روانکنندهها برای کاربردهای خاص فرموله و اغلب برای کاربردهای عمومی استفاده می‌شوند. در یک مرکز پردازش، ممکن است ده‌ها نوع تجهیزات و سازنده تجهیزات وجود داشته باشد و هر نوع تجهیزات ممکن است به روانکنندههای خاصی نیاز داشته باشد. اپراتورها و مکانیک‌ها مسئول مراحل مختلف روانکاری ماشینآلات هستند، اما مسئولیت اصلی آنها حفظ واحدهای پردازش در جریان است. درک روانکارها معمولاً یک اولویت ثانویه برای اپراتورها و مکانیک‌ها است. بنابراین، اجتناب از سردرگمی از طریق یکپارچهسازی روانکننده، کلیدی برای جلوگیری از کاربرد نادرست و پرهزینه است. در این مقاله به اهمیت چگونگی و چرایی انتخاب و یکپارچهسازی روانکار برای ماشینآلات دوار خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.
چرا روانکنندهها را یکپارچه کنیم؟
- کارایی هزینه: با یکپارچهسازی روانکارها، تسهیلات می‌توانند هزینههای موجودی را کاهش داده و از ذخیره غیر ضروری روغن و گریس‌های مختلف جلوگیری کنند.
- به حداقل رساندن کاربرد نادرست: روان‌کنند کمتر به معنای احتمال کمتر آلودگی متقابل و استفاده نادرست است که میتواند منجر به خرابی‌های پرهزینه شود.
- تعمیر و نگهداری ساده: ساده کردن انتخاب روانکار، روند تعمیر و نگهداری را ساده می‌کند و پیچیدگی را برای اپراتورها و مکانیک‌ها کاهش می‌دهد.
تجهیزات دوار مشترک
تجهیزات دوار متداول در مراکزی مانند تاسیسات فرآوری پتروشیمی شامل توربین‌های بخار، کمپرسورهای گاز گریز از مرکز، پمپ‌های شارژ با جابجایی مثبت، پمپ‌های گریز از مرکز، کمپرسورهای گازی رفت و برگشتی، کمپرسورهای هوای چرخشی، موتورهای الکتریکی، میکسرهای مخزن و غیره است. ممکن است هر کدام به روانکننده متفاوتی نیاز داشته باشد. با بررسی دقیق، روانکنندههای قابل قبول و رایج را میتوان برای انواع مختلف تجهیزات شناسایی کرد.
اجزای روغن‌کاری شده
اگر به داخل تجهیزات دوار نگاه کنید، متوجه می‌شوید که بلبرینگ‌های غلتشی، یاتاقان‌های آستین، چرخ‌دنده‌ها، اسلایدها، سیلندرها، مهر و موم‌های مکانیکی، ترانسفورماتورها و سیستم‌های انتقال حرارت را روانکاری و یا خنک‌سازی می‌کنید. هر جز روغن‌کاری شده به صورت جداگانه ممکن است با نوع متفاوتی از روغن یا گریس محافظت شود. برای سهولت استفاده و کاهش آلودگی متقابل روانکار و استفاده نادرست، تعداد روغن‌ها و گریس‌ها باید بدون از بین بردن حفاظت به حداقل برسد. در حالت ایده‌آل، شما می‌خواهید یک روغن برای هر نوع، مانند گیربکس‌های شفت موازی، گیربکس‌های زاویه راست و سیلندرهای بخار، یاتاقان‌های عناصر غلتشی، یاتاقان‌های آستینی، مهر و موم مکانیکی، ترانسفورماتورها، سیستم‌های انتقال حرارت و سیستم‌های هیدرولیک به کار برید.
مقاله "هر آنچه که باید در مورد انواع کمپرسورهای هوا بدانید" اطلاعات پایه را در مورد روانکاری کمپرسور هوا ارائه می‌دهد.
در این مقاله به تعریف انواع کمپرسورهای هوا، بررسی نیاز این دستگاه‌ها به روانکاری همچنین معرفی بهترین روانکارهای ایرانی که در انواع کمپرسورهای هوا میتوان به کار برد خواهیم پرداخت.
مقاله "اصول کمپرسور رفت و برگشتی" شما را در درک مبانی کارکرد این کمپرسورها یاری می‌کند.
سیلندرهای تراکمی از جمله اجزای حیاتی هستند که به عنوان یک محفظه عمل می‌کنند که در آن گاز در داخل کمپرسور رفت و برگشتی تحت فشار قرار می‌گیرد.
مقاله "مدیریت ویسکوزیته روانکننده برای حفظ سلامت کمپرسور" بر اهمیت ویسکوزیته در کارکرد کمپرسور اشاره می‌کند.
واضح است که مدیریت ویسکوزیته روانکار برای حفظ سلامت کمپرسور حیاتی است پالایشگاه‌ها دریافته‌اند که نظارت بر زمان واقعی دما برای نظارت بر ویسکوزیته روانکار ناکافی است.
مقاله "نکاتی برای نمونه‌گیری روغن از کمپرسورها" فرمولی کاربردی در تعیین محل نمونه‌برداری ارائه می‌دهد.
اگر بتوانید قبل از تخلیه روغن به مخزن، زانویی را در خط برگشت اصلی پیدا کنید، این نکته میتواند به عنوان یک مکان نمونه‌برداری اولیه عالی عمل کند، زیرا تصویری از کل سیستم ارائه می‌دهد.
روانکاری بلبرینگ
جزء اولیه و گاهی تنها روغن‌کاری شده در توربین‌های بخار، کمپرسورهای گاز گریز از مرکز، کمپرسورهای گاز محوری و پمپ‌های گریز از مرکز یاتاقان‌های غلتشی یا یاتاقان‌های آستینی هستند. این بلبرینگ‌ها روی شفت نصب می‌شوند و ممکن است روانکننده را برای مدت زمان کوتاهی در معرض دمای بالا تا 350 درجه فارنهایت قرار دهند. بلبرینگ‌های المان غلتشی و آستین بر اساس مفاهیم هیدرودینامیکی و الاستو هیدرودینامیک روانکاری می‌شوند. در هر دو مورد، روانکننده دارای ویسکوزیته نسبتا کم است که با بازدارنده‌های زنگ زدگی و اکسیداسیون (R&O)، افزودنی‌های ضد کف و دمولسیفایرها فرموله شده است. افزودنی‌های ضد‌سایش در این مورد لازم نیست.
بسته به تنوع سرعت شفت، میتوان تصور کرد که از یک روغن توربین/ R&O برای روانکاری این یاتاقان‌ها استفاده کرد. اگرچه روغن مورد نیاز یکی از اساسی‌ترین روانکنندههای ارائه شده است، انتخاب مناسب آن مهم است. در صنعت پتروشیمی، محیط اغلب دارای دمای بالا با احتمال آلودگی آب است. بنابراین، باید از یک روغن توربین/R&O با کیفیت بالا استفاده شود تا بتواند در برابر اکسیداسیون و تشکیل لجن مقاومت کند.
در مورد توربین‌های بخار، میعانات ممکن است از طریق مهر و موم ها عبور کند و به روانکننده در یاتاقان‌ها وارد شود. در برخی از سیستم‌ها از روغن بلبرینگ برای کارکرد سیستم‌های کنترل نیز استفاده می‌شود. بنابراین، ویژگی‌های عملکرد اولیه روغن توربین/R&O انتخابی باید شامل مقاومت در برابر زنگ‌زدگی اجزا، مقاومت در برابر اکسیداسیون و قابلیت تخلیه آب باشد.
بلبرینگ پمپ/روغن مه‌پاش
یاتاقان‌های محور پمپ گریز از مرکز معمولاً با روغن‌های R&O با درجه ویسکوزیته ISO (VG) 32، 46 یا 68 روانکاری می‌شوند. سیستم‌های روانکاری مه‌روغن (Oil-mist lubricating systems) اغلب برای توزیع روانکننده به یاتاقان‌های پمپ گریز از مرکز استفاده می‌شود. به دلیل سوراخ‌های کوچک و تغییرات فاز حالت مایع، سیال مبتنی بر دی‌استر برای استفاده در سیستم روغن‌کاری مه‌روغن ایده‌آل است. این نوع سیال را میتوان با یک درجه ویسکوزیته ISO VG 46 یا 68 ادغام کرد.
روغن‌کاری گیربکس
دو پیکربندی کلی گیربکس وجود دارد: شفت موازی و زاویه راست. گیربکس‌های شفت موازی را میتوان با چرخ‌دنده‌های خار، اریب، مخروطی مارپیچ، مارپیچ، دو مارپیچ و/یا چرخ‌دنده‌های شاه‌ماهی پیکربندی کرد. آنها را میتوان به طور کلی فقط با یک نوع مایع روانکاری کرد که دارای استاندارد ISO VG 220 است. گیربکس‌های زاویه راست صنعتی را میتوان با چرخ‌دنده‌های کرمی و/یا هیپووئیدی پیکربندی کرد و معمولاً میتوان آنها را با روانکار چرخ‌دنده کرم IS0 VG 460 یا روانکننده مصنوعی روانکاری کرد.
از آنجایی که گیربکس‌های زاویه راست ممکن است دارای دنده‌های برنجی و/یا فولادی باشند، ایده خوبی است که به طور پیش‌فرض از روغن‌دنده مصنوعی استفاده کنید، زیرا اکثر سیالات دنده فشار شدید بر پایه مواد معدنی (EP) نسبت به فلزات نرم تهاجمی هستند. اکثر گیربکس‌های مخزن میکسر نیاز به روغن‌کاری با سیال دنده غیر EP ISO 150 تا 220 دارند. میتوان از یک سیال R&O مبتنی بر مواد معدنی معمولی یا یک پلی آلفائولفین مصنوعی غیر EP) PAO) استفاده کرد.
کمپرسورهای رفت و برگشتی
کمپرسورهای گاز رفت و برگشتی با دو سیستم روانکاری مجزا تولید می‌شوند: یکی برای روغن‌کاری میل‌لنگ و دیگری برای روانکاری سیلندر. یک مایع ISO VG 150 یا 220 R&O معمولاً برای میل‌لنگ مورد نیاز است. رژیم روانکاری در یک میل‌لنگ کمپرسور گاز رفت و برگشتی در درجه اول هیدرودینامیکی است.
روانکننده سیلندر در یک کمپرسور گاز رفت و برگشتی معمولاً به سیالاتی با ویسکوزیته سنگین از ISO 150 تا ISO 320 متکی است تا از سایش لغزشی بین رینگ‌های پیستون، اسلایدها و دیواره سیلندر محافظت کند. سطح افزودنی در روانکننده سیلندر به دو دلیل باید در حداقل سطح باشد. تجمع خاکستر در دریچه‌های صفحه باید در حداقل مقدار حفظ شود تا عملکرد مناسب (آب‌بندی و حرکت) صفحات شیر فراهم شود. دلیل دیگر سطوح پایین افزودنی، محافظت از کاتالیزورها در واحدهای پردازش پایین دست در برابر رسوب‌گیری حاصل از مواد افزودنی در روانکننده سیلندر کمپرسور است. الزامات ویسکوزیته برای روانکننده سیلندر نسبتاً بالا است زیرا رژیم روغن‌کاری در سیلندر ترکیبی از مرزی و هیدرودینامیکی است.
مشخصات گریس
تاسیسات فرآوری پتروشیمی بیشتر در معرض شرایط محیطی قرار دارند. اجزای روغن‌کاری شده‌ای که معمولا در محفظه قرار دارند نیز همچنان در معرض نوسانات شدید دما و آلودگی مایع یا آب هستند. یک صابون کمپلکس مانند کمپلکس لیتیوم، کمپلکس آلومینیوم یا کمپلکس سولفونات کلسیم باید در شرایط مرطوب و گرم سرویس در فضای باز استفاده شود. محبوب‌ترین ویسکوزیته و نوع روغن پایه گریس برای روانکاری بلبرینگ، روغن معدنی ISO VG 220 و رایج‌ترین سفتی گریس NLGI #2 است.
سیستم‌های هیدرولیک
سیستم‌های قدرت هیدرولیک در صنعت پتروشیمی به اندازه صنایعی مانند صنایع تولید مواد غذایی رایج نیستند. سیالات هیدرولیک معمولی به عنوان مایعات ضد سایش (AW) نامیده می‌شوند و برای محافظت از پمپ‌ها، شیرها و سیلندرهای هیدرولیک در شرایط بار بالا فرموله می‌شوند.
سیستم‌های کنترل در تاسیسات پتروشیمی ممکن است شامل اجزای کنترل جهت هیدرولیک باشد. اینها نباید تحت سرویس حمل بار قرار گیرند. تحت این شرایط میتوان از روغن گردشی R&O استفاده کرد. برای بلند کردن و یا کنترل هیدرولیک، سیال ISO VG 32 یا 46 مورد نیاز است. بنابراین، تثبیت به یک سیال هیدرولیک AW ممکن است ضروری نباشد و به جای آن میتوان از روغن توربین/R&O استفاده کرد.
روغن‌کاری یاتاقان‌های الکتریکی-موتور
یاتاقان‌های غلتشی در موتورهای الکتریکی برای پشتیبانی از چرخش متعادل شفت، روتور و فن استفاده می‌شوند. بسیاری از یاتاقان‌های موتور الکتریکی بزرگ روغن‌کاری می شوند. سیال مورد نیاز برای این یاتاقان‌های عنصر نورد، روغن R&O بدون خاکستر (غیر شوینده و غیر روی) ISO VG 32 یا 46 است.
به طور کلی تثبیت به ویسکوزیته بالاتر ایمن‌تر است. بیشتر بلبرینگ‌های موتور الکتریکی با گریس روانکاری می‌شوند. در صنعت فرآوری پتروشیمی فقط یک گریس بلبرینگ موتور الکتریکی لازم است. بهترین نوع گریس با ارزش و پایدار برای روانکاری یاتاقان‌های الکتریکی، نوعی گریس ضخیم شده با پلی‌اوره بر پایه دی‌اوره است.
کلام آخر
ادغام تکنیک‌های روانکاری در ماشین‌های دوار نشان‌دهنده یک توسعه محوری در پیگیری کارایی عملیاتی و طول عمر ماشینآلات است. مهندسان با ادغام روش‌های روانکاری پیشرفته – از هیدرودینامیک گرفته تا روانکنندههای مصنوعی و سیستم‌های روانکاری دقیق – اصطکاک و سایش را در اجزای حیاتی مانند یاتاقان‌ها، چرخ‌دنده‌ها و آب‌بندها کاهش داده‌اند. این رویکرد نه تنها عملکرد و قابلیت اطمینان تجهیزات دوار را افزایش می‌دهد، بلکه به صرفه‌جویی در انرژی و کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری کمک می‌کند. نوآوری در فن‌آوری روانکاری امکان مدیریت روانکننده، تضمین عملکرد بهینه ماشینآلات و افزایش چرخه عمر دارایی‌های دوّار را فراهم می‌آورد.
منبع
Hayes, F.J. (2019) The how and why of lubricant selection and consolidation for rotating machinery. https://www.machinerylubrication.com/Read/31578/lubricant-selection-consolidation.
سوالات متداول
انتخاب روانکار بسیار مهم است زیرا مستقیماً بر راندمان، طول عمر و قابلیت اطمینان ماشینآلات تأثیر میگذارد. روانکننده مناسب سایش و اصطکاک را به حداقل می‌رساند، از خوردگی جلوگیری می‌کند و دارای خواص مناسب (ویسکوزیته، مواد افزودنی) برای محافظت از ماشینآلات در شرایط عملیاتی خاص است.
عوامل متعددی باید در نظر گرفته شود، از جمله:
- نوع ماشینآلات: ماشینآلات مختلف نیازهای روانکاری متفاوتی دارند.
- شرایط عملیاتی: دما، سرعت، بار و محیط (به عنوان مثال، وجود گرد و غبار، رطوبت) بر انتخاب روانکار تأثیر میگذارد.
- خواص روانکننده: ویسکوزیته، مواد افزودنی، نوع روغن پایه (معدنی، مصنوعی، زیستتخریبپذیر) و سازگاری با مواد ماشینآلات و مهر و موم.
- توصیههای سازنده: همیشه دستورالعملهای سازنده تجهیزات را در نظر بگیرید.
یکپارچه سازی روان کننده میتواند به موارد زیر کمک کند:
- کاهش هزینههای موجودی و پیچیدگی.
- خطر استفاده از روانکننده نامناسب را به حداقل می‌رساند.
- آموزش و رویهها را برای کارکنان تعمیر و نگهداری ساده می‌کند.
- قدرت خرید عمده را افزایش می‌دهد.
فرکانس به عوامل زیر بستگی دارد:
- نوع ماشین و شدت استفاده
- محیط عملیاتی
- نوع و کیفیت روانکننده.
- توصیههای سازنده
نظارت و تجزیه و تحلیل منظم وضعیت روانکننده (به عنوان مثال، ویسکوزیته، آلودگی) نیز میتواند فاصله تغییر بهینه را هدایت کند.
در حالی که یکپارچهسازی روانکنندهها مفید است، توجه به این نکته مهم است که همه ماشینآلات نمیتوانند از روانکننده یکسان استفاده کنند. عواملی مانند دمای کار، سرعت و الزامات خاص سازنده به این معنی است که برخی از ماشینها به روانکنندههای تخصصی نیاز دارند. همیشه نیاز ماشینآلات را اولویتبندی کنید و در صورت شک با تامینکنندگان یا سازندگان روانکار مشورت کنید.
