مخلوط سازی روغن ها

پیرو سوال مطرح شده از طرف یکی از مخاطبین محترم در خصوص مخلوط کردن دو یا چند نوع روغن روانساز بمنظور کاهش یا افزایش ویسکوزیته و رساندن آن به سطح مطلوب از طریق مخلوط سازی یا میکسینگ، توضیحاتی را به شرح زیر و پس از تاخیر بسیار ارائه می نمایم. امید است که کیفیت پاسخ جبرانی بر تاخیر در ارائه آن باشد:

شرح سوال: آیا می توان بمنظور کاهش ویسکوزیته، دو نوع روغن، مثلا  ISO VG 32 را با  ISO VG 64 مخلوط کرد؟ این مخلوط سازی چه تاثیر بر عملکرد تجهیز می گذارد؟

پاسخ: مخلوط سازی دو یا چند نوع لوبریکانت که متعلق به یک دسته از لوبریکانت ها باشند (مثلا دو نوع لوبریکانت هیدروکربنیک پایه نفتی) مستقیما روی ویسکوزیته مخلوط روغنی که در مدار تجهیز در حال چرخش است اثر خواهد گذاشت. میزان ویسکوزیته نهایی، اما، تنها به ویسکوزیته دینامیک (و نه سینماتیک!) این دو یا چند روغن بستگی نخواهد داشت! بلکه، عواملی چون میزان استفاده از ادتیو های پایدارساز حرارتی، آنتی فوم ها، و... نیز در این معادله وارد خواهند شد و محاسبه مقدار ویسکوزیته نهایی را به مساله ای چند معادله-چند مجهول تبدیل خواهند کرد. برای درک بیشتر این مساله، بیایید با هم نگاهی دقیقتر به تاثیر ویسکوزیته یک روغن در زمان حرکت آن در یک ماشین بیاندازیم: ویسکوزیته سیال تراکم ناپذیری مانند روغن به دو دسته ویسکوزیته سینماتیک (که با حرف یونانی "مو" در ادبیات مهندسی نشان داده می شود) و ویسکوزیته دینامیک (که با حرف یونانی "نو" نشان داده می شود) تقسیم می شود. بطور خلاصه، ویسکوزیته سینماتیک تابعی از عدد رینولدز (بیانگر نوع جریان: آرام، لایه لایه، توربولانت، و...) و دمای جریان بوده و به نوع سیال ارتباطی ندارد! از سوی دیگر، ویسکوزیته دینامیک تابعی از عوامل فوق، بعلاوه دانسیته سیال است که خود تابعی از دما و فشار بوده و ارتباط مستقیم با نوع سیال دارد. پس آنچه که با آن در این نوشتار کار داریم، ویسکوزیته دینامیک است...نه سینماتیک! از سوی دیگر، ویسکوزیته دینامیک منجر به تولید فیلمی از روغن با یک ضخامت ویژه می گردد که مقدار این ضخامت و حفظ آن در کیفیت روانکاری در یک بازه مشخص از دما و فشار بسیار مهم است. موارد بسیار متعددی از خرابی های مصیبت بار و حوادث صنعتی را می توان برشمرد که ناشی از عدم توانایی جریان روغن در حفظ ضخامت لازم از فیلم روغن روی سطوح فلزی بوده است. اما! وظیفه این فیلم چیست؟

فیلم روغنی که موضوع بحث ماست از ضخامتی در اُردِر یک صدم قطر موی انسان برخوردار بوده و وظیفه اصلی آن ایجاد فاصله مطمئنه بین سطوح فلزی درگیر واکنش های ترمومکانیکی در برینگ ها و سایر المان های چرخنده یا یک-طرف ثابت است. از عوامل موثر بر ضخامت این دیوار حائل می توان به سرعت چرخش، الگوی تمرکز بار القایی از محور، و ویسکوزیته دینامیک روغن اشاره کرد. در این میان، اگر ویسکوزیته روغن خیلی پایین باشد، ضخامت فیلم به صفر نزدیک خواهد شد و درست برعکس، اگر ویسکوزیته روغن خیلی بالا باشد، خود موجب افزایش اصطکاک و تولید حرارت خواهد شد. مخلوط سازی دو یا چند روغن (از یک کلاس) اولین اثر منفی خود را روی پرافایل عملکردی روغن خواهد گذاشت. بدین ترتیب که کامپاند روغنی حاصله دیگر پایداری حرارتی، خواص خورندگی، و پایداری شیمیایی قابل پیش بینی نخواهد داشت و دیگر نمی توان مطمئن بود که ضخامت فیلم روغن بویژه در حالت های عملکردی حساس ماشین (مانند دور های بالای مقطعی یا کار در گرما) در یک بازه ایمن حفظ می شود. این عدم قطعیت، بویژه در مورد تجهیزاتی مانند توربین ها، بشدت مخاطره آمیز است. چراکه در اثر واکنش های شیمیایی که بین ادتیو های حاضر در روغن ها رخ خواهد داد، شاهد تشکیل انواع لجن (به انواع رنگ ها: از سیاه تا سبز و حتی قهوه ای) خواهیم بود که هم زمان بین دو فلاشینگ را کوتاه می کند و هم می تواند موجب گرفتگی مدار روغنکاری یا خوردگی موضعی (معمولا پیتینگ کروژن) در مدار روغن شود. نحوه تشکیل این لجن ها در شکل زیر نشان داده شده است: