اصول و مفاهیم آنالیز روغن در سیستم های هیدرولیک

طی سالهای اخیر، توسعه و بسط روشهای پایش وضعیت (CM) در »نگهداری پیش بینانه« (PM) در صنایع نظامی و راه آهن، منجر به راههایی برای تشخیص عیوب ماشین آلات قبل از وقوع توقف و تخریب دستگاهها شده است که از جمله این روشها می توان به آنالیز ارتعاشات در ماشین های دوار و آنالیز روغن در تجهیزات صنعتی از صنایع اتومبیل تا صنایع هسته ای اشاره کرد. هر یک از این صنایع برای آنالیز روغنهای مورد نیاز خود از شیوه هایمتلفی استفاده می کنند.
آنالیز روغن عبارت است از ارزیابی روغن و محتویاتی از آن که می تواند آلوده کننده محسوب شود. بطور مثال چنانچه میزان آب در روغن از۱ درصد تجاوز کند، آلودگی به حساب خواهد آمد.
همچنین با استفاده از روش تحلیل طیف شیمیایی (Spectrochemical Analysis) روغن، می توان ذرات فلزی سایشی و فرسایشی تجهیزات را شناسایی کرد که این تست، کیفیت و درجه سلامتی دستگاه را آشکار می سازد.
● کنترل آلودگی روغن
آلودگی روغن اولین و خطرناکترین دشمن سیستم های هیدرولیک به شمار می آید که کنترل آن جلوگیری از حدود۵۰ درصد از خرابی های تجهیزات را بدنبال خواهد داشت.
سرووها که استفاده از آنها در صنایع بصورت روز افزون در حال گسترش است از حساسترین تجهیزات هیدرولیک هستند که نسبت به آلودگی روغن بسیار آسیب پذیرند. آلودگی موجود در سیستم هیدرولیک می تواند به شکل ذرات فلزی، مایعات، گازی شکل و یا ترکیبی از هر سه باشد. ذرات جامد نامحلول مانند گرد و غبار، ذرات فلزی، زنگ زدگی ها و غیره باعث بیشترین تخریبها می شود.
▪ با وجود متعدد بودن منابع آلودگی روغن، آلودگی ها به۳ دسته تقسیم می شوند:
۱) ذرات باقی مانده و گرد و غبار از زمان ساخت تجهیزات.
۲) آلودگی ها و ذراتی که در اثر کارکرد سیستم بوجود می آیند.
۳) آلودگی هایی که از محیط آلوده وارد سیستم می شوند.
آلودگی ناشی از کارکرد ماشین، بزرگترین عامل تخریب سیستم است که باعث بیشترین توقفات سیستم می شود. این نوع آلودگی می تواند از طریق خال جوشها، پوسته شدن فلزات، گرد و خاک محیط و رسوبات فلزی داخلی وارد سیستم شود. چنانچه این آلودگی کنترل و متوقف نشود، باعث تولید ذرات آلاینده جدید و در نتیجه افزایش تصاعدی آلاینده ها خواهد شد. محیط کار پرگرد و خاک، فیلتر نامناسب و لوله های کثیف بعنوان منابع خارجی آلوده کننده، مورد توجه قرار دارند. در آمیختن دو ماده محلول ممکن است به تولید لجن چسبناک و یا اسیدی منجر شود که باعث خوردگی و پوسیدگی تجهیزات هیدرولیکی می شود. بهترین راه جلوگیری از آلودگی این است که ابتدا سیستم را کاملاً تمیز کرده و بعد، با روشهای کنترلی و فواصل معین سرویس و با رعایت دستورالعمل های توصیه شده، ورود آلودگی ها را کنترل کرد.
سایز و دانسیته ذرات آلوده کننده بخصوص در سیستم هایی که با سرووها سروکار دارند اهمیت زیاد دارد. در واقع ذرات ریزتر دارای تأثیرات سایشی بیشتر و قابلیت جداسازی کمتری هستند، به همین دلیل حذف آنها سخت تر است، بنابراین می توان گفت این ذرات، در کل مخرب تر هستند.
یکی از مهمترین وسایل جلوگیری از آلودگی روغن، فیلتر روغن است که انتخاب آن بستگی به پارامترهای متعددی دارد و بایستی بطور خاص در مورد آن تحقیق و محاسبه بعمل آید. عمده این پارامترها به قرار زیر هستند:
- مقاومت فیلتر در برابر جریان سیال که باعث ایجاد افت فشار سیستم خواهد شد.
- مقاومت فیلتر در برابر متلاشی شدن که در اثر فشار سیال در داخل فیلتر بوجود می آید و با تست۲۹۴۱ ISO . تعیین می شود.
- تست تعیین نقطه حباب برای تشخیص معیوب نبودن سوراخهای فیلتر براساس۲۹۴۲ ISO . در این تست، فیلتر را در داخل روغن غوطه ور ساخته و بتدریج فشار داخلی فیلتر را افزایش می دهند تا اولین حبابها ظاهر شود.
- تست راندمان/ ظرفیت فیلتر براساس استاندارد۱۶۸۸۹ ISO که یک تست آزمایشگاهی و مشکل است. با این تست می توان نسبت تمیز کنندگی فیلتر را بدست آورد.
● نسبت بتا چیست؟
نسبت ذرات ورودی به ذرات خروجی یک فیلتر را با نسبت بتا یا Ratio نشان می دهند. بعضی از طراحان سیستم های هیدرولیک برای افزایش راندمان فیلتراسیون سیستم خود استفاده از فیلترهای دوبل را پیشنهاد می کنند که در صورتی که بخواهند از فیلترهای با کیفیت بالا استفاده کنند با افزایش قیمت تمام شده روبرو خواهند شد. از طرفی، کاربرد فیلترهایی با کیفیت پایین نیز باعث بروز مشکلاتی در فشار سیستم خواهد شد.
● استاندارد ISO ۱۶۸۸۹: ۱۹۹۹) Multi pass test)
هدف از این آزمایش استاندارد، بدست آوردن مبنایی برای ارزیابی توان یک فیلتر در میزان جذب و عبور ذرات آلوده کننده یک سیستم هیدرولیک است. (نسبت بتا).
روش آزمایش بشرح زیر است:
ابتدا ذرات گرد و غبار را با سایز مشخص وارد مخزن روغن شماره۱ می کنیم و آنقدر ذرات را افزایش می دهیم تا میزان انباشتگی آن به حد معینی از »گرم/ لیتر« برسد. سپس این روغن را بوسیله پمپ به داخل مخزنی که دارای روغن تمیز است تزریق می کنیم، تا یک محلول آزمایشی با آلودگی کم بدست آید. با ایجاد یک مدار سیرکوله، محلول آزمایشی را با دبی معین از فیلتر مورد آزمایش بطور مداوم عبور می دهیم تا محلول آزمایشی پس از جذب مقداری از گرد و غبار توسط فیلتر و باقی ماندن ذرات معلق فیلتر نشده، به مخزن باز گردد. سپس این روغن را دوباره با محلول آزمایشی آلوده کرده و تست را به همان صورت قبل ادامه می دهیم. در تمام طول تست مقدار فشار و میزان ذرات آلوده کننده را مشخص می کنیم و تا زمانی که نسبت ذرات خروجی به ذرات ورودی به کمترین مقدار خود برسد، تست را ادامه می دهیم.
استاندارد۱۶۸۸۹:۱۹۹۹ ISO برای فیلترهایی با نسبت بتای بزرگتر یا مساوی۷۵ مناسب است.

پژوهش: منصور ابوالقاسمی، کارشناس مکانیک بازرسی فنی سیمان آبیک

منبع : ماهنامه نفت پارس