهبندی آن” میتوانید با فرمولاسیون گریسها آشنا شوید.
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.
گریسهایی که در دماهای بالا به طور موثر عمل میکنند
دمای بالا نسبی است. مونتاژکنندگان خودرو، قطعات فلزی رنگ شده را بر روی نوار نقالههای بلند آویزان و از کورههای خشککن بزرگ جهت خشک کردن سطوح فلزی رنگ شده استفاده میکنند. دمای عملیاتی مورد نیاز این کورهها در حدود 205 درجه سانتیگراد است. یاتاقانهایی که در کارخانه فولاد هستند ممکن است در معرض دمای چند صد درجه قرار بگیرند و حتی این احتمال وجود دارد که دمای پایدار 120 تا 150 درجه سانتیگراد را تحمل کنند. منظور از گریسهایی با دمای بالا فراوردههای روانکننده است که در برابر دماهای بالا، معمولاً بین 177 درجه سانتیگراد تا 204 درجه سانتیگراد مقاومت کنند. توصیه میکنیم به گریس نسوز دما بالا و گریس دور بالا مخصوص بلبرینگ در این زمینه مراجعه کنید تا به لیستی از گریسهای پرکاربرد در دمای بالا دسترسی داشته باشید.
برخی از موارد کاربرد این گریسها عبارتند از:
- خودرو: گریسهای دمای بالا در قطعات خودرویی که دماهای بالا را تجربه میکنند، مانند بلبرینگ چرخها، اتصالات CV و اجزای شاسی کاربرد دارند.
- ماشینآلات صنعتی: این مورد میتواند شامل کاربردهایی مانند نقالههای کورهها، تجهیزات خشککن و فنها یا دمنده هایی با دمای بالا باشد.
- بلبرینگها: بلبرینگهایی که در دماهای بالا کار میکنند، مانند آنهایی که در موتورهای الکتریکی، پمپها و ماشینآلات صنعتی یافت میشوند، به گریسهایی نیاز دارند که بتوانند خاصیت روانکنندگی خود را حفظ کرده و از سایش و آسیب جلوگیری کنند.
- تولید برق: گریسهایی که مقاوم به دمای بالا هستند میتوانند در تجهیزات تولید برق از جمله توربینهای گاز و بخار، ژنراتورها و اجزای مرتبط استفاده شوند.
- هوافضا و هوانوردی: این گریسها همچنین میتوانند در کاربردهای مختلف هوافضا و هوانوردی از جمله موتورهای هواپیما، ارابه فرود، محرکها و یاتاقانهایی با دمای بالا استفاده شوند.
ترکیبات تشکیلدهنده
همان گونه که از نام این گریسها مشخص است این محصولات برای عملکرد موثر در دماهای بالا طراحی شدهاند. در حالی که ترکیب دقیق ممکن است بسته به محصول و سازنده خاص متفاوت باشد، گریسهای مقاوم در دمای بالا معمولاً ترکیبی از مواد زیر را شامل میشوند:
- روغن پایه: گریسهای مناسب در دمای بالا از روغنهای پایه مصنوعی یا معدنی با پایداری حرارتی عالی استفاده میکنند. این روغنهای پایه دارای شاخصهای ویسکوزیته بالایی هستند که به آنها اجازه میدهد خواص روانکنندگی خود را در دماهای بالا حفظ کنند.
- غلیظکننده: مواد انتخاب شده به عنوان غلیظکننده ممکن است آلی باشند، مانند پلی اوره و یا غیر آلی مانند خاک رس یا سیلیس و یا یک کمپلکس صابونی مانند کمپلکس لیتیوم، آلومینیوم یا سولفونات کلسیم. غلیظکنندهها ثبات ساختاری را فراهم کرده و قوام گریس را در دماهای بالا حفظ میکنند.
- افزودنیها: افزودنی باید بتواند به صورت همافزایی با غلیظکننده و روغن کار کند تا به ترکیبی متعادل و پایدار از سه جز متمایز منجر شود. افزودنیهایی که در ایجاد این گریسها نقش دارند عمدتا در یکی از دستههای زیر قرار دارند:
- افزودنیهای ضد سایش: این مواد اصطکاک و سایش بین سطوح فلزی را کاهش میدهند و از آنها در برابر آسیب محافظت میکنند.
- افزودنیهای فشار شدید (EP): افزودنیهای EP در بارها و فشارهای بالا موثر هستند و محافظت بیشتری در برابر سایش و تماس فلز با فلز ایجاد میکنند.
- آنتی اکسیدانها: این افزودنیها به جلوگیری از اکسید شدن و تخریب گریس در دماهای بالا کمک میکنند و عمر مفید آن را افزایش میدهند.
- بازدارندههای خوردگی: بازدارندههای خوردگی به محافظت از سطوح فلزی در برابر زنگ زدگی و خوردگی به ویژه در محیطهایی با دمای بالا کمک میکند.
- روانکنندههای جامد: برخی از گریسهای مناسب در دمای بالا ممکن است شامل روانکنندههای جامد مانند دی سولفید مولیبدن (MoS2) یا گرافیت باشند. این افزودنیها روانکاری بیشتری را تامین کرده و اصطکاک را در شرایط سخت کاهش میدهند.
- اجزای دیگر: گریسهای مقاوم در برابر دمای بالا ممکن است حاوی اجزای اضافی مانند عوامل تیکسوتروپیک یا پلیمرهای خاص باشند تا ویسکوزیته، چسبندگی یا مقاومت آنها را افزایش دهد.
فاکتورهای موثر در انتخاب
هنگام انتخاب گریسهای مقاوم در دمای بالا، عوامل متعددی را باید در نظر بگیرید تا از عملکرد و حفاظت بهینه تجهیزات خود اطمینان حاصل کنید. در اینجا چند فاکتور کلیدی که به هنگام تهیه این گریسها باید بدان توجه کنید را مرور میکنیم:
- محدوده دمای عملیاتی مورد نیاز دستگاه و تجهیزات خود را تعیین کنید. گریسهایی با دمای بالا باید تحمل درجه حرارتی بیش از حداکثر دمای عملیاتی مورد انتظار شما داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که میتوانند در برابر گرما بدون از دست دادن خاصیت روانکاری یا تخریب مقاومت کنند.
- اطمینان حاصل کنید که گریس مقاوم در دمای بالا با ترکیبات موجود در دستگاه شما سازگار است. برخی از گریسها ممکن است با برخی فلزات، پلاستیکها یا الاستومرها سازگار نباشند که منجر به مشکلات احتمالی سازگاری یا آسیب میشود.
- به دنبال گریسهایی با مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و پایداری حرارتی باشید. این ویژگیها از شکستن یا تشکیل رسوبات مضر گریس در مواجهه طولانی مدت در دمای بالا جلوگیری میکند و عملکرد طولانی مدت را تضمین خواهد کرد.
- بررسی کنید که آیا گریس دارای مواد افزودنی ضد سایش و EP موثر برای محافظت از اجزاء در برابر اصطکاک، سایش و تماس فلز با فلز، به ویژه تحت بارها و فشارهای بالا است یا خیر.
- در صورت امکان اطمینان حاصل کنید که گریس با دمای بالا انتخاب شده با مقررات زیستمحیطی مطابقت دارد و از استانداردهای صنعتی یا گواهینامههای خاص مورد نیاز برای کاربرد پیروی میکند یا خیر.
گریسهایی که هم در دماهای فوق العاده پایین هم بالا به نحو موثری عمل میکنند
این گریسها با روغنهای پایه و افزودنیهای ویژه فرموله شدهاند که عملکرد آنها را در طیفی از دماهای بسیار پایین یا بالا بهبود میبخشد. برخی از نمونههای رایج این گریسها عبارت است از:
- گریسهای سیلیکونی: این محصولات از روغن سیلیکون به عنوان سیال پایه و غلیظکننده سیلیکون برای تشکیل یک قوام نیمه جامد یا گریس مانند استفاده میکنند. گریسهای سیلیکونی پایداری حرارتی عالی را در محدوده دمایی وسیع نشان میدهند. آنها میتوانند هم دماهای بالا و هم دمای پایین را بدون تغییرات قابل توجهی در خواص روانکاری خود تحمل کنند.
- گریسهای هیدروکربنی مصنوعی: گریسهای هیدروکربنی مصنوعی نوعی روانکننده هستند که با استفاده از روغنهای پایه مصنوعی مشتق شده از ترکیبات هیدروکربنی فرموله میشوند. این گریسها طیف وسیعی از خواص مفید را در مقایسه با گریسهای مبتنی بر روغن معدنی معمولی ارائه میدهند. گریسهای هیدروکربنی مصنوعی پایداری حرارتی بسیار خوبی دارند که به آنها اجازه میدهد تا در برابر دماهای بالا بدون تخریب یا شکست قابل توجه مقاومت کنند. از طرفی این گریسها سیالیت و پمپپذیری خوبی در دمای پایین از خود نشان میدهند و روغنکاری مناسب را حتی در محیطهای سرد تضمین میکنند. آنها نقطه ریزش پایینی دارند، بنابراین میتوانند در دماهای پایین سیال باقی بمانند و برای کاربردهایی که دماهای زیر صفر را تجربه میکنند مناسب هستند.
- گریسهای فلوئوردار: این محصولات به عنوان گریس های پرفلورینه یا گریس های PFPE (پرفلوروپلی اتر) نیز شناخته میشوند. نوعی روان کنندههای تخصصی محسوب میشوند که در ساختار مولکولی خود حاوی اتمهای فلوئور هستند. این گریسها خواص منحصر به فردی را ارائه میدهند و اغلب در کاربردهای سختی که گریسهای معمولی ممکن است عملکرد کافی را ارائه نکنند استفاده میشوند. نکته جالب در مورد این گریسها این است که آنها میتوانند در برابر دماهای شدید، چه زیاد و چه پایین مقاومت کنند.
فاکتورهای موثر در انتخاب
- محدوده دما: محدوده دمایی که گریس در آن کار میکند را تعیین کنید. گریسهای مقاوم در دمای شدید باید دارای درجهبندی دمایی باشند که از حداکثر و حداقل دماهای موجود در کاربرد بیشتر باشد.
- پایداری در برابر دماهای شدید: به دنبال گریسهایی با پایداری حرارتی عالی باشید. آنها باید بتوانند قوام، خواص روانکنندگی و قابلیتهای حفاظتی خود را در شرایط دمای بالا بدون تخریب یا تجزیه قابل توجه حفظ کنند. در صورتی که گریس مورد نظر شما باید در دماهای پایین به طور مناسبی عمل کند باید به اندازه کافی سیال و قابل پمپاژ باقی بماند تا از روانکاری مناسب در هنگام راهاندازی در محیطهای سرد اطمینان حاصل شود.
- توصیههای سازنده و اطلاعات فنی: توصیههای سازنده، برگههای اطلاعات فنی و مشخصات محصول را در نظر داشته باشید. سازندگان اغلب دستورالعملها و داده هایی را در مورد محدوده دمایی مناسب، ظرفیت بارگذاری، سازگاری کاربردی و سایر ویژگیهای عملکردی گریسهای خود ارائه میدهند.
گریسهای چند منظوره
گریسهای چند منظوره معمولاً به گونه ای فرموله میشوند که تحمل دمای متوسطی را ارائه دهند و میتوانند در طیف وسیعی از دماها به طور موثر عمل کنند. محدوده دمایی دقیق برای گریسهای همه منظوره بسته به فرمول و سازنده خاص میتواند متفاوت باشد، اما بیشتر این محصولات به گونهای طراحی شدهاند که در دماهای بین 20- تا 120 درجه سانتیگراد به طور موثر عمل کنند. گریسهای چند منظوره معمولاً در کاربردهایی مانند تجهیزات خودروسازی، صنعتی و کشاورزی استفاده میشوند، جایی که آنها باید روغنکاری و محافظت از قطعات متحرک در برابر سایش و پارگی، خوردگی و زنگزدگی را فراهم کنند. در حالی که گریسهای همه منظوره میتوانند در طیف وسیعی از دماها به طور موثر عمل کنند، ممکن است برای کاربردهایی با دمای بسیار زیاد یا دمای پایین مناسب نباشند. به عنوان مثال، استفاده از گریس چند منظوره در یک کاربرد با دمای بالا مانند کارخانه فولاد یا کوره میتواند باعث شکستهشدن گریس یا نازکشدن بیش از حد آن شود که منجر به خرابی تجهیزات میشود. به طور مشابه، استفاده از گریس چند منظوره در کاربردهایی با دمای پایین مانند سیستم تبرید میتواند باعث ضخیم شدن بیش از حد گریس شود که منجر به افزایش اصطکاک و آسیب احتمالی به تجهیزات میشود.
نتیجهگیری
طبقهبندی گریسها بر اساس دما کار دشواری است زیرا اکثر این محصولات طیف دمایی را پوشش میدهند. ما در این مقاله سعی کردیم بر اساس کاربردهای متداول تقسیمبندی را ارائه دهیم. در هر حال نکته اساسی این است که برای اطمینان از روانکاری موثر و جلوگیری از سایش زودرس یا خرابی تجهیزات، انتخاب نوع گریس بر اساس شرایط دمایی کاربرد بسیار مهم است. همواره به خاطر داشته باشید توصیههای سازنده یا درخواست مشاوره از متخصصین میتواند به تعیین مناسبترین گریس برای یک محدوده دمایی خاص به شما کمک کند.
منابع
1) Norris, C. (2005, September). High-Temperature Grease. Machinery Lubrication. https://www.machinerylubrication.com/Read/340/high-temperature-grease.
2) Kumar R, Hussainova I, Rahmani R, Antonov M. Solid Lubrication at High-Temperatures-A Review. Materials (Basel). 2022 Feb 24;15(5):1695. doi: 10.3390/ma15051695. PMID: 35268926; PMCID: PMC8911202.
3) SSP Inc. (2021, June 17). Silicone Greases: Advantages and Applications. [Blog post]. Retrieved June 26, 2023, from https://www.sspinc.com/blog/91/Silicone-Greases-Advantages-and-Applications/
4) Apiezon. (n.d.). Greases for Cryogenic Applications. Retrieved June 26, 2023, from https://apiezon.com/applications/greases-for-cryogenic-applications/
5) Persistence Market Research. Fluorinated Lubricants Market Forecast, Trend Analysis & Competition Tracking. Retrieved June 26, 2023, from https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/fluorinated-lubricants-market.asp
سوالات متداول
خیر. در حالی که گریسهای چند منظوره میتوانند در طیف وسیعی از دماها به طور موثر عمل کنند، ممکن است برای کاربردهای شدید در دمای بالا یا پایین مناسب نباشند و منجر به خرابی تجهیزات شود.
گریس با دمای بالا نوعی گریس است که برای تحمل دمای بالا بدون شکستن یا نازک شدن بیش از حد فرموله شده است. این گریسها معمولاً در مواردی مانند کارخانههای فولاد، کورهها و سایر کاربردهای صنعتی سنگین استفاده میشوند.
گریس دمای پایین نوعی گریس است که به گونهای فرموله شده که در دماهای سردتر بدون ضخیم شدن یا جامد شدن، پایدار و موثر بماند. این گریسها معمولاً در کاربردهایی مانند سیستمهای تبرید، واحدهای سردخانه و سایر محیطهایی با دمای پایین استفاده میشوند.
