نقطه ریزش روغن یا پور پوینت چیست و چرا در روانکاری اهمیت دارد
مقدمه
روانکارهای صنعتی مایع، از جمله روغن های دنده، هیدرولیک و توربین، باید در شرایط دمایی مختلف توانایی جریان یافتن و روانکاری قطعات را داشته باشند. یکی از کلیدی ترین مشخصه های فیزیکی که رفتار روغن را در دماهای پایین تعیین می کند، نقطه ریزش یا پور پوینت است. این پارامتر مشخص می کند که یک روغن تا چه دمای پایینی می تواند به کارکرد طبیعی خود ادامه دهد و از چه دمایی به بعد، جریان پذیری خود را از دست می دهد. در این مقاله به بررسی جامع مفهوم نقطه ریزش، روش های آزمایش، عوامل موثر و اهمیت عملیاتی آن در صنایع مختلف می پردازیم.
نقطه ریزش روغن چیست
نقطه ریزش به پایین ترین دمایی گفته می شود که در آن، روغن تحت شرایط استاندارد آزمایشگاهی، همچنان توانایی جاری شدن و حرکت را داشته باشد. به عبارت دیگر، اگر دمای روغن را به تدریج کاهش دهیم، روغن به سمتی می رود که دیگر سفت شده و جاری نمی شود؛ دمایی که درست قبل از این حالت انجماد یا ایستایی کامل ثبت می شود، به عنوان نقطه ریزش شناخته می شود.
در دماهای بسیار پایین، هیدروکربن های پارافینی موجود در روغن پایه معدنی شروع به کریستالیزه شدن می کنند. این بلورهای مومی شکل به یکدیگر متصل شده و شبکه ای ایجاد می کنند که مانع از جریان یافتن آزادانه روغن می شود. در روغن های سنتتیک که فاقد موم پارافین هستند، سفت شدن روغن در دماهای پایین بیشتر به دلیل افزایش شدید ویسکوزیته رخ می دهد.
اهمیت نقطه ریزش یا پور پوینت در صنایع و تجهیزات
انتخاب روغنی با نقطه ریزش مناسب برای تضمین سلامت تجهیزات در فصول سرد و مناطق کوهستانی بسیار حیاتی است. برخی از مهم ترین دلایل اهمیت این ویژگی عبارتند از:
استارت آسان تجهیزات در سرما:
اگر نقطه ریزش روغن بالاتر از دمای محیط باشد، روغن در زمان استارت اولیه سیستم سفت شده و نمی تواند به سرعت به نقاط حساس و یاتاقان ها برسد. این موضوع باعث کارکرد خشک قطعات در لحظات اولیه و بروز سایش شدید می شود.
کاهش فشار روی پمپ ها:
روغنی که به دلیل سرمای هوا بیش از حد سفت شده باشد، مقاومت زیادی در برابر پمپاژ نشان می دهد. این پدیده می تواند به پدیده کاویتاسیون در پمپ های هیدرولیک یا آسیب به الکتروموتور پمپ منجر شود.
سیستم های هیدرولیک فضای باز:
ماشین آلات راه سازی، معدنی و جرثقیل هایی که در محیط های باز و دماهای زیر صفر کار می کنند، برای عملکرد دقیق شیرها و جک ها به روغنی با پور پوینت بسیار پایین نیاز دارند.
روش آزمایش نقطه ریزش و استاندارد مرجع
اندازه گیری نقطه ریزش روغن در آزمایشگاه های کنترل کیفیت برندهایی نظیر رسپینا لوبریکانتس مطابق با استانداردهای بین المللی صورت می گیرد:
استاندارد ASTM D97:
روش مرجع و سنتی برای اندازه گیری نقطه ریزش است. در این روش، نمونه روغن پس از گرم شدن اولیه، به تدریج در حمام های خنک کننده سرد می شود. در فواصل زمانی مشخص (کاهش هر سه درجه سانتی گراد)، لوله آزمایش کج می شود تا حرکت یا عدم حرکت روغن بررسی شود. دمایی که در آن روغن پس از پنج ثانیه هیچ حرکتی نشان ندهد ثبت شده و سه درجه سانتی گراد به آن اضافه می شود تا نقطه ریزش به دست آید.
تفاوت نقطه ریزش در انواع روغن های پایه
ساختار شیمیایی روغن پایه بیشترین تاثیر را بر روی این مشخصه دارد:
روغن های پایه معدنی (گروه یک و دو):
به دلیل وجود درصدی از ترکیبات پارافینی و موم طبیعی، معمولاً نقطه ریزش محدودی دارند (غالباً بین منفی نه تا منفی پانزده درجه سانتی گراد). برای بهبود عملکرد این روغن ها در سرما، باید از افزودنی های بهبوددهنده نقطه ریزش استفاده کرد.
روغن های پایه سنتتیک (مانند PAO):
از آنجا که این روغن ها به صورت مصنوعی طراحی و تولید می شوند، فاقد هرگونه موم پارافینی هستند. به همین دلیل نقطه ریزش بسیار پایینی دارند که در برخی گریدها به منفی چهل تا منفی شصت درجه سانتی گراد نیز می رسد. این ویژگی آن ها را برای شرایط محیطی فوق العاده سرد ایده آل می سازد.
مواد افزودنی بهبوددهنده نقطه ریزش (PPD)
برای کاهش نقطه ریزش روغن های معدنی بدون تغییر در ویسکوزیته آن ها در دمای بالا، از افزودنی های ویژه ای به نام PPD یا Pour Point Depressants استفاده می شود. این پلیمرها به بلورهای مومی تازه شکل گرفته در دمای پایین می چسبند و مانع از رشد و گره خوردن آن ها به یکدیگر می شوند. در نتیجه، ساختار شبکه ای موم تشکیل نمی شود و روغن می تواند در دماهای پایین تری جاری بماند.
رابطه نقطه ریزش با دمای عملیاتی سیستم
باید توجه داشت که نقطه ریزش، حداقل دمای کارکرد ایمن روغن نیست. به عنوان یک قاعده کلی در مهندسی روانکاری، حداقل دمای کارکرد ایمن و مداوم یک روغن باید حدود ده تا پانزده درجه سانتی گراد بالاتر از نقطه ریزش آن باشد. کارکردن در دماهای بسیار نزدیک به پور پوینت، راندمان سیستم را به شدت کاهش داده و مصرف انرژی را بالا می برد.
نتیجه گیری
نقطه ریزش یا پور پوینت یک فاکتور تعیین کننده در انتخاب روغن برای سیستم هایی است که در شرایط آب و هوایی سرد یا نوسانات شدید دمایی کار می کنند. عدم توجه به این پارامتر می تواند منجر به عدم تغذیه مناسب پمپ ها، افت فشار هیدرولیک و آسیب دیدگی جدی قطعات دوار شود. در طراحی روانکارهای رسپینا لوبریکانتس، پایش دقیق نقطه ریزش متناسب با شرایط اقلیمی مصرف کنندگان انجام می شود تا پایداری و جریان پذیری بهینه روانکار در سخت ترین شرایط کاری تضمین گردد.
