شرکت تامین روانکار ایرانیان
عرضه و فروش انواع روغن های صنعتی در کشور
شماره تماس فروش
۰۲۱-۲۲۲۶۶۹۸۶
۰۲۱-۲۲۲۶۶۳۳۴
عرضه و فروش انواع روغن های صنعتی در کشور
شماره تماس فروش
۰۲۱-۲۲۲۶۶۹۸۶
۰۲۱-۲۲۲۶۶۳۳۴
۲-۱ رئولوژی و خواص روانکارها
همانطور که می دانیم یک روانکار از مخلوط کردن روغن پایه و افزونی های مختلف به دست می آید. برای رسیدن به روانکاری با خواص مطلوب و مورد نظر، باید عواملی چون نوع افزودنیها و تأثیر آن ها و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی روغن پایه را در نظر گرفت. میزان آگاهی تولید کنندگان از خواص روغن پایه در فرمولاسیون نهایی روانکار نقش بسیار حیاتی دارد. خواص فیزیکی زیادی وجود دارد که می توان آن ها را اندازه گیری کرد و تا حد زیادی قابلیت های یک روانکار را سنجید برای اندازه گیری این خواص که در ادامه به توضیح ان می پردازیم مراجع بین المللی استاندارد گذاری وجود دارند که چند مرجع مهم عبارتند از:
به طور کلی بررسی خواصی که مربوط به جاری شدن و تغییر شکل ماده باشد، دانش رئولوژی نامیده می شود. گرانروی مهمترین خاصیت رئولوژیک یک ماده ی سیال است و تنها خاصیتی از روغن است که در طراحی فرآیند روانکاری هیدرودینامیک و الاستوهیدرودینامیک نقش دارد.
۲-۲ گرانروی
یک سیال به علت اصطکاک داخلی در برابر جاری شدن از خود مقامت نشان می دهد. این مقاومت را ویسکوزیته یا گرانروی می گویند. اصطکاک داخلی یک سیال به خاطر وجود برهم کنش های میان مولکولی نگاه کنیم، بهترین پارامتری که می تواند خاصیت لایه لایه بودن سیال را توجیه کند گرانروی ات . بیان گرانروی وقتی معنی دارد که همراه با ذکر دماباشد.گرانروی در دمای مختلف مقادیر متفاوتی خواهد داشت و به همین دلیل هر جا رقمی برای مقدار گرانروی ذکر می شود حتماً باید دمای اندازه گیری نیز مشخص شده باشد به طورکلی گرانروی روغن ها دردمای پایین، زیاد و در دمای بالا ، کم خواهد شد.
۲-۲-۱ گرانروی دینامیک
گرانروی دینامیک فقط تابعی از اصطکاک داخلی مایع است و یکی از عوامل اساسی در محاسبات طراحی یاتاقان ها و ریان مایع می باشد و میزان آن با اندازه گیری مقدار نیروی لازم برای غلبه بر نیروی اصطکاک بین دولایه، با ابعاد مشخص تعییین می شود . این نوع گرانروی را گرانروی مطلق نیز می گویند.
۲-۲-۲ گرانروی سینما تیک
تعریف دیگری که برای گرانروی به کار می رود گرانروی سینما تیک است . گرانروی سینما تیک از تقسیم گرانروی مطلق بر چگالی سیال به دست می آید. برای اندازه گیری این گرانروی در آزمایشگاه از لوله های موئین استفاده می شود . در این لوله ها زمانی را که سیال تحت تاثیر نیروی وزن ، فاصله ی بین دو نقطه ی مشخص از لوله ی موئین را طی می کند اندازه گیری کرده و با استفاده از فاکتور لوله ی موئین (فاکتور لوله ی موئین بستگی به نوع آن دارد و توسط کارخانه ی سازنده مشخص و بر روی آن درج می شود) گرانروی سینماتیک به دست می آید . گرانروی سینما تیک را با KV نشان می دهند .
گرانروی سینما تیک در سیستم CGS با واحد استوک بیان می شود .۰۱/۰ استوک را سانتی استوک می نامند و معمولاً در آزمایشگاه ها گرنروی سینماتیک بر حسب سانتی استوک اندازه گیری و گزارش می شود.
۲-۲-۳ واحد های گرانروی
با توجه به سیستم های مختلف اندازه گیری و همین طور روش های گوناگون برای تعیین میزان گرانروی، واحد های گوناگونی برای گرانروی وجود دارد. همان طور که از فرمول های تعیین گرانرویدینامیک و سینما تیک مشخص است . این دو گرانروی دارای واحد های مختلفی هستند که با اعمال ضریبمشخصی به دیگری تبدیل می شوند.
گرانروی بروکفیلد،انگلر،سی بولت و دوود نیز جز مقادیر گرانروی قرار دارند که هر کدام با ویسکومتر مخصوص به خود اندازه گیری می شوند مقادیر این گرانروی ها با استفاده از جدول به راحتی قابل تبدیل به یکدیگر هستند. برای تبدیل هر یک از گرانروی ها باید از یک ضریب ۱۰ استفاده کرد.
۱-۴-۲-۲تغییرات گرانروی با دما
وقتی دمای سیال بالا می رود کشش میان مولکول های سیال کم شده و گرانروی آن کاهش می یابد. در برخی مواردگرانروی روغن با c25افزایش تا ۸۰%کاهش می یابد .روابط زیادی برای بیان تغییرات گرانروی با دما وجود دارد. از مهمترین این روابط که استانداردهای ISO-DIN-ASTMاز آن ها استفاده می کنند،می توان به رابطه ابلود-والتراشاره کرد:
LOG(LOG(U+C))=K-MLOGT
گرانروی U:
دمای کلوین T:
عددثابت C:
شیب نمودارM:V-T
عددثابت K:
مقدارCبرای روغن های معدنی حدود ۶/۰-۹/۰ وM برای روغن پایه ها حدود ۱/۱-۵/۴است .برای محاسبه گرانروی دینامیک روغن در دمای مختلف،از رابطه و گل-کامرون استفاده می شود.
معادله و گل کامرون
N=A.EXP B
T+C
B,Aو Cمقادیرثابتی هستند که برای به دست آوردن آن ها باید گرانوروی روغن را در سه دمای مختلف اندازه گیری کرد و با جایگزینی اعداد به دست آمده در رابطه،ثابت آن ها را به دست آورد
در روابط رینولدزN=BE،اسلات N=A/(B+T)والتر )V+A)=BD)ووگل N=AEنیز که به نوعی رابطه ی گرانروی و دمارا مشخص می کنند از همین ثوابت استفاده شده است و باید برای هر رابطه ثابت مربو به خودش را پیدا کردنمودار ۲-۲تغییرات گرانروی بر حسب دما را یکبار در شکل عادی و یکبار در شکل لگاریتمی مضاعف /(مانند رابطه ی ابلود-والتر)برای سه نوع روغن پایه ی پارافینیک،نفتنیک و روغن کلزا نشان می دهد.
وقتی تاثیر دما روی گرانروی کم باشد،برای تشخیص بهتر رابطه گرانروی با دما از ثابت گرانروی-دماVTC))استفاده می کنیم.
ثابت گرانرویی- دما v40 –v100 VTC=
V40
۲-۴-۲-۲شاخص گرانروی VI))
در بحث های روانکاری هیچ یک از پارامتر هایی که برای بیان تغییرات گرانروی با دما مطرح شده اند به اندازه ی شاخص گرانروی جایگاه خود را پیدا نکرده اند.شاخص گرانروی که برای اولین بار در سال۱۹۲۸در امریکا معزفی شده است،امروز به عنوان یک شاخص بیت المللی برای یک روغن استفاده می شود.
تغییرات گرانروی نسبت به درجه حرارت را شاخص گرانروی می گویند که عددی بدون بعد است و از صفر تا مقادیر ۱۰۰،۲۰۰،۳۰۰و حتی بالاتر هم تغییر می کند (مقادیر بیش تر از ۱۰۰به VIEمعروفند).
U: گرانروی در ۱۰۰Fروغن که می خواهیم شاخص گرانروی آنرا به دست آوریم.
L:گرانروی در ۱۰۰Fروغنی که شاخص گرانری آن صفر است وگرانروی آن در ۲۱۰Fبرابر گرانروی آنرا به دست آوریم.
H: گرانروی در ۱۰۰F روغنی که دارای شاخص گرانروی ۱۰۰است وگرانروی آن در۲۱۰Fبرابر گرانروی به دست آوریم. مقادیر LوHبرای محاسبه ی شاخص گرانروی در پیوست ۲امده است.
برای مقادیر شاخص گرانروی بالاتر از ۱۰۰نیز آمزمون ASTMمخصوص وجود دارد.لازم به ذکر است که در دماهای بالاگرانروی روغن کاهش نسبی کمتری نسبت به تغییرات دما دارد.شاخص گرانروی بیشتر روغن های معدنی موجو در بازار حدود۱۰۰است ولی روغن های چند درجه ای و روغن های چند درجه ای و روغن های سنتزی گوناگون شاخص های گرانروی بالاتری هم د ارند
۳-۴-۲-۲تغییرات گرانروی با فشار
رابطه ی گرانروی با فشار برای کاربرد در بحث های روانکاری خیلی به وضوح بررسی نشده است. در واقع تغییرات گرانروی با فشار بیشتر مربوط به لایه های روانکار الاستوهیدرودینامیک است. وابستگی نمایی گرانروی به فشار نشان می دهد که گرانروی به سرعت با افزایش می یابد.در بیشتر روانکار ها در فشار های بسیار بالاتر از اتمسفر تاثیر فشار بر روی گرانروی قابل ملاحظه تر از سرعت و دما می باشد که این ویژگی در روانکارهای با فشار بالا مثل چرخ دنده ها و بلبرینگ ها بسیار با اهمیت است گرانروی بعضی روغن ها می تواند با افزایش فشار با توان ده افزایش یابدروانکارهای فلزکاری مثال خوبی از این روغن ها هستند. رفتارگرانروی نسبت به تغییرات فشار می توان با معادله :
گرانروی دینامیک در فشار
ضریب گرانروی –فشار
گرانروی دینامیک در فشار
فشار اتمسفر که گرانروی در آن اندازه گیری شده
ضریب گرانروی فشار( α)
۴-۴-۲-۲ تغییرات گرانروی با سرعت برشی
سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی : اگر گرانروی دینامیک یک سیال در صورت تغییرسرعت برشی ثابت بماند سیال را نیوتنی و در غیر این صورت آنرا غیر نیوتنی می گویند. اگر یک سیال را بصورت لایه لایه در نظر بگیریم، تفاوت سرعت میان دو لایه ی سیال بستگی به جابجایی خطی آن دارد. همان طور که گفته شد، این تفاوت سرعت برشی نام دارد که با S نمایش داده می شود. رابطه ی میان تنش برشی و سرعت برشی تعریف می شود .
بسپارها و روغن های معدنی که دارای مواد افزودنی بسپاری هستند نمونه هایی از سیالات غیرنیوتنی به حساب می آیند. در دماهای کاربرد معمولی، بیشتر روغن پایه های هیدروکربنی و استر سنتزی رفتاری همانند سیالات نیوتنی خواهند داشت .
برای تنظیم گرانروی و در نتیجه شاخص گرانروی بعضی از روغن ها، به ان ها مواد افزودنی بسپاری اضافه می کنند. اگر این بسپارها دارای مقاومت لازم در برابر تنش های برشی نباشند، مولکول های بسپار شکسته شده و به مولکول های کوکتر تبدیل می شوند. این مسئله باعث کاهش گرانروی روغن می شود.در رابطه با روغن های چند درجه ی موتور،دنده و هیدرولیک که از مواد افزودنی بسپاری استفاده می شود، باید از بسپارهایی با پایداری خوب در برابر تنش های برشی استفاده کرد.
کاهش گرانروی بر اثر تنش برشی متوقف شود، گرانروی به مقدار اولیه خود باز می گردد. در بعضی از سیالات بلافاصله بعد از ایجاد تنش برشی سیال جریان نمی یابد و برای جریان یافتن به یک حداقل تنش برشی برسد . در واقع سیال قبل از رسیدن به یک مینیمم تنش برشی ، سرعت برشی صفر خوهد شد . این دسته از سیالات بینگهام معروفند . گریس ها که برای روانکاری توسط آن ها بیشتر از رژیم روانکاری الاستوهیدرودینامیک استفاده می شود ، جزء این دسته از مواد هستند.
شاخص جریان معیاری از خاصیت غیر نیوتنی بودن است. برای یک سیال نیوتنی این ضریب برابر با یک است و برای سیال غیر نیوتنی مقداری بین صفر و یک دارد. اگر لگاریتم گرانروی را بر حسب لگاریتم سرعت برشی رسم کنیم. مشخص است سیالات غیر نیوتنی در سرعت های برشی بالا رفتار سیالات نیوتنی را خواهند داشت.
۵-۴-۲-۲ تغییرات گرانروی در شرایط عملکرد
بسیاری از تحولات فیزیکی و شیمیایی یک روغن در حین عملکرد می تواند منر به تغییر گرانروی آن شود. بعضی از این عوامل گرانروی را بیشتر و بعضی دیگر گرانروی را کمتر می کنند. مثلاً اکسید شدن (که در اثر بالا رفتن دما، ورود هوا داخل روغن و تاثیر اکسیژن و … ایجاد می شود) نیتراسیون و یا آلودگی روغن با ذرات فلزی و گرد و غبار افزایش گرانروی می شوند. مخلوط شدن روغن با مواد که گرانروی کمتری دارند (مثل روغن های سبک تر،سوخت و …) باعث می شود تا گرانروی ان کاهش یابد. به طوری کلی پس از گذشت مدتی از زمان تعویض روغن گرانروی آن شروع به تغییر می کند این تغییرات معیار مناسبی برای تشخیص نحوه ی عملکرد روغن و وضیعت ماشیننیز می باشد.
۵-۲-۲ اندازه گیری گرانروی
برای اندازه گیری گرانروی روش ها و وسایل گوناگونی ابداع شده است . وسیله ای که با آن گرانروی را اندازگیری می کننئد و یسکومتر نامیده می شود . مهمترین ویسکومترهای مورد استفاده عبارتند از :
معمول ترین ویسکومتر های مورد استفاده در حال حاضر ویسکومتر های چرخشی و مویینه هستند. ویسکومترهای مویینه برای سیالاتی که دارای مشخصات غیرنیوتنی نا چیز می باشند مناسب بوده و براساس این اصل ساخته شده اند که حجم مشخص سیال از یک لوله ی مویین جریان می یابد، زمان لازم برای عبور سیال اندازه گیری و سپس با استفاده از آن گرانروی سینماتیک محاسبه می شود.
ویسکومترهای انگلر ،ردوودو سی بولت نیز بر این اساس کار می کنند . تفاوت آن ها تنها در اندازه ی لوله مویین و حجم سیال مورد استفاده است . ویسکومترهای ردوود در انگلستان ، ویسکومترهای سی بولت در اروپای مرکزی و ویسکومتر های انگلر در اروپای شرقی بیشتر استفاده می شوند.
ویسکومترهای چرخشی برای اندازه گیری گرانروی سیالاتی که مشخصات غیر نیوتنی قابل ملاحظه ای دارندمناسبند . این ویسکومترها بر اساس این واقعیت که روانکار در میان دو سطح چرخنده دچار برش می شود ، ساخته شده اند. در این ویسکومترها یکی از سطوح، ساکن و دیگری در حال چرخش است و سیال نیز در فضای میان این دو قرار می گیرد. تعیین گرانروی در این ویسکومترها با اعمال یک گشتاور ثابت و تعیین تغییرات سرعت و یا اعمال یک سرعت ثابت وتعیین تغییرات گشتاور صورت می گیرد. ویسکومترهای چرخشی ، خود به دو نوع کلی ویسکومترهای دوار استوانه ای و مخروطی صفحه ای تقسیم می شوند.
امروزه شرکت های بزرگی در زمینه ی ساخت انواع ویسکومترها فعالیت می کنند. این ویسکومترها بسیار متنوع هستند و کاربردهای گوناگونی دارند. بعضی از این ویسکومترها توانایی اندازه گیری گرانروی کنترل آن به صورت پیوسته را دارند و می توانند به راحتی گرانروی را در سرعت های برشی با دقت بسیار بالا اندازه گیری کنند. محدوده توانایی اندازه گیری ویسکومترهای جدید بسیار گسترده و از ۰/۵ تا ۵۰۰٫۰۰۰ سانتی استوک متغیر است . طراحی و ساخت ویسکومترهای جدید با توجه به نوع کاربرد آن ها متفاوت است. شرکت آمریکایی بروکفیلد و شرکت ژاپنی کنون جزو پیشرفته ترین سازندگان ویسکومترهای مختلف در سطح جهان هستند.
اگر برای رسیدن به یک ویژگی خاص مجبور به مخلوط کردن دو یاچند روانکار با گرانروی مختلف باشیم ، می تونیم از آزمون های ASTM به ترتیب زیر برای اندازه گیری گرانروی مخلوط دو سیال و یا یافتن ترکیب درصد مشخص از دو سیال برای رسیدن به یک گرانروی خاص استفاده کنیم.ابتدا گرانروی دو سیال را در دمای یکسان روی دو طرف نمودار علامت گذاری میکنیم و خط مستقیمی از این دو نقطه می گذرانیم . محور افقی نیز محور ترکیب درصد است که بر اساس درصد روانکار با گرانروی کمتر از ۰ تا ۱۰۰ شماره گذاری شده است . در ترکیب درصد مشخص یک خط عمودی رسم می کنیم تا نمودار قطع کند و از روی نقطه ی بر خورد آن با محور های افقی گرانروی مخلوط را اعلام می کنیم.
۶-۲-۲ طبقه بندی های گرانروی
اولین و اساسی ترین شرط در انتخاب یک روغن برای کاربردهای خاص، گرانروی آن است . تغییرات گرانروی یک روغن در شرایط مختلف در نحوه ی عملکرد آن تاثیر مستقیم دارد. به دلیل اهمیت انتخاب درست درجه ی گرانروی، طبقه بندی های مختلف گرانروی برای انواع روغن موتورها و روغن های صنعتی صورت گرفته است.
طبقه بندی گرانروی برای روغن موتور توسط انجمن مهندسین اتومبیل (SAE) طبقه بندی گرانروی برای روغن دنده ها توسط SAE طبقه بندی گرانروی ISO برای روغن های صنعتی و طبقه بندی گرانروی توسط AGMA برای روغن دنده ها ، از مهمترین این طبقه بندی ها هستند. طبقه بندی های SAE برای روغن موتور و روغن دنده به ترتیب در فصل های روغن موتورهای احتراق داخلی و روغن دنده ذکر شده اند.
۱-۶-۲-۲ طبقه بندی گرانروی برای روغن های صنعتی
برای طبقه بندی گرانروی روغن های صنعتی سیستم های مختلفی تا سال ۱۹۷۲ وود داشته است ولی از آن سال به بعد یک سیستم جهانی واحد بنام ISO در صنعت استفاده می شود. استاندارد ISO 3488 که مربوط به طبقه بندی گرانروی روغن های صنعتی است، بیان کننده ی گرانروی های حدی (حداقل و حداکثر) و متوسط در دمای۴۰ C است. به این ترتیب بیان درجه ی گرانروی، تنها مشخص کننده ی یک گرانروی خاص نیست بلکه محدوده ای از گرانروی ها را در بر میگیرد.
انجمن تولید کنندگان دنده ی آمریکا AGMA نیز طبقه بندی خاصی را برای گرانروی روغن دنده های صنعتی انام داده است. این طبقه بندی ماننده بقیه ی طبقه بندی ها بیانگر دامنه ای از گرانروی ها است.
۳-۲ خواص گرمایی روانکارها
مهمترین ویژگی های گرمایی روانکارها عبارتند از : گرمای ویژه، رسانایی گرمایی و نفوذ گرمایی. این ویژگی ها ضمن اینکه در طراحی یاتاقان ها هم نقش مهمی ایفا می کنند، برای بررسی اثات گرمایی روانکارها بسیار مهم هستند.
۱-۳-۲ گرمای ویژه
مقدار گرمایی که لازم است تا دمای یک واحد جرم از جسم را یک درجه ی سانتی گراد بالا ببرد، گرمای ویژه ی روانکارها بصورت خطی با دما تغییر می کند و با افزایش قطبیت یا پیوند هیدروژنی افزایش می یابد.
برای روغن های معدمنی و سنتزی مقدار گرمای ویژه در دمای صفر درجه ی سانتی گراد در حدود J/KG.K 1800 و در دمای۴۰۰ C در حدود J/KG.K 3300 می باشد.
۲-۳-۲ رسانایی گرمایی
ر سانایی گرمایی برای روانکارها نیز با دما بصورت خطی تغییر می کند و متاثر از قطبیت و پیوند هیدروژنی مولکول ها می باشد . رسانایی گرمایی بیشتر روغن پایه های معدنی و سنتزی از مقدار ۰/۱۴ W/MK در دمای ۰ C تا ۰/۱۱ W/MK در دمای ۴۰۰ C تغییر می کند
۳-۳-۲ نفوذ گرمایی
نفوذ گرمایی تعیین کننده ی نشر و توسعه ی گرما در جسم است و مقدار آن با استفاده از رسانایی گرمایی، گرمای ویژه و چگالی قابل محاسبه است.
۴-۲ ویژگی های دمایی روانکارها
خصوصیات دمایی روانکارها در انتخاب روانکار مناسب برای یک کاربرد خاص تاثیر مستقیم دارند. در این میان گستره ی دمایی قابل استفاده ی روانکار بیشترین اهمیت را دارد. در دماهای بالا روغن ها ممکن است تزیه شوند و در دمای پایین ممکن است به حالت جامد در آیند و حتی تا یخ زدن پیش روند که این عمل باعث خرای روغن و یا قطع جریان آن می شود. خرابی روغن و یا قطع جریان ان نیز باعث وارد اوردن صدمات جدی به قطعات ماشین الان و نهایتاً از کار انداختن آن ها می شود. علاوه بر این ، باید در نظر داشت که روانکارها در دماهای مختلف خاصیت های ویژه ای از خود بروز می دهند.
مهمترین ویژگی های دمایی روانکارها عبارتند از : نقطه ریزش، نقطه ابری شدن ، نقطه قطره ای شدن ، نقطه اشتعال ، نقطه احتراق و نقطه ی آنیلین می باشند . دمای به دست آمده در آزمون های مربوط ه این ویژگی ها به طور معمول بر حسب درجه ی سانتی گراد گزارش می شود.
۱-۴-۲ نقطه ریزش
کمترین دمایی که روغن می تواند در آن جریان داشته باشد را نقطه ریزش گویند. وقتی روغن را سرد می کنیم کریستال های واکس شروع به تشکیل و تجمع کذده و این موضوع مانع از جریان یافتن روغن می شود. این دما در روانکاری سیستم هایی که با دماهای کم سر و کار دارند بسیار مهم است . گرانروی روغن در نقطه انجماد دارای جریان کافی نباشند و در جریان انتخاب روغن مناسب نباید تنها نقطه ریزش در نظر گرفته شود.
آزمون های استاندارد در اندازه گیری نقطه ریزش ASTM D97،BS 15،ASTM D5985، ASTM D5950،ASTM D6892،ASTM D6749 و ISO 3016 می باشند از نتایج این آزمون ها می توان برای کنترل کیفیت و سنش میزان کارایی روانکارها بهره جست.
۲-۴-۲ نقطه ی ابری شدن
دمایی که در آن واکس ها شروع به تشکیل کریستال می کنند نقطه ابری شدن نام دارد. ته نشینی واکس ها منجر به کاهش شفافیت روغن می شود ، به همین خاطر این دما را دمای تیرگی هم می گویند. اگر ابری شدن در دمایی بیشتر از دمای نقطه ریزش اتفاق بیافتد اصطلاحاً می گویند روغن نقطه ریزش واکس دارد. که بیشتر برای روغن های یخچال کاربرد دارد. در این دما روغن از ترکیب خود دا شده و دو فازی می شود . روش های استاندارد برای اندازه گیری نقطه ابری شدن، آزمون های ASTM D5772، ASTM D5773 ،ASTM D 5771، BS 219 وISO 3015 می باشد.
۳-۴-۲ نقطه قطره ای شدن
نقطه قطره ای شدن برای گریس ها تعریف می شود. دمایی که در آن گریس از حالت نیمخ جامد به مایع تبدیل می شود، نقطه ی قطره ای شدن گریس نام دارد.
پایین ترین دمایی که در آن دما، روغن آن قدر تبخیر شود که بتواند با هوا یک ماده ی قابل اشتعال تشکیل دهد و در اثر نزدیک کردن شعله در یک لحظه مشتعل و خاموش شود نقطه ی اشتعال نامیده می شود. این دما برای اندازهگیری آتشگیری روغن صورت می گیرد و اندازهگیری آن یک تست برای ایمنی روغن است.
همچنین، ساده ترین راه برای تشخیص مخلوط نشدن سوخت و روغن ، آزمایش نقطه ی اشتعال است. روغن های کارکرده معمولا نقطه اشتعال بالایی دارند مگر اینکه با سوخت مخلوط شده باشند. آزمایش نقطه اشتعال معمولا به صورت باز یا بسته انجام میگیرد.
کمترین دمایی که در آن، روغن آنقدر تبخیر شود که در اثر نزدیک و دور کردن شعله آتش بگیرد و سوختن ادامه پیداکند نقطه احتراق نامیده می شود.معمولا این دما ۱۵ c بالاتر از دمای اشتعال است. دماهای احتراق و اشتعال با افزایش جرم مولکولی افزایش می یابند. برای یک روغن معمولی نقطه ی اشتعال حدود ۲۱۰ c و نقطه ی احتراق حدود ۲۳۰ c است . نقاط اشتعال و احتراق دو عامل مهم برای کنترل عملیات پالایش و رعایت مسائل ایمنی می باشند. روش های استاندارد برای اندازه گیری نقطه احتراق هستند.
به کمترین دمایی که در ان مخلوط روغن و آنیلین تشکیل یک فاز را میدهند نقطه آنیلین می گویند. نقطه آنیلین برای مشخص کردن تقریبی هیدروکربن های آروماتیک در روغن استفاده می شود. نقطه آنیلین کمتر نشان دهنده ی وجود ترکیبات آروماتیک بیشتر در روغن است از جمله ی روش های استاندارد برای اندازه گیری نقطه آنیلین می باشد.
علاوه بر خصوصیات گرمایی و دمایی ویژگی های دیگری نیز مثل کشش سطحی عدد خنثی شدن ضریب شکست در نحوه ی کارکرد روانکارها بررسی می شوند.
۱-۵-۲ فراریت
در بسیاری از کاربردهای روانکاری، کم شدن روانکار بدلیل تبخیر دارای تاثیر بسیاری مهمی است. میزان فراریت یک روغن بر اساس اندازه گیری مستقیم بخار روغن بیان می شود. برای تعیین آن مقداری مشخص از روغن را در یک محفظه ی دمایی در خلاء قرار می دهند و مواد تبخیر شده را در یک سطح میعان کننده جمع آوری می کنند. سپس کاهش وزن روغن بر اثر تبخیر به صورت تابعی از زمان بیان می شود.
۲-۵-۲ با قیمانده کربنی
مقدار رسوب باقیمانده ی یک روغن پس از تبخیر و پیرولیز آن تحت شرایط استاندارد را باقیمانده ی کربنی می نامند برای اندازه گیری با قیمانده ی کربنی حتماً روغن باید پیرولیز شود. اگر روغن را بسوزانیم تبدیل به آب و co2 شده و از بین می رود . در دمای c ۳۰۰ یا بیشتر در غیاب هوا، روغن به اجزای با وزن مولکولی کمتر تجزیه می شود و از خود موادی به صورت ته نشین باقی می گذارد. تمایل روغن ها به تشکیل این مواد کربنی از آزمایش هایی است که روی روغن ها انجام می شود.
روغن پایه های نفتیک نسبت به روغن پایه های پارافینیک دارای باقیمانده ی کربنی کمتری هستند. اصولاً هر چه کیفیت تصفیه بهتر باشد باقیمانده ی کرببنی کمتر خواهد بود. باقیمانده ی کربنی در روغن های سنتزی از اهمیت کمتری بر خوردار است زیرا روغن های سنتزی دارای پایداری خوبی در برابر حرارت هستند . به طور کلی روغن هایی که برای ساخت روانکارها استفاده می شوند، باید باقیمانده ی کربنی کمی داشته باشند تا و قتی در شرایط دماهای بالا قرار می گیرند و تبخیر می شود از خود چیزی به جای نگذارند.
مقاومت بسپار ها در برابر شکستن توسط نیروهای برشی را در پایداری مکانیکی آن ها می گویند . هر چه وزن ماده ی افزودنی بیشتر شود خاصیت VI نیز بیشتر می شود ولی توان بسپار در مقابل نیروهای برشی کمتر می شود وبا افزایش نیروهای برشس گرانروی می شوند .این افت ممکن است موقتی ویا دائم باشد. اگر افت موقتی اتفاق افتد، بسپار از حالت اولیه خود خارج شده ومقاومت آن در برابر جریان کم می شود .
درنیروهای برشی متوسط وکم شاخص گرانوی PMA و در نیروهای برشی بالا شاخص گرانروی SBC از بقیه بیشتر است .
همان طور که مشخص است PMA در نیروهای برشی متوسط در مقابل شکست مولکولی از خود مقاومت خوبی نشان می دهد جدول ۵-۳ ساختار زنجیری ونحوه ی تشکیل بسپار از مونومرها را دربعضی از بهبود دهنده های شاخص گرانروی نشان می دهد
به طور کلی بهبود دهنده های شاخص گرانروی برای دیگر افزودنی ها مزاحمتی ایجاد نمی کنند فقط بعضی از آنها ممکن است سرعت سایش را زیاد کنند( برای متاآکریلات ها باجرم مولکولی بیش از ۰۰۰/۱۰۰ ) بهبود دهنده های شاخص گرانروی در روغن های چند درجه ای استفاده می شوند . این افزودنی ها در روغن های موتور، تراکتورودنده های اتوماتیک کاربر زیادی دارند.
بیشترروغن ها ممکن است دارای واکس های محلولی باشند که با سرد شدن روغن شروع به تشکیل کریستال کنند. مواد پایین آورنده ی نقطه ی ریزش از تشکیل کریستال ها ورسوب کردن آن ها جلوگیری می کنند. این مواد برای کارایی روغن در دماهای پایین بسیار حیاتی هستند، بخصوص زمانی که روغن پایه استفاده شده پارافینیک باشد در بعضی موارد اگر مطمئن باشیم که دمای روغن در سیستم پایین نمی آید ( مثلاً کمتر از صفر درجه سانتیگراد) می توان این افزودنی ها را از فرمرلاسیون کریستالی را کاهش می دهند وباعث پایین آمدن نقطه ی ریزش می شوند، از نظر ساختمانی بسیار شبیه به بهبود دهندهای شاخص گرانروی هستند معمولترین مواد پایین آوردندهی نقطه ریزش عبارتند از :
مواد تولید شده حین احتراق ، روغن موتور را آلوده می کنند.این مواد آلوده کننده ی روغن شامل اسیدها وذرات ریز کربنی به شکل دوده هستند ترکیبات گوگرددار موجود درسوخت در اثراحتراق به اکسیدهای گوگرد تبدیل شده وسپس با آب به سولفور اسیدها تبدیل می شوند . روغن پایه ی موجود در روانکار واجزای سوخت در اثر اکسیداسیون ، اکسی اسیدها رابه وجود می آورند ونیترو اسیدها نیز مستقیماً از هوا درحین احتراق تولید می شوند.
پاک کننده ها و متفرق کننده ها به طور گسترده و بخصوص در روغن های موتور کاربرد زیادی دارند. پاک کننده ها مواد ناشی از سایش وذرات دوده ای شکل موجود در روغن را از سطح پاک می کنند این ترکیبات معمولاً حاوی فلز هستند که غالباً خاصیت بازی هم دارند از طرفی روغن ها ی موتور برای کارایی بالا به متفرق کننده های بدون خاکستر نیز نیاز دارند . از نظر عملکرد فرق زیادی بین پاک کنندها ومتفرق کننده ها وجود ندارد . این افزودنی ها عموماً مولکول هایی هستند که یک سر هیدرو کربنی روغن دوست و یک سر قطبی آب دوست دارند حل شدن این مواد در روغن های پایه به دلیل وجود سرهای آب دوست صورت می گیرد . سرهای غیر قطبی از چسبندگی ذرات کربنی قطبی به سطح فلز وانباشته شدن آن ها جلوگیری می کنند.
شکل ۵-۴ نحوه ی عمل متفرق کننده ها را نشان می دهد.
۵-۵-۱ پاک کننده ها ( ترکیبات حاوی فلز )
پاک کننده ها به چهار دسته اصلی سولفونات ها، تیوفسفونات ها ، سالیسیلات ها و فنات ها تقسیم می شوند.
سولفونات ها :سولفونات ها ممکن است طبیعی یا سنتزی باشند. سولفونیک اسیدهای طبیعی جزء محصولات جانبی فرآیند تولید نفت سفید هستند. سولفونات ها که نمک های فلزی اسیدهای آلکیل آریل سولفونیک با زنجیره ی بلند هستند ، علاوه بر خاصیت پاک کنندگی خواص صدر خوردگی فوق العاده ای دارند. دربین سولفونات های فلزی سولفونات های کلسیم ، منیزیم و باریم بیشتر استفاده می شوند. سولفونات های کلسیم نسبتاً ارزان هستند وکارایی عمومی خوبی دارند. ترکیبات منیزیم خاصیت ضد خوردگی خوبی دارندولی بعد از تجزیه گرمایی از خود خاکستر به جای می گذارند . باریم سولفونات ها هم به دلیل سمیت شان کمتر استفاده می شوند
برای خنثی سازی اسیدها عدد بازی کن روغن (TBN) باید در حد مطلوبی باشد. برای بالابردن عدد بازی تا حد معمولی می توان از پاک کننده ها استفاده کرد. اما استفاده بیش از حد از مواد پاک کننده برای بالا بردن عدد بازی کل روغن ، باعث افزایش قیمت آن وایجاد مشکلات دیگر می شود. به همین خاطر به جای استفاده زیاد از پاک کننده ها از مواد بالا برنده ی عدد بازی استفاده می شود.مواد بالابرندهی عدد بازی سولفانات هایی هستند که در تولید آن ها از باز زیادی استفاده شده است . این مواد که به سولفونات های فوق قلیایی معروفند ، ساختمانی شبیه شکل ۵-۵ دارند (۱۶) مواد بالا برنده ی عدد بازی دارای عددهای خنثی شدن ۲۰۰،۳۰۰،۴۰۰،۵۰۰ هستند اگر TBNیک ماده ی افزودنی ۲۰۰ باشد ،به این معنی است که اگر صددر صد از این ماده داشته باشیم ، عدد بازی آن۲۰۰ است واگرحدود یک درصد از این ماده را در روغن اضافه کنیم ، عدد بازی روغن ۲ واحد زیاد می شود . در حال حاضرسولفونانت ها درمیان پاک کننده ها بیشترین کاربرد را دارند.شکل ۵-۶ نحوه ی عملکرد سولفونات ها را به عنوان پاک کننده نشان می دهد
سالیسسلات ها : اگر فنول های آلکیه شده را کربوکسیله کنیم ، سالیسلیک اسیدها به جود می آیند. این اسیدها با استفاده از کربنات ها ی فلزی به سالیسیلات ها تبدیل می شوند. با اضافه کردن مقدار زیادی کربنات فلزی ( کلسیم و منیزیم ) پاک کننده ها حالت بازی بیشتر به خود می گیرند وفرم میسل ( به تجمع تعداد محدودی ۶۰-۵۰ مولکول از مولکول های دو خصلتی فرم میسل گفته می شود پیدا می کنند.
علاوه برپاک کنندگی ، خواص ضد اکسیدا سیونی پایداری TBN بالا، توانایی خوب برای خنثی کردن اسیدها وبهبود دهندگی اصطکاک ( بخصوص در دماهای بالا و جاهایی که رژیم روانکاری مرزی مهم می شود) از دیگر ویژگی های این افزودنی هاست . سالیسلات ها پاک کننده های بسیار مناسبی برای روغن موتورهای دیزلی وبخصوص دیزل های دریایی هستند. به دلیل تکنولوژی تولید ، این مواد از دیگر پاک کننده های گران تر هستند
فنات ها : فنات ها از واکنش فنول های آلکیله شده با سولفور یا کلرید سولفور سپس خنثی سازی با اکسید یا هیدروکسیدفلزات کلسیم ، باریم یا منیزیم به دست می آیند.از بین فنات ها، فنات کلسیم ، باریم یا منیزیم به دست می آیند. از بین فنات ها ، فنات کلسیم بیشترین کاربرد را دارد .فنات ها خواص متفرق کنندگی ، پاک کنندگی وخنثی سازی دارند، ضمن این که بازدارنده های اکسیداسیون خوبی نیز هستند فرآیند تولید فنات ها مشکل است وبه همین جهت فنات ها ترکیبات گران قیمتی بوده وبیشتر در موتورهای دیزلی از آن ها استفاده می شود . از فنات ها هم مانند سولفونات ها می توان مواد فوق قلیایی تهیه کرد. این ترکیبات جزء اولین افزودنی های پاک کننده به حساب می آیند.
تیو فسفونات ها : از واکنش پلی بوتن ها ( جرم ۵۰۰ تا ۱۰۰۰) با پنتا سولفیدهای فسفر وسپس آبکاف محصول واکنش ، تیو فسفونات ها به دست می آیند. تیوفسفونات ها به اندازه سولفونات ها وفنات ها به عنوان پاک کننده کاربرد ندارند .
دربین ترکیبات پاک کننده ها،سولفونات ها خاصیت پاک کنندگی و TBN بالا و فنات ها خاصیت TBN بالا و ویژگی ضد اکسید اسیونی خوبی دارند سالیسلات ها علاوه بر ویژگی های فوق خواص بهبود دهندگی اصطکاک نیز دارند. این ویژگی در فنات ها وسولفو نات ها مشاهده نشده است .
متفرق کننده های بدون خاکستر (AD)
متفرق کننده ها لجن های تشکیل شده در روغن را به صورت معلق نگه داشته ومانع از تجمع آن ها کنار هم می شوند ضمن این که رسوبات صیقلی را نیز در خود حل کرده وعدد اسیدی را کمی پایین می آورند احتراق ناقص، مقدار زیادی ذرات دوده ای شکل تولید می کند که در روغن نامحلول هستند وایجاد رسوب می کنند .این رسوبات باعث چسبندگی رینگ ها می شوند .جهت جلوگیری از تشکیل رسوب ، مواد افزودنی پاک کننده ومتفرق کننده به اکثر روغن های روانساز اضافه می شود. این افزودن باعث پاک کردن سطوح ومتفرق کردن آلودگی های پاک شده درروغن می شود. بنابراین سیاه شدن رنگ روغن هنگام کار بر خلاف تصور عامه مصرف کنندگان به هیچ وجه دلیل برنامرغوب بودن روغن نیست .
متفرق کننده ها مانند پاک کننده ها دارای سرهای هیدروکربنی و قطبی وعموماً مشتق شده از بسپارهای هیدروکربنی وبخصوص پلی ایزو بوتن ها هستند. پلی ایزوبوتنیل سوکسنیک انیدریدها را تولید می کنند .
۵-۹ تشکیل پلی ایزوبوتنیل سوکسنیک انیدریدها
یکی از مشکلات در فرآیند تولید پلی تیزوبو تنیل سوکسینیک انیدریدها، به وجود آمدن چند پارهایی است که وزن مولکولی مختلفی دارند. تحقیقات جدید به سمت تولید مواد چند پار از این نوع رفته که درانتهای زنجیر خود دارای باند دوگانه هستند. در جدو۵-۴ بعضی از متفرق کننده های معمول ذکر شده اند اخیراً روش های سنتز جدیدی برای تولید برخی آلکیل بنزین سولفونات ها ارایه شده است. در روش های جدید که همان سولفوناسیون و آلکیلاسیون ترکیبات آروماتیک است به اسیدهای قوی AICI, HF نیازی نیست. به طور کلی پرمصرف ترین متفرق کننده های مورد استفاده سوکسین ایمیدها هستند.دیگر ترکیبات ذکرشده نسبتاً گران قیمت بوده واستفاده از آن ها به اندازه ی سوکسین ایمیدها نیست .
۵-۶ ضد کف ها
سرعت زیاد حرکت روغن وایجاد اغتشاش هنگام کار دستگاه های صنعتی و یا موتورها ، باعث ورود هوا به داخل روغن ونهایتاً تشکیل کف می شود. کف تشکیل دهنده که ممکن است پایدارهم باشد، بر سیستم روانکاری تأثیر گذاشته ومی تواند صدمات جبران ناپذیری برموتور وارد آورد. وجود حباب های هوا باعث ایجاد سایش حفره ای وهمین طور انتقال نامناسب روغن درون سیستم های روانکاری می شود. علاوه بر اینها خود روانکار نیز آسیب می بیند وعمر مفیدش کم می شود . در مورد کف ها باید به فرق سطحی وکف داخلی توجه کرد کف سطحی ضد کف کنترل می شود.کف زادها نسبت به روغن پایه ی استفاده شده در روانکار کشش سطحی کمتری دارند ومعمولاً در روغن های پایه قابل حل نیستند و درنتیجه روی سطح پخش شده واین عمل باعث می شود بعد از گذشت مدتی از زمان استفاده یا نگهداری همچنان پایدار باقی بمانند. کف های داخلی همان حباب های کوچک هوا درون روغن هستند .متأسفانه کف زادها که باعث از بین رفتن کف های داخلی نیز هستند .خاصیت رها کردن حباب هوا، توسط مواد افزودنی بهبود نمی یابد بلکه بیشتر باید در ساخت روانکار و استفاده از روغن پایه مورد توجه قرارگیرد. به طور کلی مقاومت یک روغن در برابر کف کردن بستگی به نوع نفت خام ، کیفیت تصفیه ، گرانروی ومیزان آلودگی آن دارد.
۵-۶-۱ کف زادهای سیلیکونی
معروفترین کف زادها ، سیلیکون های مایع بخصوص در حالت خطی و پلی دی متیل سیلوکسان های حلقوی که برای استفاده ، معمولاً آن ها را در حلال های آروماتیک حل می کنند. سیلیکون به حباب های هوا چسبیده وکشش سطحی آن ها را در سطح افزایش می دهد تا به محض رسیدن حباب ها به سطح روغن ، حباب ها گسیخته شودن البته سیلیکون ها در مقایسه با دیگر کف زادها راحت تر از روغن جدا می شود، زیرا علاقه زیادی به سطوح قطبی فلزات دارند وهمچنین به علت وزن سنگین شان ممکن است ته نشین شوند.
ضد کف ها معمولاً به مقدار خیلی کمی (۵۰۰۰-۵۰۰) به روانکار اضافه می شوند . میزان اضافه کردن ضد کف ها بسیار مهم است . این افزودنی ها اگر بیش از حد اضافه شوند ، اثر کمتر و دربعضی مواقع اثر معکوس خواهند داشت وباعث کف کردن روغن نیز می شوند.
۵-۶-۲ کف زادهای بدون سیلیکون
امروزه کابرد کف زادهای بدون سیلیکون نیز زیاد شده است . این نوع کف زادها بخصوص در روغن های برشی فرآیند های فلز کاربرد زیادی دارند ، زیرا سیلیکون ها برای ان نوع کاربردها مناسب نیستند .مهمترین این ترکیبات پلی اتیلن گلیکول ها ( پلی اترها) هستند . البته از تری بوتیل فسفات ها نیز به عنوان کف استفاده شده است
۵-۷ امولسی فایرها ودی مولسی فایرها
این نوع افزودنی ها بیشتر در روغن های فلز کاری ومایعات ضد آتش کاربرد دارند. امولسی فایرها آب و روغن را به صورت مخلوط با یکدیگر نگه می دارند ودی مولسی فایرها باعث جدا کردن آب از روغن می شوند.
بیشتر روغن ها صنعتی در سیستم های گردشی ( روغن های هیدرولیک ، دنده ، توربین وکمپر سور) احتیاج به دی مولسی فایرهای خوبی دارند تا آلودگی آب را از سیستم های روانکاری جدا کنند ومانع تشکیل امولسیون های پایدار آب وروغن شوند. نمک های سولفونیک اسید از فلزهای قلیایی- قلیایی خاکی ( بخصوص کلسیم وباریم ) جزء اولین ترکیبات شناخته شده به عنوان دی مولسی فایر هستند امروزه از ترکیباتی مثل پلی اتیلن گلیکول ها وترکیبات اتو کسیله شده به عنوان دی مولسی فایر استفاد می شود.
امولسی فایرها جزء ترکیبات وسیع شیمیایی بنام سورفاکتانت ها هستند سورفاکتانت ها خاصیت پخش شدن روی سطح را دارند، به طوری که غلظت آن ها داخل سیال کمتر از سطح سیال می شود. این خاصیت فعالیت موئینگی نامیده می شود.
امولسی فایرها سطح قطرات روغن را پایدار نگه می دارند تا برخورد قطرات منجر به بزرگ شدن آن ها نشود. مکانیسم عمل به این ترتیب است که مولکول های امولسی فایر اطراف قطره روغن آرایش جارویی پیدا می کنند، به طوری که سرقابل حل در روغن ( سر لیپوفیلیک یا هیدروفوبیک ) در فاز روغن و سر محلول در آب ( سر هیدروفیلیک ) در قسمت آبی قرار می گیرد. به این ترتیب این آرایش از به هم چسبیدن و بزرگتر شدن قطرات جلوگیری می کند.درواقع قرارگرفتن سرهای باردار به طرف بیرون باعث می شود وقتی دو قطره به هم نزدیک می شوند دافعه ایجاد شده و به هم نچسبند.
۵-۷-۱ انواع امولسی فایرها
امولسی فایرها به دو دسته ی یونی وغیر یونی تبدیل می شوند. امولسی فایرهای یونی خود شامل فایرهای کاتیونی وآنیونی هستند.البته امولسی فایرهای آمفوتر هم وجود دارند که گاهی نقش بازی وگاهی نقش اسیدی بازی می کنند. از ویژگی های امولسی فایرهای غیریونی می توان به پایداری آن ها در آب های سخت والکترولیت ها اشاره کرد. این نوع امولسی فایرها در گستره خوبی از PH کارایی دارند، ولی پایین بودن میزان حفاظت از خوردگی از معایب آن ها به شمار می آید.
برای پی بردن به میزان امولسی فایر بودن از معیار HLB استفاده می شود. امولسی فایرها یک مقدار HLB دارندکه میزان آن با نسبت های وزنی قسمت آب دوست به قسمت روغن دوست مولکول مشخص می شود .
روغن موتور-روغن دنده-روغن صنعتی -روغن هیدرولیک-گریش-گریس نسوز-گریس دما بالا-ضدیخ-روغن کمپرسور-روغن توربین.
عوامل معلق کننده مواد حاوی ترکیبات آب دوست و آب گریز هستند امولسیون ها می توانند امولسیون روغن در آب (O/W) یا آب در روغن ( W/O) باشند. یکی از راههای محاسبه HLB که توسط گریفین برای الکل های چند آبه و استرهای اسیدهای چرب حلالیت امولسی فایر در آب به عدد HLP آن برمی گردد.امولسی فایرهای باHLB بین ۳ تا ۶ امولسیون های آب در روغن و امولسی فایرهای با HLB بین ۸ تا ۱۸ امولسیون های روغن در آب تشکیل می دهند.
وسایش می شوند، بسته به ترکیب افزودنی ممکن است لایه های فسفید، سولفید، سولفات ، اکسیدها و کربیدهای آهن باشند.
۵-۸-۱ ترکیب های مورد استفاده در افزودنی۵-۸ مواد افزودنی ضد سائیدگی وفشار پذیر(AW/EP)
دربسیاری از موارد وقتی روانکاری تحت شرایط مرزی صورت می گیرد، چون لایه ی کامل روغن نمی تواند روی سطح فلز باقی بماند، در نتیجه اصطکاک وبه دنبال آن ساییدگی افزایش می یابد وممکن است جوش خوردگی موضعی اتفاق بیافتد. برای جلوگیری از جوش خوردگی وکم کردن سایش ، مواد افزودنی ضد سائیدگی مورد نیاز است . سیالات فلز کاری ، سیالات هیدرولیک ، روغن های موتور، گریس ها و…. از جمله روانکارهایی هستند که به این مواد افزودنی نیازمندند . در شرایطی که دو سطح تحت شرایط بار و درجه حرارت زیاد روی یکدیگر بلغزند، اصطکاک وسایش سطوح تماس زیاد است . برای جلوگیری از این امر باید از مواد افزودنی فشار پذیر استفاده کرد به طور کلی افزودنی های ضد سایش بیشتر برای کاهش اصطکاک در شرایط فشار متوسط وافزودنی های فشار پذیر که واکنش پذیرتر هستند زمانی که فشار روی سیستم زیاد باشد استفاده می شوند.این افزودنی ها هیدروکربن هایی با شاخه ها وزنجیرهای بلند بوده که از قسمت قطبی خود جذب سطوح فلزی می شوند وتماس بین دو سطح را محدود می کنند.وقتی مدتی از روانکاری هیدرودینامیک گذشته باشد، با افزایش دما افزودنی AW/EP با سطح واکنش داده ولایه هایی را درسطح فلز به وجود می آورند. این لایه ها که باعث کاهش اصطکاک های ضد سائیدگی وفشار پذیر
ترکیب های فسفر: درشرایط فشار متوسط، ترکیبات آلی فسفر دار به عنوان مواد ضد سایش خیلی خوب عمل می کنند. بیشتر این ترکیبات خنثی و مشتقات فسفریک اسید استرها ( مثلاً نمک های آمین یا فلزی آن ها ) هستند . حالت اسیدی برای این ترکیبات بهترین حالت بوده و هرچه درجه ی خنثی شدن بیشتر باشد، واکنش پذیری کمتر می شود. ترکیب های حاوی گوگرد وفسفر مثل دی آلکیل دی تیو فسفات های روی (ZDDP ) جزء این دسته از افزودنی ها وبسیار پرکاربرد هستند.
ZDDP هایی که پایه ی الکلی آنها ایزو پروپانول یا بوتانول باشد ، جامدند در صورتی که آن هایی که مخلوطی از زنجیرهای بلند وکوتاه هستند، مایعند. واکنش پذیری وپایداری گرمایی و هیدرولیکی آن ها به ساختمان گروه آلکیل آن ها بستگی دارد، به طوری که پایداری گرمایی آن ها با افزایش طول زنجیر افزایش می یابد. این مواد بازدارند ه های اکسیداسیونی خوبی نیز هستند و به دلیل خواص مطلوب زیادی که دارند ، به طور گسترده در روانکارها و بخصوص در روغن های موتور مورد استفاده قرار می گیرند.
با انتخاب دقیق نوع آلکیل وطول زنجیر می توان به خواص مطلوب ZDDP دست پیدا کرد. در فرآیند تولید ZDDP که در آن به سه ماده PS الکل و ZnO نیاز است ، مقادیر قابل توجهی HS تولید می شود وبه همین دلیل محققین به فکر جایگزین کردن این ماده با ترکیبات دیگر افتاده اند که مشکلات کمتری از لحاظ زیست محیطی ایجاد می کنند.
دی آلکیل دی تیو فسفات های مولیبدنیوم نیز جزء ترکیبات حاوی گوگرد وفسفر هستند که به عنوان افزودنی های ضد سایش کاربرد دارند . این ترکیبات با قوانین زیست محیطی سازگاری خوبی دارند وعلاوه بر خاصیت ضد سایش ، در کاهش اصطکاک وجلوگیری از اکسیداسیون نیز نقش بسیار مهمی ایفا می کنند.
دی آلکیل دی تیوفسفر یک اسید SOO تری استرهای بدون خاکستر وتری فنیل فسفرو تیونات ها نیز از این دسته ترکیبات هستند. تری استرها پایداری هیدرولیکی و TPPT ها پایداری گرمایی خوبی دارند، به طوری که TPPTها برای روانکاری در دماهای بالا ترکیبات مناسبی هستند.
البته ترکیبات فسفر دار دیگری مثل مونو ودی آلکیل فسفریک اسیدهای اتو کسیله شده نیز به عنوان افزودنی های ضد سائیدگی وفشار پذیر کاربرد دارند.
تری آلکیل و تری آلیل فسفات ها مثل تری کرزیل فسفات ها (TCP) جزء پرکاربردترین ترکیبات به عنوان افزودنی های ضد سایش وفشار پذیر هستند . به دلیل سمی بودن اورتو کرزول ،TCP جزء پرکاربردترین ترکیبات به عنوان افزودنی های ضد سایش وفشار پذیر هستند . به دلیل سمی بودن اورتوکرزول TCP ها باید بدون اورتو کروزول باشند .
ترکیبات حاوی گوگرد ونیتروژن : بیس ( دی آمین دی تیو کربامات ) روی ومتیلن بیس ( دی –n – بوتیل دی تیو کربامات ) جزء این دسته از ترکیبات هستند که به طور گسترده در گریس ها و روغن های دنده از آن ها استفاده می شود.
ترکیبات گوگرددار: از ابتدای علم روانکاری ، گوگرد جزء اولین عناصری بوده که مستقیماً آن را در روغن حل می کردند تا خواص فشار پذیری روغن های فلز کاری را بالا ببرند . ترکیبات آلی گوگرد دار قابل حل در روغن دارای فرمول عمومی می باشد که به آن ها حامل های سولفور می گویند. اگر تعداد اتم های گوگرد این مواد بین ۳ تا ۵ باشد کارایی مناسب خواهند داشت . این مواد ، افزودنی های فشار پذیرمناسبی هستند واز جوش خوردن قطعات به یکدیگر جلوگیری می کنند.
ترکیبات کلردار: یکی از خواص بسیارخوب ترکیبات کلردار این است که سطوح فلزی را به خوبی می پوشانند.در شرایط فشار بالا و در حضور کمی رطوبت ، سطح فلز به خوبی توسط این مواد پوشانده می شود. هنگام استفاده از این مواد ، به دلیل امکان تشکیل اسید هیدروکلریک ، باید بافرهای باز اضافه کنیم تا مشکل خوردگی پیش نیاید اما مشکل دیگر ، سازگار نبودن این ترکیبات با محیط زیست است .همین امر باعث شده تا با وجود خاصیت های فوق العاده خوب این ترکیبات در روغن های فلز کاری ، سعی شود که آن ها را با مواد دیگری جایگزین کنند.
دیگر ترکیبات :علاوه بر مواد ذکر شده ، ترکیبات زیاد دیگری نیز هستند که خواص ضد سایش و فشار پذیری به روانکارها می دهند . برای مثال افزودنی های سولفات های فوق قلیایی ( بخصوص نمک های کلسیم وسدیم ) هستند نیز جزو این دسته از مواد به حساب می آیند.
۵-۹ بهبود دهنده های اصطکاک
در سرعت های لغزشی پایین ، گرانروی پایین در دماهای بالا وبارهایی که به طور متوسط رو به افزایش هستند، روانکاری هیدرودینامیک می تواند منجر به ایجاد اصطکاک مخلوط شود .در این موارد استفاده از استفاده از بهبوددهنده های اصطکاک لازم است . این افزودنی ها که به افزودنی های مرزی هم معروف هستند و بیشتر از اسیدهای چرب و یا استرها وآمین های این اسیدها تشکیل شده اند ، با ایجاد یک لایه ی تک مولکولی از ترکیبات قابل حل قطبی که به صورت فیزیکی جذب شده اند اصطکاک را به نحو مطلوبی ( در مقایسه با مواد افزودنی ضد سایش و فشارپذیر) کاهش می دهند . آن ها معمولاً یک سر قطبی هیدرو کسیل دارند که از طریق جذب سطی با سطح مورد نظر واکنش داده و به شکل جارویی رو سطح قرارمی گیرند.
این ترکیبات براساس عملکردشان از مواد مختلفی ساخته می شوند .
تعداد زیادی از این بهبوددهنده ها ، عامل تشکیل سطح جاذب هستند که تأثیر آن ها با افزایش جرم مولکولی افزایش می یابد.
نکته ی قابل توجه در مورد بهبود دهند ه های اصطکاک ، داشتن زنجیرهای کربن بدون شاخه با طول کافی برای تشکیل لایه های پایدار است . این مواد به تغییرات دما حساس هستند واثر خود را بین دما ۸۰ و۱۵۰ درجه ی سانتیگراد تا حدی از دست می دهند( البته این گستره ی دمایی به ترکیب ماده افزودنی بستگی دارد) هرچه غلظت بیشتری ازماده افزودنی استفاده کنیم ، دمای بحرانی که ممکن است خاصیت کم کردن اصطکاک در آن از بین برود، بیشتر می شود
۵-۱۰ بازدارنده های خوردگی
در سیستم های روغن کاری تعداد زیادی از انواع خوردگی وجوددارد برای مثال خوردگی حاصل از اسیدهای آلی که درروغن تشکیل شده اند وخوردگی حاصل از آلودگی های محیط که به وسیله روغن حمل می شوند. خوردگی یا تاقان ها درموتورهای احتراق داخلی یکی از موارد خوردگی است که توسط اسیدهای آلی صورت می گیرد. یک ماده بازدارنده ی خوردگی ماده شیمایی است که اگر در سیستم خوردگی وجود داشته باشد ، بدون این که غلظت بقیه مواد در سیستم را تغییر دهد، باعث کاهش سرعت خوردگی شود. بازدارنده های خوردگی تقریباً در همه روانکارها استفاده می شوند تا سطح فلزی
