روش­‌های تحلیلی برای اندازی‌­گیری مقدار لجن و وارنیش بر اساس مکانیزم تخریب و میزان آلاینده­‌ها در سه مرحله تقسیم می­‌شود.  مرحله­‌ی اول، یک شرایط پیش‌ساز (precursor condition) است. به بیانی دیگر، در این قسمت آلاینده‌­هایی که باعث افزایش تمایل روانکار به اکسایش و تخریب آن می­‌شوند شکل می­‌گیرند. ناخالصی­‌های محلول در مرحله­‌ی دوم تشکیل می­‌شوند که به آن حالت گذرا (transitory) می‌­گویند . گام­ نهایی نیز با عنوان مرحله­‌ی حمله (attack) شناخته می­‌شود که مربوط به ناخالصی‌­های غیر محلول بوده که عموما بعد از مرحله­‌ی دو و زمانی که روغن به حالت اشباع برسد تشکیل می­‌گردند. در صورت بررسی و تشخیص به موقع  شرایط نامطلوب در مراحل اولیه (دو گام نخست)، امکان جلوگیری از خرابی‌های احتمالی وجود دارد. اما مرحله­‌ی سوم، تعمیر و نگهداری واکنشی محسوب شده که در آن، گام­‌های ابتدایی خرابی تجهیزات رخ می‌­دهد.

تست­‌های متنوعی برای بررسی وضعیت روغن از نظر تشکیل وارنیش و لجن ارائه شده‌است که به برخی از آن‌ها اشاره می­‌کنیم:

• MPC (membrane Patch colorimetry):

با وقوع پدید­ه‌­ی اکسایش در روغن، ذراتی ناشی از تخریب مولکول­‌ها تشکیل می­‌شوند و به مرور تجمع می­‌کنند. آزمون تعیین پتانسیل تشکیل وارنیش یا به اختصارMPC، به کمک حلال غیر قطبی و اسپکتروفوتومتر، میزان ذرات رنگی نامحلول تشکیل شده را تعیین می‌­کند. روش آزمون در استاندارد  ASTM D7843-21 توضیح داده شده‌است. به این صورت که روغن به مدت 24 ساعت در دمای ℃60 گرم شده و سپس به مدت 72 ساعت در محیطی تاریک و دمای ℃25-15 نگه­داری می­‌شود. پس از این مرحله روغن با حلال رقیق شده و از صافی عبور کرده و خشک می­‌شود. در ادامه به کمک روش رنگ­‌سنجی رسوبات باقی مانده، میزان پتانسیل تولید وارنیش با عدد بدون بعد ∆E بیان می­‌شود. هر چه میزان ∆E کمتر باشد، وضعیت سیستم از نظر احتمال خطر تشکیل وارنیش مناسب­‌تر است.

دیدن این ویدیو را از دست ندهید…

• FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy):

برای شناسایی ترکیبات و پیوندهای شیمیایی موجود در مواد آلی و معدنی از روش­‌های طیف سنجی به خصوص آنالیز FTIR یا “طیف­‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه” استفاده می‌­شود. اساس این آزمون در بررسی پرتوهای مادون قرمز جذب شده توسط نمونه‌­ی مورد آنالیز است. به این صورت که  با مطالعه طیف مادون قرمز خروجی، پیوندهای شیمیایی‌ و برهم‌کنش­‌های مولکولی به خصوص گروه‌های عاملی را می­‌توان شناسایی کرد.

از طرفی محصولات جانبی ناشی از اکسیداسیون روغن، حاوی پیوندهای دوگانه کربن-اکسیژن یا همان کربونیل بوده به کمک روش FTIR با تحلیل و آنالیز نتایج آزمون، می­توان آن­‌ها را شناسایی کرد.

• عدد اسیدی:

در طول فرآیند اکسایش روغن، میزان اسید در نمونه‌ی روغن افزایش می‌یابد. استاندارد ASTM D974 و ASTM D664 با اندازه گیری مقدار اسید در نمونه، به صورت عدداسیدی کل یا همان TAN، معیار خوبی برای پیش‌­بینی روغن از نظر وضعیت اکسیداسیون و تشکیل وارنیش می­‌باشد.

• RPVOT (Rotating Pressure Vessel Oxidation Test):

بررسی پایداری اکسیداسیون روغن به کمک استاندارد ASTM D2272، نشان­‌دهنده­‌ی مقاومت روغن در برابر اکسایش بوده که از طریق اندازه­‌گیری مقدار فشار اکسیژن تزریقی به روغن در دمای بالا اندازه گیری می­‌شود. نوع روغن پایه و همچنین افزودنی­‌های ضد اکسایش مورد استفاده در فرمولاسیون نمونه­‌ی مورد آنالیز، نتایج نهایی را تحت تاثیر قرار می­‌دهند.

• LSV (Linear Sweep Voltammetry):

برای اندازه‌­گیری مقدار افزودنی‌­های ضداکسایش از نوع فنل­‌های حجیم (hindred phenol) و آمین­‌های حلقوی از آزمون LSV مطابق با استاندارد ASTM D6971 استفاده می‌­شود. اطلاع از میزان باقی مانده‌ی آنتی‌­اکسیدان‌­ها برای پیش­‌بینی وضعیت روانکار ضروری می­‌باشد.

• ویسکوزیته:

به دلیل تولید مولکول­های با وزن مولکولی بالا در طول فرآیند اکسایش روغن، ویسکوزیته افزایش یافته که اندازه‌­گیری این پارامتر مطابق با استاندارد ASTM D445 صورت می‌­گیرد. همچنین در برخی موارد، در اثر شکست حرارتی مولکول­‌های روغن، ذرات با وزن مولکولی کمتر تولید شده که باعث کاهش ویسکوزیته می‌­شود.

• نقطه­‌ی اشتعال:

اگر در اثر اعمال حرارت و شکست حرارتی، مولکول­‌های روغن دچار تغییر وضعیت شده باشند، نقطه‌ی ­اشتعال پارامتر خوبی برای تشخیص این موضوع بوده که مطابق با استاندارد ASTM D92 اندازه‌­گیری می­‌شود.

روش­‌های راهبردی برای کاهش وارنیش

• استفاده از افزودنی‌­های ضد اکسایش

به طورکلی افزودنی­‌های ضداکسایش باعث کاهش سرعت تخریب اکسیداسیونی روانکار شده و تشکیل وارنیش را به تاخیر می‌­اندازند. با این حال مصرف افزودنی‌­های با کیفیت بالا اهمیت زیادی داشته و در غیر اینصورت نتیجه­‌ی عکس خواهد داد.

• حذف وارنیش در حالت محلول

سیستم­‌های حذف وارنیش محلول یا همان SVR (Soluble Varnish Removal) که یک سیستم تعویض یونی ICB (Ion Charge Bonding) بوده، از طریق سایت‌­های قطبی موجود در ساختار خود، ذرات محلول وارنیش را جذب می­‌کند. از طرفی بر خلاف سیستم‌­های تعویض یونی مرسوم (ion exchange) که یون مورد نظر را با یون دیگری تعویض می­‌کنند، این سیستم با جذب ذرات محلول در روغن موسوم به وارنیش، یون دیگری را آزاد نمی­‌کند.

از مزایای این سستم، حذف ذارات محلول ناشی از اکسیداسیون روغن در هر دمایی بوده و همچنن عملکرد دائمی آن باعث می­‌شود تا از انباشته شدن ذرات محلول وارنیش در روغن جلوگیری شود.

• حذف ذرات معلق

سیستم­‌های متعددی برای حذف ذرات معلق از روغن طراحی شده­‌اند:

Depth filtration (فیلتراسیون عمیق)

Balanced charge agglomeration (BCA) (تجمع شارژ متوزان)

Electrostatic oil cleaning تصفیه الکترواستاتیکی روغن

با کاهش دما، حلالیت ذرات در روغن کاهش می‌­یابد و ترکیبات محلول به صورت ذرات معلق ظاهر می‌­شوند. در این حالت استفاده از سیستم­‌های حذف ذرات معلق بسیار مفید می­‌باشد. برای افزایش سرعت فرآیند حذف ذرات معلق از روغن، کاهش دمای آن می­‌تواند مؤثر باشد. اما باید توجه داشت که در اثر کاهش دما، ویسکوزیته افزایش یافته و عبور سیال از مسیر فیلتراسیون دشوار خواهد شد. از طرفی امکان خنک کردن تا دمایی که بتوان همه­‌ی ذرات را جدا کرد نیز وجود ندارد.

در نهایت باید به این موضوع اشاره کرد که وارنیش به آرامی تشکیل می­‌گردد و نمایان شدن اثرات آن زمان می­‌برد. به همین خاطر بهترین عملکرد برای جلوگیری از اثرات آن، انجام آنالیز های منظم به عنوان بخشی از مراقبت­‌های پیش‌بینانه است. همچنین استفاده از محصولات مطمئن و با کیفیت بالا، اقدامی مؤثر در این راستا می­‌باشد.

مهندسین ما در تیم تخصصی صدرا، همواره آماده خدمت­‌رسانی و مشاوره به صنعتگران محترم می­‌باشند.