طبقهبندی گریسها بر اساس ترکیبات سازنده و کاربرد
طبقهبندی گریس بر اساس فاکتورهای مختلفی صورت میگیرد. ترکیب، نوع تغلیظکننده و کاربرد گریسها میتواند معیار خوبی برای تقسیمبندی این محصولات باشد.
ما در مقاله "طبقهبندی گریسها از نظر تحمل دما یا درجه" به بررسی انواع گریسها از منظر ویژگیهایی مانند مقاوم بودن در برابر دما پرداختهایم.
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.
در بخشهای پیش رو قصد داریم نگاه کلی و کاملی را به طبقهبندی گریسها بر اساس ترکیبات سازنده و کاربرد بپردازیم.
انواع گریسها بر اساس درجه NLGI
گرید NLGI (موسسه ملی گریس روانکاری) یک سیستم طبقهبندی عددی است که برای نشان دادن قوام یا سفتی گریس استفاده میشود. قوام گریس ویژگی اساسی محسوب میشود زیرا به مصرفکننده کمک میکند تا گریس مناسب را برای کاربرد خاص خود انتخاب کند. درجه NLGI با اندازه گیری میزان نفوذ یک مخروط استاندارد به گریس در شرایط خاص تعیین میگردد. گریدهای NLGI از 000 (بسیار نرم) تا 6 (بسیار سخت) متغیر است که اعداد بالاتر نشاندهنده گریس سفتتر یا جامدتر است. متداولترین درجههای NLGI برای کاربردهای همهمنظوره ۱، ۲ و ۳ هستند.
- NLGI Grade 000: گریس بسیار نرم با میزان نفوذ 445 تا 475.
- NLGI Grade 00: گریس نرم با میزان نفوذ 400 تا 430.
- NLGI Grade 0: گریس نیمه سیال با میزان نفوذ 335 تا 385.
- NLGI Grade 1: گریس نرم با میزان نفوذ 310 تا 340 (معمولاً در مصارف عمومی کاربرد دارد).
- NLGI Grade 2: گریس با قوام متوسط با میزان نفوذ 265 تا 295 (رایجترین گرید مورد استفاده برای گریسهای همه منظوره).
- NLGI Grade 3: گریس سفت با میزان نفوذ 220 تا 250.
- NLGI Grade 4: گریس بسیار سفت با میزان نفوذ 175 تا 205.
- NLGI Grade 5 : گریس سخت با میزان نفوذ 130 تا 160.
- NLGI Grade 6: گریس بسیار سخت با نفوذ 85 تا 115.
انتخاب گرید مناسب NLGI به الزامات کاربردی مانند دمای عملیاتی، سرعت، بار و الزامات آببندی بستگی دارد. به طور کلی، نمرات بالاتر در مواردی مورد نیاز است که ثبات و پایداری مکانیکی بالاتر مورد توجه شما باشد (برای مثال تجهیزاتی که در دمای بالا و یا بارگذاری شدید قرار دارند). در مواردی که نیاز به استفاده از روانکار با سیالیت بیشتر وجود دارد از گریدهای پایینتر استفاده میشود. در اینجا باز هم یادآور میشویم پیروی از توصیههای سازنده تجهیزات و درجه NLGI مشخص شده در دفترچه راهنمای تجهیزات برای اطمینان از روانکاری و عملکرد مناسب بسیار اهمیت دارد.
منظور از NLGI و نمره گریس چیست؟ شما را در درک جزییات بیشتر این طبقهبندی یاری میکند.
در هنگام استفاده از گریس، اصطلاح NLGI و نمره گریس را شنیدهاید؟ معنی این واژه را میدانید؟ وقتی نوبت به انتخاب روانکار مناسب برای ماشینآلات شما میرسد، درک استانداردهای صنعت بسیار مهم است. NLGI یکی از استانداردهای مهم در دنیای روان کنندههاست.
انواع گریسها با پایه صابونی
گریسها از یک عامل غلیظکننده پراکنده در یک روانکننده مایع تشکیل شدهاند. عامل غلیظکننده نوع و خواص گریس را تعیین میکند. صابون رایجترین عامل غلیظکننده است که از واکنش یک نمک فلز و اسید چرب تشکیل میشود.
گریسهای مبتنی بر صابون را میتوان به دو دسته عمده تقسیم کرد: صابونهای ساده و صابونهای پیچیده. تفاوت صابون ساده و پیچیده بر اساس تعداد و نوع اسیدهای چرب مورد استفاده در ساخت صابون است. صابون ساده از یک اسید چرب و یک پایه فلزی ساخته میشود، در حالی که صابون پیچیده از چندین اسید چرب و یک پایه فلزی به دست میآید. صابون کمپلکس همچنین دارای یک عامل کمپلکسکننده است که خواص صابون را افزایش میدهد. البته لازم به ذکر است گریسهای مبتنی بر صابون مخلوط نیز وجود دارد که از واکنش یک اسید چرب با دو هیدروکسید فلزی تولید میشود. البته تولید و مصرف این نوع گریسها چندان متداول نیست.
برخی از نمونههای صابون ساده، لیتیوم استئارات و کلسیم استئارات هستند که از اسید استئاریک (یک اسید چرب با زنجیره بلند) و لیتیوم یا کلسیم (پایههای فلزی) ساخته میشوند. برخی از نمونههای صابون کمپلکس عبارتند از لیتیوم کمپلکس و کمپلکس آلومینیوم که از لیتیوم یا آلومینیوم (پایههای فلزی)، اسید 12 هیدروکسی استئاریک (یک اسید چرب با زنجیره بلند) و اسید آزلائیک یا اسید بوریک (مواد کمپلکسکننده) ساخته شدهاند.
صابونهای ساده و پیچیده ویژگیها و کاربردهای متفاوتی دارند. تولید صابونهای ساده آسان و ارزانتر است، اما نسبت به صابونهای پیچیده مقاومت دمایی پایینتر، ظرفیت حمل و پایداری مکانیکی کمتری دارند. بالعکس، صابونهای پیچیده مقاومت دمایی بالاتر، ظرفیت حمل بار و پایداری مکانیکی بهتری دارند، اما تولید آنها نسبت به صابونهای ساده گرانتر و سختتر است. برخی از متداولترین گریسها بر اساس پایه صابونی عبارتند از:
- گریسهای مبتنی بر لیتیوم بیشترین استفاده را دارند، زیرا پایداری حرارتی خوب، نقطه ریزش بالا، پایداری مکانیکی و مقاومت عالی در برابر آب دارند. گریسهای کمپلکس لیتیوم با افزودن یک عامل کمپلکسکننده مانند اسید آزلائیک یا اسید سباسیک به صابون لیتیوم ساخته میشوند که عملکرد گریس در دمای بالا و ظرفیت تحمل بار را بهبود میبخشد.
- گریسهای مبتنی بر آلومینیوم دارای مقاومت عالی در برابر آب و محافظت در برابر خوردگی هستند، اما نقطه ریزش پایین و پایداری حرارتی ضعیفی دارند. آنها برای کاربردهایی که آلودگی آب مشکلساز است، مانند تجهیزات دریایی و ماشینآلات پردازش مواد غذایی مناسب هستند.
- گریسهای مبتنی بر سدیم نقطه ریزش بالا و پایداری حرارتی خوبی دارند، اما مقاومت در برابر آب و پایداری اکسیداسیون ضعیفی دارند. بنابراین برای کاربردهایی که در آن دماهای بالا مطرح است، مانند بلبرینگ چرخها و موتورهای الکتریکی مناسب هستند.
- گریسهای کلسیم در برابر آب مقاوم هستند و پایداری مکانیکی خوبی دارند، اما نقطه ریزش پایین و پایداری حرارتی ضعیف سبب میشود برای کاربردهایی با دماهای پایین و بارهای متوسط مناسب باشند (مانند روغنکاری شاسی و ماشینآلات همه منظوره).
انواع گریسها با پایه غیر صابونی
گریسهای بدون صابون نوعی گریس هستند که از غلیظکنندههایی غیر از صابونهای فلزی استفاده میکنند. همانطور که عنوان کردیم صابون های فلزی از واکنش یک نمک فلز و یک اسید چرب تشکیل میشوند و رایجترین غلیظکنندههای گریس هستند. با این حال، آنها دارای محدودیتهایی مانند مقاومت در برابر دمای پایین، سازگاری ضعیف با سایر گریسها و هزینه تولید بالا هستند.
گریسهای غیرصابونی از غلیظکنندههایی مانند پلی اوره، خاک رس، سیلیکاژل، سولفونات کلسیم یا ترکیبات معدنی تولید میشود. این غلیظکنندهها دارای مزایایی نسبت به گریسهای صابونی هستند، مانند مقاومت در برابر دمای بالاتر، عمر طولانی تر و سازگاری بهتر با سایر گریسها. با این حال، مقاومت کمتر در برابر آب، پایداری برشی کمتر و هزینه بالاتر از محدودیتهای عمده این گریسها است.
در ادامه به مرور برخی از متداولترین گریسهای غیر صابونی میپردازیم:
- گریس پلی اوره نوعی گریس است که از پلی اوره به عنوان ماده غلیظکننده استفاده میکند. پلی اوره یک پلیمر مصنوعی است که از واکنش یک ایزوسیانات و یک آمین تشکیل میشود. این نوع گریسها میتوانند تا دمای 270 درجه سانتیگراد را تحمل کنند که نسبت به اکثر گریسها دمای بالا محسوب میشود، بنابراین برای استفاده در مواردی مانند موتورهای الکتریکی، یاتاقان چرخها و پمپها مناسب هستند. گریس پلی اوره اکسیداسیون و پایداری حرارتی عالی دارد، به این معنی که در طول زمان به راحتی تجزیه نشده و روغن و غلیظکننده از هم جدا نمیشود. این ویژگی باعث میشود که برای کاربردهایی مانند یاتاقانهای آببندی شده و اتصالات با سرعت ثابت گزینهای عالی باشند.
- گریس خاک رس (Clay grease) از خاک رس به عنوان ماده غلیظکننده استفاده میکند. خاک رس یک ماده معدنی است که معمولا از بنتونیت، هکتوریت یا مونت موریلونیت ساخته میشود. گریس رسی نقطه ریزش ندارد، به عبارتی در دماهای بالا ذوب یا مایع نخواهد شد. این ویژگی باعث میشود که گریس رسی برای کاربردهایی که در آن دمای بالا وجود دارد، مانند کورهها و اجاقها مناسب باشد. همچنین دارای چسبندگی و استحکام فیلم خوبی است که باعث کاهش اصطکاک و سایش در قسمتهای روغنکاری شده میشود. بنابراین میتوان آن را در مواردی که بارهای سنگین و ضربهای وجود دارد، مانند چرخدندههای باز و زنجیر استفاده کرد. همچنین گریس رسی با انواع دیگر گریسها، به ویژه آنهایی که بر پایه روغنهای مصنوعی (مانند پلی آلفائولفین (PAO) یا استر ) هستند، سازگار است. با این حال محدودیتهایی نیز وجود دارد. گریس رسی آب را به راحتی جذب میکند که در روانکاری اختلال ایجاد کرده و باعث خوردگی و زنگزدگی در قسمتهای روغنکاری شده میشود. همچنین این گریسها ویسکوزیته بالایی دارند، به این معنی که برای عبور از لولهها و اتصالات به فشار بیشتری نیاز دارد. بنابراین در مواردی که نیاز به توزیع روان وجود دارد، برای مثال در آب و هوای سرد، انتخاب این گریسها چندان عاقلانه نیست.
- گریس سیلیکاژل نوعی گریس است که از ژل سیلیکا به عنوان عامل غلیظکننده استفاده میکند. سیلیکاژل شکل متخلخل دی اکسید سیلیکون است که ظرفیت جذب و سطح بالایی دارد. این گریسها می توانند تا دمای 500 درجه سانتیگراد را تحمل کنند که نسبتا دمای بالایی محسوب میشود. از این گریس در صنایعی مانند صنایع هوافضا و هستهای استفاده میکنند. گریس سیلیکاژل با اکسیژن یا سایر عوامل اکسیدکننده واکنش نشان نمیدهد، به این معنی که در طول زمان به راحتی تجزیه نمیشود. اما محدودیتهایی مانند قابلیت پمپاژ ضعیف و جذب آب نیز در مورد این گریسها مطرح است.
- گریس سولفونات کلسیم نوعی گریس است که از سولفونات کلسیم به عنوان ماده غلیظکننده استفاده میکند. سولفونات کلسیم یک مهارکننده زنگ است که معمولاً در روانکنندهها کاربرد دارد. گریس سولفونات کلسیم میتواند در برابر آب و رطوبت بدون از دست دادن خاصیت روانکاری خود مقاومت کند. همچنین با ایجاد یک لایه محافظ روی سطح فلز از خوردگی و زنگزدگی جلوگیری میکند. بنابراین در مواردی که آلودگی آب مشکلساز است، مانند تجهیزات دریایی و ماشینآلات پردازش مواد غذایی، انتخاب بسیار خوبی است. گریس سولفونات کلسیم بر خلاف گریسهای صابونی که نقطه ریزش مشخصی دارند، هنگام قرار گرفتن در معرض آب یا دمای بالا نرم یا مایع نمیشود. این بدان معنی است که میتواند قوام و ویسکوزیته خود را در شرایط مختلف حفظ کند. گریس سولفونات کلسیم قادر است در برابر بارهای زیاد و ضربه ای بدون شکستگی یا از دست دادن روانکاری خود مقاومت کند. همچنین دارای خواص ضد سایش و ضد اصطکاک خوبی است که باعث کاهش سایش و پارگی در قسمتهای روغنکاری شده میشود. بنابراین برای کاربردهایی که فشار و سرعت بالا در آن مطرح است (مانند یاتاقانها و چرخ دندهها) گزینهای مناسب است. با این حال این گریسها قابلیت پمپاژ ضعیفی دارند. همچنین فرایند تولید آنها گرانتر و سختتر است . بنابراین، در برخی موارد ممکن است انتخاب مقرون به صرفهای نباشد.
انواع گریسها بر اساس روغن پایه
گریسها را میتوان بر اساس نوع تولید روغن پایه نیز طبقهبندی کرد. روغن پایه میزان سازگاری، پایداری و محدوده دمای عملیاتی گریس را تعیین میکند. تولید روغن پایه میتواند به صورت معدنی، سنتتیک یا زیستتخریبپذیر باشد:
- روغنهای معدنی از نفت به دست میآیند و به طور گسترده برای کاربردهای عمومی استفاده میشوند. این ترکیبات روانکاری خوبی دارند و فرایند تولید آنها معمولا کم هزینهتر است. با این حال محدودیتهایی مانند پایداری ضعیف در برابر اکسیداسیون، شاخص ویسکوزیته کم و بازه دمای عملیاتی محدود نیز در مورد آنها مطرح است. در مواردی که شرایط عملیاتی چندان شدید نیست گریسهایی فرموله شده با روغن پایه معدنی میتواند انتخاب مناسبی باشد.
- روغنهای سنتتیک بهطور مصنوعی از ترکیبات شیمیایی ساخته میشوند و در شرایط عملیاتی شدید مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، سرعتهای بالا یا بارهای سنگین عملکرد عالی دارند. پایداری بالا در برابر اکسیداسیون، شاخص ویسکوزیته بالا و محدوده دمای عملیاتی گسترده از ویژگیهایی مطلوب گریسهایی است که بر پایه روغنهای سنتتیک ساخته میشوند. با این حال هزینه بالا، سازگاری کم با سایر روغنها یا آببندیها و خطرات بالقوه محیطی یا بهداشتی از محدودیتهای این محصولات است.
- روغنهای زیستتخریبپذیر از منابع طبیعی مانند چربی های گیاهی یا حیوانی به دست میآیند که سازگار با محیطزیست و غیر سمی هستند. آنها روان کنندگی خوب، سمیت کم و زیست تخریب پذیری بالایی دارند. روغنهای زیست تخریبپذیر در مواردی که تماس با آب یا خاک یا خطر نشت یا ریزش به دنبال دارد، گزینهای مناسب محسوب میشود.
برای اطلاعات بیشتر در این مورد میتوانید به "انتخاب روانکارها منطبق با محیطزیست" مراجعه کنید.
آیا میدانستید در حین کار جنگلداری با استفاده از اره برقی، هفت میلیون لیتر روغن معدنی وارد خاک میشود؟ این تنها یک آمار کوچک از موارد بسیاری است که روزانه گزارش میشود. روانکنندههای غیر سازگار با محیطزیست، به ویژه آنهایی که از نفت خام به دست میآیند به محیط زیست آسیب میرسانند.
انواع گریسها بر اساس کاربرد
گریسها را میتوان بر اساس کاربردشان طبقهبندی کرد تا متناسب با انواع تجهیزات و محیطها عملکرد مناسبی داشته باشند. در اینجا یک طبقهبندی کلی از گریسها بر اساس کاربرد آورده شده است:
- گریسهای خودرو:
- گریس شاسی: برای روانکاری اجزای شاسی مانند سیستمهای تعلیق، اتصالات فرمان و مفاصل توپ استفاده میشود.
- گریس یاتاقان چرخ: برای روانکاری یاتاقانهای چرخ جهت تحمل بارها و دماهای بالا طراحی شده است.
- گریس مفصل یونیورسال: برای روانکاری مفاصل یونیورسال در خطوط محرکه و شفت پروانه استفاده میشود.
- گریس مفصل CV: به طور خاص برای اتصالات با سرعت ثابت (Constant Velocity) که در خودروهای دیفرانسیل جلو یافت میشود، فرموله شده است.
- گریسهای تعمیر و نگهداری خودرو:
- گریس کالیپر ترمز: برای روانکاری اجزای ترمز جهت جلوگیری از صدا و افزایش عملکرد طراحی شده است.
- گریس رزوه و آنتی سیز (ضد گریپاژ): برای جلوگیری از داغ شدن و گرفتگی اجزای رزوهدار مانند پیچ و مهره و شمع استفاده میشود.
- گریسهای صنعتی:
- گریس همه منظوره: مناسب برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی است که در آن نیاز خاصی برای عملکرد در شرایط شدید وجود ندارد.
- گریس مقاوم در دمای بالا: مقاوم در برابر درجه حرارت بالا، اغلب در سیستمهای نقاله کوره، کورهها و ماشینآلات با دمای بالا استفاده میشود.
- گریس مقاوم در دمای پایین: برای کاربرد در محیطهای سرد مانند سیستمهای تبرید و تاسیسات سردخانه طراحی شده است.
- گریس مقاوم در فشار شدید (EP): در گیربکسها، تجهیزات با بارهای سنگین و کاربردهایی با شرایط فشار شدید استفاده میشود.
- گریس دندهباز: این محصولات برای چرخدندههای باز که اغلب در تجهیزات معدن و ساختمان کاربرد دارد استفاده میشود.
- گریس غذایی: برای استفاده در تجهیزات پردازش و بستهبندی مواد غذایی که در آنها رعایت مقررات بهداشتی و ایمنی سختگیرانه مطرح است، انتخاب ایمن به شمار میآید.
- گریس موتور الکتریکی: برای روانکاری یاتاقانهای موتور الکتریکی جهت به حداقل رساندن تداخل الکتریکی و ایجاد عمر طولانیتر طراحی شده است.
- گریس راه آهن: برای کاربردهای ریلی، از جمله روغنکاری فلنج چرخ (یا بیرونبند، نوعی از قطعات فولادی دیسکمانند است که وظیفه آن برقراری اتصال بین لولهها یا ریلها است)، سوئیچهای مسیر و منحنیهای ریلی استفاده میشود.
- گریسهای متداول در صنایع خاص
- گریس دریایی: مناسب برای محیطهای دریایی که مقاومت در برابر آب شور و سایر عوامل خورنده در آن مطرح است.
- گریسهای هوافضا و هوانوردی: محصولاتی که برای رفع نیازهای خاص هوانوردی، از جمله روانکاری ارابه فرود، لولاها و سطوح کنترلی فرموله شده است.
- گریسهای معدن و ساختمان: به طور خاص برای ماشینآلات و تجهیزات سنگین مورد استفاده در معدن، ساخت و ساز و عملیات خاکبرداری فرموله شده است (Heavy-Duty Grease).
- گریسهای صنعت نساجی: برای روانکاری ماشینآلات ریسندگی و بافندگی در صنعت نساجی استفاده میشود.
- گریس ماشین کاغذ: برای روانکاری اجزای ماشین کاغذ، مانند یاتاقانها و رولهای خشککن طراحی شده است.
- گریس تجهیزات پزشکی: محصولاتی ایمن برای استفاده در دستگاهها و تجهیزات پزشکی است که اغلب نیاز به عدم واکنش با مایعات پزشکی دارند.
نتیجهگیری
همانطور که دیدیم گریسها را میتوان بر اساس ویژگیهای مختلف طبقهبندی کرد. در این مقاله سعی کردیم توضیح دهیم بر اساس ترکیبات سازنده و کاربرد چگونه میتوان این فراوردههای ارزشمند را در دستههای مشخص جای داد. شما میتوانید با توجه به شرایط عملیاتی مورد نظر و تجهیزاتی که دارید گریس خود را بر اساس کاربرد یا ترکیبات سازنده انتخاب کنید.
منابع
Wikipedia contributors. “Grease (lubricant).” Wikipedia, The Free Encyclopedia. Wikipedia, The Free Encyclopedia, 18 Aug. 2021.
How to identify different types of grease. (2012, August 29). Machinery Lubrication. https://www.machinerylubrication.com/Read/29062/different-grease-types.
Hilgendorf, D. (2023, January 19). A Closer Look at Grease. AMSOIL Blog. https://blog.amsoil.com/a-closer-look-at-grease/.
Vcom. (n.d.). Grease 101: Different grease types and when to use them – ValvolineTM Global Europe – EN. https://www.valvolineglobal.com/en-eur/grease-101-different-grease-types-and-when-to-use-them/.
SKF. (n.d.). https://www.skf.com/group/products/lubrication-management/lubricants/Understanding-technical-data-of-greases.
Wikipedia contributors. (2023). Silicone grease. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Silicone_grease.
Lubrication Engineers. (2023, February 7). Industrial Greases – Lubrication engineers. https://www.lelubricants.com/lubricants/industrial-greases/.
Efficient Plant Magazine. (2009). Grease basics. Efficient Plant. https://www.efficientplantmag.com/2009/07/grease-basics/.
سوالات متداول
متداولترین شیوه تقسیمبندی بر اساس پایه صابونی و غیرصابونی است که استفاده از گریسهای پایه صابونی بیشتر رایج است.
گریدهای NLGI برای بیان سطح قوام هر گریس استفاده میشود. بنابراین، گریس NLGI گرید 000 کاملا روان است، گریس NLGI درجه 0 بسیار نرم، گریس NLGI 1 نرم، گریس NLGI 2 نرمال و در نهایت گریس NLGI 6 به عنوان بسیار سفت تعریف میشود.
