انواع روغن پایه

انواع روغن پایه؛ آشنایی با مهم‌ترین پایه‌های تولید روانکارهای صنعتی

روغن پایه، اصلی‌ترین جزء تشکیل‌دهنده انواع روغن‌های صنعتی، خودرویی و گریس‌ها است و معمولاً بین 70 تا 95 درصد حجم یک روانکار را تشکیل می‌دهد. کیفیت روغن پایه تأثیر مستقیمی بر پایداری حرارتی، مقاومت در برابر اکسیداسیون، طول عمر، ویسکوزیته، مصرف انرژی و عملکرد نهایی روانکار دارد. به همین دلیل، انتخاب روغن پایه مناسب یکی از مهم‌ترین مراحل در تولید یا انتخاب روانکار محسوب می‌شود. امروزه روغن‌های پایه در انواع معدنی و سنتتیک تولید می‌شوند که هر کدام برای شرایط کاری و صنایع مختلف کاربردهای خاص خود را دارند.

روانکارها را می توان به روش های مختلفی دسته بندی کرد. یکی از رایج ترین طبقه بندی ها توسط روغن پایه تشکیل دهنده است: روغن پایه معدنی، سینتتیک یا گیاهی. روغن معدنی، که از نفت خام مشتق شده است، می تواند به طیف وسیعی از کیفیت های مرتبط با فرآیند تصفیه روغن تولید شود. روغن سینتتیک از طریق فرایند سنتز ساخته دست بشر است و در فرمولاسیون های مختلفی با خواص منحصر به فرد برای هدف مورد نظر ارائه می شود. روغنهای پایه گیاهی که از روغنهای گیاهی گرفته می شوند، درصد بسیار کمی روغن روانکار را نشان می دهند و اصولاً برای منافع تجدیدپذیر و زیست محیطی استفاده می شوند.

همه روغن های پایه دارای ویژگی هایی هستند که تعیین می کنند چگونه در برابر چالش های مختلف روانکاری مقاومت می کنند. برای یک روغن معدنی، هدف از فرآیند تصفیه، بهینه سازی خواص حاصل برای تولید روانکار برتر است. برای روغنهای تولید شده به روش سنتزی، هدف از فرمولاسیونهای مختلف ایجاد روانکار با خواصی است که ممکن است در یک روغن معدنی قابل دستیابی نباشد.

روغن پایه چیست؟

روغن پایه (Base Oil) مایع اصلی تشکیل‌دهنده روانکار است که پس از ترکیب با افزودنی‌های مختلف، به روغن نهایی تبدیل می‌شود. این روغن وظیفه ایجاد فیلم روانکار، انتقال حرارت، کاهش اصطکاک و محافظت از قطعات را بر عهده دارد. هرچه کیفیت روغن پایه بالاتر باشد، عملکرد و عمر مفید روانکار نیز بهتر خواهد بود.

دسته‌بندی روغن‌های پایه (بیس اویل)

بر اساس طبقه‌بندی موسسه نفت آمریکا (API)، روغن‌های پایه به پنج گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

• گروه یک (Group I)

• گروه دو (Group II)

• گروه سه (Group III)

• گروه چهار (Group IV - PAO)

• گروه پنچ : سایر روغن‌های سنتتیک (Group V - other)

هر گروه از نظر روش تولید، میزان گوگرد، شاخص ویسکوزیته و کیفیت با یکدیگر تفاوت دارد.

روغن پایه گروه 1 - Group I

روغن‌های گروه اول از پالایش مستقیم نفت خام تولید می‌شوند و قدیمی‌ترین نوع روغن پایه به شمار می‌روند. این روغن‌ها دارای مقدار بیشتری ترکیبات آروماتیکی و گوگرد هستند و شاخص ویسکوزیته پایین‌تری نسبت به گروه‌های جدید دارند. با وجود این، هنوز هم در بسیاری از روغن‌های صنعتی، روغن‌های دنده، گریس‌ها و روانکارهای عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایا:

• قیمت اقتصادی

• سازگاری با بسیاری از افزودنی‌ها

• مناسب برای کاربردهای عمومی و صنعتی

روغن پایه گروه 2 - Group II

این روغن‌ها با فرآیند هیدروتریتینگ تولید می‌شوند و خلوص بالاتری نسبت به گروه 1 دارند. میزان گوگرد کمتر، پایداری اکسیداسیونی بهتر و رنگ روشن‌تر از مهم‌ترین ویژگی‌های آن‌ها است. روغنهای پایه گروه II با استفاده از گاز هیدروژن در فرآیندی به نام هیدروژناسیون یا تصفیه آب تولید می شوند. هدف این فرآیند همان تصفیه حلال است، اما در تبدیل اجزای نامطلوب مانند مواد معطر به ساختارهای هیدروکربنی مطلوب موثرتر است.

مزایا:

• مقاومت بیشتر در برابر اکسیداسیون

• عمر طولانی‌تر

• عملکرد بهتر در دماهای بالا

• تمیزی بیشتر موتور و تجهیزات

روغن پایه گروه 3 - Group III

روغن‌های معدنی گروه III با فرآیندهای پیشرفته هیدروکراکینگ تولید می‌شوند و شاخص ویسکوزیته بسیار بالایی دارند. بسیاری از روغن‌های موتور و صنعتی باکیفیت از این گروه تولید می‌شوند و در برخی بازارها به عنوان روغن پایه که خواص نزدیک به روغن‌های سنتزی دارد، نیز شناخته می‌شوند. روغنهای پایه گروه III تقریباً مشابه روغنهای معدنی گروه II ساخته می‌شوند، با این تفاوت که فرآیند هیدروژناسیون با دمای بالا و فشارهای بالا همراه است. در نتیجه، تقریباً تمام اجزای نامطلوب موجود در روغن به ساختارهای هیدروکربنی مطلوب تبدیل می شوند.

مزایا:

• پایداری حرارتی بالا

• مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون

• عملکرد مناسب در دماهای پایین

• طول عمر بیشتر نسبت به روغن‌های معدنی معمولی

روغن پایه گروه 4 - Group IV

گروه IV به یک نوع روغن سینتتیک به نام پلی آلفاولفین (PAO) اختصاص یافته است. PAO هیدروکربن‌های تولید شده مصنوعی است که از طریق یک فرآیند پلیمریزاسیون شامل گاز اتیلن تشکیل می‌شود. نتیجه ساختاری است که شباهت زیادی به خالص ترین شکل روغنهای معدنی توصیف شده در گروه III دارد. پلی‌آلفااولفین شناخته‌شده‌ترین روغن پایه سنتتیک است. این روغن‌ها به‌صورت شیمیایی تولید می‌شوند و عملکرد بسیار بالایی در شرایط سخت دارند.

مزایا:

• محدوده دمای کاری بسیار گسترده

• مقاومت فوق‌العاده در برابر اکسیداسیون

• تبخیر بسیار کم

• کاهش مصرف انرژی

• عمر سرویس بسیار طولانی

این روغن‌ها در کمپرسورها، توربین‌ها، گیربکس‌های صنعتی، گریس‌های ممتاز و تجهیزات حساس کاربرد فراوانی دارند.

روغن پایه گروه 5 - Group V

گروه پنجم شامل تمامی روغن‌های پایه‌ای است که در چهار گروه قبلی قرار نمی‌گیرند. مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• استرها (Esters)

• پلی‌آلکیلن گلایکول (PAG)

• روغن‌های سیلیکونی

• آلکیل بنزن‌ها

• روغن‌های فسفات استر

این روغن‌ها معمولاً برای کاربردهای خاص و شرایط عملیاتی ویژه استفاده می‌شوند.

* روغن پایه استر (Ester)

استرها از پرکاربردترین روغن‌های پایه سنتتیک هستند و در صنایع هوافضا، کمپرسورها، توربین‌ها و روانکارهای دمای بالا استفاده می‌شوند.

ویژگی‌ها:

• روانکاری عالی

• تحمل دمای بسیار بالا

• زیست‌تخریب‌پذیری مناسب

• چسبندگی بالا به سطوح فلزی

* روغن پایه PAG

روغن‌های پلی‌آلکیلن گلایکول بیشتر در کمپرسورهای تبرید، گیربکس‌های حلزونی و برخی سیستم‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایا:

• ضریب اصطکاک پایین

• مقاومت عالی در برابر حرارت

• طول عمر زیاد

• بازده انرژی بالا

* روغن پایه سیلیکونی

روغن‌های سیلیکونی دارای محدوده دمای کاری بسیار وسیعی هستند و بیشتر در صنایع الکترونیک، تجهیزات پزشکی، صنایع غذایی و آب‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایا:

• مقاومت حرارتی بسیار بالا

• پایداری شیمیایی عالی

• مقاومت در برابر آب

• فراریت پایین

تفاوت روغن پایه معدنی و سنتتیک

روغن‌های معدنی از پالایش نفت خام تولید می‌شوند و قیمت پایین‌تری دارند، در حالی که روغن‌های سنتتیک به روش‌های شیمیایی ساخته شده و عملکرد بهتری در شرایط سخت ارائه می‌دهند. روغن‌های سنتتیک معمولاً عمر بیشتری دارند، در برابر اکسیداسیون مقاوم‌تر هستند و در دماهای بسیار پایین یا بسیار بالا عملکرد پایدارتری از خود نشان می‌دهند.

در جدول زیر انواع روغن پایه به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته اند:

چگونه روغن پایه مناسب انتخاب کنیم؟

انتخاب روغن پایه باید بر اساس عوامل زیر انجام شود:

• دمای کاری

• سرعت تجهیزات

• میزان بار

• شرایط محیطی

• نوع تجهیزات

• طول دوره تعویض روغن

• الزامات استانداردهای صنعتی

• هزینه نگهداری

جمع‌بندی

روغن پایه مهم‌ترین بخش هر روانکار است و کیفیت آن نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد، دوام و قابلیت اطمینان تجهیزات دارد. روغن‌های معدنی گروه 1 تا 3 همچنان در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خودرویی استفاده می‌شوند، در حالی که روغن‌های سنتتیک مانند PAO، استر، PAG و سیلیکون برای شرایط کاری سخت، دماهای بالا یا پایین و تجهیزات حساس انتخابی ایده‌آل هستند. شناخت ویژگی‌ها، مزایا و محدودیت‌های هر نوع روغن پایه به مهندسان، تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان کمک می‌کند تا روانکار مناسب را با توجه به شرایط عملیاتی انتخاب کرده و عمر تجهیزات را افزایش دهند.