روان کننده ها به موادی گفته می شود که به منظور کاهش اصطکاک و خوردگی قطعات و همچنین جلوگیری از فرسودگی قطعات فلزی متحرکی که با یکدیگر در تماس هستند به کار برده می شوند. این کار با ایجاد سطح نازکی از ماده روان کننده بین قطعات، انجام می شود و در این موضوع است که گرانروی روان کننده مطرح می شود. هر روغن روان کننده از یک ماده پایه (Base) که به آن مواد مختلف افزودنی (Additives) جهت کاربردهای مورد نیاز ، اضافه شده اند تشکیل شده است. این پایه می تواند معدنی که منشا نفتی دارند و یا سنتزی مانند پلی اولفینها، پلی استرها، پلی الکیلن گلیکولها باشد. پایه های معدنی به طور معمول فرآورده های تقطیر خلا و باقیمانده های آسفالت گیری شده می باشند که در عملیات استخراج با حلال، موم گیری و تصفیه قرار گرفته اند.
مزایای روان کننده ها
این مواد جهت اطمینان از حرکت صحیح و درست اجزا و قطعات یک دستگاه به کار برده می شوند. نقش اصلی و مهم این مواد صنعتی کاهش میزان اصطکاک از سطوح ماشین آلات و دوام و افزایش طول عمر آنها می باشد. همانطور که می دانید اصطکاک باعث تولید گرما می شود به همین علت روان کننده ها باعث انتقال گرما از سطح ماشین آلات و خنک سازی آنها نیز می شوند. به همین خاطر این دسته از مواد سیال های انتقال حرارت نیز نامیده می شود. در برخی از موارد این مواد مقاومت الکتریکی را نیز کاهش می دهند.
هم چنین این مواد باعث می شوند ماشین آلات در طول مدت استفاده، دچار خوردگی و زنگ زدگی نشوند. روان کننده، روغن و گریس های صنعتی می توانند از مواد ارگانیک یا آلی و یا سنتزی تشکیل شده باشند. اکثر روانکار های ارگانیک از طریق پالایش پتروشیمیایی حاصل می شوند، این درحالی است که انواع سنتزی از مواد شیمیایی طی چندین مرحله واکنش و در حضور برخی مواد افزودنی تولید می شوند. غالبا این مواد به سه صورت مایع ، نیمه مایع و جامد عرضه می شوند. از انواع روانکارهای مایع می توان از روغن موتورها ، روغن های توربین و واسکازین ها نام برد.
به روان کننده های نیمه مایع گریس نیز گفته می شوند. یکی از روانکار هایی که حالت جامد دارد گرافیت می باشد که حالت پودری آن برای روان کنندگی بین اجزای متحرک ماشین آلات به کار برده می شود بیشتر آنها حاوی روان نمونه های سنتزی، امولسیون های آب-روغن و روغن های نفتی می باشند . این مواد در صنایع هوا فضا ،خودرو نظامی و دریایی به کار برده می شوند.
رایج ترین روغن ها و گریس های صنعتی در لیست زیر آورده شده است :
- روغن موتور
- روغن سیلیکون
- گریس
- توربین
- روغن مارین
- سیالات فلز کاری و برشی
- سیالات سنگ زنی
- روغن موتور های گاز سوز و روغن ترمز
- روغن های هیدرولیک
- و …
اصلی ترین و پرکاربردترین استفاده روان کننده های صنعتی به عنوان روغن موتور می باشد که در صنعت خودرو و موتور های داخلی احتراق مصرف شده و راندمان و طول عمر بیشتری را برای آنها به همراه دارد و از این رو استفاده ازاین مواد از لحاظ اقتصادی نیز به صرفه می باشد.
یکی از ویژگی های مهم این مواد پایداری حرارتی آن ها است در واقع عدم شکست و از بین رفتن آن ها در دماهای بالا یکی از عوامل موثر در انتخاب آنها است.
روغن های صنعتی چیست ؟!
روغن های صنعتی طیف گسترده ای از روغن ها می باشد که مصارف صنعتی متفاوتی دارند . دسته بندی روغن های صنعتی یه لحاظ کاربرد به این صورت می باشد که می توانیم آنها را در دسته بندی های روغن های روانکار ، روغن های انتقال قدرت ، روغن های خنک کننده و روغن های فرآیندی دسته بندی کنیـــم که در ادامه به توضیح هر یک از این موارد خواهیم پرداخت .
منشا ساخت روغـن های صـنـعتـی به دو زیر شاخه کلی دسته بندی می شوند ، قسمت اول روغـن های صـنـعتـی با پایه نفتی و روغـن های صـنـعتـی با غیر نفتی یا مصنوعی دسته بندی می شوند . روغن های صنعتی با پایه ی نفتی ، روغن مینرال و روغن با پایه غیر نفتی ، روغن سنتیک نام برده می شود .
تاريخچه روغن های صنعتی
تا قبل از سال ۱۸۵۶میلادی روغن مورد نياز برای مصارف مختلف نظیر روانكاری چرخ گاری ها و ارابه ها ، روغن فرآوری چرم و …. از منابع روغـن هـای حيـوانی مانند روغن نهنگ ، گاو ، خوک و… و همچنين روغن هاي گياهـــی تهیه می شد و نامی به عنوان روغن های صنعتی وجود نداشت ، اما به علت مقاومت پایین ان ها و تجزيه و فاسدشدن سریعشان و محدودبودن استفـــاد، به مرور زمان و با پیشرفت صنعت ، نیاز به مواد جدید و کاربردی تر بیشتر احساس می شد تا بتوانند اصطكاک بين سطوح متحرك را كاهش دهند.
پـس ازکشف نفت و پيشرفت و رشد سريع این صنعت در سال ١٨٨٣میلادی و بهبود فرايندهای تقطير و تصفيه نفت خام، روغن های با پایه نفت توليد شده و جايگزين روغن های چرب گرديد و امكان استفاده از روغن های صنعتی در مصارف مختلف فراهم شد . روغن های نفتــــی خيلي زود توانستند برتری خود را نسبت به انواع ديگر روغـن ثابـت نمایند و در نتيجـه اسـتفاده از روغن های حيوانی، نباتی ، ماهی و…. براي روغنكاری به مرور زمان از بین رفت.
پیشرفت تکنولوژی ساخت فراوری روغن
همزمان با پيشرفت صنايع نیاز به روغن های باكيفيت بیشتر افزایش یافت. اوایل سعی گرديد با تصفيه بهتر روغن و اضافه کردن مواد افزودنی جديدتر و با كيفيت تر , روغن مناسب با طول عمر بالاتر توليد شود اما دوباره با افزايش نيازهای صنعت و پيشرفت علم و تكنولوژی و دست يابی انسان به تكنولوژی های جديد و تسخير فضا نياز به توليد روغن های متعدد گرديد كه با تهيه و ساخت روغن های صنعتی كه ازطريق فعل و انفعالات شیمیایی پيچيده اي حاصل می شوند ، روغن هایی ساخته شده كه توانایی تحمل درجات وسيعی از فشارها و درجه حرارت ها جهت كاربردهای خاص خود باشند.
همچنين با کشف و پیشرفت انرژی هسته ای نيز کاربرد ديگری بـه نيازهـای روان كننـده ها و روغن های صنعتی و سایر محصـولات نفتـی افـزوده شده است . وسايل و ابزارهای موجود در صنايع هسته ای مانند راكتورهای تحقيقاتی و توليد نيرو ، ماشين آلات فرايند سوخت ، حمل كنندها ، جرثقيل های تاسيسات توليد تشعشع و…..به روغن های صنعتی و گريس ها و مايعات آلی خاصی برای انجام روانكـاری دارند و در حالی كه صنعت نيروگاه هسته اي هنوز در حال توسعه مي باشند و نمونه های طراحـی شـده وشـرايط عملياتی در حال تغيير هستند راهی طولانی در پيش روی مهندسين و محققين شـاغل در سـاخت روغن های صنعتی و روانكارهـا و گریس ها قرارداده است.
روغن های صنعتی با پایه نفتی
روغن های صنعتی با پایه نفتی طیف استفاده وسیعی از روغـن های صنــعتـی مخصوص ماشین آلات داخل منزل و ماشین آلات صنعتی و مصرف های عمومی را دارند . روغن های صنعتی به طور معمول در کوره های تقطیر نفت خام حاصل می شوند و با گرفتن عناصر مضر مانند گوگرد و فسفر و اضافه کردن عناصری که خواص روغن را بهبود می بخشد .
افزودنی های روغن ، موادی هستند مانند که در دمای بالا مقاومت روغن را ثابت نگه می دارد و به پایداری ویسکوزیته کمک می کند و نهایتا سبب می شود که روغـن های صنــعتـی با پایه نفتی در شرایط کاری متفاوت خواص فیزیکی و شیمیایی خود را ثابت نگه دارند.
روغن های صنعتی بر پایه گیاهی
همانگونه که از نام آنها مشهوداست این نوع روغن ها از فرآوری گیاهان خاص مانند (کاستور ، خردل و کلزا و…. ) حاصل می شوند. روغن های صنعتی بر پایه گیاهی همراه با افزودنی هایی که خواص روغن بر پایه گیاهی را بهبود می بخشند فرآوری و به تولید می رسند
کاربرد روغن های صنعتی
همانطور که اشاره گردید روغن های صنعتی، دارای طیف گسترده ای از روغن ها با کاربرد صنعتی هستنــد . یکی از دسته بندی آنها بر اساس میزان گرانروی آن ها می باشد . روغن های صنعتی که برای روانکاری مورد استفاده قرار میگیرند با توجه به کاربردشان در روانکاری در صنایع سبک یا سنگین ، با یک غلظت مشخص ویسکوزیته مورد استفاده قرار می گیرند .
روغن های روانکار که با نام روغن های سبک نیز شناخته می شوند با ویسکوزیته ۵ الی ۱۰ سانتی استوک می باشند و در صنایع سبک از ان ها استفاده می شود . یک سانتی استوک (1cSt) برابر یک میلیمتر مربع بر ثانیه است ، به عنوان مثال آب در دمای ۲۰ درجه سانتـــی گراد دارای ویسکوزیته یک سانتی استوک (1cSt) می باشد .
1-روغن های روانکارهای مهندسی
روانکارهای مهندسی طیف وسیعی از روغن های روانکار می باشند که جهت کاربرد و مقاصد مختلف در صنعت از آنها مورد استفاده قرار می گیرند و معمولاً برای هر مشخصه خاص روانکار مخصوص به خود آن تولید می شود به عنوان مثال برای کاربرد طول عمر بالا یا دمای بالا یا دمای پایین یا سازگاری با مواد غذایی و در شرایط کاری در داخل و یا بیرون دستگاه باید در هر کدام از یک روانکار مخصوص به آن استفاده شود . لذا برای همین اهداف روغن های روانکــار در صنایعی مثل : روغن گیربکس ، روغن کمپرسور ، روغن هیدرولیک و … از آن ها استفاده می شود .
ازروغن های سبک جهت روانکاری ماشین آلات با سرعت بالا و بار کم استفاده می شود این روغن ها مناسب برای دستگاه های نساجی ، دستگاه های ساخت و تولید مانند تراش ، فرز ، سی ان سی (CNC) هستند . این نوع از روغن ها با هدف روانکاری ماشین آلات با سرعت متوسط و بارهای متوسط مورد استفاده قرار می گیرد و برای روانکاری دستگاه هایی مانند دستگاه های چاپ ، دستگاه های هیدرولیک و … باید به سراغ روانکارها با ویسکوزیته بالاتر رفت .
جهت روانکاری ماشین آلات با سرعت پائین و بار متوسط و زیاد از روغن های سنگین استفاده می شود . روغن ها با ویسکوزیته ۱۰ الی ۳۰ سانتی استوک تا دمای صد درجه سانتیگراد ، جهت روانکاری تجهیزات صنعتی در سرعت های پایین و تحت بار سنگین مانند چرخ دنده های مارپیچ و دستگاه های حفاری و…. مناسب می باشند .
2-روغن انتقال قدرت – روغن هیدرولیک
روغن هیدرولیک زیرمجموعه گروه روغن های صنعتی هستند که از آنها می توان در سیستم های هیدرولیک استفاده نمود و همه آنها باید دارای مشخصه درجه خلوص بالا و ثابت اکسیداسیون باشند . روغن هیدرولیک جهت انتقال قدرت در پمپ های هیدرولیک ، هیدروموتورها و سایر تجهیزات هیدرولیکی مورد استفاده قرار می گیرد . روغن هیدرولیک گروانروی مشخصی باید داشته باشد اگر که گرانروی از حد مشخصی بالاتر باشد فشار زیادی برای به سیال در آوردن روغن به موتور دستگـــاه وارد می شود و از سوی دیگر اگر گرانروی روغن هیدرولیک از حد مشخصی پایین تر باشد نمیتواند قدرت را انتقال بدهد و موجب نشتی زیاد در تجهیزات هیدرولیک می شود .
3-روغن های انتقال حرارت
روغن های انتقال حرارت جزو گروه روغن های صنعتی می باشند که از آنها در فرايند های عملیات حرارتی ، تبرید و … استفاده می شود . اساس کار این روغن ها همان گونه که از نام آن نیز پیدا هست برای گرفتن حرارت از محیط و قطعه کار می باشد و این روغن ها با ضریب انتقال حرارت مختلف جهت کاربرد های مختلف تولید می شوند .
ی از کارایی های روغن های انتقال حرارت می توان در فرآیند کوینچ کردن یا سرد کردن سریع در سیال پس از عملیات حرارتی مانند عملیات حرارتی بعد از جوشکاری PWHT ، عملیات حرارتی بلبرینگ ها و …. اشاره نمود .
4- روغن های برشی
روغن های برشی در گروه روغن های صنعتی هستند که از آنها در فرايند هایی مثل تراشکاری ، فرزکاری ، چرخدنده تراشی و … استفاده می شود . کاربرد روغن های برشی دور کردن براده از سطح قطعه کار و خنک کاری ابزار براده برداری می باشد . این روغن ها به طور وسیع در ماشینکاری سوپر آلیاژ ها مورد استفاده قرار می گیرند .
سایر روغن های صنعتی
در این مقاله ۴ دستـــه بزرگ روغن های صنعتی را مورد بررسی قرار دادیم ، ولی این موارد شامل تمام دسته های روغن های صنعتی نمی شوند بلکه برخی از آنها متعلق دو دسته می باشند مانند روغن موتور که دارای دو وظیفه روانکاری و وظیفه انتقال حرارت می باشد . روغن سيالی است كه كاربردهای بسيــار متنوع و دارای انواع بسيارگوناگون و انواع متفاوتی هستند ولی در نظر عده زیادی از مردم همه این ها یک نوع کالا جلوه می کنند و تفاوتی بین آنها گذاشته نمی شود يكی از دلايل اين موضوع احتمالا اين هست كه روغن های صنعتی دارای ماده مشتركی هستند كه روغن پايه آن را دارا می باشد. اما تفاوت اصلی روغن های صنعتی در نوع پایه روغنی و نوع افزودنی های به کار رفته و شاخص ویسکوزیته می باشد .
انواع روغن ها عبارت اند از:
1- روغن های موتور Motor Oil
2- روغن های توربين Turbine Oil
3- روغن های چرخ دنده Gear Oil
4- روغن های صنعتی Industrial Oil
5- روغن های انتقال حرارت Heat Transfer Oil
6- روغن های انتقال قدرت Hydraulic Oil
7- روغن های خنك كننده تراشكاری Coolant Oil
8- روغن های محافظ Protecting Oil
9- روغن های عايق كننده Insulation Oil
10- روغن های عمليات حرارتی و آبكاری Quenching Oil
11- روغن های عمليات نورد وشكل دهی فلزات
12- روغن های ترمز Brake Fluid
روغن گیربکس یا روغن جعبه دنده Gearbox Oil
13- روغن های فرايندی شامل:
14- روغن های نساجی و روغن های فرآيند (روانكاری نرم كنندگی حفاظت جلوگيری ازالكتريسيته ساكن)
15-روغن های فرايند لاستيک
16-روغن های فرايند تولید چرم
17-روغن های فرايند كنف و……