آنالیز روغن
در این مقاله شما می‌خوانید
Oil Analysis
مقدمه
روغن حاوی اطلاعات ارزشمندی از وضعیت قطعات و فرسایش‌های اتفاق افتاده می‌باشد که با نمونه‌گیری منظم روغن از یک دستگاه، انجام تست‌های برنامه ریزی شده به طور پیوسته و با آنالیز کردن آن میتوان یک روش بسیار موثر برای نظارت بر وضعیت عملکرد دستگاه‌ها و ماشین‌آلات مختلف به وجود آورد و با شناسایی یک اشکال کوچک که در ماشین رخ داده میتوان از خرابی‌های بزرگ‌تر که میتواند باعث ایجاد خرابی‌ها و افزایش هزینه شود جلوگیری نمود.
تجزیه و تحلیل روغن یک ابزار ضروری برای ارائه اطلاعات در مورد سلامت داخلی مولد، بدون نیاز به باز کردن آن می‌باشد. آنالیز روغن یک فرآیند حیاتی برای مولد، برای تشخیص هرگونه مشکل در اجزای اصلی دستگاه قبل از کاهش عملکرد آن است.
آنالیز روغن در مولدها، میتواند به شناسایی علائم سایش و همچنین آلاینده‌هایی مانند گلیکول، خاک و آب کمک کند.
طول عمر و قابلیت اطمینان مولد را میتوان با گنجاندن آنالیز روغن در برنامه تعمیر و نگهداری افزایش داد.
همچنین تجزیه و تحلیل روغن در زمان مناسب میتواند هزینه‌های عملیاتی نگهداری مولدهای بزرگ را کاهش دهد.
نمونه روغن
اولین مرحله برای آنالیز روغن برداشت نمونه روغن از مولد است. کیت‌ها و یا ظرف‌های مورد استفاده جهت نمونه‌بردای روغن باید تمیز و فاقد هرگونه آلودگی باشد. میزان روغن مورد نیاز جهت تست فیزیکی و بررسی مواد موجود در روغن 300cc و جهت تست شیمیایی 500cc می‌باشد.
گرفتن نمونه روغن از محل تخلیه و درین اشتباه و اطلاعات نادرستی را در مورد مولد ارائه میدهد.
نحوه نمونه برداری جهت آنالیز روغن
هنگام گرفتن نمونه روغن، مولد باید حداقل 30 دقیقه کار کرده باشد. روشن بودن مولد باعث گرم شدن روغن و توزیع یکنواخت ذرات سایش در روغن میشود.
در زیر 7 مرحله برای نمونه‌برداری صحیح روغن اشاره شده است.
- یک لوله‌ی نمونه‌برداری in¼ به طول تقریبی 6in یا بلندتر به‌طوری که از گیج نمونه‌بردای روغن بلندتر باشد و تقریبا به انتهای مخزن روغن برسد آماده کنید. (لوله را به زاویه برش دهید.)
- یک پمپ دستی نمونه‌گیر روغن تهیه کنید و لوله تهیه شده را از داخل آن عبور داده تا لوله حدود 1 اینچ از درب پمپ دستی عبور کند. درب پمپ دستی نمونه‌گیر را محکم کنید به طوری که O رینگ درب پمپ دستی اطراف لوله را محکم بگیرد.
- بطری نمونه‌برداری را در پمپ پیچ کنید و مطمئن شوید که بطری به درستی قرار گرفته است.
- لوله نمونه‌برداری را از قسمت گیج روغن عبور داده و مطمئن شوید که در داخل منبع قرار دارد.
- پیستون پمپ را فقط یک بار بیرون بکشید و صبر کنید تا بطری پر شود. اگر همه چیز درست باشد بطری باید ظرف چند ثانیه پر شود. ممکن است مجبور شوید چندین بار پیستون پمپ را بکشید تا خلاء ایجاد کنید.
- وقتی بطری پر شد، خلاء ایجاد شده را با باز کردن پیچ بطری نمونه یا باز کردن درپوش لاستیکی جلوی پمپ آزاد کنید. لوله را از مخزن بیرون بکشید، بطری را از پمپ جدا کنید و درب بطری را ببندید، آن را در ظرف حمل و نقل قرار دهید.
- فرم مربوط به اطلاعات نمونه برداری را با دقت و به طور کامل پر کنید و به آزمایشگاه ارسال کنید و لوله نمونه‌برداری را دور بیندازید و هرگز دوباره از آن استفاده نکنید.
از چپ به راست: مراحل برداشت نمونه روغن از مخزن
روش دیگر نمونه برداری برای آنالیز روغن
روش دیگر نمونه برداری با استفاده از شیر نمونه گیری دائمی است. این شیر در مسیر جریان روغن قبل از فیلتر نصب میشود. مراحل نمونه گیری در زیر تشریح شده است. در این روش روغن داغ را پس از خروج از بخش مکانیکی و قبل از عبور از فیلتر نمونه برداری کنید. در این مورد نیز قبل از گرفتن نمونه روغن، مولد باید حداقل 30 دقیقه روشن باشد.
- درپوش گرد و غبار را از بخش شیر نمونه‌برداری باز کنید. اجازه دهید مقداری کمی روغن از شیر خارج شود.
- بطری نمونه را بردارید و زیر دهانه تخلیه شیر قرار دهید.
- شیر نمونه‌گیری را باز کنید، بطری نمونه را پر کنید و سپس درب آن را محکم کنید.
- درپوش گرد و غبار را دوباره در محل شیر نمونه‌برداری قرار دهید.
- نمونه فرم اطلاعات را با دقت و به طور کامل پر کنید، و به آزمایشگاه ارسال کنید.
روش نمونه گیری جایگزین – روش درین از کارتر (کارتل) یا مخزن
در موارد خاص، که تنها راه برای به دست آوردن نمونه روغن، گرفتن آن از بخش درین مخزن یا کارتر (بصورت عامیانه کارتل) می‌باشد جهت نمونه‌برداری مراحل زیر را انجام دهید.
- مطمئن شوید که روغن از مولدی که حداقل 30 دقیقه روشن است گرفته میشود.
- محیط اطراف کارتر را تمیز کنید تا میزان آلودگی به حداقل برسد.
- قبل از نمونه‌برداری روغن از محل درین حداقل یک لیتر روغن را تخلیه کنید. روغن داغ می‌باشد جهت نگهداشتن بطری نمونه برداری از پوشش مناسب یا انبر استفاده کنید.
- نمونه فرم اطلاعات را با دقت و به طور کامل پر کنید، و آزمایشگاه ارسال کنید
زمان نمونه برداری برای آنالیز روغن
سیستم یا تجهیزاتی که وظیفه تولید را دارند سیستم‌های حیاتی توصیف میشوند. در این سیستم‌ها اگر یک جزء سیستم از کار بیفتد کل تولید متوقف میشود. باتوجه به اینکه مولدهای دائم کار در راستای تولید انرژی برق مورد بهره‌برداری قرار میگیرند، در این گونه موارد لازم است در بازه زمانی 200 تا 250 ساعت روغن‌های مولد مورد آزمایش قرار بگیرند.
همچنین یک نمونه روغن درست باید قبل از تعویض روغن از مولد گرفته شود. اگر نتایج آنالیز روغن نشان میدهد که روغن در وضعیت خوبی قرار دارد، میتوان فاصله تعویض روغن را تا 30٪ افزایش داد.
آنالیز روغن
آنالیز روغن به سه بخش کلی تقسیم میشود.
I) آنالیز عنصری: این آنالیز، مقدار و نوع عناصر موجود در روغن را از روی سایش اجزا، آلودگی و مواد مختلف موجود در روغن تشخیص میدهد.
II) آنالیز آلودگی: در این آنالیز حضور فیزیکی مایعات ناخواسته (مانند آب، سوخت، ضد یخ) یا ذرات (فلز و غیره) در روغن تشخیص داده میشود و محصولات جانبی روغن مانند دوده (ناشی از سوختن روغن)، نیتراسیون و گوگرد شناسایی میشود.
III) آنالیز شرایط روغن: تست ویسکوزیته و توانایی روغن برای خنثی سازی اسید (تست TBN برای موتورها و تست TAN برای غیر موتورها).
آزمایش آنالیز روغن به سه بخش غلظت فلزات، شرایط روغن و آلودگی‌ها تجزیه میشود.
مهم ترین اطلاعاتی که آزمایشگاه آنالیز روغن ارائه خواهد کرد، نظرات کلی است که توسط تکنسین آنالیز روغن ارائه میشود. تکنسین نتایج گذشته و نتایج موجود را می‌گیرد و مسیر عمل را تدوین میکند.
آنالیز عنصری
آزمایش آنالیز عنصری برای بررسی عناصر مختلف موجود در روغن که ممکن است ناشی از سایش، آلودگی یا مواد افزودنی موجود در روغن باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. هنگامی که یک جزء روغن‌کاری شده شروع به سایش میکند مقداری کمی از فلز درون روغن معلق یا مخلوط میشود. این ذرات کوچک فلز اولین نشانه‌های سایش قطعات می‌باشد. اگر به این موضوع توجه نشود سایش افزایش یافته و خرابی قطعه بالقوه رخ خواهد داد. در موارد شدید، براده‌های فلزی دندان‌های یک چرخ دنده را میتوان در روغن یافت. اگر سایش شدید باشد، براده‌های فلزی در هنگام تعویض روغن مشاهده میشود. براده‌های فلزی موجب سایش بیشتر قطعات میشود. سایش قطعات معمولا در گیربکس‌ها، موتورها و کمپرسورها اتفاق می‌افتد. بسیاری از اجزا و بخشها از فلزات مختلف ساخته شده‌اند.
یک تکنسین آنالیز روغن با توجه به نوع فلز و غلظت یافت شده در نمونه آزمایش میتواند مشخص کند که کدام جزء شروع به نشان دادن علائم سایش میکند.
جدول زیر یک راهنما برای تعیین منشأ سایش قطعات فلزی در موتورها می‌باشد.
تعیین منشأ قطعات فلزی
در جداول زیر منشأ وجود ذرات فلزی مختلف که ممکن است در آزمایش روغن مشاهده شود، آورده شده است.
جدول 1: منشأ آهن موجود در آزمایش روغن
آهن (Fe) : رایج ترین فلز موجود در سایش می‌باشد. تقریبا در تمامی تجهیزات به نوعی وجود دارد. وجود گسترده ذرات آهن بدین معنی است که منابع زیادی برای سایش وجود دارد. | |
موتور | لاینر سیلندرها- رینگ پیستون ها- مجموعه سوپاپ – اسبک- دنده های فنر- واشر- مهره ها- پین ها- بدنه موتور- شاتون- پمپ روغن- میل لنگ- میل بادامک- واشرهای قفلی |
جدول 2: منشأ مس موجود در آزمایش روغن
مس (CU) : به صورت گسترده به عنوان آلیاژ استفاده میشود. مس به دلیل خواصی مانند شکل پذیری، هدایت حرارتی و الکتریکی عالی مورد توجه است. مس به شدت در بلبرینگ ها و مبدل ها حرارتی استفاده میشود. | |
موتور | بوش‌های سوپاپ- بوش‌های گژن پین- بوش‌های میل سوپاپ- هسته کولر روغن- تراست‌واشرها- گاورنر- بلبرینگ شاتون |
قلع (Sn) : اين فلز بصورت آلياژ همراه سرب و مس در ياتاقان ها بكار رفته است. | |
موتور | بوش های مجموعه سوپاپ- بوش گژن پین- بوش میل بادامک- هسته کولر روغن- تراست واشر- گاورنر- یاتاقان های شاتون |
آلومینیوم (AL) : آلومینیوم دارای استحکام بالا نسبت به وزن و مقاومت بالا در برابر خوردگی می‌باشد. آلياژهای آلومينيوم با ديگر فلزها باعث افزايش مقاومت در برابر سایش و مقاومت حرارتی میشود. | |
موتور | بدنه موتور- پیستون‌ها- دمنده‌های هوا- بوش‌های پمپ روغن- برخی بوش‌های پمپ روغن- برخی کولرهای روغن |
کروم (Cr) : کروم به عنوان یک فلز مهندسی جهت افزایش سختی و مقاومت در مقابل خوردگی استفاده میشود. | |
موتور | رینگ ها- لاینرها- سوپاپ های دود- کروماتیک روی در سیستم خنک کاری |
سرب (Pb) : فلزی است نرم كه به عنوان سطح فدا شونده در قطعات تحت سایش استفاده میشود. به ويژه در ياتاقان های ژورنال جزء اصلی می‌باشد. | |
موتور | یاتاقان های اصلی- یاتاقان شاتون ها- سرب میتواند بخشی از آلودگی موجود در گازوئيل باشد. |
نقره (Ag) : نقره دارای ضریب هدایت حرارت بالا می‌باشد و یک متریال عالی برای صفحات یاتاقان‌ها می‌باشد که حداقل اصطکاک را ایجاد میکند. نقره در صورت وجود عنصر “روی” در افزودنی روغن دچار خوردگی شديد میشود. | |
موتور | سوپاپ ها- راهنمای سوپاپ- لاینرهای سوپاپ- یاتاقان ها |
مواد دیگر : فلزات دیگری را نیز میتوان در نمونه های روغن به دلیل سایش یا آلودگی یافت. | |
روی (Zn) | در مواد ضدسایش و ضد خوردگی- آنتی اکسیدان ها- آلیاژ یاتاقان ها- تراست واشرها |
سديم (Na) | در افزودنی های ضد خوردگی- در اثر نشت مايع سيستم خنك كاری به داخل موتور- گرد و خاك |
فسفر (P) | در مواد ضد سايش- ضد خوردگی- ضد اكسيداسيون |
منيزيم (Mg) | آلیاژهای فولاد |
بور (B) | افزودنی ضد خوردگی- ضد سايش- آنتی اكسيداسيون و میتواند ناشی از مايع خنك كاری و آلودگی‌های گريس باشد. |
واندیم (V) | آلاینده سوخت- همچنین میتواند عنصر آلیاژی برای فولاد |
بریم (Ba) | مواد افزودنی ضد خوردگی- پاك كننده- ضد زنگ |
مولیبدن (Mo) | افزودنی های ضد سایش- در آلیاژ یاتاقان ها و رینگ پیستون |
آنالیز سایش فلزات به وسیله آزمایشی به نام emission spectroscopy انجام میشود. این آزمایش میزان غلظت ذرات فلز ناشی از سایش، غلظت افزودنی‌ها و آلودگی موجود در روغن را بر حسب واحد p.p.m نشان میدهد. آزمایش emission spectroscopy ذرات فلز کمتر از 10 میکرون موجود در روغن را مشخص میکند. تجهیزات مختلف دارای سطح مجازی از میزان غلظت ذرات فلزی ناشی از سایش می‌باشند. یک جعبه دنده میتواند سطوح بالاتری از سایش و وجود ذرات فلزی را در مقایسه با یک پمپ یا موتور داشته باشد. البته باید به این نکته توجه داشت بعضی از تجهیزات با طراحی خود سطح بالاتری از سایش فلزات را دارند. همچین آزمایش دوره‌ای روغن جهت بررسی میزان ذرات فلزی موجود در آن مهم می‌باشد.
محدوده مجاز ذرات فلز در روغن
جدول زیر یک قاعده کلی برای محدوده میزان مجاز ذرات فلز ناشی از سایش بر حسب p.p.m برای موتور در روغن می‌باشد.
جدول 9: مقدار مرجع ذرات فلزی موجود در آزمایش روغن
Diesel Engine | Gasoline Engine | |
آهن (Fe) | 80 | 300 |
کروم (Cr) | 25 | 40 |
سرب (Pb) | 50 | n/a |
مس (Cu) | 50 | 75 |
قلع (Sn) | 25 | 40 |
آلومینیوم (Al) | 30 | 40 |
نیکل (Ni) | 10 | 15 |
فلز نقره (Ag) | 5 | 5 |
فلز سیلیکون (Si) | 25 | 50 |
آنالیز آلودگی
بسیاری از موتورها می‌توانند به سرعت با آب، ذرات و رسوبات مختلف مانند لجن که محصولات اکسیداتیو روغن هستند آلوده شوند. این آلاینده‌ها به تخریب مواد روان‌کننده، افزایش درجه حرارت عملیاتی، افزایش مصرف انرژی و سایش اجزا و مصرف روغن اثر می‌گذارد.
در جدول زیر منبع آلودگی و مشکل ایجاد شده ناشی از آن بیان شده است.
جدول 10: جدول منبع آلودگی و مشکلات ناشی از آن برای موتور
آلودگی | منبع | مشکلات |
آب | به صورت طبیعی از کندانس یا در طول احتراق در موتورها ایجاد میشود. | منجر به ایجاد گرما، کف کردن روغن، زنگ‌زدگی و اکسیداسیون روغن میشود. |
ذرات | ورود آلودگی از طریق seal، تنفس نامناسب موتور | منجر به سایش زودرس قطعات میشود و ایجاد رسوب را تسهیل میکند. |
اکسیداسیون | تجزیه شیمیایی روغن به علت گرما، آب و یا تماس با فلزی غیر مشابه | منجر به غلیظ شدن روغن، رسوب، تشکیل اسید، افزایش دمای عملیاتی و تخریب فیلترها میشود. |
دوده (در روغن موتور) | به طور معمول از احتراق ناقص | منجر به احتراق ناقص که نتیجتاً منجر به افزایش سایش و افزایش مصرف سوخت میشود. |
سوخت (در روغن موتور) | از طریق رینگهای خراب پیستون وارد موتور میشود | منجر به از دست دادن ویسکوزیته روغن، ایجاد گرما، اکسیداسیون میشود. |
ضد یخ (در روغن موتور) | از طریق بلوک سیلندر ترک خورده وارد روغن میشود. | منجر به آلودگی روغن، ایجاد لجن و احتمال خرابی را افزایش میدهد. |
نیتراسیون (در روغن موتور) | در مرحله احتراق موتور رخ میدهد. | می تواند اسیدهایی را تشکیل دهد که منجر به ابجاد لجن و تجزیه روغن میشود. |
سولفور | در بعضی از سوختهای دیزل و بعضی روغن‌ها یافت میشود. | می تواند اسیدهایی را تشکیل دهد که منجر به ایجاد لجن و تجزیه روغن میشود. |
هنگامی که روان کننده‌ها اکسید میشوند، مواد واکنش‌پذیری را تشکیل می‌دهند که میتواند منجر به تشکیل رسوب شود. آنالیز روغن میتواند به شناسایی درجه اکسیداسیون روغن کمک کند. در جدول زیر چندین مورد از رسوباتی که معمولا تشکیل میشوند و مشکلاتی که ممکن است در هنگام خراب شدن روغن روانکاری رخ دهد، آورده شده است.
| ایجاد رسوب | مشکلات محتمل | نمونه |
|---|---|---|
|
لجن:
در مخازن، محفظه‌ها و یاتاقان‌ها یافت میشود. زمانی تشکیل میشود که آلاینده ها شروع به ته نشین شدن از روغن می‌کنند. لجن با تجمع بیش از حد آلاینده‌ها ایجاد میشود.
|
لجن از آب، باقیمانده کربن، روغن اکسید شده و ترکیبات اسیدی، که میتواند منجر به تجزیه بیشتر روغن شود، تشکیل شده است. لجن میتواند جریان روغن را محدود کند و منجر به افزایش فشار، دمای روغن و سایش شود. |
|
|
Gum یا صمغ:
معمولاً در میل لنگ یا محفظه احتراق موتور یافت میشود. صمغ یا Gum زمانی ایجاد میشود که هیدروکربن‌های سوخت یا روغن به دلیل دمای بالا و احتراق بشکند.
|
صمغ میتواند روی سوپاپ‌ها، پیستون‌ها، رینگ‌ها، شیارهای رینگ و روی دیواره سیلندر ایجاد شود و باعث چسبیدن آلاینده‌ها و محدود کردن روغن کاری شود. عدم روانکاری باعث افزایش اصطکاک و سایش و محدودیت انتقال حرارت روغن روانکاری شود. |
|
|
انباشت کربن:
در تمام سیستم‌های روغن کاری شده مانند موتورها، یاتاقان‌ها، پمپ‌ها و چرخ دنده‌ها یافت میشود. رایج‌ترین شکل آن دوده است. دوده به عنوان یک نوع رسوب در نظر گرفته میشود.
|
رسوبات جریان روانکاری را محدود و منجر به افزایش فشار و دمای روغن میشود. |
|
آنالیز شرایط روغن
ویسکوزیته و اسیدهای خنثی (TBN/TAN)
ویسکوزیته مقاومت یک سیال در برابر جریان یافتن باتوجه به دما می‌باشد و مهم‌ترین مشخصه روغن‌های روان کننده است. در دماهای پایین غلظت و ویسکوزیته روغن افزایش و در دمای بالا غلظت و ویسکوزیته آن کاهش می‌یابد. ویسکوزیته روغن ممکن است به دلیل اکسیداسیون یا ذرات بیش از حد افزایش یابد. همچنین ویسکوزیته ممکن است به دلیل آلودگی ناشی از حلال‌ها، روغن سبک‌تر دیگر یا تجزیه حرارتی کاهش یابد.
با شروع تجزیه روغن، انواع مختلفی از اسیدها تشکیل میشود که میتواند منجر به تخریب بیشتر روغن و سایش فلز شود. مهم است که یک نقطه شروع به منظور مقایسه روغن مورد استفاده ایجاد شود. همچنین یک نمونه پایه از روغن اولیه ضروری است. TAN یا (Total Acid Number) برای بررسی اسیدهای خنثی روغن‌های مورد استفاده در تجهیزات هیدرولیک، دنده و کمپرسور هوا استفاده میشود. عدد TAN به طور کلی در طول زمان افزایش می‌یابد. TAN اولیه روغن باید به عنوان یک نمونه مرجع تست شود. اگر TAN روغن مورد استفاده از مقدار نمونه مرجع سه عدد بالاتر باشد، روغن باید تعویض گردد.
TBN یا (Total Base Number) مقدار مواد بازی (قلیایی) موجود در روغن موتور را که اسیدها را خنثی میکند، اندازه‌گیری میکند. مقدار TBN با نزدیک شدن به دور اتمام مصرف روغن کاهش می‌یابد. TBN برای بررسی توانایی اسیدهای خنثی روغن موتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. هرچه این عدد کمتر باشد اثر اسیدهای خنثی روغن کمتر است. با افزایش اسیدها، رسوبات نیز افزایش می‌یابد. تجمع رسوب نیز عمر موتور را کوتاه میکند. TBN به عنوان BS (Base Number) نیز شناخته میشود.
سخن پایانی
آنالیز روغن، یک سرمایه‌گذاری هوشمندانه برای حفظ سلامت موتور شماست. با کمک آنالیز روغن، می‌توانید از عملکرد صحیح موتور خود اطمینان حاصل کرده و عمر مفید آن را افزایش دهید. فروشگاه ما با ارائه انواع فیلتر روغن، قطعات یدکی موتور و ژنراتور با کیفیت، شما را در این مسیر همراهی میکند.
برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید محصولات مورد نیاز خود، به فروشگاه آنلاین ما مراجعه کنید.
