آلودگی به طرق مختلف سیستم های مکانیکی هیدرولیک و روغن کاری شده را خراب می کند. از جو وارد می شود یا از درون تولید می شود تا روان کننده ها و اجزای حیاتی گران‌بها را از بین ببرد. آلودگی طبق تعریف، هر چیزی در روغن است که برای روغن و ماشین بیگانه باشد. در زیر به چهار مورد از رایج ترین و مخرب ترین آلاینده های روان کننده پرداخته شده است.

آلودگی ذرات  آلودگی رطوبت آلودگی سوخت آلودگی دوده آلودگی گلایکول

1-حذف آلاینده ها

برای بسیاری از ماشین ها، حذف آلودگی تنها راه عملی برای کنترل آلودگی است. این به این دلیل است که این ماشین‌ها یا فیلتر ندارند یا فیلتر در حال استفاده، درشت است و هیچ محافظت واقعی در محدوده اندازه ذرات لایه‌ها و سطوح روغن بحرانی ایجاد نمی‌کند. هنگامی که ذرات توسط فیلتراسیون یا ته نشین شدن حذف نمی شوند، سطح آلاینده روان کننده برابر است با ساعات سرویس دستگاه ضربدر تعداد ذرات وارد شده در ساعت (نرخ نفوذ). برای ماشین‌هایی که در معرض گرد و غبار زیاد محیط هستند، تعداد ذرات می‌تواند تنها در چند ساعت از سطح هدف فراتر رود. پس از روزها قرار گرفتن در معرض آلودگی، یک سیال می تواند بیشتر به یک ترکیب صاف کننده تبدیل شود تا یک ماده روان کننده.

1-1- نفوذ و توازن توده

این به این معنی است که به ازای هر گالن مایعی که وارد فیلتر می شود، ذرات کمی از آن گالن روغن وجود دارد که می توانند حذف شوند. با این حال، فیلتر همچنان باید ذرات را با سرعتی برابر با نرخ نفوذ حذف کند، در غیر این صورت سطح آلاینده افزایش خواهد یافت. این امر باعث افزایش تقاضا برای کیفیت و راندمان جذب فیلتر (درصد ذرات حذف شده بالاتر از اندازه معین) می شود.

همچنین سرعت جریان روغن وارد فیلتر به شدت بر این تأثیر می گذارد. جریان انتقال لازم ذرات را به فیلتر فراهم می کند. اگر نرخ جریان پایین باشد، فیلترهایی با راندمان جذب حتی 100 درصد نمی‌توانند ذرات کافی را برای همگام شدن با نفوذ حذف کنند و باعث می‌شوند سطح آلاینده‌ها از اهداف فراتر رود. هر چه تمیزی هدف بیشتر باشد (روغن کثیف بیشتر)، حداقل دبی مورد نیاز برای یک فیلتر مشخص بیشتر می شود.

2- اهمیت حذف آلودگی

اغلب گفته می شود که هزینه حذف یک گرم کثیفی تنها حدود 10 درصد از هزینه ای است که پس از ورود آن به روغن برای شما تمام می شود. همانطور که ذکر شد، کثیفی به مواد افزودنی، روغن پایه و سطوح ماشین فشار وارد می کند. بنابراین، همچنین، هزینه فیلتر کردن یک گرم کثیفی از روغن بسیار بیشتر از هزینه فیلتر کردن یک گرم کثیفی از  قسمت ورودی / تنفس هوا است.

مشکلات ایجاد شده در تجهیزات به سبب وجود آلودگی

3- فیلتراسیون و حذف ذرات

برای دستیابی به اهداف کنترل آلودگی مدرن، اکثر ماشین‌ها به فیلتراسیون یا جداکننده نیاز دارند. انواع مختلفی از فیلترها و جداکننده ها برای حذف ذرات موجود است. عملکرد این دستگاه ها معمولاً بر اساس معیارهای عملکرد زیر ارزیابی می شود:

• پایداری فیلتر – عملکرد فیلتر در طول زمان چقدر پایدار است؟ عملکرد ناپایدار فیلتر برابر با کنترل آلودگی غیرقابل اطمینان (تعداد ذرات نوسان) است. عوامل زیادی بر پایداری فیلتر تأثیر می‌گذارند، از جمله تغییرات دما، شروع سرد، نوسانات فشار و ارتعاش مکانیکی. اندازه، طراحی و ساخت فیلتر بر پایداری آن تأثیر می گذارد.
• ظرفیت نگهداری کثیفی فیلتر – این مقدار آلاینده آزمایشی را که یک فیلتر می تواند حذف کند، معمولاً بر حسب گرم توصیف می کند.
• کارایی جذب فیلتر – این مشخص می کند که چگونه یک فیلتر می تواند ذرات بزرگتر از اندازه معین را به طور موثر حذف کند. این اطلاعات مهمی در ارزیابی توانایی فیلتر برای برآوردن نیازهای تمیزی دستگاه است. همچنین ارزیابی کل هزینه فیلتر روغن نیز مهم است.

4- آلودگی ذرات

ذرات مسئول بسیاری از سایش‌ها هستند که منجر به خرابی مکانیکی می شود. میزان آسیب وارد شده توسط ذرات تا حد زیادی به جمعیت، اندازه، شکل، سختی و ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد. ذرات باید در هر سیستمی که برای عملیات حیاتی یا تعمیر آن گران است، کنترل شوند. آنچه در زیر می آید خلاصه ای مختصر از چهار راه است که ذرات می توانند بهره وری و سود را در استفاده از روغن ها از بین ببرند:

• خوردگی سطح
• محدودیت جریان روغن و حرکت قطعه
• افزایش مصرف روان کننده ها و فیلترها
• مصرف انرژی بالاتر و تاثیرات زیست محیطی

5- آلودگی آب

آلودگی آب که اغلب آفت سیستم های مکانیکال و روان کننده نامیده می شود، دومین آلاینده مخرب است. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، آب در حالت های زیر با روغن همزیستی می کند:

 

 

آلودگی آب چگونه و از کجا وارد سیستم می شود؟

• محیط کار – آب آزاد اغلب در محیط های کاری کارخانه و ناوگان وجود دارد. باران، اسپری‌های شستشو و نشت خط خنک‌تر فرصتی را برای ورود آب از طریق درزگیرها، دریچه‌ها، دریچه‌های مخزن و روغن جدید فراهم می‌کند.
• میعان – ماشین هایی که با شروع و توقف مکرر کار می کنند در معرض نفوذ تراکم از جو هستند. هنگامی که دما افزایش می یابد، حجم مطلق آبی که روان کننده می تواند حل کند (نقطه اشباع) افزایش می یابد. برعکس، هنگامی که دما کاهش می یابد، نقطه اشباع کاهش می یابد و روغن ممکن است به نقطه شبنم یا نقطه ای برسد که در آن کسری از آب محلول به آب آزاد یا امولسیون تبدیل می شود.
• نشت مایع خنک کننده – خنک کننده‌ها اغلب به دلیل شرایط فرسایشی شیمیایی یا فرسایشی نشت می کنند. هنگامی که این اتفاق می افتد، آب خنک کننده (همراه با ضد یخ، در صورت لزوم) مستقیماً به داخل روغن نشت می کند.

چگونه آب بر روغن تأثیر می گذارد؟

آب با برخی از مواد افزودنی واکنش نشان می دهد تا رسوب دهنده ها و برخی محصولات فرعی تهاجمی شیمیایی را ایجاد کند. این واکنش هیدرولیز نامیده می شود. آب همچنین به عنوان یک کاتالیزور برای ترویج اکسیداسیون عمل می کند، به ویژه در حضور فلزات فعال مانند آهن، مس و سرب. هنگامی که آب آزاد در مخازن  جمع شود، میکروارگانیسم ها می توانند رشد کنند. میکروب ها از روغن و مواد افزودنی خاص تغذیه می کنند و می توانند رشد کنند تا سوسپانسیون های زیست توده ضخیم ایجاد کنند. آلودگی میکروبی همچنین منجر به خوردگی، مسدود شدن فیلترها و رسوبات سطحی می شود.

پس از شناسایی، علت اصلی نفوذ آب را بررسی کنید. اگر خواص فیزیکی و شیمیایی روغن به طور جبران ناپذیری آسیب نبیند، می توان آب را خارج کرد (آب زدایی) و روغن را به خدمت بازگرداند. روش های از بین بردن آب در روغن عبارتند از:

• مخازن ته نشینی – اگرچه نتایج بسته به تفاوت در وزن مخصوص و ویسکوزیته روغن متفاوت است، آب آزاد را می توان با ایجاد یک مکان و محیط ته نشینی خوب و دادن زمان کافی برای ته نشینی از روغن حذف کرد. گاهی اوقات برای تشویق جداسازی از هیتر استفاده می شود. این روش به آب آزاد محدود می شود زیرا در حذف آب محلول یا امولسیون ناموفق است.
• جداکننده های گریز از مرکز – هنگامی که نیروهای گرانش با استفاده از یک سانتریفیوژ یا مولد گردابب، زیاد می شوند، فرآیند ته نشینی می تواند تسریع شود. جداسازی گریز از مرکز در حالی که موثرتر از جداسازی گرانشی است، در حذف آب محلول و امولسیون های محکم آب در روغن نیز شکست خورده است. اغلب از سانتریفیوژها به عنوان حذف آب آزاد در گذر اول استفاده می شود و سپس از روش های دیگری برای حذف آب محلول و امولسیون شده استفاده می شود.

 

 

• تقطیر خلاء – زمانی که دما به 100 درجه سانتیگراد رسید، آب را می توان به طور موثر از روغن جوشاند، اما قرار گرفتن در معرض دمای بالا می تواند باعث ایجاد تنش حرارتی و اکسیداتیو مخرب روغن شود. محصولات تقطیر با خلاء می توانند روغن را بدون آسیب دائمی به روان کننده با افزایش متوسط دما و کشیدن خلاء برای کاهش موثر نقطه جوش

آب، آبگیری کنند. آنها در حذف آب آزاد و امولسیون شده، به علاوه بیشتر آب محلول، موفق هستند. آبگیرهای خلاء عموماً بزرگ و گران هستند و به همین دلیل معمولاً از کاربرد به کاربرد دیگر منتقل می شوند.

• فیلترهای فوق جاذب پلیمری – این فیلترها شبیه فیلترهای معمولی چرخشی یا کارتریجی هستند، اما از یک محیط فیلتر آغشته به پلیمر فوق جاذب استفاده می کنند. پلیمر آب آزاد و امولسیون شده را جذب می کند و ژلی را تشکیل می دهد که محکم در محیط فیلتر قفل می شود. برخی از نسخه های این فیلترها هم آب و هم آلودگی را از بین می برند.

 

6- آلودگی سوخت

آلودگی سوخت در درجه اول در کاربردهای میل لنگ موتور رخ می دهد. اکثر روغن های موتور در حین کار مقداری سوخت (به نام رقیق سازی سوخت) جمع می کنند. تخلیه طولانی روغن، عملکرد نامناسب یا عملکرد نادرست موتور می تواند منجر به تجمع ناسالم سوخت در روانکار شود.

تاثیر آلودگی سوخت  بر روی روغن

• اکسیداسیون زودرس – سوخت به دلیل غلظت بالای مولکول های معطر به راحتی اکسید می شود. اکسیداسیون آنها در روان کننده، محصولات جانبی واکنشی تولید می کند که بر هیدروکربن های پایدارتر روان کننده (مولکول های اشباع) فشار وارد می کند و باعث ایجاد یک واکنش زنجیره ای از شکست اکسیداتیو (لجن، لاک، افزایش ویسکوزیته و اسیدهای آلی) می شود.
• از دست دادن ویسکوزیته – سوخت، به دلیل اختلاط با روغن، باعث نازک شدن ویسکوزیته می شود. 10٪ سوخت دیزل در روغن موتور ویسکوزیته را بیش از 36٪ کاهش می دهد (از 110 به 70 سانتی استوکس [cSt]).
• رقیق سازی افزودنی – سوخت هیچ ماده افزودنی به میل لنگ نمی آورد. بنابراین، افزودنی های روانکار به نسبت از میزان رقیق سازی سوخت، رقیق‌تر می شوند. به عبارت دیگر، 10 درصد سوخت در روغن موتور، غلظت تمام مواد افزودنی را تا 10 درصد کاهش می دهد.
•  انباشته شدن گوگرد – گوگرد برخی از سوخت ها، مانند گازوئیل، خطر خوردگی را افزایش می دهد.

تاثیر آلودگی سوخت  بر ماشین

رقیق شدن سوخت به روش های زیر بر دستگاه تأثیر منفی می گذارد:

• افزایش سایش – کاهش ویسکوزیته و افزودنی ضد سایش باعث افزایش سرعت سایش مکانیکی.
• افزایش خوردگی – اسید سولفوریک و اسیدهای آلی ناشی از اکسیداسیون جفت می شوند تا سطوح اجزاء را خورده کنند.
• خطر آتش سوزی و انفجار – سطوح بالای رقیق شدن سوخت می تواند منجر به احتراق مخلوط و انفجار موتور شود. به همین ترتیب، افزایش سطح روان کننده (به دلیل افزودن سوخت) می تواند منجر به سرریز شدن از میل لنگ شود و خطر آتش سوزی ایجاد کند.

7- آلودگی دوده

دوده محصول جانبی طبیعی احتراق است. تخلیه طولانی روغن یا احتراق ضعیف منجر به تجمع غیرعادی دوده می شود که اثرات مضری بر روان کننده و ماشین دارد.

جایی که وارد می شود

دوده به صورت دمنده با گازهای احتراق وارد روانکار می شود و ناشی از موارد زیر است:

• فشرده سازی کم – احتراق ضعیف ایجاد می کند و سرعت تولید دوده را افزایش می دهد.
• نسبت سوخت/هوا بالا – ناشی از وصل یا محدود بودن جریان فیلتر هوا یا تنظیمات نادرست مخلوط است.
• دمای هوای سرد – در شرایط عملیاتی فصلی رخ می دهد.
• کشش – کشیدن بار بسیار زیاد یا کارکردن موتور در دنده بسیار بالا.
• بیکاری بیش از حد – دوره های طولانی در حالت استراحت یا سرعت کم شدید در حین کار.

تاثیر آلودگی دوده  بر روی روغن

دوده اثرات زیر را روی روغن دارد:

• از دست دادن پراکندگی – با جذب مولکول های افزودنی پراکنده، عملکرد پراکندگی زمانی که دوده زیاد است به سرعت بدتر می شود و منجر به شکست زودرس روغن می شود.
• از دست دادن عملکرد ضد سایش – مولکول های افزودنی ضد سایش به سطوح دوده جذب می شوند و آنها را برای محافظت از اجزای ماشین غیرقابل دسترس می کند.
• افزایش ویسکوزیته – دوده معلق در روغن، ویسکوزیته روغن را افزایش می دهد. این باعث افزایش دما و کند شدن جریان روان کننده به اجزای دستگاه می شود.

تاثیر آلودگی دوده بر ماشین

دوده به روش های زیر بر دستگاه تأثیر می گذارد:

• گرفته شدن زودرس فیلتر
• افزایش سایش (معمولاً در جایی که روغن کاری مرزی رخ می دهد مانند مناطق سایش بادامک/بادامک)
• تشکیل رسوب، لجن و انسداد راه نفت

8- آلودگی گلایکول

گلایکول اغلب روان کننده های میل لنگ و سایر سیستم هایی را که از مخلوط گلایکول و آب برای خنک سازی استفاده می کنند، آلوده می کند. گلایکول همیشه موجود و جاری است، به ویژه در کاربردهای میل لنگ، یک تهدید دائمی برای نشت به روان کننده است.

جایی که وارد می شود

به طور معمول، گلیکول به دلایل زیر به داخل میل لنگ نشت می کند:

• سرهم کردن معیوب
• کاویتاسیون در سیلندر
• تخریب بوش سیلندر در اثر خوردگی
• دستگاه های خنک کننده آسیب دیده

تاثیر آن بر روی روغن

گلیکول اثرات زیر را روی روغن دارد:

• ژل و امولسیون تشکیل می دهد
• ویسکوزیته را افزایش می دهد
• اکسیداسیون را افزایش می دهد
• اسیدها را تشکیل می دهد (مانند اسیدهای فرمیک و گلیکولیک)
• با افزودنی‌های شوینده واکنش نشان می‌دهد و «گلوله‌های روغن» (محصولات واکنش سخت و ساینده) را تشکیل می‌دهد.

تاثیر آن بر ماشین

گلیکول اثرات زیر را روی دستگاه دارد:

• افزایش سایش – این ناشی از موارد زیر است: کیفیت روانکاری ضعیف روغن، تغییر ویسکوزیته روغن، تشکیل گلوله‌های روغن، ساییدگی ناشی از ذرات از فیلترهای روغن مسدود شده، تشکیل لجن و رسوب.
• افزایش خوردگی – به دلیل محیط اسیدی که گلیکول در روان کننده ایجاد می کند، خوردگی افزایش می یابد.
• خرابی فیلتر – گلیکول فیلترها را زودتر از موعد مسدود می کند.

کنترل آلودگی گلیکول

گلیکول باید در محل مصرف آن کنترل شود. پس از آلوده شدن روغن به راحتی نمی توان آن را جدا کرد مگر با تعویض روغن. در صورت آلودگی شدید گلیکول، میل لنگ یا سامپ را قبل از پر کردن مجدد با روان کننده بشویید.