خرابی فیلتر روغن­های صنعتی: چالش‌های عملکردی و استراتژی‌های نگهداری و پیشگیری

1.مقدمه

فیلتراسیون روغن بخش حیاتی مدیریت روانکاری در موتور‌ها و ماشین‌آلات صنعتی است. وظیفه اصلی فیلتر روغن، حذف آلاینده‌های جامدی مانند ذرات سایش، بقایای احتراق و گرد و غبار محیطی است، پیش از آن‌که این ذرات بتوانند در مسیرهایی مانند یاتاقان‌ها، سیستم‌های هیدرولیک یا مسیرهای روانکاری سیلندر گردش کنند. یک فیلتر روغن معیوب نه‌تنها توانایی خود را در به دام انداختن ذرات مضر از دست می‌دهد، بلکه می‌تواند با رهاسازی ذراتی که پیش‌تر به دام افتاده‌اند، ایجاد محدودیت در جریان روغن، یا اجازه عبور روغن تصفیه‌نشده فعالانه ایجاد خطر کند.

در کاربردهای سنگین مانند سیستم‌های پیشران دریایی، تولید برق و سیستم‌های هیدرولیک، قابلیت اطمینان فیلتر روغن به‌طور مستقیم با طول عمر تجهیزات و بازده انرژی ارتباط دارد. درک رایج‌ترین حالت‌های خرابی فیلتر روغن­های صنعتی، علل ایجاد آن‌ها و راهکارهای عملی، برای حفظ کیفیت بهینه روانکار و عملکرد مطلوب تجهیزات ضروری است.

۲. انواع اصلی خرابی فیلتر روغن­های صنعتی

1.2 آلودگی و انسداد بستر فیلتر

آلودگی و انسداد بستر فیلتر یکی از دلایل اصلی خرابی فیلتر روغن­های صنعتی است. با گذشت زمان، بستر فیلتر که معمولاً از سلولز کاغذی، الیاف مصنوعی یا یک ماتریس ترکیبی ساخته می‌شود، به‌تدریج ذرات جامد موجود در روغن در گردش را به خود جذب می‌کند. هنگامی که میزان آلودگی از ظرفیت فیلتر فراتر رود، منافذ موجود در بستر مسدود شده و این امر باعث افزایش شدید فشار تفاضلی (differential pressure) در دو سوی فیلتر می‌شود. در چنین شرایطی، ممکن است سوپاپ بای‌پس(bypass valve)، در صورت وجود، فعال شده و اجازه دهد روغن تصفیه‌نشده وارد سیستم شود. این وضعیت می‌تواند به کاهش جریان روغن به نقاط حیاتی روانکاری، افزایش سرعت سایش به دلیل ورود ذرات ساینده، و بالا رفتن خطر داغ شدن بیش از حد بر اثر روانکاری نامناسب منجر شود. برای جلوگیری از این مشکلات، ضروری است پایش وضعیت روغن برای شناسایی زودهنگام میزان ذرات انجام شود، منابع آلودگی از طریق بهبود آب‌بندی، سیستم‌های هواکش و رعایت دقیق شیوه‌های جابه‌جایی کاهش یابد، و نیز تعویض فیلتر بر اساس خوانش فشار تفاضلی انجام شود نه صرفاً بر مبنای فواصل زمانی ثابت.

یکی از رایج‌ترین دلایل کاهش کارایی فیلترها، تجمع ذرات سایشی و اکسیدهای فلزی در بستر فیلتر است. این موضوع در سیستم‌هایی مانند فرآیندهای کشش فلزات به‌مراتب پررنگ‌تر است، زیرا تماس مداوم سطح فلز با قالب باعث ایجاد ذرات ریز و آلودگی حرارتی می‌شود. استفاده از روغن‌های کشش صنعتی با قابلیت جداسازی ذرات و پایداری بالا می‌تواند بار وارد بر فیلتر را کاهش داده و دوام سیستم را افزایش دهد.

۲.۲ پارگی بستر فیلتر

پارگی بستر فیلتر یکی دیگر از دلایل خرابی فیلتر روغن­های صنعتی است. فشار تفاضلی بیش از حد، به‌ویژه در شرایط راه‌اندازی سرد (cold‑start) که روغن دارای ویسکوزیته بالاست، می‌تواند به‌طور فیزیکی باعث فروپاشی چین‌خوردگی‌های فیلتر یا پارگی بستر فیلتر شود. این خطر زمانی تشدید می‌شود که فیلتر اتصال ضعیف داشته باشد یا به رزین بی‌کیفیت آغشته شده باشد. با پارگی بستر، حجم زیادی از روغن تصفیه‌نشده می‌تواند در سیستم به گردش درآید و قطعات جداشده از فیلتر آسیب‌دیده ممکن است وارد مسیرهای روانکاری شوند و انسدادهای ثانویه ایجاد کنند. اقدامات پیشگیرانه شامل انتخاب فیلترهای باکیفیت دارای پشتیبان تقویت‌شده برای چین‌ها و بستر مصنوعی طراحی‌شده برای روغن‌های با ویسکوزیته بالا، گرم‌کردن موتور یا سیستم پیش از اعمال بار کامل (full load) برای کاهش ویسکوزیته روغن، و طراحی سیستم‌های هیدرولیک با بارگذاری مرحله‌ای در شروع‌به‌کار به‌منظور محدودکردن جهش‌های ناگهانی فشار است.

3.2 خرابی سوپاپ بای‌پس

فیلترهای روغن اغلب دارای سوپاپ‌های بای‌پس هستند که در صورت مسدود شدن بستر فیلتر، امکان عبور روغن را فراهم می‌کنند. اگر سوپاپ بای‌پس به دلیل سایش یا نقص تولید باز بماند، روغن به‌طور کامل از فرآیند فیلتراسیون عبور نکرده و با همان بار آلودگی موجود در سیستم به گردش درمی‌آید، که می‌تواند به‌سرعت موجب آسیب به قطعات شود. برعکس، اگر این سوپاپ در شرایط مسدود بودن بستر بسته بماند، جریان روغن محدود شده و فشار روانکاری به‌سرعت افت می‌کند و می‌تواند تنها در عرض چند ثانیه موجب سایش شدید شود. برای جلوگیری از این مشکلات، باید عملکرد سوپاپ بای‌پس به‌طور منظم در طول عملیات نگهداری بررسی شود، فیلترها با مجموعه فنرهای بادوام و مقاوم در برابر خوردگی انتخاب گردند، و سوپاپ‌های بای‌پس یا کل واحد فیلتر طبق فواصل زمانی توصیه‌شده توسط سازنده تعویض شوند.

4.2 نشتی سیل/واشر

واشر فیلتر وظیفه دارد آب‌بندی کامل روغن بین فیلتر و پایه نصب آن را حفظ کند. اگر واشر با گشتاور نادرست نصب شود، از ترکیبات لاستیکی فرسوده ساخته شده باشد، یا توسط برخی ترکیبات شیمیایی موجود در افزودنی‌های روغن مورد حمله قرار گیرد، آب‌بندی می‌تواند مختل شود. این خرابی فیلتر روغن­های صنعتی ممکن است منجر به از دست رفتن روغن و کاهش فشار سیستم شود، و همزمان اجازه ورود هوا به سیستم روانکاری را بدهد که می‌تواند موجب ایجاد حفره‌زایی (کاویتاسیون) در پمپ‌ها گردد. اقدامات پیشگیرانه عبارت‌اند از: تمیزکاری کامل سطوح نصب پیش از جاگذاری، اعمال گشتاور صحیح طبق مشخصات سازنده، و انتخاب مواد واشر سازگار با روغن‌ و مقاوم در برابر دماهای بسیار بالا.

5.2 فیلتر با مشخصات نادرست

استفاده از فیلتر با مشخصات نادرست می­تواند دلیل خرابی فیلتر روغن­های صنعتی باشد. استفاده از فیلتر روغن با درجه میکرونی نامناسب، ظرفیت جریان ناکافی یا ناسازگاری شیمیایی می‌تواند منجر به انسداد زودهنگام یا فیلتراسیون ناکارآمد شود. این مشکل به‌ویژه زمانی رایج است که فیلترهای غیر اصل بدون تطبیق دقیق مشخصات جایگزین می‌شوند. این ناهماهنگی‌ها می‌توانند باعث راه­اندازی مسیر بای‌پس با آلودگی بیش‌ازحد شوند یا واکنش‌های شیمیایی بین افزودنی‌های روغن و بستر فیلتر ایجاد کنند که به تخریب بستر منجر می‌شود. برای جلوگیری از این خطرات، مهم است که پیش از انتخاب جایگزین، مشخصات سازنده به‌دقت تطبیق داده شوند، در سیستم‌های حیاتی از فیلترهای با درجه‌بندی بتا برای تضمین کارایی بالا در اندازه میکرونی مشخص استفاده شود، و سازگاری شیمیایی با داده‌های ارائه‌شده از سوی تأمین‌کننده روغن تأیید گردد.

6.2 فیلترهای بی‌کیفیت یا جعلی

خرابی فیلتر روغن­های صنعتی می­تواند ناشی از استفاده از فیلترهای بی‌کیفیت یا جعلی باشد. این فیلترها اغلب دارای بستر نازک، اتصال‌دهی ضعیف، سوپاپ‌های بای‌پس ناکارآمد، یا محفظه‌هایی (کانستر) هستند که توان تحمل بارهای کاری عادی را ندارند. محصولات تقلبی ممکن است از نظر ظاهری به‌خوبی برند اصلی را تقلید کنند، اما معمولاً فاقد استحکام سازه‌ای و استانداردهای عملکرد قطعات اصلی هستند. چنین فیلترهایی می‌توانند به‌سرعت از کار بیفتند و حجم فاجعه‌باری از آلودگی را وارد سیستم کنند، یا در صورت مواجهه با جهش ناگهانی فشار، دچار پارگی یا شکست مکانیکی شوند. برای جلوگیری از این خطرات، باید فیلترها فقط از توزیع‌کنندگان معتبر تهیه شوند، تیم‌های تدارکات آموزش ببینند تا نشانه‌های محصولات جعلی مانند چاپ بی‌کیفیت، بسته‌بندی ناسازگار یا نبود کد بچ را شناسایی کنند، و دسته‌های فیلتر تأییدنشده قبل از تأیید نهایی جهت استفاده، تحت آزمون فشار انفجاری قرار گیرند.

7.2 نصب نادرست

رزوه‌گیری نادرست، اعمال گشتاور نادرست یا خطا در پیش‌پرکردن (prefilling) فیلتر می‌تواند موجب اختلال در آب‌بندی یا تأخیر در گردش روغن پس از راه‌اندازی شود که به نشت روغن، تأخیر در ایجاد فشار لازم و به دام افتادن حباب‌های هوا در سیستم روانکاری منجر می‌گردد. برای پیشگیری از این مشکلات، ضروری است دستورالعمل نصب به‌دقت رعایت شود، پیش از بستن به‌طور ملایم واشرها روانکاری شوند و از ابزارهای کالیبره برای اطمینان از دقت گشتاور استفاده شود.

8.2 آسیب‌های محیطی

آسیب‌های ناشی از محیط هم می­تواند باعث خرابی فیلتر روغن­های صنعتی شود. بدین ترتیب که ضربه‌های خارجی، قرارگیری در معرض حرارت بالا یا ریختن مواد شیمیایی می‌تواند منجر به تغییر شکل یا تخریب بدنه و بستر فیلتر شود و در نهایت به ترک خوردن پوسته و نشت روغن یا سخت شدن و ذوب شدن آب‌بندها بر اثر گرما منتهی گردد. این خطرات را می‌توان با نصب پوشش‌های محافظ در نواحی در معرض آسیب، هدایت مسیر خطوط روغن و موقعیت فیلترها به دور از منابع حرارتی شدید، و حفظ شرایط تمیز و خشک در حین سرویس‌دهی، به حداقل رساند.

۳. راهبردهای پیشگیری

یک برنامه نگهداری مؤثر شامل پایش وضعیت از طریق شمارش ذرات و خوانش فشار تفاضلی، رعایت الزامات سازنده دستگاه در انتخاب فیلتر، و آموزش صحیح تیم‌های نصب است. از عناصر کلیدی این رویکرد می‌توان به استفاده از سیستم‌های فیلتراسیون حلقه‌ای (Kidney Loop) برای پاک‌سازی پیوسته مخازن روغن به منظور کاهش بار وارد بر فیلتر، برنامه‌ریزی منظم برای آنالیز روغن جهت تعیین نرخ آلودگی و عمر باقی‌مانده فیلتر، و اجرای چرخش موجودی انبار برای جلوگیری از سفت شدن واشرها در طی انبارداری اشاره کرد.

۴. نتیجه‌گیری

قابلیت اطمینان فیلتر روغن، سنگ‌بنای مدیریت روانکاری در موتور‌ها و تجهیزات صنعتی است. خرابی‌ فیلتر روغن­های صنعتی در بسیاری موارد با ترکیب مناسب از قطعات باکیفیت، نصب صحیح و پایش فعالانه قابل پیشگیری هستند. هزینه نگهداری پیشگیرانه همواره بسیار کمتر از هزینه تعویض قطعات پس از آسیب ناشی از آلودگی خواهد بود.

سوالات متداول خرابی فیلتر روغن­ های صنعتی