گریس و ساختار آن

گریس ماده ای است جامد یا نیمه جامد که از ترکیب یک ماده پرکننده و صابون (Thickener) در داخل روغن به دست می آید . البته ممکن است سایر موادی که بتواند بر خاصیت آن بیافزاید نیز در ان به کار گرفته شود . روغن های معدنی ( مشتقات نفتی ) و یا سنتتیک ماده اصلی تشکیل دهنده گریس است که در حدود ۸۰ درصد آن را تشکیل می دهند و نقش مهمی در قوام آن دارند . در صورتی که این ماده با کیفیت مناسب مورد استفاده قرار گیرد ساختار گریس بسیار ضعیف و ناپایدار شده و در شرایط سخت به صورت دو فاز ( روغن و صابون ) در آمده و به قطعات و ماشین آلات صدمه بسیار وارد خواهد کرد .
دومین ماده اصلی تشکیل دهنده گریس صابون است که ان نیز دارای انواع مختلف می باشد . برای ساخت گریس ، صابون در داخل روغن به وسیله حرارت ترکیب و پخته می شود . در این مرحله ، صابون در روغن ، کریستالیزه شده و تولید الیاف (Fibers) می کند و ترکیب به صورت ژلاتینی حاصل می شود . سپس گریس در دمای قابل تخلیه درون ظروف تخلیه می شود .
لازم به ذکر است که در برخی از انواع گریس تشکیل این رشته ها در داخل گریس ، بعد از اتمام پخت تا مدت طولانی ادامه پیدا می کند .
● نامگذاری :
گریس را با پایه صابونی آن می شناسند . عمده ترین صابون های سازنده گریس شامل :
صابون کلسیم ( در گریس های کاپ و شاسی ) ، سدیم ( در گریس های R.B.B فایبر یا با نام تجاری والوالین ) ، صابون لیتیم ( در گریس های مالتی پرپوز و ماهان ) ، غیر آلی ( در گریس نسوز یا بنتون ) و سایر صابون ها مانند آلومینیوم .
● ساخت صابون :
این ماده خود نیز از پخت چربی ها ( اسیدهای چرب ) و مواد قلیایی به دست می آید . صابون در بسیاری از گریس ها بایستی از قبل تهیه شود . برای این منظور مواد اولیه به درون دستگاه پخت صابون بنام اتوکلاو ، تزریق شده و تحت فشار قرار می گیرد .
سپس این دستگاه به طور کامل بسته شده و مانند دیگ های زودپز تحت فشار قرار می گیرد .
این دستگاه دارای جداره ای گرمکن از نوع روغن داغ بوده و دمای پخت آن در حدود ۳۰۰ درجه سانتی گراد است .
اتوکلاو هم چنین برای اختلاط کامل ، دارای هم زنی است که در زمان پخت برای یکنواختی کامل مواد از آن استفاده می شود . بدین ترتیب ساختن صابون با انجام آزمایش ها و نمونه برداری تا به دست آوردن نتیجه کامل ادامه می یابد .
● ساختن گریس :
پس از پایان یافتن ساخت صابون ، مواد داخل دستگاه پخت گریس به نام « کتل » انتقال یافته و سپس روغن به آن افزوده می شود . این دستگاه مشابه اتوکلاو عمل می کند با این تفاوت که تحت فشار قرار نمی گیرد . در زمان پخت ، صابون در داخل روغن به صورت کریستال های ریز درآمده و مخلوطی به حالت ژلاتینی به وجود می آورد . رشد کریستال ها در روغن از عمده و حساس ترین مراحل پخت گریس است . اگر از مواد اولیه بویژه روغن پایه نامرغوب استفاده شود ، ساختار کریستالهای بوجود آمده ضعیف شده و در زمان کارکرد در شرایط عادی یا سخت ، صابون از روغن جدا و گریس خاصیت روانکاری را از دست خواهد داد.
● کریستال ها
نوع و اندازه کریستالها عمده ترین عامل ساختار گریس است . بطور کلی آنها به سه گروه الیاف بلند ، متوسطو کوتاه طبقه بندی می شوند . ضخامت این رشته ها از ۱۰۰تا ۱۲% میکرون متفاوت است . هر چه نسبت طول رشته ها به قطر آنها بیش تر باشد گریس از قوام بیشتری برخوردار خواهد بود .
▪ گرید : گریس از نظر طبقه بندی به ۹ گروه تقسیم شده است . در هر طبقه حد فاصلکوچکترین تا بزرکترین مقدار ، ۳۰و بین هر گروه ۱۵ واحد فاصله وجود دارد . حداقل این مقدار ، ۸۵ و حداکثر ان ۴۷۵ است. برای تعیین گرید گریس آن رابه دمای ۲۵ درجه سانتی گراد می رسانند . سپس دستگاه نفوذ پذیری را که دارای مخروط استانداردی است ، از ارتفاع معین با استفاده از نیروی طبیعی ثقل بر روی گریس گرم شده می اندازند . آنگاه مقدار نفوذ این مخروط را در داخل گریس اندازگیری کرده و آن را به عنوان شاخص در نظر می گیرند . اعداد جدول زیر میزان نفوذ مخروط در داخل گریس را به دهم میلی متر نشان می دهد . هر قدر نفوذ این مخروط در داخل گریس بیشتر باشد نشانگر نرمی بیشتر گریس و اعداد کوچکتر نشان دهنده ساختار سفت گریس است . بطور مثال گرید ۶( حد ۱۱۵-۸۵) جامد و بصورت بلوک و گرید سه صفر (حد۴۷۵-۴۴۵) به شکل مایع و روان است. این آزمایش طبق استاندارد ( ۲۱۷ASTM ) در دو مرحله و به منظور مشخص کردن قوام گریس انجام می گیرد. در مرحله اول گریس به صورت »کارنکرد« ( بدون هیچ گونه کار فیزیکی) و در مرحله دوم بصورت»کارکرد« ( با انجام کار فیزیکی) با روش اشاره شده آزمایش می شود. در مرحله دوم گریس را وارد دستگاهی می کنند که صفحه مشبک استانداردی در داخل آن ارتفاعی معین در حدود ۶۰بار به صورت رفت و برگشت حرکت می کند. چون محفظه گریس بسته است در نتیجه صفحه مشبک از درون حفره های داخل صفحه عبور می کند و این عامل ، باعث گسستگی رشته های صابونی (کریستال ها) خواهد شد .عدد حاصل از این آزمایش را عدد کارکرد می نامندو مبنای استاندارد تعیین گرید گریس است. گریس های خوب برگشت پذیرند یعنی رشته های گسسته شده دوباره ترمیم می شوند . این خاصیت گریس را خاصیت برگشت پذیری می نامند . این خاصیت در عامه گریس ها وجود نداردو بطور معمول این نوع گریس ها پس از کارکرد به علت گسستگی کریستال ها، نرم تر می شوند.
● رنگ
رنگ گریس وابسته به روغن پایه و صابونی است که با آن ساخته شده باشد. این ویژگی نقشی در مرغوبیت گریس ندارد. ممکن است برخی تصور کنند که رنگ روشن تر نشانه مغوبیت گریس است این مسئله از نظر علمی درست نیست.
● پرکننده ها
این مواد برای کاربردهای خاصی به صورت جامد یا مایع به گریس اضافه می شوند. بطور مثال ادتیوهای افزایش دهنده تحمل فشار (EP) ، از جمله رایج ترین آنها هستند.
● نقطه قطره ای شدن
در این درجه دما گریس از حالت جامد تبدیل به مایع شده و با بالا رفتن درجه حرارت کاملا روان می شود. سرویس و طول عمر گریس و فواصل تعویض آن از مهم ترین سئوالات مصرف کنندگان است. به طور معمول بیشتر شرکتهای سازنده دستگاه ها ، دستور العمل های گریس کاری و نوع آن را تعیین می کنند. در صورت عدم دسترسی به اطلاعات این مورد مراجعه به کاتولوگهای سازندگان گریس برای انتخاب در نوع گریس مناسب بهترین روش است . لازم به تذکر است که علت چسبندگی گریس ، بیش تر ذرات آلاینده که در گریس باقی می ماند که در صورت عدم تعویض به موقع ،سایدگی و خورندگی بیشتر قطعات خواهد شد. گریس مانند روغن می بایست در فواصل معین تعویض شده و فاصله زمانی تعویض بستگی به نوع کاربرد آن داردو این عمل باعث روانکاری بهتر ، طول عمر و تضمین سلامت کارکرد دستگاه ها خواهد شد. می نامند . وقتی با محلول غیر ایده آل سروکار داریم ، شیمیدانان به جای غلظت از فعالیت استفاده میکنند . به تدریج که محلول غلیظ تر میشود ، هر یون به طور انفرادی ، به علت افزایش بر هم کنش آن با یونهای مجاور ، تاثیر کمتری بر جای میگذارد.
● شیمی و تکنولوژی
▪ تهیه آب آشامیدنی از دریا
آب آشامیدنی از منابع تامین می شود. آب اقیانوس را نمی توانیم بنوشیم زیرا غلظت یونهای حل شده در آن زیاد است و فشار اسمزی در داخل روده های شما به اندازه ی شدید آب بدن شما را جذب می کند که نهایتاً منجر به مرگ خواهد شد . آبی را که برای نوشیدن به کار می بریم ، آب آشامیدنی نامده می شود . به علت رشد جمعیت ، هرز رفتن و آلودگی آب ، منابع آب آشامیدنی کاهش یافته است . یک راه چاره قابل دسترس ، تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی با حذف نمکهای حل شده در آن است این فرایند را نمک زدایی می نامند .
یکی از روشهای نمک زدایی تقطیر آب است متاسفانه تقطیر آب مستلزم هزینه کردن مقایر زیادی انرژی است منبع این انرژی سوزاندن سوختهای فسیلی است که ان نیز این منابع را به خطر می اندازد حتی کشورهایی که مقادیر زیادی سوخت فسیلی دارند دریافته اند که تولید آب آشامیدنی از راه تقطیر فرایندی بسیار پر هزینه است
الکتریالیز فرایندی پر بهره تر از نظر انرژی هست که شامل عبور آب دریا از درون غشادر یک میدان الکتریکی است .آبدر یک طرف غشایونهای خود را از دست می دهد و در همین حال آب در طرف دیگر از یون غنی می شود .بعد از چندین گذر ،آب ،عاری از یون ،به قدر کافی خالص و قابل آشامیدن است .با هر گذر آب ،نمک ان بین ۲۰ تا ۶ درصد کاهش می یابد .آب دریا هنگامی قابل آشامیدن است که دست کم ۶/۹۸ %نمک خود را از دست داده باشد .
در تکنولوژی مشهور دیگری که در کارخانه های تولید آب آشامیدنی جدید به کار گرفته شده است از اسمز استفاده می شود .این تکنولوژی نه تنها از نظر انرژی با صرفه است بلکه ۲۰ تا ۳۰ درصد ارزانتر از فرایندهای دیگر هزینه بر می دارد

تهیه کننده : سلیمان کاخکی پیش دانشگاهی

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان