الزيت الهيدروليكي مقابل زيت التشحيم: شرح الاختلافات
هل تساءلت يوماً لماذا يعمل محرك سيارتك بسلاسة أو كيف تعمل الآلات الثقيلة بسلاسة؟ يكمن السر في الزيوت المستخدمة - زيت التشحيم والزيت الهيدروليكي. تستكشف هذه المقالة...
هل تساءلت يوماً ما الذي يحافظ على سير محرك سيارتك بسلاسة؟ يلعب زيت التشحيم دوراً مهماً في الحد من الاحتكاك والتآكل، ولكن هناك ما هو أكثر مما تراه العين. في هذه التدوينة، سنتعمق في الخصائص الأساسية لزيت التشحيم، كما يشرحها مهندس ميكانيكي متمرس. اكتشف الخليط المعقد من الهيدروكربونات التي تشكل هذا السائل الأساسي وتعرف على كيفية مساهمة خصائصه الفيزيائية والكيميائية في أدائه.
زيت التشحيم هو منتج متقدم تقنيًا يتكون من خليط معقد من الهيدروكربونات. أدائه الفعلي هو نتيجة لتغيرات فيزيائية وكيميائية متعددة تحدث في وقت واحد.
تشمل خواص زيت التشحيم كلاً من الخواص الفيزيائية والكيميائية العامة والخاصة، بالإضافة إلى نتائج اختبارات منضدة المحاكاة.
كل نوع من أنواع شحوم التشحيم له خصائص فيزيائية وكيميائية عامة محددة تدل على جودته الداخلية.
فيما يلي الخصائص الفيزيائية والكيميائية العامة لزيت التشحيم:
غالبًا ما يشير لون منتج النفط إلى مستوى تكريره واستقراره. يؤدي ارتفاع مستويات التكرير إلى إزالة أكاسيد الهيدروكربونات والكبريتيدات، مما يؤدي إلى لون أفتح.
ومع ذلك، حتى لو كانت عملية التكرير متطابقة، قد يختلف لون ووضوح الزيوت الأساسية المنتجة من مصادر وأجناس مختلفة من النفط الخام.
بالنسبة لزيوت التشحيم المنتجة حديثًا، فإن إضافة المواد المضافة تلغي أهمية اللون كمؤشر لمستوى تكرير الزيت الأساسي.
الكثافة هي خاصية فيزيائية بسيطة ومستخدمة على نطاق واسع لزيت التشحيم.
تزداد كثافة زيت التشحيم مع زيادة محتواه من الكربون والأكسجين والكبريت.
ولذلك، في ظل نفس اللزوجة أو الوزن الجزيئي، فإن زيت التشحيم الذي يحتوي على نسبة أعلى من العطريات والغرويات والأسفلتينات سيكون له أعلى كثافة. سيكون لزيت التشحيم الذي يحتوي على نسبة أكبر من السيكلو ألكانات كثافة معتدلة، بينما سيكون لزيت التشحيم الذي يحتوي على نسبة أكبر من الألكانات أقل كثافة.
اللزوجة هي مقياس للاحتكاك الداخلي للمنتجات الزيتية وتعكس مدى زيتية وسيولة المنتج.
وبدون إضافة إضافات وظيفية، عادةً ما تتوافق اللزوجة الأعلى مع طبقة زيتية أقوى ولكن سيولة أقل.
نقطة الوميض هي مقياس لمعدل تبخر الزيت. كلما كان جزء الزيت أخف وزنًا، ارتفع معدل تبخره وانخفضت نقطة الوميض. وعلى العكس من ذلك، فإن الأجزاء الأثقل من الزيت لها معدلات تبخر أقل ونقاط وميض أعلى.
تُعد نقطة الوميض أيضًا مؤشرًا لمخاطر حرائق المنتجات البترولية. يتم تحديد مستوى خطورة المنتجات النفطية بناءً على درجة وميضها. تعتبر المنتجات التي تقل درجة وميضها عن 45 درجة مئوية قابلة للاشتعال، بينما تعتبر المنتجات التي تزيد درجة وميضها عن 45 درجة مئوية غير قابلة للاشتعال.
يمنع منعًا باتًا تسخين المنتجات النفطية إلى درجة حرارة نقطة الوميض أثناء التخزين والنقل.
بشكل عام، يفضل أن تكون نقاط الوميض الأعلى، خاصة عند اختيار زيت التشحيم بناءً على درجة حرارة التشغيل وظروف العمل. تعتبر نقطة الوميض التي تزيد بمقدار 20 إلى 30 درجة مئوية عن درجة حرارة التشغيل آمنة للاستخدام.
تشير نقطة التجمد إلى درجة الحرارة القصوى التي يتوقف عندها الزيت عن التدفق في ظروف تبريد محددة.
ويختلف تصلب المنتجات النفطية عن تصلب المركبات النقية ولا توجد درجة حرارة محددة لتصلب المنتجات النفطية. بل إن "التصلب" يشير فقط إلى فقدان السيولة ككل، حيث لا تصبح جميع المكونات صلبة.
تُعد درجة تجمد زيت التشحيم مؤشر جودة حاسم يشير إلى سيولته في درجات الحرارة المنخفضة. وهو مهم للإنتاج والنقل والاستخدام. لا يمكن استخدام زيوت التشحيم ذات درجة التجمد العالية في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، في حين أن زيت التشحيم ذو درجة التجمد المنخفضة غير ضروري في المناطق ذات درجات الحرارة العالية لأنه يزيد من تكلفة الإنتاج.
عادة، يجب أن تكون درجة تجمد زيت التشحيم أقل من 5 إلى 7 درجات مئوية من درجة حرارة التشغيل الدنيا. ومع ذلك، من المهم مراعاة نقطة التجمد، واللزوجة في درجات الحرارة المنخفضة، وخصائص درجة حرارة اللزوجة ودرجة حرارة اللزوجة للزيت عند اختيار زيت التشحيم منخفض الحرارة. قد لا يتمتع الزيت ذو نقطة الانصباب المنخفضة بخصائص اللزوجة ودرجة حرارة اللزوجة المطلوبة في درجات الحرارة المنخفضة.
نقطة التجمد ونقطة الصب كلاهما مؤشران على سيولة المنتجات الزيتية في درجات الحرارة المنخفضة، لكن طرق التحديد مختلفة قليلاً. وفي حين أن نقطة الصب ونقطة التجمد لنفس الزيت ليستا متساويتين دائمًا، إلا أن نقطة الصب عادةً ما تكون أعلى من نقطة التجمد بمقدار درجتين إلى 3 درجات مئوية، على الرغم من وجود استثناءات.
والقيمة الحمضية هي مقياس لوجود المواد الحمضية في زيت التشحيم ويتم التعبير عنها بوحدات mgKOH/g. يمكن تقسيمها إلى قيم حمض قوي وحمض ضعيف، ويشار إلى مزيج الاثنين بالقيمة الحمضية الكلية (TAN). عند الإشارة إلى "القيمة الحمضية"، فإنها تعني عادةً "القيمة الحمضية الكلية (TAN)".
تعتبر القيمة القلوية مؤشرًا لكمية المواد القلوية في زيت التشحيم ويتم التعبير عنها بوحدات mgKOH/g. ويمكن تقسيمها أيضًا إلى قيم قلوية قوية وأخرى ضعيفة، ويشار إلى مزيج الاثنين بالقيمة القلوية الكلية (TBN). عند الإشارة إلى "القيمة القلوية"، تعني عادةً "القيمة القلوية الكلية (TBN)".
تشمل قيمة التحييد كلاً من القيمة الحمضية الكلية والقيمة القاعدية الكلية، ولكن ما لم يتم تحديد خلاف ذلك، تشير "قيمة التحييد" عادةً إلى "القيمة الحمضية الكلية" ويتم التعبير عنها بوحدة ملغم/غرام من الحمض.
يشير محتوى الماء إلى النسبة المئوية للماء في زيت التشحيم، وعادةً ما يتم التعبير عنه بالوزن.
وجود الماء في زيت التشحيم يمكن أن يعطل طبقة الزيت ويؤثر سلبًا على التزييت. كما أنه يسرع من التآكل الناتج عن الأحماض العضوية على الأسطح المعدنية، مما يتسبب في صدأ المعدات ويزيد من خطر الترسبات.
باختصار، كلما انخفض محتوى الماء في زيت التشحيم، كان ذلك أفضل.
تشير الشوائب الميكانيكية إلى الرواسب غير القابلة للذوبان أو المعلقات الغروية في زيت التشحيم التي لا يمكن إذابتها في المذيبات مثل البنزين والإيثانول والبنزين.
غالبًا ما تتكون هذه الشوائب من الرمل وبرادة الحديد، بالإضافة إلى بعض الأملاح المعدنية العضوية التي تجلبها المواد المضافة التي يصعب إذابتها في المذيبات.
وبصفة عامة، يجب أن تبقى الشوائب الميكانيكية لزيت التشحيم الأساسي أقل من 0.0051 تيرابايت ثلاثي الفوسفات (يعتبر مستوى 0.0051 تيرابايت ثلاثي الفوسفات أو أقل غير موجود).
يشير الرماد إلى المواد غير القابلة للاحتراق التي تبقى بعد الاحتراق في ظروف محددة.
يتكون الرماد عادةً من عناصر معدنية وأملاحها
يمكن أن يختلف مفهوم الرماد باختلاف المنتجات النفطية. بالنسبة للزيوت الأساسية أو المنتجات النفطية بدون إضافات، يمكن استخدام الرماد لتقييم عمق التكرير للمنتج. بالنسبة للمنتجات النفطية التي تحتوي على إضافات الملح المعدني، يُستخدم الرماد كوسيلة لتقدير كمية المواد المضافة.
في بعض البلدان الأجنبية، يستخدم رماد حامض الكبريتيك كبديل للرماد. ويتضمن ذلك إضافة كمية صغيرة من حمض الكبريتيك المركز إلى عينة الزيت بعد الحرق ولكن قبل رماده، مما يحول العناصر المعدنية للمضاف إلى كبريتات.
في ظل الظروف التجريبية المحددة، يشار إلى البقايا السوداء التي تتشكل بعد التبخر الساخن واحتراق المنتجات النفطية باسم بقايا الكربون.
بقايا الكربون هو مؤشر جودة أساسي لزيت التشحيم الأساسي، ويستخدم لتحديد طبيعته وعمق تكريره.
تتأثر كمية بقايا الكربون في زيت التشحيم الأساسي ليس فقط بتركيبته الكيميائية ولكن أيضًا بعمق تكرير الزيت.
المكونات الرئيسية التي تساهم في بقايا الكربون في زيت التشحيم هي الصمغ والأسفلتين والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.
في ظل ظروف عدم كفاية الهواء، تخضع هذه المواد للتحلل الحراري والتكثيف الشديد، مما يؤدي إلى تكوين بقايا الكربون.
عادةً، كلما كان عمق تكرير الزيت أعمق، انخفضت قيمة بقايا الكربون.
وكقاعدة عامة، كلما انخفضت قيمة بقايا الكربون في الزيت الأساسي كلما كانت جودته أفضل.
ومع ذلك، تحتوي العديد من منتجات الزيوت الآن على إضافات من العناصر المعدنية والكبريتية والفوسفور والنيتروجين، مما يؤدي إلى ارتفاع قيم بقايا الكربون.
ولذلك، لم تعد بقايا الكربون في الزيت المضاف إليه تحتفظ بأهميتها الأصلية في تحديد جودة الزيت.
الشوائب الميكانيكية، والرطوبة، والرماد، وبقايا الكربون هي مؤشرات الجودة التي تعكس نقاء منتجات الزيت وعمق تكرير زيت التشحيم الأساسي.
وبالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية العامة، يجب أن يمتلك كل زيت تشحيم خصائص فيزيائية وكيميائية محددة تميز خصائص استخدامه.
كلما زادت متطلبات الجودة أو كلما كان استخدام الزيت أكثر تحديدًا، كلما أصبحت خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة أكثر وضوحًا.
فيما يلي مقدمات موجزة لطرق الاختبار التي تعكس هذه الخصائص الفيزيائية والكيميائية الخاصة:
يشير ثبات الأكسدة إلى الأداء المضاد للشيخوخة لمواد التشحيم.
بالنسبة لزيوت التشحيم الصناعية ذات العمر التشغيلي الطويل، يعد هذا المؤشر شرطًا أساسيًا وأصبح من متطلبات الأداء المحددة لهذه الأنواع من الزيوت.
هناك العديد من الطرق لتحديد استقرار أكسدة المنتجات النفطية.
بشكل أساسي، يتم تعريض كمية محددة من الزيت للأكسدة عند درجة حرارة محددة لفترة زمنية محددة في وجود الهواء (أو الأكسجين) والمحفزات المعدنية. ثم يتم قياس القيمة الحمضية الناتجة وتغير اللزوجة وتكوين الرواسب في الزيت.
جميع مواد التشحيم لديها ميول متفاوتة نحو الأكسدة التلقائية، اعتمادًا على تركيبها الكيميائي والظروف الخارجية.
مع الاستخدام، تحدث الأكسدة وتتولد تدريجيًا بعض المواد مثل الألدهيدات والكيتونات والأحماض والغرويات والأسفلتينات وغيرها.
استقرار الأكسدة هو أداء تثبيط تكوين هذه المواد التي تضر بصلاحية استخدام المنتجات الزيتية.
تشير جودة الثبات الحراري إلى مقاومة المنتجات الزيتية لدرجات الحرارة العالية، أو قدرة زيت التشحيم على مقاومة التحلل الحراري، وتحديداً درجة حرارة التحلل الحراري.
بعض الزيوت الهيدروليكية عالية الجودة المضادة للتآكل وزيوت الضواغط لها متطلبات محددة للثبات الحراري.
يعتمد الاستقرار الحراري للمنتجات النفطية في المقام الأول على تركيبة الزيت الأساسي.
يمكن أن يكون للعديد من المواد المضافة ذات درجات حرارة التحلل المنخفضة تأثير سلبي على استقرار المنتجات النفطية.
لا يمكن لمضادات الأكسدة تعزيز الاستقرار الحراري للمنتجات الزيتية بشكل كبير.
يشير التزييت إلى قدرة المواد القطبية في زيت التشحيم على تشكيل طبقة امتزاز فيزيائية وكيميائية صلبة على السطح المعدني لأجزاء الاحتكاك، مما يوفر مقاومة للأحمال العالية ويقلل من الاحتكاك والتآكل.
يشير الضغط الشديد إلى تحلل المواد القطبية في زيت التشحيم على السطح المعدني لأجزاء الاحتكاك تحت درجة حرارة عالية وحمل مرتفع، مما يؤدي إلى تفاعل مع المعدن السطحي لتشكيل طبقة ضغط شديد لينة (أو بلاستيكية) ذات درجة انصهار منخفضة.
يوفر هذا الغشاء التزييت ومقاومة الصدمات والأحمال العالية ودرجات الحرارة العالية.
غالباً ما تؤدي أكسدة الزيت أو تأثيرات المواد المضافة إلى تآكل الفولاذ والمعادن غير الحديدية الأخرى.
يتضمن اختبار التآكل النموذجي وضع قضيب نحاسي أحمر في الزيت وتعريضه لدرجة حرارة 100 درجة مئوية لمدة 3 ساعات، ثم مراقبة أي تغيرات في النحاس.
يتم إجراء اختبار آخر لمقاومة التآكل عن طريق تعريض الأسطح الفولاذية للصدأ تحت تأثير الماء والبخار.
يتضمن تحديد مقاومة الصدأ إضافة 30 مل من الماء المقطر أو ماء البحر الاصطناعي إلى 300 مل من زيت الاختبار ثم وضع قضيب فولاذي في الخليط، مع التقليب عند درجة حرارة 54 درجة مئوية لمدة 24 ساعة وملاحظة ما إذا كان القضيب الفولاذي قد تآكل أم لا.
يجب أن تتمتع منتجات الزيوت بالقدرة على مقاومة تآكل المعادن والصدأ. وعادةً ما يتم اختبار هاتين الخاصيتين واشتراطهما في معايير زيوت التشحيم الصناعية.
أثناء تشغيل زيت التشحيم، غالبًا ما يؤدي وجود الهواء إلى تكوين الرغوة، خاصةً عندما يحتوي الزيت على إضافات نشطة السطح. يصعب تبديد الرغوة ويمكن أن يكون لتكوينها عواقب سلبية.
يمكن أن يؤدي توليد الرغوة في زيت التشحيم إلى تدمير طبقة الزيت، والتسبب في تلبيد سطح الاحتكاك أو زيادة التآكل، وتسريع أكسدة زيت التشحيم وتدهوره، وزيادة مقاومة الهواء في نظام التشحيم، مما يؤثر على دوران زيت التشحيم. ومن ثم، فإن منع الرغوة هو مؤشر جودة حاسم لزيت التشحيم.
يصف الثبات المائي ثبات الزيت عند تعرضه للماء والمعادن (النحاس بشكل أساسي).
إذا كان الزيت يحتوي على قيمة حمضية عالية أو يحتوي على مواد مضافة تتحلل بسهولة إلى مواد حمضية عند ملامسته للماء، فإن هذا المؤشر غالبًا ما يكون غير مرضٍ.
تتضمن طريقة القياس إضافة كمية محددة من الماء إلى زيت الاختبار، وخلط وتقليب الشريط النحاسي عند درجة حرارة معينة لفترة زمنية محددة، ثم قياس القيمة الحمضية لطبقة الماء وفقدان وزن الشريط النحاسي.
في الاستخدام الصناعي، غالبًا ما يتم خلط زيت التشحيم مع بعض مياه التبريد.
إذا كان لزيت التشحيم خواص ضعيفة مضادة للاستحلاب، فسوف يشكل مستحلبًا مع الماء المخلوط، مما يجعل من الصعب على الماء الانفصال والتفريغ من قاع خزان الزيت الدائر، مما يؤدي إلى ضعف التزييت.
ولذلك، فإن قابلية الاستحلاب هي خاصية فيزيائية وكيميائية حاسمة لمواد التشحيم الصناعية.
عادةً ما يتم تقليب 40 مل من زيت الاختبار و40 مل من الماء المقطر بقوة عند درجة حرارة محددة لفترة زمنية محددة، ثم يتم ملاحظة زمن فصل طبقة الزيت وطبقة الماء وطبقة المستحلب إلى 40-37-37-3 مل.
بالنسبة لزيت التروس الصناعي، يتضمن الاختبار خلط الزيت بالماء، وتحريكه لمدة 5 دقائق عند درجة حرارة محددة و6000 دورة في الدقيقة، وتركه لمدة 5 ساعات، ثم قياس الملليلتر من الزيت والماء وطبقة المستحلب.
يتطلب معيار الزيت الهيدروليكي أن يتمتع الزيت بخصائص تحرير هواء جيدة، كما هو الحال في الأنظمة الهيدروليكية، إذا لم يتم تحرير الهواء المذاب في الزيت في الوقت المناسب، فقد يؤثر ذلك على دقة وحساسية النقل الهيدروليكي وفي الحالات الشديدة، قد يفشل في تلبية متطلبات النظام الهيدروليكي.
تتشابه طريقة قياس هذه الخاصية مع طريقة قياس مانع الرغوة، ولكنها تقيس زمن إطلاق الهواء (MIST) المذاب في الزيت.
في الأنظمة الهيدروليكية،يستخدم المطاط عادةً كمانع تسرب.
المنتجات الزيتية في الماكينات تتلامس حتماً مع بعض موانع التسرب.
يمكن أن تتسبب المنتجات الزيتية ذات التوافق الضعيف مع المطاط في حدوث تورم وانكماش وتصلب وتشقق مما يؤثر على قدرته على إحكام الإغلاق.
ونتيجة لذلك، من الضروري أن تكون المنتجات الزيتية متوافقة بشكل جيد مع المطاط.
تتطلب المواصفة القياسية للزيت الهيدروليكي مؤشر مانع التسرب المطاطي، والذي يتم تحديده من خلال ملاحظة التغير في حجم الحلقة المطاطية بعد نقعها في الزيت لفترة زمنية محددة.
أثناء استخدام الزيت مع مواد التزييت، يمكن أن يتسبب القص الميكانيكي في تكسير البوليمر الجزيئي العالي في الزيت، مما يقلل من لزوجته ويضعف التزييت الطبيعي.
ونتيجة لذلك، فإن ثبات القص هو خاصية فيزيائية وكيميائية مهمة يجب اختبارها لهذا النوع من الزيوت.
هناك العديد من الطرق لتحديد ثبات القص، بما في ذلك طريقة القص بالموجات فوق الصوتية، وطريقة القص بالفوهة، وطريقة القص بالمضخة فيكرز، وطريقة القص بعجلة التروس FZG.
تقيس هذه الطرق في النهاية معدل انخفاض لزوجة الزيت.
غالبًا ما تُقاس الذوبانية بنقطة الأنيلين.
تتفاوت درجات الزيت المختلفة في درجات الأنيلين التي تمثل القيمة الحدية لقابلية الذوبان للإضافات المركبة. والقيمة الحدية للزيت منخفض الرماد أعلى من قيمة الزيت منخفض الرماد، والقيمة الحدية للزيت أحادي المرحلة أعلى من الزيت متعدد المراحل.
يؤثر تطاير الزيت الأساسي على استهلاك الوقود واستقرار اللزوجة وثبات الأكسدة.
هذه الخصائص مهمة بشكل خاص للزيوت متعددة المراحل والزيوت الموفرة للطاقة.
يشير هذا إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية المحددة للشحوم المضادة للصدأ.
تشمل طرق الاختبار الخاصة بها اختبار الرطوبة، واختبار رش الملح، واختبار التصفيح، واختبار إزاحة الماء، بالإضافة إلى اختبار صندوق الغالق، واختبار التخزين طويل الأمد، إلخ.
الأداء الكهربائي هو خاصية فريدة من نوعها للزيت العازل، ويتكون في المقام الأول من زاوية الفقد العازل، وثابت العزل الكهربائي، وجهد الانهيار، والجهد النبضي، وما إلى ذلك.
يؤثر عمق التكرير والشوائب ورطوبة الزيت الأساسي بشكل كبير على الأداء الكهربائي للمنتجات النفطية.
بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية العامة لشحوم التزليق، فإن الشحوم المتخصصة لها خصائصها الفيزيائية والكيميائية الخاصة بها.
على سبيل المثال، الشحوم ذات المقاومة الجيدة للماء تتطلب اختبار الغمر بالماء;
يجب أن يخضع الشحم ذو درجة الحرارة المنخفضة لاختبار عزم الدوران في درجات الحرارة المنخفضة;
يجب اختبار الشحوم متعددة الأغراض لمقاومة التآكل تحت الضغط الشديد ومقاومة الصدأ;
يجب أن يخضع الشحم طويل العمر لاختبار عمر المحمل.
هناك طرق اختبار مقابلة لتحديد هذه الخصائص.
بالإضافة إلى الأداء العام، يجب أن يكون لكل منتج زيت أداء خاص فريد من نوعه.
على سبيل المثال، معدل تبريد زيت التبريد يجب قياسها;
يجب أن يخضع الزيت المستحلب لاختبار ثبات المستحلب;
يجب قياس معامل منع الانزلاق لزيت سكة التوجيه الهيدروليكية;
يجب اختبار رذاذ زيت التشحيم الرذاذيذ لمعرفة مدى انتشار رذاذ الزيت;
يجب تحديد نقطة تخثر زيت التبريد;
يجب اختبار زيت التروس في درجات الحرارة المنخفضة لتكوين نقطة الصب، إلخ. تتطلب هذه الخصائص تركيباً كيميائياً خاصاً للزيت الأساسي أو إضافات محددة لضمان ذلك.
التآكل الكاشطة: التآكل الميكانيكي الناتج عن انزلاق سطحين متلامسين في حركة نسبية.
مادة مضافة: كمية صغيرة من المواد المضافة لتعزيز أداء التزييت.
محسن الالتصاق: إضافات تضاف إلى الزيت والشحوم لتحسين الالتصاق، مثل البولي إيزوبوتيلين.
مادة تشحيم الالتصاق: مادة تشحيم تحتوي على معدّل التصاق لمنعها من السقوط بسبب قوة الطرد المركزي.
طلاء AF (طلاء مضاد للاحتكاك): مادة التشحيم الصلبة ذات الأغشية الجافة الأكثر استخدامًا، والتي يمكن معالجتها في درجة حرارة الغرفة أو بالحرارة. تتكون التركيبة من مواد التشحيم الصلبة (المعروفة باسم "المواد الخام") ومواد الربط، انظر "الموثق".
مكافحة الشيخوخة: شيخوخة المواد الناجمة عن عوامل مثل الأكسدة أو ارتفاع درجة الحرارة أو وجود معادن معينة (مثل النحاس والرصاص والفضة). يمكن تحسين مقاومة شيخوخة المواد عن طريق إضافة مواد مضافة مثل مضادات الأكسدة.
ASTM: الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد.
الزيت القاعدي: المكونات الأساسية لزيت التشحيم والشحوم.
مادة رابطة: وسيط أو سواغ غير متطاير يستخدم لتحسين الرابطة بين جزيئات مادة التشحيم الصلبة أو تعزيز الالتصاق بين طبقة التشحيم الصلبة وسطح الاحتكاك.
عزم فك الارتخاء: القوة المطلوبة لفك عزم الدوران توصيل البرغي.
خمول كيميائي: مادة تشحيم لا تتفاعل مع مواد معينة.
معامل الاحتكاك: نسبة قوة الاحتكاك إلى القوة العمودية بين سطحي تلامس.
أداء درجات الحرارة المنخفضة: تُستخدم نقطة السحابة ونقطة الصب ونقطة التجمد لتقييم أداء زيت التشحيم، بينما يمكن استخدام اختبارات ضغط التدفق من Kesternich واختبارات عزم الدوران في درجات الحرارة المنخفضة لقياس شحم التشحيم.
غرواني: جسيمات في سائل مستقر يتراوح حجمها من 10^5 إلى 10^7 سم، وتستخدم كمحلول دون ترسيب الجسيمات.
شحم مركب: شحم تشحيم مصنوع من مادة مثخنة من صابون معدني وأحماض مختلفة، مناسب بشكل خاص لدرجات الحرارة العالية والاستخدام طويل الأمد.
الاتساق: مؤشر لشحم التشحيم ينقسم إلى اختراق مخروطي غير عامل واختراق مخروطي عامل ويقاس وفقًا لمعيار المعهد الوطني لشحوم التشحيم (NLGI).
ما عليك سوى تقسيم التناسق إلى تسع درجات، مثل:
| درجة الاتساق | مستدق العمل (1/10 مم) |
| 00 | #：400-430 |
| 0 | #：350-385 |
| 1 | #：310-340 |
| 2 | #:265-295 |
الكثافة: كتلة مادة التشحيم لكل وحدة حجم عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، معبراً عنها بوحدة جم/سم3.
المنظفات: مواد خافضة للتوتر السطحي تزيل البقايا السطحية والرواسب.
قابلية التشتت: يحسن قابلية تشتت المواد غير القابلة للذوبان في سائل.
قيمة DN: قيمة مرجعية لسرعة دوران شحم المحامل الدوارة الدوارة، معبراً عنها بقطر ميل المحمل (مم) مضروباً في عدد الدورات في الدقيقة.
نقطة التنقيط: درجة الحرارة التي يتغير عندها شحم التشحيم من حالة شبه صلبة إلى حالة سائلة، مما يشير إلى مقاومة شحم التشحيم للحرارة. تُعرَّف درجة حرارة نقطة التنقيط بأنها درجة الحرارة التي تسقط عندها أول قطرة من الوعاء مع ارتفاع درجة الحرارة.
اللزوجة الديناميكية: تعرف أيضاً باللزوجة المطلقة، والتي تعكس المقاومة الداخلية بين جزيئات المائع عند تدفق زيت التشحيم. وتقاس بتدفق زيت التشحيم عبر أنبوب أو فجوة.
مادة مضافة EP: مادة كيميائية تُستخدم لتحسين القدرة على تحمل الأحمال الثقيلة ودرجات الحرارة المرتفعة، مما يعزز مقاومة الزيت والشحوم للتآكل.
إيمكور: اختبار مقاومة التآكل لشحوم التشحيم في المحامل الدوارة في الماء. يتم اختبار اثنين على الأقل من المحامل المشحمة بالشحم بعد تشغيلها في الماء لمدة أسبوع تقريبًا. تتراوح قيمة مقاومة التآكل من 0 إلى 5، حيث يشير الرقم 0 إلى عدم وجود تآكل والرقم 5 إلى تآكل شديد.
زيت الإستر: مركبات من الأحماض والكحوليات المستخدمة كمواد تشحيم وفي إنتاج شحوم التشحيم.
نقطة الوميض: أدنى درجة حرارة يشتعل عندها خليط من بخار الزيت والهواء ويومض.
زيت الفلوروسيليكون: زيت سيليكون يحتوي على ذرات الفلور في جزيئاته.
تآكل التآكل المتآكل: نوع من التآكل الميكانيكي الكيميائي الناجم عن انزلاق طفيف لجسمين متلامسين، مما يؤدي إلى تنقر على سطح الاحتكاك وتراكم رقائق الأكسيد بين أسطح الاحتكاك.
الاحتكاك: ظاهرة المقاومة المماسية على واجهة التلامس بين جسمين في حركة نسبية.
شحم: وسيط تشحيم يتكون من زيت أساسي ومكثف.
مثبط: مادة مضافة تستخدم في مواد التشحيم لتأخير التقادم والتآكل.
نقطة التجمد: درجة الحرارة القصوى لمنتج الزيت عندما لا تعود عينة الزيت المبردة تتحرك تحت ظروف اختبار محددة، معبراً عنها بوحدة درجة مئوية.
نقطة الصب: أدنى درجة حرارة يمكن أن تتدفق عندها عينة مبردة تحت ظروف اختبار محددة، معبراً عنها بدرجة مئوية. وهو مؤشر تقليدي يستخدم لقياس سيولة زيت التشحيم في درجات الحرارة المنخفضة. نقطة الصب أعلى قليلاً من نقطة التجمد. في السابق، كانت نقطة الانصباب شائعة الاستخدام، ولكن الآن تستخدم نقطة التجمد على نطاق واسع على المستوى الدولي.
في العقد القادم، من المتوقع أن تشهد منطقة آسيا والمحيط الهادئ طلبًا على زيوت التشحيم يصل إلى 15.5 مليون طن، حيث تمثل الصين 401 تيرابايت و3 تيرابايت من الطلب في المنطقة.
وبحلول عام 2020، تضاعف الطلب على زيوت التشحيم في الصين وتجاوز الطلب في الولايات المتحدة.
سيؤدي النمو السريع في الطلب المحلي على زيوت السيارات والاتجاه نحو زيوت السيارات عالية الجودة إلى دفع صناعة زيوت التشحيم للسيارات إلى فترة من التطور السريع.
مع استمرار ارتفاع الطلب على زيوت تشحيم السيارات، ستستمر جودة الزيوت في الارتفاع، حيث تتماشى منتجات الزيوت الراقية مع المعايير الدولية مباشرةً.
بصفة عامة، عندما تكون سرعة تشغيل المكونات عالية، من المرجح أن يكون الحمل السطحي أقل ويجب أن يكون زيت التشحيم الذي يتوافق مع ذلك بلزوجة أقل، مثل زيت عمود الدوران. من ناحية أخرى، إذا كانت سرعة التشغيل منخفضة، يكون الحمل السطحي أعلى، ويجب أن يكون لزيت التشحيم لزوجة أعلى، مثل زيت التروس. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن زيت التشحيم يجب أن يتوافق مع اللوائح التي وضعها مورد المعدات لاختيار الزيت.
من المهم أن نلاحظ أنه لا يمكن تقييم جودة زيت التشحيم بناءً على لزوجته فقط، حيث أن هناك العديد من المؤشرات الأخرى التي يجب مراعاتها.
يتم إنتاج زيت التشحيم بشكل عام من الزيت المجزأ أو الزيت النباتي المكرر. ويُعرف أيضًا باسم الشحوم وهو زيت تشحيم غير متطاير. ووفقًا لمصادرها، يمكن تقسيم زيوت التشحيم إلى زيوت حيوانية ونباتية وزيوت تشحيم بترولية وزيوت تشحيم اصطناعية.
ويمثل زيت التشحيم البترولي أكثر من 971 تيرابايت 3 تيرابايت من إجمالي الاستهلاك، ونتيجة لذلك، غالبًا ما يستخدم زيت التشحيم بالتبادل مع زيت التشحيم البترولي. والغرض الرئيسي من زيت التشحيم هو تقليل الاحتكاك بين الأجزاء المتحركة، كما أنه يعمل كعامل تبريد، ويمنع إحكام إغلاق الأسطح، ويمنع التآكل والصدأ، ويوفر العزل، وينقل الطاقة، وينظف الشوائب، وأكثر من ذلك.
والمواد الخام لإنتاج زيوت التشحيم هي جزء زيت التشحيم وجزء المخلفات من وحدات تقطير الزيت الخام. يتم تقليل أو إزالة المكونات مثل المواد الحرة المكونة للكربون، والمواد ذات مؤشر اللزوجة المنخفض، والمواد ذات الثبات الضعيف للأكسدة، والبارافين، والمواد الكيميائية المؤثرة على اللون من خلال عمليات مثل إزالة المذيبات من المذيبات، وإزالة الشمع بالمذيبات، والتكرير بالمذيبات، والتكرير بالمذيبات، والتكرير المائي، والتكرير الحمضي القاعدي، والتكرير الطيني. والنتيجة هي زيت تشحيم أساسي مؤهل لزيت التشحيم.
بعد إضافة المواد المضافة، يصبح الزيت الأساسي منتج زيت تشحيم. وتتمثل الخصائص الرئيسية لزيت التشحيم في اللزوجة وثبات الأكسدة والتشحيم، والتي ترتبط جميعها ارتباطًا وثيقًا بتركيبة أجزاء زيت التشحيم.
اللزوجة مؤشر جودة مهم يعكس سيولة زيت التشحيم. ظروف الخدمة المختلفة لها متطلبات لزوجة مختلفة، حيث يفضل استخدام زيت التشحيم عالي اللزوجة في الأحمال الثقيلة والآلات منخفضة السرعة.
يشير ثبات الأكسدة إلى قدرة منتج الزيت على مقاومة الأكسدة في بيئات الخدمة بسبب درجة الحرارة وأكسجين الهواء والحفز المعدني. وتؤدي أكسدة الزيت إلى تكوين مواد كربونية دقيقة قائمة على الأسفلت، أو مواد لزجة تشبه الطلاء، أو أغشية الطلاء، أو مواد مائية لزجة، مما يقلل من أداء الزيت أو يقضي عليه.
التشحيم هو مقياس لقدرة زيت التشحيم على تقليل الاحتكاك.
زيت التشحيم هو زيت تشحيم سائل يستخدم في أنواع مختلفة من الماكينات لتقليل الاحتكاك وحماية الماكينات وإطالة عمر الأجزاء المشكّلة آليًا. وهو يؤدي العديد من الوظائف المهمة، بما في ذلك التشحيم، والتبريد، ومنع الصدأ، والتنظيف، ومانع التسرب، والتوسيد. يشكل زيت التشحيم 85% من جميع مواد التشحيم المستخدمة وهناك العديد من العلامات التجارية المتاحة بمعدل استهلاك سنوي يبلغ حوالي 38 مليون طن في جميع أنحاء العالم.
تشمل المتطلبات العامة لزيت التشحيم ما يلي:
يتكون زيت التشحيم من زيت أساسي ومواد مضافة. الزيت الأساسي هو المكون الرئيسي لزيت التشحيم ويحدد خصائصه الأساسية. تُستخدم المواد المضافة لتحسين أداء الزيت الأساسي وإضافة خصائص جديدة، مما يجعلها جزءًا مهمًا من زيت التشحيم.
يجب تخزين زيوت التشحيم المعبأة والمعلبة في مستودع لحمايتها من تأثيرات المناخ.
يجب الاحتفاظ ببراميل زيت التشحيم المفتوحة في المستودع وتخزينها بشكل أفقي مع تثبيت طرفيها بإحكام بأوتاد خشبية لمنع التدحرج.
افحص البراميل بانتظام بحثًا عن أي تسربات وتأكد من أن العلامات الموجودة على أسطحها واضحة.
إذا كان من الضروري تخزين البرميل بشكل عمودي، يُنصح بقلبه رأساً على عقب، بحيث يكون الغطاء متجهاً للأسفل، أو إمالته قليلاً لمنع تراكم مياه الأمطار على السطح واحتمال غمر ربطة البرميل.
يمكن أن يكون للماء تأثيرات سلبية على زيوت التشحيم، وعلى الرغم من أنه ليس من السهل اختراق غطاء الماسورة، إلا أنه يمكن أن يدخل إلى الماسورة إذا تعرضت الماسورة لتغيرات شديدة في درجات الحرارة.
قد يؤدي التعرض لأشعة الشمس الحارة أثناء النهار ودرجات الحرارة الباردة في الليل إلى التمدد والانكماش الحراري، مما يؤدي إلى تغيرات في ضغط الهواء داخل البرميل. يمكن أن يؤدي تأثير "التنفس" هذا إلى طرد الهواء من البرميل أثناء النهار واستنشاقه مرة أخرى في الليل، مما قد يؤدي إلى دخول الماء إلى البرميل إذا كان الغطاء مغمورًا. ومع مرور الوقت، يمكن أن يؤدي ذلك إلى اختلاط كمية كبيرة من الماء مع الزيت.
عند توزيع الزيت، ضع البرميل على إطار خشبي بارتفاع مناسب واستخدم صنبورًا عند الغطاء لتصريف الزيت في وعاء لمنع التقطير. بدلاً من ذلك، أدخل أنبوب زيت من طرف البرميل واستخدم مضخة يدوية لتوزيع الزيت.
عند تخزين الزيت السائب في خزان، من المحتم أن يختلط التكثيف والأوساخ ويشكل طبقة من الحمأة في القاع، مما قد يؤدي إلى تلويث زيت التشحيم. ولمنع ذلك، يجب تصميم قاع الخزان بشكل فراشة أو مائل، ويجب تركيب فتحة تصريف لتفريغ البقايا بانتظام. يوصى أيضًا بالتنظيف المنتظم لداخل الخزان.
شحم التشحيم أكثر حساسية للتغيرات في درجات الحرارة من زيت التشحيم. يمكن أن يؤدي التعرض الطويل الأجل لدرجات الحرارة المرتفعة (مثل أشعة الشمس) إلى انفصال مكونات الزيت في شحم التشحيم؛ لذا من المهم تخزين براميل شحم التشحيم في مستودع، بحيث تكون فوهة البرميل متجهة لأعلى.
تسهل الفتحة الأكبر لبراميل التشحيم في براميل التشحيم من اختراق الأوساخ والماء لها، لذا تأكد من إغلاق نهاية البرميل مباشرة بعد الاستغناء عنها.
يجب عدم تخزين زيوت التشحيم في مناطق شديدة البرودة أو شديدة السخونة لفترات طويلة من الزمن، حيث أن درجات الحرارة القصوى يمكن أن يكون لها آثار ضارة على الزيت.
تُصنف زيوت التشحيم الأساسية في المقام الأول إلى زيوت أساسية معدنية وتركيبية. وعلى الرغم من أن الزيوت الأساسية المعدنية تستخدم على نطاق واسع وتشكل جزءاً كبيراً من السوق (حوالي 951 تيرابايت أو أكثر)، فإن بعض التطبيقات تتطلب منتجات ممزوجة بزيوت أساسية اصطناعية، مما يؤدي إلى نمو سريع في استخدام الزيوت الأساسية الاصطناعية.
تُشتق الزيوت الأساسية المعدنية من النفط الخام وتخضع لعمليات تكرير مختلفة مثل التقطير الجوي والفراغي، وإزالة المذيبات من المذيبات، والتكرير بالمذيبات، ونزع الشمع بالمذيبات، والتكرير الطيني أو التكرير المائي.
في عام 1995، تم تحديث معيار زيوت التشحيم الأساسية في الصين، مع تعديل طريقة التصنيف وإضافة معيارين خاصين للزيوت الأساسية الخاصة لنقطة الانصباب المنخفضة والتكرير العميق. إن اختيار أفضل الزيوت الخام أمر بالغ الأهمية في إنتاج زيوت التشحيم المعدنية.
ويشمل التركيب الكيميائي للزيوت الأساسية المعدنية هيدروكربونات ذات درجة غليان عالية ذات وزن جزيئي مرتفع ومخاليط غير هيدروكربونية. وتتألف هذه التركيبات عادةً من الألكانات (سلسلة مستقيمة وسلسلة متفرعة ومتعددة السلاسل)، والسيكلو ألكانات (أحادية الحلقة، وثنائية الحلقة، ومتعددة الحلقات)، والعطريات (أحادية الحلقة، ومتعددة الحلقات)، والعطريات الحلقية الحلزونية، والمركبات العضوية المحتوية على الأكسجين، والمركبات العضوية المحتوية على النيتروجين، والمركبات العضوية المحتوية على الكبريت، والغرويات، والأسفلتين، والمركبات غير الهيدروكربونية الأخرى.
في الماضي، كانت شركات النفط الأجنبية الكبرى تصنّف الزيوت القاعدية بناءً على طبيعة وتكنولوجيا معالجة النفط الخام إلى فئات مثل زيت أساس البارافين وزيت أساس وسيط وزيت أساس نافثيني. ومع ذلك، مع الاتجاه نحو زيوت المحركات منخفضة اللزوجة ومتعددة المستويات وزيوت المحركات الشاملة في الثمانينيات، فُرضت متطلبات مؤشر لزوجة أعلى على زيوت الأساس. ونتيجة لذلك، أصبحت طريقة التصنيف الأصلية قديمة، وبدأت شركات الزيوت الأجنبية في تصنيف الزيوت الأساسية بناءً على مؤشر اللزوجة دون معيار صارم.
في عام 1993، أدخلت API نظام تصنيف من خمس فئات للزيوت الأساسية (API-1509) وأدرجته في نظام ترخيص واعتماد زيوت المحركات (EOLCS) الخاص بمعهد البترول الأمريكي.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
RU