آلودگی روانکارها و راهبردهای کنترل: تضمین سلامت بهینه ماشین ­آلات

چشم‌انداز صنعتی مدرن به شدت به ماشین‌آلات پیچیده و پیشرفته متکی است. از توربین‌های عظیم در نیروگاه‌ها گرفته تا اجزای مهندسی دقیق در خطوط تولید، یکپارچگی عملیاتی این تجهیزات مستقیماً با سلامت سیستم‌های روانکاری آنها مرتبط است. روانکارها، که اغلب به عنوان یک ماده مصرفی ساده در نظر گرفته می‌شوند، در واقع سیالات بسیار مهندسی‌شده‌ای هستند که برای انجام بسیاری از عملکردهای حیاتی طراحی شده‌اند. آنها یک لایه محافظ بین سطوح متحرک ایجاد می‌کنند، تماس مستقیم را به حداقل می‌رسانند و در نتیجه اصطکاک و سایش را کاهش می‌دهند. فراتر از این نقش اصلی، آنها برای مدیریت حرارتی حیاتی هستند و به عنوان واسطه‌ای برای جذب و دفع گرمای تولید شده توسط کار مکانیکی عمل می‌کنند. آنها همچنین نقش مهمی در محافظت از اجزای داخلی در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی دارند و مهمتر از همه، به عنوان مکانیسم انتقال بقایای سایش و سایر مواد ناخواسته به دور از مناطق سایش و پیشگیری از آلودگی روانکارها عمل می‌کنند.

با وجود اهمیت آنها، روانکارها در برابر تخریب و تداخل خارجی مصون نیستند. محیط عملیاتی، شیوه‌های نگهداری و فرآیندهای ذاتی سایش ماشین، همگی در ورود آلاینده‌ها نقش دارند. این آلاینده‌ها، حتی در مقادیر کم، می‌توانند به عنوان عوامل قدرتمند تخریب عمل کنند، مکانیسم‌های سایش را آغاز کنند، تخریب روانکار را تسریع کنند و در نهایت منجر به خرابی‌های پرهزینه شوند. بنابراین، درک عمیق آلودگی روانکار ماهیت، ریشه‌ها، عواقب و استراتژی‌های مبارزه با آن _– صرفاً به معنای حفظ شرایط مطلوب نیست؛ بلکه سنگ بنای مدیریت مؤثر دارایی‌ها و جزء حیاتی هر استراتژی نگهداری پیشگیرانه و مبتنی بر قابلیت اطمینان است. این مقاله به جنبه‌های چندوجهی آلودگی روانکار می‌پردازد و اقدامات کنترلی جامعی را برای اطمینان از قابلیت اطمینان پایدار و بهره‌وری عملیاتی ماشین‌آلات تشریح می‌کند.

انواع آلودگی و اثرات مخرب آنها

آلودگی روانکارها می‌تواند اشکال مختلفی داشته باشد و هر یک دارای ویژگی‌های منحصر به فرد و تأثیرات مخرب بالقوه هستند. این تمایز برای درک صحیح منبع و انتخاب بهترین روش کنترل ضروری است.

۱. ذرات معلق

ذرات معلق رایج‌ترین نوع آلاینده‌ها هستند و عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند:

ذرات ساینده (Abrasive Particles): این ذرات، که معمولاً سخت‌تر از سطوح فلزی ماشین هستند، مانند ابزارهای ریز عمل کرده و باعث سایش مکانیکی سطوح متحرک می‌شوند. این دسته شامل موارد زیر است:
گرد و غبار و کثیفی: این آلاینده‌ها از محیط اطراف، به خصوص در محیط‌های صنعتی باز یا دارای تهویه نامناسب، وارد سیستم می‌شوند. ذرات ماسه، خاک و غبار معدنی نمونه‌های رایج آن هستند.
ذرات فلزی ناشی از سایش: این ذرات از سایش و تخریب قطعات داخلی ماشین، مانند بلبرینگ‌ها، چرخ‌دنده‌ها، میل‌لنگ‌ها و سیلندرها، تولید می‌شوند. ماهیت این ذرات (فلز پایه قطعه، آلیاژ) می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد محل و نوع سایش ارائه دهد.
ذرات ناشی از خوردگی: محصولات خوردگی فلزات، مانند زنگ آهن، نیز می‌توانند به عنوان ذرات ساینده عمل کنند.

ذرات غیرساینده (Non-Abrasive Particles): این ذرات کمتر باعث سایش مستقیم مکانیکی می‌شوند، اما می‌توانند مشکلات عملیاتی ایجاد کنند:
الیاف: این‌ها معمولاً از قطعات لاستیکی، واشرها، یا حتی لباس کار پرسنل وارد سیستم می‌شوند. الیاف می‌توانند فیلترها را مسدود کرده و جریان روانکار را مختل کنند.
مواد پلیمری: ذرات ناشی از تخریب قطعات پلاستیکی یا پوشش‌های داخلی مخازن.
کربن (دوده): در موتورهای دیزل، دوده ناشی از احتراق ناقص می‌تواند به شدت روانکار را آلوده کند.

۲. آب

آب یکی از مخرب‌ترین آلاینده‌ها برای روانکارها و ماشین‌آلات است؛ چرا که می‌تواند در چندین شکل مختلف وجود داشته باشد و تأثیرات آن، حتی در غلظت‌های پایین، اغلب گسترده و مخرب است. آب می‌تواند خواص فیزیکی و شیمیایی روانکار را به طور قابل توجهی تغییر دهد. اشکال مختلف آلودگی آب عبارتند از:

حل شده (Dissolved): در دمای اتاق، مقدار کمی آب می‌تواند به صورت مولکولی در روغن پخش شده و نامرئی باقی بماند. این شکل، کمترین آسیب را دارد، اما پیش‌ساز سایر حالت‌هاست. با افزایش دما یا تغییرات فشار، این آب حل شده می‌تواند از محلول خارج شود.

امولسیون شده (Emulsified): قطرات ریز آب در سراسر روغن معلق می‌شوند و باعث می‌شوند روغن کدر یا شیری رنگ به نظر برسد. این حالت نشان می‌دهد که توانایی روانکار برای دفع آب (قابلیت جداسازی آب از روغن یا “دمولسیبیلیتی (demulsibility)”) به خطر افتاده است. آب امولسیون شده به طور چشمگیری استحکام لایه روغن (film strength) را کاهش داده و می‌تواند رشد میکروارگانیسم‌ها را تسریع کند.

آزاد (Free): این مخرب‌ترین شکل است؛ جایی که مقادیر بیشتری از آب از روغن جدا شده و معمولاً به دلیل چگالی بالاتر، در کف مخازن یا کارتل‌ها ته نشین می‌شود. آب آزاد می‌تواند منجر به خوردگی شدید شده و به راحتی وارد سیستم‌های روانکاری شود که باعث آسیب فوری می‌گردد.

تأثیرات آلودگی آب بسیار جدی است:

زنگ‌زدگی و خوردگی: آب، عامل اصلی تشکیل زنگ‌زدگی بر روی سطوح فلزات آهنی است. این نه تنها به قطعات آسیب می‌رساند، بلکه ذرات ساینده اکسید آهن نیز تولید می‌کند.

کاهش مواد افزودنی: آب می‌تواند برخی از مواد افزودنی روانکار، به ویژه آن‌هایی که برای محافظت در برابر سایش (افزودنی‌های فشار بالا یا EP) و آن‌هایی که اسیدها را خنثی می‌کنند، را هیدرولیز کند. این امر باعث می‌شود روانکار در انجام وظایف حفاظتی خود کمتر مؤثر باشد.

کاهش استحکام لایه روانکار: وجود آب می‌تواند یکپارچگی لایه روانکاری هیدرودینامیک یا الاستوهیدرودینامیک را مختل کند و منجر به افزایش تماس فلز با فلز و سایش شود.

کاويتاسيون (Cavitation): در سیستم‌هایی که تغییرات فشار سریع را تجربه می‌کنند (مانند سیستم‌های هیدرولیک)، وجود آب می‌تواند به فرسایش ناشی از کاویتاسیون کمک کند.

رشد میکروبی: در برخی کاربردهای صنعتی، آب می‌تواند از رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها حمایت کند که لجن و اسید تولید کرده و باعث تخریب بیشتر روانکار و خوردگی قطعات می‌شوند.

۳. هوا

اگرچه اغلب اثرات مخرب آنی کمتری نسبت به آب یا ذرات دارد، اما ورود بیش از حد هوا می‌تواند عواقب منفی قابل توجهی بر عملکرد روانکار و سلامت دستگاه داشته باشد. هوا می‌تواند به دو روش اصلی در روانکار وارد شود:

هوادهی (هوای محلول): هوا به طور طبیعی در روغن محلول است. مقدار هوای محلول با فشار افزایش و با دما کاهش می‌یابد. در حالی که وجود مقداری هوای محلول طبیعی است، هوادهی بیش از حد می‌تواند منجر به کاهش ویسکوزیته و چگالی روانکار و تضعیف فیلم روانکاری شود.

کف کردن: این اتفاق زمانی می‌افتد که هوا به داخل روغن وارد می‌شود و توده‌ای از حباب‌ها ایجاد می‌شود که روی سطح و در سراسر سیال قابل مشاهده هستند. کف کردن می‌تواند ناشی از هم زدن بیش از حد، سطح پایین روغن، دمای بالا یا وجود آلاینده‌هایی باشد که کشش سطحی روغن یا توانایی آن در آزاد کردن هوا را کاهش می‌دهند.

اثرات مضر هوای بیش از حد عبارتند از:

کاهش راندمان انتقال حرارت: هوا در مقایسه با روغن، رسانای ضعیفی برای گرما است. روغن هوادهی شده یا کف آلود در انتقال گرما از اجزای حیاتی کمتر مؤثر است و به طور بالقوه منجر به گرمای بیش از حد می‌شود.

اکسیداسیون تسریع‌شده روغن: هوا (به‌ویژه اکسیژن) برای اکسیداسیون روغن ضروری است. وقتی روغن هوادهی یا کف‌آلود می‌شود، سطح آن که در معرض اکسیژن قرار می‌گیرد، به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد و فرآیند تخریب و تشکیل اسیدها، لجن و لعاب را تسریع می‌کند.

کاهش روانکاری و افزایش سایش: وجود حباب‌های هوا، لایه پیوسته روانکار را تضعیف می‌کند. تحت فشار، این حباب‌ها می‌توانند متلاشی شوند و منجر به تماس لحظه‌ای فلز با فلز و افزایش سایش شوند. این امر به‌ویژه در سیستم‌های هیدرولیک فشار بالا مشکل‌ساز است.

فرسایش کاویتاسیون: در پمپ‌ها و سیستم‌های هیدرولیک، متلاشی شدن حباب‌های هوا تحت فشار بالا می‌تواند میکروجت‌هایی از سیال ایجاد کند که به سطوح فلزی برخورد می‌کنند و منجر به نوعی فرسایش می‌شوند.

کمبود روانکار: در سیستم‌هایی با سطح روغن پایین یا کف قابل توجه، پمپ‌ها می‌توانند به جای روغن، هوا را به داخل بکشند و منجر به عدم روانکاری برای اجزای حیاتی شوند.

آلودگی شیمیایی

این دسته گسترده شامل طیف وسیعی از آلاینده‌ها می‌شود که ترکیب شیمیایی و خواص روانکار را تغییر می‌دهند و اغلب منجر به تخریب سریع و از دست دادن عملکرد می‌شوند.

رقیق شدن سوخت: در درجه اول به عنوان یک مشکل در موتورهای احتراق داخلی، سوخت می‌تواند از حلقه‌های پیستون به داخل محفظه میل‌لنگ نشت کند. رقیق شدن سوخت به طور قابل توجهی ویسکوزیته روغن را کاهش می‌دهد و توانایی آن را در تشکیل یک لایه روانکار مناسب به خطر می‌اندازد و منجر به افزایش سایش می‌شود. همچنین خطر انفجار در موتورهای احتراق جرقه‌ای را افزایش می‌دهد.

نشت مایع خنک‌کننده: در موتورها و سایر سیستم‌هایی که روغن و مایع خنک‌کننده در مجاورت یکدیگر قرار دارند (به عنوان مثال، از طریق یک مبدل حرارتی یا واشر معیوب)، گلیکول از مایع خنک‌کننده می‌تواند وارد روانکار شود. گلیکول در دماهای بالا با روغن و مواد افزودنی واکنش می‌دهد و رسوبات چسبنده و لاک مانندی تشکیل می‌دهد. همچنین می‌تواند برخی از مواد افزودنی را از بین ببرد و خوردگی را افزایش دهد.

سیالات فرآیندی: در محیط‌های تولیدی، روانکار می‌توانند در معرض طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی فرآیندی مانند حلال‌ها، اسیدها، قلیاها یا سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در تولید قرار گیرند. این مواد می‌توانند به شدت با روغن پایه و افزودنی‌ها واکنش نشان دهند و منجر به تخریب سریع، تشکیل لجن و خوردگی شوند.

روانکارهای نامناسب: مخلوط کردن تصادفی روانکارهای ناسازگار منبع قابل توجهی از آلودگی شیمیایی است. انواع مختلف روانکارهای یا حتی برندهای مختلف در یک نوع ممکن است از بسته‌های افزودنی استفاده کنند که با هم سازگار نیستند. مخلوط کردن می‌تواند منجر به ریزش افزودنی (رسوب از محلول)، تشکیل لجن، کاهش ویسکوزیته و از بین رفتن کامل خواص محافظتی شود.

محصولات جانبی اکسیداسیون: همانطور که روانکارها از طریق اکسیداسیون (واکنش با اکسیژن، تسریع شده توسط گرما و آلاینده‌ها) تخریب می‌شوند، گونه‌های شیمیایی جدیدی تشکیل می‌دهند. این موارد عبارتند از:

اسیدها: اسیدهای کربوکسیلیک تشکیل شده در طول اکسیداسیون، اسیدیته روغن را افزایش می‌دهند (که با عدد اسیدی یا AN اندازه‌گیری می‌شود). این اسیدها می‌توانند سطوح فلزی را دچار خوردگی کنند.

لجن: محصولات جانبی پیچیده و نامحلول اکسیداسیون که می‌توانند روی سطوح رسوب کنند، مانع جریان سیال شوند و در حرکت اجزا اختلال ایجاد کنند.

لاک: لایه‌های نازک و سختی که هنگام پلیمریزه شدن و چسبیدن محصولات جانبی اکسیداسیون به سطوح داغ تشکیل می‌شوند. لاک می‌تواند باعث چسبندگی شیرهای هیدرولیک، افزایش اصطکاک و جلوگیری از انتقال حرارت شود.

منابع آلودگی

آلودگی روانکارها می‌تواند از منابع داخلی (درون سیستم) یا خارجی (خارج از سیستم) نشأت گیرد. درک این منابع کلیدی برای طراحی استراتژی‌های کنترل مؤثر است.

منابع داخلی

این منابع اغلب به طور طبیعی در طول عملکرد و عمر مفید ماشین ایجاد می‌شوند:

• محصولات جانبی سایش قطعات ماشین: همانطور که سطوح متحرک در تماس با یکدیگر قرار می‌گیرند، ذرات فلزی و غیرفلزی در اثر سایش، فرسایش یا ضربه ایجاد می‌شوند. این ذرات، که اندازه و ترکیب آن‌ها به مکانیزم سایش و جنس قطعات بستگی دارد، به طور مداوم وارد روانکار می‌شوند.
• محصولات تخریب خود روانکار: روانکار به طور طبیعی در طول زمان و تحت تأثیر عوامل محیطی و عملیاتی (حرارت، اکسیژن، تنش برشی) تخریب می‌شود. فرآیندهای اکسیداسیون، هیدرولیز و پلیمریزاسیون، محصولات جانبی ناخواسته‌ای مانند اسیدها، لجن، رسوبات و مواد واکنشی تولید می‌کنند.
• افزودنی‌های تحلیل‌رفته یا غیرفعال شده: افزودنی‌ها که برای بهبود خواص روانکار اضافه می‌شوند، خود نیز در طول زمان مصرف یا تخریب می‌شوند. ذرات ناشی از رسوب این افزودنی‌ها یا محصولات تجزیه آن‌ها نیز می‌تواند به عنوان آلاینده در نظر گرفته شود.
• خرابی اجزای داخلی: خرابی ناگهانی یک قطعه داخلی (مانند شکستگی یک واشر داخلی، خرابی یک مهر و موم) می‌تواند باعث ورود مواد ناخواسته از یک قسمت به قسمت دیگر سیستم روانکاری شود.

منابع خارجی

این منابع مواد آلاینده را از خارج از سیستم روانکاری وارد آن می‌کنند:

• محیط اطراف:
  • گرد و غبار، ماسه، و کثیفی: این ذرات از طریق منافذ باز سیستم، به خصوص در مناطق صنعتی، معدنی، یا ساخت و ساز، وارد می‌شوند.
  • آب: ورود آب می‌تواند از طریق:
    • آب‌بندی‌های معیوب: نشت از آب‌بندهای شفت، پمپ‌ها، یا اتصالات.
    • تنفس‌کننده‌های نامناسب: تنفس‌کننده‌های باز یا فاقد فیلتر رطوبت‌گیر، هوا و رطوبت محیط را مستقیماً به داخل مخزن روغن راه می‌دهند.
    • شستشو یا تمیزکاری: ورود آب تصادفی در حین فرآیندهای تمیزکاری تجهیزات.
    • تغییرات دما: میعان رطوبت هوا در داخل مخازن خالی یا نیمه پر.
• سیستم هوای مکش (Aspiration): در سیستم‌هایی که هوا را مکش می‌کنند (مانند کمپرسورها یا توربین‌ها)، هوای محیط که حاوی ذرات است، مستقیماً وارد سیستم می‌شود.
• سوخت و مایع خنک‌کننده (نشت داخلی): در موتورها و سیستم‌های هیدرولیکی که با مایع خنک‌کننده کار می‌کنند، نشت از اجزای داخلی (مانند واشرها، لوله‌ها، خنک‌کننده روغن) باعث ورود این سیالات به روانکار می‌شود.
• فرآیندهای نگهداری و تعمیرات:
  • پر کردن و تعویض روغن: استفاده از ظروف، قیف‌ها، یا شیلنگ‌های کثیف؛ یا روانکار جدیدی که به خوبی نگهداری نشده است.
  • باز و بسته کردن سیستم: ورود ذرات هنگام باز کردن مخازن، فیلترها، یا خطوط لوله‌کشی برای تعمیرات.
  • ابزار و تجهیزات آلوده: استفاده از ابزارآلات کثیف یا آلوده به مواد دیگر.
• اشتباهات پرسنلی: پرسنل نگهداری که آموزش کافی ندیده‌اند، ممکن است به طور ناخواسته باعث آلودگی شوند.

راهبردهای کنترل آلودگی

برای مقابله مؤثر با آلودگی روانکار، یک رویکرد چند وجهی که شامل اقدامات پیشگیرانه (برای جلوگیری از ورود آلاینده‌ها) و اقدامات واکنشی (برای حذف آلاینده‌های موجود) است، ضروری است.

اقدامات پیشگیرانه (Proactive Measures)

این اقدامات بر جلوگیری از ورود آلاینده‌ها به سیستم در وهله اول تمرکز دارند:

فیلتراسیون:

• فیلترهای خط اصلی (Full-Flow Filters): این فیلترها تمام حجم روانکار را در خطوط اصلی (مانند خط مکش، خط فشار، یا خط برگشت) فیلتر می‌کنند. آن‌ها برای حذف ذرات نسبتاً بزرگتر و محافظت از اجزای حساس مانند پمپ‌ها طراحی شده‌اند.
  • فیلترهای بای‌پس یا آف‌لاین (Bypass/Offline Filters): این فیلترها فقط بخشی از جریان روانکار را در هر سیکل فیلتر می‌کنند (معمولاً ۱۰-۲۰٪). با این حال، به دلیل توانایی استفاده از عناصر فیلتر با دقت بسیار بالا و کارکرد مداوم، قادرند پاکیزگی روانکار را در طول زمان به سطوح بسیار بالایی (مانند استانداردهای ISO 14/13/11 یا حتی بالاتر) برسانند. این سیستم‌ها برای حفظ پاکیزگی مداوم و حذف ذرات بسیار ریز و محصولات تخریب روانکار بسیار مؤثر هستند.
  • فیلترهای مکش (Suction Filters): این فیلترها در ورودی پمپ قرار می‌گیرند تا از ورود ذرات بزرگ به پمپ جلوگیری کنند. اغلب از مش‌های فلزی با منافذ درشت‌تر ساخته می‌شوند.
  • انتخاب دقیق عنصر فیلتر: انتخاب عنصر فیلتر با درجه میکرون مناسب و راندمان فیلتراسیون برای حذف مؤثر آلاینده‌های مورد نظر حیاتی است.

تنفس‌کننده‌ها (Breathers):

مخازن روغن برای تنظیم فشار ناشی از انبساط و انقباض سیال به دلیل تغییرات دما و سطح، نیاز به تنفس دارند. تنفس‌کننده‌ها اجازه ورود هوا را می‌دهند. تنفس‌کننده‌های معمولی فقط ذرات بزرگ را حذف می‌کنند. برای جلوگیری از ورود رطوبت و ذرات ریز، باید از تنفس‌کننده‌های با جاذب رطوبت (مانند سیلیکاژل) و فیلترهای ریز هوا استفاده کرد. این امر ورود بخار آب و آلاینده‌های ذره‌ای از هوا را به شدت کاهش می‌دهد.

نگهداری و جابجایی مناسب:

• ذخیره‌سازی روانکار جدید: روانکارها باید در ظروف اصلی و در مکانی خشک، خنک، تمیز و دور از نور مستقیم خورشید و منابع آلودگی نگهداری شوند. درب ظروف باید همیشه بسته باشد.
  • تجهیزات انتقال تمیز: استفاده از پمپ‌های انتقال روغن، شیلنگ‌ها، قیف‌ها و ظروف مخصوص و تمیز که صرفاً برای انتقال روانکار پاکیزه استفاده می‌شوند.
  • قوانین بهداشتی: پرسنل باید از تمیز بودن دست‌ها و لباس‌هایشان اطمینان حاصل کنند و از ورود هرگونه ماده ناخواسته به روانکار جلوگیری کنند.

آب‌بندی‌ها (Sealing):

• بازرسی و نگهداری منظم: آب‌بندی‌ها (مانند کاسه نمدها، اورینگ‌ها، و واشرها) نقش حیاتی در جلوگیری از ورود آلاینده‌های خارجی (گرد و غبار، آب) و خروج روانکار دارند. بازرسی منظم این اجزا و تعویض آن‌ها در صورت مشاهده علائم فرسودگی یا نشتی ضروری است.
  • انتخاب صحیح آب‌بندی: استفاده از مواد و طراحی‌های مناسب آب‌بندی برای شرایط عملیاتی (دما، فشار، نوع سیال).

مدیریت مخازن:

• تمیزکاری دوره‌ای: مخازن روغن باید به صورت دوره‌ای (بر اساس برنامه‌ریزی نگهداری) تمیز شوند تا رسوبات و لجن‌های انباشته شده حذف گردند.
  • طراحی مناسب: طراحی صحیح مخازن با در نظر گرفتن مواردی مانند فضای کافی برای ته‌نشینی رسوبات، دسترسی برای تمیزکاری، و محل مناسب ورودی و خروجی روغن.

اقدامات واکنشی(Reactive Measures)

این اقدامات در صورتی که آلودگی قبلاً در سیستم رخ داده باشد، به کار گرفته می‌شوند:

تعویض روغن:

زمانی که لازم است، تعویض روغن رایج‌ترین اقدام واکنشی است، اما نباید تنها راه حل باشد. تعویض روغن زمانی انجام می‌شود که سطح آلودگی به حدی بالا باشد که با فیلتراسیون قابل رفع نباشد، یا روانکار به طور شیمیایی تخریب شده باشد. تعویض مکرر روغن به دلیل آلودگی، هزینه‌های عملیاتی را به شدت افزایش می‌دهد.

فلاشینگ (Flushing):

هدف از فلاشینگشستشوی سیستم با یک روانکار تمیز (یا سیال فلاشینگ مخصوص) برای حذف رسوبات، لجن، و ذرات آلوده که به سطوح داخلی (مانند لوله‌ها، شیرها، و قطعات متحرک) چسبیده‌اند. این فرایند معمولاً شامل گردش سیال فلاشینگ با دمای بالا و فیلترهای با ظرفیت بالا در سیستم، و سپس تخلیه کامل سیال و جایگزینی آن با روغن نو است. این فرآیند باید با دقت و برنامه‌ریزی انجام شود تا از مشکلات بیشتر جلوگیری شود.

پالایش (Purification)

• استفاده از تجهیزات تخصصی:
  • سانتریفوژ (Centrifugal Separators): این دستگاه‌ها با استفاده از نیروی گریز از مرکز، ذرات جامد و آب را از روانکار جدا می‌کنند. این روش برای جداسازی آب و ذرات نسبتاً سنگین مؤثر است.
  • واحدهای دهیدراسیون (Dehydration Units): این واحدها از تکنیک‌هایی مانند حرارت‌دهی، خلاء، یا فیلترهای مخصوص برای حذف مؤثر آب (حتی آب محلول) از روانکار استفاده می‌کنند.
  • فیلترهای دقیق (Fine Filters) و فیلترهای آف‌لاین: همانطور که در بخش اقدامات پیشگیرانه ذکر شد، این فیلترها می‌توانند برای پاکسازی روانکار آلوده در حال گردش در سیستم یا حتی خارج از سیستم (با انتقال روانکار به یک واحد فیلتراسیون سیار) استفاده شوند.
  • تصفیه کننده سیار (Mobile Filtration Units): این واحدها که شامل پمپ، فیلتر، و گاهی تجهیزات گرمایش و خلاء هستند، می‌توانند در محل استقرار ماشین برای تصفیه روانکار به کار روند.

تکنیک‌های پیشرفته پایش

آنالیز روغن یک ابزار تشخیصی حیاتی در مدیریت آلودگی و نگهداری پیش‌بینانه است. این تکنیک‌ها به ما امکان می‌دهند تا سلامت روانکار، حضور آلاینده‌ها، و وضعیت اجزای ماشین را بدون نیاز به باز کردن آن، بررسی کنیم.

شمارش ذرات:

• این یک اندازه‌گیری مستقیم از تعداد و اندازه ذرات جامد در یک نمونه روانکار است. معمولاً با استفاده از شمارنده‌های ذرات خودکار که از اصول خاموشی نور یا پراکندگی نور استفاده می‌کنند، انجام می‌شود.
•  استانداردها: نتایج معمولاً با استفاده از موارد زیر گزارش می‌شوند:
• ISO 4406: یک کد سه قسمتی (مثلاً 17/15/12) که به ترتیب تعداد ذرات بزرگتر یا مساوی 4 میکرون، 6 میکرون و 14 میکرون در هر میلی‌لیتر روغن را نشان می‌دهد. اعداد پایین‌تر نشان دهنده روغن تمیزتر هستند.
• NAS 1638: یک استاندارد قدیمی‌تر که بر اساس تعداد ذرات در محدوده‌های مختلف اندازه در یک نمونه 100 میلی‌لیتری، یک شماره کلاس تمیزی اختصاص می‌دهد. اعداد پایین‌تر تمیزتر هستند.

اسپکترومتری یا آنالیز عنصری :

• در این روش غلظت عناصر شیمیایی مختلف در روغن با استفاده از روش‌هایی مانند ICP (Inductively Coupled Plasma)  یا AAS (Atomic Absorption Spectroscopy).
• کاربرد:
  • شناسایی سایش: فلزات اصلی قطعات ماشین (آهن، کروم، آلومینیوم، مس) نشان‌دهنده سایش قطعاتی مانند میل‌لنگ، رینگ پیستون، بلبرینگ‌ها، و پمپ‌ها هستند.
  • بررسی افزودنی‌ها: عناصری مانند روی (Zn)، فسفر (P)، کلسیم (Ca)، و منیزیم (Mg) معمولاً در افزودنی‌های ضد سایش، پاک‌کننده، و بازدارنده خوردگی یافت می‌شوند. کاهش غلظت آن‌ها نشان‌دهنده مصرف یا تخریب افزودنی‌ها است.
  • تشخیص آلاینده‌ها: عناصر خارجی مانند سیلیکون (Si) (از گرد و غبار و ماسه)، سدیم (Na) و پتاسیم (K) (از مایع خنک‌کننده) می‌توانند منبع آلودگی خارجی را مشخص کنند.

فروگرافی (Ferrography):

فروگرافی یک تکنیک پیشرفته است که ذرات فلزی فرسایشی را از روغن جدا کرده و روی یک اسلاید شیشه‌ای رسوب می‌دهد. سپس این ذرات زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار می‌گیرند. فروگرافی نه تنها حضور فلزات را مشخص می‌کند، بلکه شکل، اندازه، و رنگ ذرات را نیز بررسی کرده و به تشخیص مکانیزم سایش (سایندگی، ضربه‌ای، خوردگی) و محل دقیق آن کمک می‌کند.

اندازه‌گیری ویسکوزیته:

• ویسکوزیته مقاومت روانکار در برابر جریان در دمای مشخص (معمولاً ^°C ۴۰ یا ^°C ۱۰۰) می­باشد.
• تأثیر آلودگی:
  • کاهش ویسکوزیته: نشان‌دهنده رقیق شدن روغن با سوخت، حلال‌ها، یا حرارت بیش از حد.
  • افزایش ویسکوزیته: نشان‌دهنده اکسیداسیون، پلیمریزاسیون، یا ورود مواد شیمیایی خاص.

تست عدد اسیدی (AN – Acid Number) و عدد بازی (BN – Base Number): 

• عدد اسیدی: اندازه‌گیری مقدار اسیدهای موجود در روانکار. افزایش AN نشان‌دهنده اکسیداسیون و تشکیل اسیدهای خورنده است.
• عدد بازی: اندازه‌گیری مقدار مواد قلیایی در روانکار، که عمدتاً ناشی از افزودنی‌های قلیایی است که برای خنثی کردن اسیدها طراحی شده‌اند. کاهش TBN در روغن‌های موتور دیزل یا توربین نشان‌دهنده کاهش توانایی روغن برای خنثی کردن اسیدهای تولید شده است.

تیتراسیون کارل فیشر (Karl Fischer Titration):

یک روش تیتراسیون شیمیایی بسیار دقیق است که برای تعیین مقدار آب موجود در یک نمونه روانکار استفاده می‌شود. این روشمی‌تواند مقدار آب را به طور دقیق در محدوده قسمت در میلیون (ppm) اندازه‌گیری کند، که آن را برای تشخیص حتی مقادیر ناچیز رطوبت ایده‌آل می‌کند.

بهترین شیوه‌ها برای مدیریت آلودگی

برای ایجاد یک برنامه مؤثر و پایدار مدیریت آلودگی روانکار، رعایت مجموعه‌ای از بهترین شیوه‌ها ضروری است:

تعیین اهداف پاکیزگی:

• استانداردهای ISO: هر نوع تجهیزات (سیستم هیدرولیک، گیربکس، موتور، توربین) نیاز به سطح پاکیزگی خاصی دارد که بر اساس حساسیت اجزای آن تعیین می‌شود. استانداردهای ISO 4406 (برای ذرات) و استانداردهای مرتبط دیگر برای آب و هوا، نقاط مرجع خوبی هستند.
• تعیین سطوح مطلوب و مجاز: سطحی که روانکار باید همیشه در آن پاکیزه نگه داشته شود، مطلوب و سطحی که اگر از آن فراتر رفت، باید اقدامات اصلاحی صورت گیرد، سطح مجاز در نظر گرفته می­شود.

نمونه‌برداری منظم:

• روش نمونه‌برداری: پیروی از رویه‌های استاندارد برای جمع‌آوری نمونه روغن. نمونه باید نماینده کل روانکار در سیستم باشد.
• نقاط نمونه‌برداری: انتخاب نقاط نمونه‌برداری در نزدیکی خروجی پمپ یا در خط برگشت (قبل از ورود به مخزن) برای اطمینان از نشان دادن وضعیت واقعی سیستم.
• زمان‌بندی: نمونه‌برداری باید به صورت منظم (مثلاً ماهانه، فصلی) یا بر اساس تغییرات در شرایط عملیاتی انجام شود.

آموزش پرسنل:

• اهمیت پاکیزگی: آموزش تکنسین‌ها، اپراتورها، و پرسنل نگهداری در مورد اهمیت حیاتی پاکیزگی روانکار و تأثیرات منفی آلودگی.
• روش‌های صحیح: آموزش روش‌های صحیح نمونه‌برداری، نگهداری و جابجایی روانکار، استفاده از تجهیزات فیلتراسیون، و بازرسی‌های اولیه.

برنامه‌ریزی نگهداری قوی:

• ادغام مدیریت آلودگی: گنجاندن فعالیت‌های مرتبط با مدیریت آلودگی روانکارها(مانند تعویض فیلتر، تمیزکاری مخازن، بازرسی آب‌بندی‌ها، آنالیز روغن) در برنامه نگهداری کلی تجهیزات.
• نگهداری پیش‌بینانه (Predictive Maintenance): استفاده از نتایج آنالیز روغن برای برنامه‌ریزی تعمیرات و جلوگیری از خرابی‌های پرهزینه

استفاده از سیستم‌های مدیریت روانکار (Lubricant Management Systems):

نرم‌افزار و پایگاه داده: استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی برای ثبت و پیگیری داده‌های آنالیز روغن، برنامه‌ریزی تعویض فیلتر، ردیابی مصرف روانکار، و مدیریت موجودی.

نتیجه‌گیری

آلودگی روانکارها یک چالش فراگیر در محیط‌های صنعتی است که اغلب دست کم گرفته می­شود. این پدیده همانند یک خرابکار خاموش، به‌تدریج عملکرد ماشین‌آلات را کاهش داده، سایش را تسریع می‌کند و در نهایت منجر به خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده و پرهزینه و خرابی زودرس قطعات می‌شود. با این حال، از طریق اتخاذ رویکردی جامع و پیشگیرانه برای کنترل آلودگی، سازمان‌ها می‌توانند به میزان زیادی این خطرات را کاهش دهند. به‌کارگیری روش‌های پیشرفته پایش، مانند شمارش ذرات، آنالیز عنصری و تیتراسیون کولومتری کارل فیشر، داده‌های ضروری برای ارزیابی وضعیت روانکار و تشخیص زودهنگام مشکلات را فراهم می‌کند. همراه کردن این اقدامات با بهترین رویه‌های انضباطی، از جمله تعیین اهداف شفاف برای پاکیزگی، انجام منظم آنالیز روغن، آموزش پرسنل و اجرای تحلیل علت ریشه‌ای، یک دفاع قدرتمند در برابر آلودگی ایجاد می‌کند.

سوالات متداول (FAQ) درباره آلودگی روانکارها