شرکت پاکدان پارت سپاهان
شرکت خدماتی ، فنی ، بازرگانیشرکت پاکدان پارت سپاهان
شرکت خدماتی ، فنی ، بازرگانیلجن های اسیدی
لجن های اسیدی :
از عمده ترین مواد زائد حاصل از بازیابی روغن لجن اسیدی می باشد. این لجن ماده سیاه, بدیو و قیرمانندی است که در مرحله شستشوی اسید تولید می شود و از ترکیب اسیدسولفوریک 98% با باندهای مضاعف و فلزاتی که در داخل روغن وجود دارد تشکیل می شود. این ماده جزء مواد خطرناک محسوب شده و بزرگترین معزل کارخانه تصفیه روغن می باشد. در این بررسی لن اسیدی حاصل از کارخانه تصفیه روغن واقع در شهرک صنعتی یزد مورد بررسی قرار گرفته و از لحاظ غلظت فلزات سنگین و احتمال بروز آلودگی در محیط مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نمونه برداری اصلی به صورت تصادفی و با سه تکرار با استفاده از ظروف شیشه ای انجام شد. نمونه های مورد نظر به آزمایشگاه منتقل و ویژگی های آنها بررسی شد. به منظور اندازه گیری مقدار کل عناصر آهن, روی, سرب, کادمیوم و مس برای هر یک از نمونه های لجن خشک, آزمایش در سه تکرار انجام و نتایج ارائه شده میانگین سه تکرار می باشد. مقدار عناصر مورد نظر عصاره های به دست آمده با استفاده از دستگاه جذب اتمی در آزمایشگاه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران قرائت شد. در لجن اسیدی مورد مطالعه میزان روی 2/4برابر, مس 1/9 و سرب 1/5 برابر حد استاندارد آنها به دست آمد. وجود این ماده در محیط باعث آلودگی هوا, آبهای سطحی و زیرزمینی و خاک می شود. در این بررسی گزینه های مدیریتی نظیر سوزاندن این نوع پسماند در کوره های زباله سوز, بازیافت و استفاده از آنها به عنوان سوخت در کوره پزخانه ها و کارخانجات سیمان ارائه و مورد بررسی قرار گرفته اند.
لجن های اسیدی
به گزارش پژوهشکده محیط زیست دانشگاه صنعتی امیر کبیر پس از مصرف قسمتی از روغن های کارکرده این روغنها دوباره جمع آوری و تصفیه می شود و درنتیجه به عنوان روغن مجددا در اختیار مصرف کننده قرار می گیرد.
این روغنهای کارکرده یا سوخته توسط کارخانه های تصفیه دوم روغن جمع آوری و تصفیه می شود که در این صنایع بین 15 تا 18 درصد و در نتیجه فرآیند تولید روغن موتور از روغن سوخته یا کارکرده لجن اسیدی و خاک فیلتر شده که نوعی پسماند ویژه هستند تولید می شود.
با توجه به میزان روغن های کارکرده جمع آوری شده در کارخانه های تصفیه دوم روغن حدود 150 هزار تن در سال پسماند ویژه اسیدی تولید می شود که این میزان برابر 500 تن لحن اسیدی در روز است.
همچنین معادل همین میزان لجن اسیدی از صنایع پارافین سازی و صنایع شیمیایی، لجن اسیدی تولید می شود که مجموعا نزدیک به هزار تن در روز می رسد.
این آلودگی ها که منجر به آلودگی منابع آب و خاک می شود هم اکنون در اکثر استانهای کشور در جایگاههای زباله شهرداری یا زمینهای شخصی تخلیه می شود.
پسماند صنایع تصفیه دوم روغن شامل روغن موتور باقی مانده ، اسید سولفوریک آزاد، مواد جامدی که ضمن تصفیه افزوده شده، خاک فیلتر شده ، مواد حاصل از خنثی سازی با آهک ، فلزات سنگین، ترکیبات گوگرد دار و مخلوطی از هیدروکربورها با آب و سایر مواد قابل احتراق است.
لجن های اسیدی از حدود 40 سال گذشته تاکنون که بازیافت روغن های کارکرده در ایران آغاز شد در مناطق مختلف به شکل ابتدایی در محیط زیست تخلیه شده است.
تخلیه لجن های اسیدی با توجه به خطرات عمده ای که دارد از منابع اصلی عمده آلاینده های آب وخاک است که در بعضی از نقاط کشور ، الودگی منابع آب ، در اثر آن محرز است.
همچنین با توجه به بررسی هایی که درچند سال اخیر توسط محققان انجام شده امکان بازیافت و یا دفع اصولی پسماندها به وجود آمده است و انتظار می رود با استفاده از امکانات قانونی و صنایع بازیافتی احدث شده در کشور که در حال گسترش است جلوی این آلودگی ها به طورجدی گرفته شود.
گریس
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 بیفزاید نیز در آن به کار گرفته شود. روغن های معدنی (مشتقات نفتی) و یا سنتتیک ماده اصلی تشکیل دهنده گریس است که در حدود80 درصد آن را تشکیل می دهند و نقش مهمی در قوام آن دارند. در صورتی که این ماده با کیفیت نامناسب 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 آن نیز دارای انواع مختلف می باشد. برای ساخت گریس، صابون در داخل روغن به وسیله حرارت ترکیب و پخته می شود. دراین 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 تذکر 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 وشاسی)، 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 (اسید های 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 حدود300 درجه سانتی گراد است. اتوکلاو هم چنین برای اختلاط کامل، دارای همزنی است که در زمان پخت برای یکنواختی کامل مواد از آن استفاده می شود. بدین ترتیب ساخت صابون با انجام آزمایش ها و نمونه برداری تا به دست آوردن نتیجه کامل ادامه می یابد.ساخت گریس:
پس از پایان ساخت صابون، مواد به داخل دستگاه پخت گریس بنام ?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 به ویژه روغن پایه نامرغوب استفاده شود، ساختار کریستال های به وجود آمده ضعیف شده و در زمان کارکرد در شرایط عادی و یا سخت، صابون از روغن جدا و گریس خاصیت روانکاری را از دست خواهد داد.کریستال ها:
نوع و اندازه کریستال ها عمده ترین عامل ساختار گریس است. به طور کلی آنها به سه گروه الیاف بلند، متوسط و کوتاه طبقه بندی می شوند. ضخامت این رشته ها از100 تا0/012 میکرون متفاوت است. هر چه نسبت طول رشته ها به قطر آنها بیشتر باشد گریس از قوام بهتری برخوردار خواهد بود.
گرید:
گریس از نظر طبقه بندی به9 گروه تقسیم شده است. در هر طبقه حدفاصل کوچک ترین تا بزرگترین مقدار،30 و بین هر گروه15 واحد فاصله وجود دارد. حداقل این مقدار،85 و حداکثر آن475 است. برای تعیین گرید گریس آن را به دمای25 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 سطح گریس گرم شده می اندازند.آنگاه مقدار نفوذ این مخروط را در داخل گریس اندازه گیری کرده و آن را به عنوان شاخص در نظر می گیرند. اعداد جدول زیر میزان نفوذ مخروط در داخل گریس را به دهم میلیمتر 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. به طور مثال گرید6(حد115-85) جامد و به صورت بلوک و گرید سه صفر(حد475-445) به شکل مایع و روان است. این آزمایش طبق استاندارد (ASTM D217) 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 به صورت 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 حدود60 بار به صورت رفت و برگشت حرکت می کند. چون محفظه گریس بسته است درنتیجه 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 نامند و 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 ندارد و به طور معمول این نوع گریس ها پس از کارکرد به علت گسستگی کریستال ها، نرمتر 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 مرغوبیت گریس است، این مساله از نظر علمی صحیح نیست.
پرکننده ها: این مواد برای کاربردهای خاصی به صورت جامد و یا مایع به گریس اضافه می شوند. به طور 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 کاملاً روان می شود.
عمر سرویس و طول عمر گریس و فواصل زمانی تعویض آن از مهم ترین سئوالات مصرف کنندگان است. به طور معمول بیشتر شرکت های سازنده دستگاه ها، دستور العمل های گریس کاری و نوع آن را تعیین می کنند. در صورت عدم دسترسی به اطلاعات در این مورد مراجعه به کاتالوگ های سازندگان گریس برای انتخاب نوع گریس مناسب بهترین روش است.
لازم به تذکر است که به علت چسبندگی گریس، بیشتر ذرات آلاینده که در گریس باقی می ماند که در صورت عدم تعویض به موقع، باعث سائیدگی و خورندگی بیشتر آن قطعه خواهد شد. گریس همانند روغن می بایست در فواصل معین تعویض شده و فاصله زمانی این تعویض بستگی به نوع کاربرد آن دارد و این عمل باعث روانکاری بهتر، طول عمر و تضمین سلامت کارکرد دستگاه ها خواهد شد.
کاربرد و اهمیت استفاده از گریس
بسیاری از نیروهای محرکه بدون استفاده از گریس قابل استفاده نیستند. هر چند گریس در مقابل سایر روانکارها از مقدار مصرف کمتری برخوردار است ولی جایگاه آن دارای اهمیت بالایی است و قابل جایگزینی با مواد دیگر نیست. مهمترین موارد مصرف گریس به شرح زیر است:۱- تعداد دفعات روانکاری با گریس در مقایسه با روغن کمتر بوده و این امر باعث کاهش هزینه و تعمیرات می شود. این مسئله در شرایطی که دسترسی به ماشین آلات سخت باشد یک مزیت محسوب می شود مانند موتورهای نصب شده بر روی سقف ها، خطوط محرکه، بلبرینگ های غیرقابل دسترس و نظایر آن.
۲- گریس به عنوان یک مانع برای ورود گرد و خاک و یا خروج برخی مواد از ماشین آلات عمل می کند.
۳- روانکاری با گریس در آب بندی قطعات و کاربرد کاسه نمدها و نظایر آن با هزینه کمتری انجام می شود. کاسه نمدهای آب بندی شده به وسیله روغن به دلیل تولید اصطکاک بیشتر با قطعات، نیروی بیشتری را به هدر می دهند.
۴- در مقایسه با روغن، گریس برای مدت بیشتری روانکاری را ادامه می دهد. برخی گریس ها طوری ساخته شده اند که به صورت آب بندی در قطعه باقی مانده و طول عمر آن با قطعه یکی است.
۵- زمانی که از قطعه ای استفاده نشود و روانکار آن خارج شود، برای پیشگیری از زنگ زدگی قطعه، از گریس استفاده می شود.
۶- برخی از گریسها مشکل روانکاری در مجاورت با آب را حل کرده اند.
۷- تعدادی از گریسها اصطکاک کمتری را در زمان شروع دستگاه ایجاد می کنند.
۸- گریس مانند یک لایه نرم بین قطعات قرار گرفته و باعث کاهش صدا و ارتعاش و کارکرد روان در برخی دستگاهها مانند چرخ دنده های بزرگ می شود.
۹- گریس در دستگاههایی که در فشار زیاد، دمای بالا، شرایط سخت عملیات، سرعت پایین و شوکهای مداوم کار می کنند و یاتاقان هایی که گردش محوری آنها به طور مرتب معکوس می شود بهتر عمل می کند.
۱۰- در جایی که ماشین آلات به شدت خوردگی و سایش داشته باشند، گریس در بیشتر موارد کاربرد بهتری دارد.
۱۱- بیشتر گریسها در دماهای متغیر کاربرد وسیعی دارند ولی بیشتر روغنها دارای دمای کارکرد معینی هستند.
۱۲- در طراحی بوشها و یاتاقانهای ماشین آلات، گریس نسبت به روغن نقش موثرتری داشته و عناصر تشکیل دهنده آن را ساده می کند. به طور کلی استفاده از روغن برای این منظور هزینه بالایی را به خود اختصاص می دهد.
مقایسه کاربرد گریس با روغن
۱- گریسها دستگاهها را در زمان کارکرد خنک نمی کنند.۲- روغنها به سهولت در مجاری دستگاهها نفوذ پیدا می کنند ولی این مسئله برای گریسها یک نقطه ضعف است.
۳- روغنها از نظر نگهداری در انبارها مزایای بهتری دارند.
طبقه بندی گریس (گرید)
گریس از نظر طبقه بندی به۹ گروه (گرید) تقسیم بندی شده است. این تقسیم بندی بر اساس درجه نفوذ پذیری نسبی از قوام گریس است. اعداد جدول شامل میزان نفوذ یک مخروط استاندارد به سطح گریس(با واحد دهم میلیمتر) در دمای۲۵ درجه سانتیگراد است.مشخصات فیزیکی و شیمیایی گریس
▪نقطه قطره ای شدن (Drop Point) : دمایی است که در آن گریس از حالت جامد تبدیل به مایع می شود و با بالا رفتن درجه حرارت کاملاً روان می شود.▪رنگ (Color) : رنگ در گریس به روغن پایه و صابونی بستگی دارد که با آن ساخته شده است. این ویژگی در مرغوبیت گریس نقشی ندارد. ممکن است برخی از افراد تصور کنند که رنگ روشن تر گریس نشانه مرغوبیت آن است، اما این مساله از نظر علمی صحیح نیست.
▪پرکننده ها (Fillers) : این مواد برای کاربردهای خاص به صورت جامد و یا مایع به گریس اضافه می شوند. برای مثال ادتیوهای بالابرنده تحمل فشار (EP) یکی از رایج ترین انواع این گونه گریسها است.
▪مقاومت مکانیکی: این گزینه مقاومت گریس را در تحمل کارکردهای مکانیکی نشان می دهد. در صورت عدم انتخاب گریس مناسب، با نوع کارکرد دستگاه، ساختار آن متلاشی و دیگر قادر به روانکاری نخواهد بود. دما نقش کلیدی در انتخاب گریس ایفا می کند. دمای کارکرد گریس بر اساس نوع آن متفاوت بوده و شاخص مهمی در انتخاب گریس است. در اینجا تا حدود زیادی می توان عمر گریس را در درجه حرارت های معمولی تعیین کرد و میزان مقاومت در حفظ ساختار ژلاتینی را نشان داد.
▪حداکثر دمای مجاز عملیاتی: بیشترین درجه حرارتی است که می تواند گریس به طور مداوم به کار برده شود. با توجه به نوع کارکرد و دمای محیط عملیات می بایست گریس مناسب آن انتخاب شود.
▪عمر سرویس: عمر سرویس عبارتست از فواصل زمانی که گریس می بایست با توجه به نوع کاربرد، تعویض شود.
▪ قابلیت پمپاژ: یکی از موارد مهم در کاربرد گریس قابلیت پمپاژ است. در بسیاری از صنایع به پمپاژ گریس در حالت کارکرد به طور متوالی نیاز است. در نتیجه گریس باید مانند روغن قابلیت پمپ شدن را در عملکرد داشته باشد.
قابلیت حفظ ساختار در تغییرات دما:
عبارتست از توانایی برگشت پذیری گریس در زمان کارکرد با توجه به تغییرات دما. این حالت به عنوان توان برگشت پذیری گریس نیز نامیده می شود. برخی گریسها زمانی که به حداکثر دمای کارکرد می رسند ساختار اصلی خود را از دست داده و به طور کامل متلاشی می شوند. در این حالت گریس می بایستی تعویض شود. این گونه گریسها را گریسهای برگشت ناپذیر می نامند. برعکس گریس هایی که دوباره حالت ژلاتینی خود را بدست می آورند را گریس های برگشت پذیر می گویند.مقاومت در مقابل فشار مکانیکی زیاد: گریس به صورت یک لایه فیلم نازک بین دو قطعه متحرک قرار گرفته و نمی گذارد که این دو جسم با یکدیگر تماس یابند. در شرایط فشار کم زیاد، این لایه از هم گسسته شده و باعث می شود که دو قطعه با یکدیگر تماس یافته و در نتیجه منجر به خوردگی و حتی توقف کار دستگاه شود. در اینجا با افزودن مواد بالا برنده تحمل فشار، ادتیوهای EP ، این لایه گسسته نشده و عمل روانکاری به سهولت انجام می شود.
فرایند تولید و مصارف گریس
مشخصات فیزیکی و شیمیایی گریس نقطه قطره ای شدن (DROP PIONT)
نقطه ای است که گریس از حالت جامد تبدیل به مایع شده و با بالا رفتن درجه حرارت کاملاً روان می شود.رنگ (COLOR)
رنگ در گریس به روغن پایه و صابونی بستگی دارد که با آن ساخته شده است. این فاکتور نقشی در خصوص مرغوبیت گریس نداشته و ممکن است بعضی تصور کنند که رنگ روشن تر، نشانه مرغوبیت آنست، در حالی که این مساله از نظر علمی صحیح نیست.پر کننده ها (FILLERS)
این مواد برای کاربردهای خاصی بصورت جامد و یا مایع به گریس اضافه می شود. ادتیوهای بالا برنده تحمل فشار (EP) از جمله رایج ترین آنها است.مقاومت مکانیکی
این گزینه مقاومت گریس را در تحمل کارکردهای مکانیکی نشان داده و در صورت انتخاب نامناسب گریس، ساختار آن متلاشی و دیگر قادر به روانکاری نخواهد بود. دما نقش کلیدی را در انتخاب گریس ایفا می کند. دمای کارکرد گریس براساس نوع آن متفاوت بوده و عامل مهمی در انتخاب گریس است. دراینجا تا حدود زیادی می توان عمر گریس را در درجه حرارت های معمولی تعیین کرد و میزان مقاومت در حفظ ساختار ژلاتینی را نشان داد.حداکثر دمای مجاز عملیاتی
بیشترین درجه حرارتی است که گریس می تواند بطور مداوم به کار برده شود. گریس می بایست با توجه به نوع کاربرد و متناسب با دمای محیط عملیات انتخاب شود.عمر سرویس
عمر سرویس به معنای فواصل زمانی است که گریس باید با توجه به نوع کاربرد، تعویض شود.قابلیت پمپاژ
یکی از موارد مهم در کاربرد گریس قابلیت پمپاژ است. در بسیاری از صنایع به پمپاژ گریس در حالت کارکرد بطور متوالی نیاز است، در نتیجه گریس باید مانند روغن قابلیت پمپ شدن را در عملکرد داشته باشد.قابلیت حفظ ساختار در تغییرات دما
توانایی برگشت پذیری گریس در زمان کار کرد با توجه به تغییرات دما را نشان می دهد. این حالت، توان برگشت پذیری گریس نیز نامیده می شود. برخی گریسها در زمانی که به حداکثر دمای کارکرد می رسند ساختار اصلی خود را از دست داده و کاملاً متلاشی می شوند. در این حالت است که گریس میبایستی تعویض شود. اصولاً چنین گریسهایی را برگشت ناپذیر می نامند. برعکس گریس هایی را که مجدداً حالت ژلانتینی خود را بدست می آورند، برگشت پذیر می گویند.مقاومت در مقابل فشار مکانیکی زیاد گریس بصورت یک لایه فیلم نازک بین دو قطعه متحرک قرار گرفته و نمی گذارد که این دو جسم با یکد یگر تماس حاصل کنند. اگر فشار مکانیکی بیش از حد شود ( مانند چرخ دنده ها در شرایط فشار کار زیاد) این لایه از هم گسسته شده و باعث می شود که دو قطعه با یکدیگر تماس پیدا کرده و منجر به خوردگی و حتی توقف کارکرد دستگاه شوند. با افزودن مواد بالا برنده تحمل فشار، ادتیوهای EP ، این لایه گسسته نشده و عمل روانکاری به سهولت انجام می شود.
بسته بندی گریس
گریس در ظروف مخصوص شامل بشکه، سطل35 پوندی، کارتن10 پوندی و کارتن دو پوندی پر می شود.الیاف صابونی
همانگونه که قبلاً اشاره شد، گریس از پیدایش الیاف صابونی (fibers) در روغن بدست می آید. این الیاف به چند گروه طبقه بندی شده اند: کره ای یا نرم، الیاف کوتاه، الیاف بلند و ریش ریش. زمانی که عمل پخت انجاممی گیرد، الیاف صابونی در روغن تشکیل شده و در نهایت گریس حاصل می آید. نوع و شکل الیاف صابونی بسیار متنوع و قطر آنها از0/01 و طول تا100 میکرون متفاوت است. برای مطالعه برروی ساختار گریس از میکروسکوپ الکترونیکی و فیلمبرداری اشعه ایکس استفاده می شود. هر چه نسبت طول الیاف به قطر آن کمتر باشد، گریس قوام بهتری پیدا می کند. ساختار این الیاف یکی از عوامل عمده اختلاف بین انواع گریسها است. صابون سدیم دارای الیاف بلند و درهم است. آب، صابون گریس کلسیم را ثابت کرده و نوع الیاف آن کوتاه و پیچشی است. الیاف صابون گریسهای پایه لیتیم کمی بلندتر و با پیچش بیشتر است، ولی آنقدر کوتاه است که ساختار نرمی را بوجود می آورد. این الیاف مارپیچ شکل، بخوبی در داخل یکدیگر پیچیده و بسیار کوتاه تر از صابون گریس پایه سدیم است. ساختار برخی گریسها بصورت دانه ای بوده و این عامل باعث نرمی بسیار آن می شود.
کریستالیزه شدن صابون و تشکیل الیاف صابونی در روغن، می تواند بصورت ثابت و یا فعال صورت گیرد. این بدان معنی است که پس از انجام پخت، تشکیل کریستالها متوقف و یا برای مدتی ادامه خواهد داشت. در هر دو مورد، کنترل حرارت عامل بسیار موثری در تشکیل آن است. قوام گریس کاملاً بستگی به نوع کریستالها دارد. آنها اگر بصورتهای فشرده، متفرق، گسترده و یا چسبیده بهم باشند، ساختارهای متفاوتی را بوجود می آورند. برخی از گریسها به علت ریز بودن کریستالها بسیار شفاف هستند. ممکن است کریستالها بصورت یکنواخت بوجود نیاید و قسمتهای مختلف یک محصول، بطور مثال در یک بسته بندی مانند بشکه، دارای ساختارهای متفاوتی باشند. بهترین حالت داشتن ساختار یکنواخت در کل مجموعه است.
مطالعات برروی ساختار گریس با استفاده از میکروسکوپ الکترونیکی و نور پولاریزه انجام و از اشکال مختلف آن عکسبرداری شده است. برخی از این مطالعات نشان می دهد که ضخامت الیاف سدیم لائوریت در حدود37 و در یک جمع بندی، بقیه ساختارها دارای مضربی از10+42 آنگستروم هستند. عموماً نسبت قطر به طول الیاف یک به ده است. برای عکسبرداری ابتدا روغن گریس باید توسط برخی حلال ها و ترکیبات نفتی مانند نفتا، شسته شود تا امکان عکسبرداری بوجود آید. برخی از گریسهای پایه لیتیم، سدیم، کلسیم و آلومینیوم دارای رشته های صابونی با قطر یا شعاع0/2 میکرون و یا کمتر بوده و الیاف بلند دارای قطری معادل یک ده هزارم میلی متر هستند. رشته های صابونی گریس های پایه کلسیم و لیتیم بصورت الیاف مارپیچ و برخی گریسهای دیگر نواری و یا میله ای بوده که بصورت متفرق تشکیل شده اند. در برخی آزمایش ها، گریس ساخته شده بصورت مکعب و برروی یک صفحه قرار داده می شود. پس از کشش آن، ساختار گریس پایدار مانده و این بدان معنی است که الیاف صابونی در داخل یکدیگر بافته شده و امکان جداسازی آن میسر نیست.
با مطالعه ساختار هر کدام از این الیاف، می توان بصورت تقریبی بیان کرد که نسبت طول به قطر آنها یک به ده است و ضمناً گریسهای پایه لیتیم، برخی پایه سدیم ها، کلسیم و آلومینیوم دارای بافت مارپیچ و قطر یا طول آنها تقریباً0/2 میکرون و یا کمتر است.
تأثیرات نیروهای وارده به الیاف صابونی گریس (برش مقطعی الیاف)
A- نیروی کمB- نیروی متوسط
C- نیروی بسیار زیاد
چرا گریس خاصیت پاک کندگی و خنک کنندگی ندارد ؟
یکی از دلالیل اصلی استفاده از گریس عدم امکان استفاده از روغن در برخی از نقاط (مانند یاتاقان های چرخ) برای روانکاری است ، در واقع ماهیت نیمه جامد گریس باعث می شود تا این روانکار در این نقاط باقی مانده و جریان پیدا نکرده و از قطعه خاج نشود. ولی برای تامین خاصیت خنک کنندگی و انتقال حرارت نیاز به جریان سیال است و برای پاک کنندگی و خروج آلودگی ها نیز باید این شرایط تامین گردد، که این امر از عهده گریس بر نمی آید. از اینرو این دو خاصیت برای گریس ها در نظر گرفته نمی شود.انواع گریس و کاربرد آنها
در مطالب قبلی در مورد گریس و تعریف علمی و نحوه درجه بندی آن آشنا شده اید . در این مقاله سعی دارم انواع آن و کاربردهای مختلف آنها را بطور خلاصه شرح دهم.آنچه که در گریس ها بر نوع کاربرد آنها تاثیر بسیار زیادی دارد ، پایه صابونی تشکیل دهنده گریس است که در ترکیب با روغن پایه و مواد افزودنی محصول مورد نظر را برای ما تامین می کند.
گریس ها بر اساس پایه صابونی (ماده قوام دهنده) می توانند تنوع بسیار زیادی داشته باشند .
سه دسته اصلی و پر مصرف آنها شامل موارد زیر هستند:
1- گریس های پایه لیتیم
2- گریس های پایه کلسیم
3- گریس های پایه سدیم
البته انواع ویژه از گریس ها نیز می توانند با پایه های صابونی از ترکیب مواد فوق مانند لیتیم/کلسیم و ... تولید شوند.
حال ببینیم از نظر کاربردی این گریس ها چه تفاوتی با هم دارند.در گریس ها دو خاصیت پایداری حرارتی و پایداری در برابر آب از اهمیت ویژه ای برخودار هستند. در واقع نوع صابون پایه ای که در گریس استفاده می شود ، می تواند بر دو خاصیت بالا تاثیرگذار باشد. از اینرو می توان این خواص را در گریس های مختلف بصورت زیر مقایسه نمود.
پایداری حرارتی:
گریس پایه لیتیم> گریس پایه سدیم> گریس پایه کلسیمپایداری در برابر آب:
گریس پایه کلسیم> گریس پایه لیتیم>گریس پایه سدیمهمانطور که در بالا دیده می شود گریس های با پایه لیتیم پایداری حرارتی بسیار خوبی دارند، همچنین دارای پایداری در برابر آب نسبتا مناسبی نیز هستند. این ویژگی در این نوع گریس ها باعث می شود که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند . به این نوع گریس ها ، گریس چند منظوره یا Multi purpose گفته می شود. لازم به ذکر است این گریس ها به خاطر پایداری حرارتی خوبشان به گریس نسوز معروف هستند. همچنین با توجه به کاربرد بسیار وسیع این گریس ها در چرخ خودروها و ماشین آلات سنگین به نام گریس چرخ نیز شناخته می شوند. این نوع گریس با وجود گرانتر بود نسبت به دو دسته دیگر، به دلیل تنوع بالای کاربرد ، پرمصرف ترین نوع گریس صنعت هست.
گریس های پایه کلسیم به دلیل پایداری بیسار خوبشان در برابر آب به گریس شاسی یا گریس ضد آب معروف شده اند. البته فراموش نشود که منظور از ضد آب ، توانایی کار کرد در زیر آب نیست و فقط نشان دهنده پایداری مناسبشان در برابر شستشو با آب است.
حال که با دو دسته اصلی گریس ها آشنا شدیم بهتر است که به نکاتی در مورد مصرف آنها توجه کنیم:
1- در صورتی که در انبار ، روغن از گریس جدا شود نباید از آن استفاده کرد
نکته: با هم زدن نمی توان روغن جدا شده را به ساختار گریس بازگرداند.
2- NLGI چیست؟در صورت در دسترس نبودن گریس های با درجه NLGIپایین (روانتر) نمی توا با اضافه کردن روغن درجه NLGI آن را پایین آورد.
3- استفاده از گریس های نسوز بجای ضد آب و بلعکس توصیه نمی شود.
4- استفاده از گریس های شل تر یا سفت تر از آنچه در دستگاه مورد نیاز است توصیه نمی گردد.
5- از گریس به اندازه مورد نیاز در دستگاه استفاده کنید و از استفاده کمتر یا بیشتر از حد مجاز اجتناب نمایید.
6- هنگام گریس کاری گریس قبلی را بطور کامل از محل روانکاری خارج کنید.
چرا گریس
آنچه که ذهن برخی از افراد را به خود مشغول کرده ، این است که چرا بجای روغن از گریس استفاده می شود؟وظایفی که یک گریس به عنوان روانکار انجام می دهد، با وظایفی که روغن انجام می دهد تقریبا مشابه است و آنچه که باعث جایگزینی گریس بجای روغن می شود نوع کاربرد آن است.
در برخی از قطعات مانند یاتاقان های چرخ که امکان روانکاری توسط روغن وجود ندارد، نیاز به روانکاری است که بتواند در محل روانکاری باقی مانده و وظایف مورد نظر را انجام دهد. در چنین شرایطی استفاده از گریس تنها راه چاره است که بر اساس نوع کارکرد و تجهیز و قطعه ، گریسی با ساختار مخصوص آن شرایط انتخاب می گردد.
آنچه که می توان مزایای گریس نسبت به روغن معرفی کرد موارد زیر هستند:
1- خصوصیات شیمی فیزیکی مناسب برای کاربردهای خاص.2- آب بندی و جلوگیری از نفوذ ذرات و آلودگی ها.
3- حفظ خواص در برابر نفوذ آلودگی ها در زمان کارکرد.
4- مقاومت در برابر چکه کردن از محل روانکاری.
گریس ها با داشتن چنین خواصی می توانند در شرایط کاری ویژه وظایف یک روانکار را که به شرح زیر است انجام دهند:
1- کاهش سایش و اصطکاک.2- جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی.
3- امکان حرکت قطعات در دمای پایین.
4- سازگاری با آب بندها.
به این ترتیب گریس ها گروه خاصی از روانکارها هستند که می توان در شرایط ویژه روانکاری نیازهای صنعت را برطرف کنند و ما را از طراحی پیچیده و پرهزینه نجات دهند.
گریس
گریس
گریس مخلوطی ژلاتینی است که از یک سیال روانکار (روغن) و یک ماده قوام دهنده یا غلیظ کننده(Thickener) و مواد افزدنی خاص ساخته می شود مشخصات و کیفیت گیربکس به نوع و مقدار ماده غلیظ کننده،مواد افزودنی،مشخصات روغن پایه و همچنین فرآیند تولید آن بستگی دارد.ماده غلیظ کننده مهم ترین عامل پایداری در برابر آب پایداری در شرایط دمای بالا و حفظ کیفیت در مدت زمان مصرف و در هنگام انبارداری گریس است.
گریس ها مشابه روغن ها ،برای به حداقل رساندن اصکاک و سایش بین سطوح متحرک،کاربرد دارند. در مواردی که روانساز باید به عنوان مانعی برای جلوگیری از ورود ذرات خارجی عمل کند،و یا موقعیت حرکت بین دو سطح به گونه ای است که نیاز به روانساز نیمه جامد وجود دارد،باید از گریس استفاده شود.بعلاوه از بعد عملیاتی،روانکاری با گریس عموما روانکاری در اکثر دستگاه های صنعتی و خودروها است.انجمن ملی گریس های روانکار (NLGI)،گریس را این گونه که از پراکنده کردن ماده سفت کننده در روغن پایه به دست می آید و در اکثر موارد به منظور ایجاد و تقویت بعضی از خواص،به آن مواد افزودنی می افزایند.به لحاظ تاریخی گریس های اولیه در مصر باستان در حدود 1400 سال قبل از میلاد مسیح از مخلوط کردن روغن زیتون و آهک ساخته شدند. از این محصول در آن زمان برای روانکاری محور چرخ های ارابه های چوبی سود می بردند.
نخستین گریس ها (به معنای امروز آن) در آغاز انقلاب صنعتی در اروپا در سال 1872 با ساخت گریس سدیم به بازار مصرف عرضه گردیدند.امروزه با پیشرفت صنعت ،گریس های متنوع با کارائی هایی متفاوت تولید می شوند .به عنوان نمونه می توان از گریس هایی که در ساختار آنها از فلزات استفاده می شود و تا دمای 1100 درجه سانتیگراد کارائی دارند ،نام برد.
در مقایسه گریس ها با روغن های روانکار مشخص می شود که هر کدام از این دو نوع روان کننده به لحاظ ساختار ویژه خود،دارای کاربرهایی خاص هستند.
- مهم تری ویژگی گریس ها توانایی استفاده از آنها به عنوان روانکار مناسب در نقاط غیرقابل دسترس دستگاه های صنعتی است. از طرفی ماشین آلاتی که درآنها از گریس استفاده می شود،طراحی ساده تر و در نتیجه نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.همچنین از گریس ها می توان در آب بندی دستگاه ها سود برد.
- در مقابل این مزایا،گریس ها توانائی انتقل حرارت و خارج نمودن آلودگی از دستگاه را ندارند و این مسئله به ساختار ژله ای شکل گریس ها بر می گردد. همان گونه که گفته شد مواد تشکیل دهنده گریس ها شامل روغن پایه ،ماده سفت کننده و مواد افزودنی است.
در حقیقت ماده سفت کننده نقش حامل روغن را به عهده دارد و عمل روانکاریرا فقط روغن انجام می دهد،پس فرق اصلی گریس ها با روغن ها در وجود ماده سفت کننده است.
گریس ها را بر اساس نوع روغن پایه (معدنی،سنتتیک،گیاهی)و نوع ماده سفت کننده (صابون فلزی،پلیمرها،مواد معدنی)،دسته بندی می نمایند.
از نظ قوام و سفتی ،گریس ها نیز مانند روغن ها با درجاتی مشخص می شوند.این درجات به درجات NLGI یا نفوذپذیری معروف هستند و با اعدادی از سه به صفر (000) تا 6 دسته بندی می شوند.سفت ترین گریس ها با درجهNLGI 6 و روانترین آنها با NLGI 000براساس آزمایش نفوذپذیری گریس کارکرده،مشخص می شوند.
به طورعمومی در انتخاب گریس باید به موارد زیر توجه نمود:
نوع ،ساخت و دمای عملیات ماشین آلات و میزان رطوبت محیط
تغییرات درجات حرارت
قابلیت ممانعت از زنگ زدگی و خوردگی قطعات ماشین آلات
عمر مفید گریس و شرایط گریس کاری مجدد
مزایای روانکاری با گریس
در مقایسه با روغن های روان کننده عبارتند از :
قابلیت ماندگاری در محل روانکاری
سهولت مصرف و کاهش دفعات روانکاری
کامل تر شدن آب بندی دستگاه ها،کاهش نشتی و چک کردن روانکار بهینه سازی چسبندگی روانکار به قطعات در شرایط دما و فشار بالا سادگی طراحی سیستم های روانکاری
معایب روانکاری با گریس
در مقایسه با روغن های روانساز عبارتند از:
قابلیت خنندگی کم
عدم قابلیت نفوذ به قطعات ریز و مجاری دستگاه ها
نیاز به نیروی کار (کارگر) بیشتر برای روانکاری
عدم سهولت بسته بندی و انبارداری
عدم قابلیت پاک کنندگی و دور نمودن آلودگی ها از سطوح قطعات متحرک
درجه بندی گریس ها
درجه بندی گریس ها بر مبنای قوام آنها از جانب انستیتوی ملی گریس های روانکار (National Lubricating Grease Institute) انجام می شود که این درجه بندی با مخفف عبارت فوق (NLGI) بعلاوه ارقام خاصی (از سه صفر 000 تا 6) که میزان قوام گریس است بیان می گردد.درجه بندی (ASTM D217,D 2665,DIN 51818) به شرح زیر تعیین می شود:
جدول درجه بندی گریس به روش NLGI
| درجهNLGI
DIN51818 |
کاربرد | ساختار (حالت فیزیکی) | نفوذ پس از کار
ISO 2137 (0/1mm) |
نحوه استفاده |
| 000
00 0 |
روانکاری چرخ دنده ها | مایع
تقریبا مایع بی نهایت نرم |
475...445
430...400 385...355 |
به کمک سیستم پمپ کننده مرکزی |
| 1
2 |
روانکاری یاتاقان ها | خیلی نرم
نرم |
340...310
295...265 |
به کمک تلمبه گریس یا پمپ کننده مرکزی |
| 3 | روانکاری یاتاقان ها | متوسط | 250...220 | به کمک تلمبه گریس |
| 4 | آب بندی دستگاه ها | سفت | 205...175 | به کمک تلمبه گریس |
| 5
6 |
آب بندی دستگاه ها | خیلی سفت
بی نهایت سفت |
160...130
115...85 |
مستقیما به صورت جامد |
طبقه بندی گریس به روش ایزو ISO 6743-9
| درجه
NLGI |
نشانه چهارم کارایی در شرائط | رفتار در حضور آب | درجه حرارت های عملیاتی | حرف اصلی | حرف اصلی | |||||
| 000
00 0 1 2 3 4 5 6 |
A
گریس های بدون مواد افزودنی گریس های دارای مواد افزودنی |
نشانه سوم | محافظت در برابر زنگ زدگی | شرایط محیط | حداکثر دما | نشانه دوم | حداقل دما | نشانه اول | نشانه گریس ها | نشانه روانکار |
| A
B C D E F G H I |
L
M H L M H L M H |
L
L L M M M H H H |
60
90 120 140 160 180 180< |
A
B C D E F G |
0
20- 30- 40- 40-< |
A
B C D E |
X | L | ||
| 2 | B | F | C | B | X | مثال | ||||
| * شرایط محیط
محیط خشک=L محیط مربوط=M محیط کاملا خیس=H (پاشیده شدن آب به سیستم) |
**محافظت در برابر زنگ زدگی:
هیچگونه محافظت=L محافظت در برابر آب مقطر=M محافظت در برابر آب نمک (دریا)=H
|
*** نشانه سوم:
مجموع خواص فاکتور شرایط محیط و فاکتور محافظت در برابر زنگ زدگی در فرآورده که بسته به کیفیت محصول از تا I دسته بندی می شود. |
طبقه بندی گریس به روش DIN 51502
به مثال زیرتوجه کنید: گریس بهران یاقوت EP2:
نشانه 1:بر مبنای نواحی کاربرد گریس
| مشخصه | نقاط کاربرد |
| K | گریس برای روانکاری یاتاقان ها مطابق استانداردDIN 51 825 |
| G | گریس برای دنده های بسته مطلبق استانداردDIN 51 826 |
| OG | گریس برای دنده باز |
| M | گریس برای یاتاقان های اصطکاکی /آب بندی |
نشانه2:اطلاعات مربوط به مواد افزودنی
| مشخصه | اطلاعات اضافی در مورد مواد افزودنی |
| F | اضافه کردن مواد جامد روانکار_مثلا سولفور مولیبدن و گرافیت |
| E | گریس دارای استر |
| FK | گریس دارای هیدروکربن های فلوئوردار |
| PG | گریس دارای پلی گلیکول |
| SI | گریس دارای روغن سیلیکون دار |
| P | گریس دارای مواد با خاصیت EP |
نشانه3:بر مبنای دما و حضور آب
| مشخصه بر مبنای
DIN 51 502 |
بالاترین دمای کاربرد | رفتار در حضور آب |
| C | 60+ | 4-1 یا 40-0 |
| D | 400-3 یا 40-2 | |
| E | 80+ | 40-1 یا 40-0 |
| F | 40-3 یا 40-2 | |
| G | 100+ | 90-1 یا 90-0 |
| H | 90-3 یا 90-2 | |
| K | 120+ | 90-1 یا 90-0 |
| M | 90-3 یا 90-2 | |
| N | 140+ | بر اساس نظر کارشناس |
| P | 160+ | |
| R | 180+ | |
| S | 200+ | |
| T | 220+ | |
| U | بالاتر از 220+ |
نشانه 4: بر مبنای پایین ترین دمای کاربرد درجه سانتیگراد
| نشانه 4 | دمای کاربرد |
| 10- | 10- |
| 20- | 20- |
| 30- | 30- |
| 40- | 40- |
| 50- | 50- |
| 60- | 60- |
طبقه بندی NLGI برای گریسهای خودروهای سبک و سنگین
| گروه | نوع سرویس | کارایی |
|
LAشاسی |
دوره گریسکاری کمتر از 3200 کیلومتر و کاربرد در شرایط متوسط و سخت | پایداری اکسیداسیون و پایداری در برابر تنش |
| شاسی
LB |
دوره گریسکاری طولانی بالاتر از 3200 کیلومتر کارکرد در شرایط متوسط تا سخت با بارهای زیاد،ارتعاش و تماس با آب | پایداری در برابراکسیداسیون و تنش،محافطت در برابر خوردگی و سایش حتی تحت بارهای زیاد و در حضور آلودگی دمای کاربرد 40- تا 120 درجه سانتیگراد |
|
GAیاتاقان چرخ |
دوره گریسکاری متناوب در شرایط متوسط و سخت | دمای کارکرد 20- تا 70 درجه سانتیگراد |
|
GBیاتاقان چرخ |
کاربرد در شرایط متوسط مثل اتوبوسهای سواری کامیونها در شهر و بزرگراه ه | مقاومت در برابر اکسیداسیون و تبخیر،پایداری در برابر تنش،محافظت در برابر خوردگی و سایش. دمای کارکرد 40- تا 120 درجه سانتیگراد و در بعضی مواقع تل 160درجه سانتیگراد |
|
GCیاتاقان چرخ |
کاربرد متوسط تا سخت مثل (شرایط توقف و حرکت،یدک کشیدن و سربالایی) | مقاومت در برابر اکسیداسیون و تبخیر،پایداری در برابر تنش،محافظت در برابر خوردگی و سایش دمای کاربرد 40- تا 120 درجه سانتیگراد و در بعضی مواقع تا 200 |
در این جدول گریسهای ماشین در 5 گروه نشان داده شده است.دو گروه اولیه که با حرف L شروع می شوند،مربوط به شاسی و سه گروه ثانویه که با حرف G شروع می شوند،مربوط به یاتاقان چرخ هستند.
گریسکاری مجدد
برای گریسکاری مجدد یاتاقانها باید به روش استاندارد توصیه شده توسط سازنده توجه نمود در صورتی که چنین راهنمایی موجود نباشد،پیشنهاد می شود از فورمول زیر استفاده نمایید.
G=0/005 DB
مقدار گریس مورد نیاز(گرم)=G
قطر خارجی یاتاقان (میلیمتر)=D
عرض یاتاقان (میلیمتر)=B
مثلا اگر یک یاتاقان قطر خارجی 4 اینچ و عرض 1 اینچ باشد،با توجه به اینکه هر اینچ 4/25 میلیمتر است می توان به روش زیر مقدار گریس مورد نیاز این یاتاقان را محاسبه نمود.
G=0/005X[(4x25/41)X(1x25/41=12/9gr
با توجه به اینکه گریس پمپهای متداول در هر دوره تخلیه حدود 25/4 گرم گریس را وارد سیستم می کنند لذا در مثال فوق 3 مرتبه باید اینکار را انجام داد.باید توجه داشت که طبق یک قانون کلی باید تنها 30% تاحداکثر 60% ظرفیت محفظه یاتاقان را از گریس پر نمود.
انواع گریس
ماده غلیظ کننده عامل اصلی برای مقاومت در برابر آب در گریس ها است.همچنین پایداری در دمای بالا مقاومت در برابر شکست مولکولی در کارکرد طولانی مدت و خاصیت ماندگاری در سطوح تماس به کمک ماده غلیظ کننده گریس تامین می شود از این رو بخش اعظم تعیین کیفیت و قیمت گریس نیز بستگی به نوع ماده غلیظ کننده و دیگر مواد افزودنی آن دارد.
اکثر گریس ها با غلیظ کننده های صابونی تهیه می شوند.برای کاربردهای خاص گریس هایی با غلیظ کننده های غیرصابونی نیز تولید می شوند.
متداولترین گریس ها با صابون کلسیم و لیتیم تهیه می شوند.مقدار صابون مصرف شده برای پخت گریس به طور معمول بین 18-7 درصد است.البته نوع اسیدهای چرب بکاررفته در تهیه صابون و روش پخت گریس در کیفیت آن تاثیر بسزایی دارد.
متداولترین و ساده ترین گریس ها ساخته شده با پایه صابون کلسیم،صابون سدیم صابون آلومینیوم یا صابون لیتیم با اسیدهای چرب هستند.(ترتیب ذکر شده به ترتیب افزایش قیمت است)
فلز موجود در ساختار صابون گریس ها،تاثیر مهمی در مشخصات گریس ها داردوهمه گریس هابه غبراز گریس صابون سدیم،در برابر آب پایدار هستند همچنین به غیر از گریس کلسیم و آلومینیوم بقیه گریس ها در برابر دماهای بالا پایداری قابل توجهی دارند.
انواع گریس ها بر حسب پایه غلیظ کننده
1-گریس صابون ساده:
تهیه شده با صابون های کلسیم،سدیم،لیتیم و آلومینیوم
الف_گریس صابون کلسیم (پایه آهکی):پایداردر برابرآب،با حداکثر دمای کارکرد در حدود 80 درجه سانتیگراد،موارد مصرف گسترده ای دارد به ویژه در روانکاری شاسی خودروهای و صنایع فولاد (Roll necks)
ب-گریس صابون سدیم (پایه سودا):مقاوم در دماهای بالا اما ناپایدار در برابر رطوبت و آب است.از آنجا که در حرکت دورانی سریع دستگاه ها،پایداری این گریس ها زیاد و ثابت است،از آنها برای روانکاری یاتاقان های توپی و غلطکی استفاده می شود.در بعضی درجات NLGI گریس های سدیم به عنوان آب بندهای دایمی در یاتاقانهای ضد اصطکاک (روانکاری طولانی مدت)کاربرد دارند.
ج-گریس صابون آلومینیوم:به صورت گریس نیمه مایع کاربرد دارد و دارای خواص ویژه ای است.و وقتی نیاز به خاصیت چسبندگی بالا وجود دارد،گریس آلومینیومی توصیه می شود.دیگر خواص این گریس ها مشابه گریس کلسیمی است و در صورتی که از روغن پایه شفاف استفاده گردد.گریس آلومینیومی شفاف و بی رنگ به دست می آید.اما به دلیل قیمت بالای آن معمولا گریسهای کلسیمی را به عنوان بهترین جایگزین می توان استفاده نمود.
د-گریس صابون لیتیم:این گریس ها دارای ترکیبی از ویژگی های خوب در دمای بالا و مقاومت در برابر آب هستند و به عنوان گریس های چند منظوره کاربردهای فراوانی دارند،در صورتی که با استئارات هیدروکسید لیتیم تولید شده باشند،برای مصارف گوناگون صنعتی و روانکاری در خودرو بهترین گریس ها هستند.
2-گریس های صابون مخلوط:ماده غلیظ کننده بعضی از گریس ها شامل چند نوع صابون فلزی است که دارای ترکیبی از خواص آن صابون ها است (از نظر هزینه نیز ترکیب دو نوع صابون مقرون به صرفه است).
مثلا گریسی که با صابون سدیم و صابون کلسیم تهیه می شود ترکیبی از خاصیت ضد آب (صابون کلسیم) و پایداری در حرارت بالا (صابون سدیم) را داراست،شایان ذکر است که ترکیب این خواص به میزان مورد انتظار از هر یک از اجزا آن نیست بنابراین چنین گریسی برای شرایط متعادل کاردر حضور آب و دماهای بالا کاربرد دارد.
3-گریس کمپلکس صابون:بعضی از گریس ها با پایه غلیظ کننده ای شامل کمپلکس صابون،تشکیل شده از صابون ساده به اضافه نمکی از یک اسید با وزن مولکولی پائین تا متوسط،تولید می شوند در نتیجه ترکیب صابون و نمک،الیافی در ساختار گریس شکل می گیرد که خواص ویژه ای در گریس ایجاد می کند.
مثلا گریس های کمپلکس صابون کلسیم یا آلومینیوم در مقاسیه با گریس صابون ساده همان فلزات،نقطه قطره شدن بسیار بالایی دارند و همچنین گریس کمپلکس صابون لیتیم نیز اضافه بر نقطه قطره شدن بسیار بالا پایداری مکانیکی و حرارتی بی نهایت خوبی دارد.
4-گریس های غیرصابونی:گریس های حاوی ماده غلیظ کننده غیر صابونی معمولا با سیلیکاژل،پلی اوره،بنتون،گرافیت و خاک رنگبر اصلاح شده،تولید می شوند.این دسته از گریس ها معمولا نقطه قطره شدن بالا داشته و بعضی از آنها ترکیبی از پایداری دمایی و خواص مطلوب گریس ها را دارند.
البته اکثر قیمت تمام شده این گریس بیتر از گریس های صابونی است که بسته به موارد مصرف،قیمت بالاتر با کارایی بهتر و طولانی مدت،جبران می شود.
پیشنهادها:
-به طور تجربی مشخص شده است که روانکاری بهینه در صورتی مقدور است که گریس قدیمی از سطوح گریس کاری کاملا زدوده و پاک شود و سپس گریس جدید بهکار برده شود. اما اگر امکان پاک کردن به خوبی میسر نبود (عدم دسترسی)،باید گریس جدید به صورت تزریق به گونه ای که گریس قبلی بیرون رانده شود،به مصرف برسد.
-به طور عمومی در مصرف گریس باید توجه نمود که گریسهای نرمتر(NLGI0,1)برای گریس کاری دستگاه های دارای روش روانکاری مرکزی مناسب تر هستند.
-باید از ترکیب گریس هایی با پایه های مختلف پرهیز شود و همواره سازگاری آنها با یکدیگر مورد بررسی قرار گیرد.
مواد افزودنی گریس ها
مواد افزودنی که در تولید گریس ها به کار می روند نیز مانند روغن پایه و غلیظ کننده ها دارای انواع گوناگون هستند در جدول زیر جمع بندی نحوه تاثیر آنها در روانکاری ذکر شده است.
مواد افزودنی از خوردگی و سائیدگی جلوگیری و خاصیت چسبندگی گریس را بهبود می بخشند. همچنین از آسیب دیدگی سطوح متحرک در شرایط روانکاوی مرزی (Boundary Lubrication) و اصطکاک در روانکاری مخلوط خشک و مایع (Mixed Friction) جلوگیری می نمایند.
بنابراین به طور کلی مواد افزودنی،کیفیت،دامنه کاربرد و کارایی گریس را تحت تاثیر قرار می دهند.
جدول انواع مواد افزودنی
| موا د افزودنی | اثر |
| ضد جوش خوردن سرد و بهبود دهنده فشارپذیری | جلوگیری از بروز جوش سرد قطعات فلزی به یکدیگر |
| ضد آسایش | کاهش سائید گی سطوح فلزی متحرک |
| باز دارنده خوردگی | پیشگیری از خوردگی سطوح فلزی متحرک و ثابت |
| باز دارنده از فرسودگی | تاخیر در تجزیه ناشی از اکسیداسیون |
| کاهش دهنده اصطکاک | کاهش اصطکاک در مرحله روانکاوی مرزی و روانکاری مخلوط |
| بهبود دهنده چسبندگی | بهبود خاصیت چسبندگی گریس به سطوح فلزات |
| افزایش دهنده دمای کار | افزایش محدوده دمای کارائی گریس |
انواع گریس های روانکار
اگرچه گریس ها دارای تنوع زیادی هستند اما انواع اصلی آنها را با ذکر خصوصیات اساسی می توان در جدول زیر جمع بندی نمود.
جدول انواع گریس ها
| نوع صابون | نوع روغن پایه | محدوده دمای کارکرد(درجه سانتیگراد) | پایداری در برابر آب | توضیحات |
| صابون سدیم | روغن معدنی | 20- تا 100 | غیرپایدار | با آب تشکیل امولسیون داده و در برخی شرایط به صورت مایع تغییر حالت می دهد |
| صابون لیتیم | روغن معدنی | 30- تا 120 | پایداری تا دمای 90 درجه سانتیگراد | گریس چند منظوره است و با آب امولسیون تشکیل می دهد |
| صابون کمپلکس لیتیم | روغن معدنی | 30- تا 140 | پایدار | گریسی چند منظوره با خاصیت پایداری حرارتی بالا |
| صابون کلسیم | روغن معدنی | 20- تا 140 | پایدار درآب سرد | خاصیت آب بندی و پایداری عالی در مقابل نفوذ آب |
| صابون آلومینیوم | روغن معدنی | 20- تا 70 | پایدار | پایداری مناسب در مقابل آب دارد |
| صابون کمپلکس سدیم | روغن معدنی | 30- تا 160 | پایدار تا دمای 80 درجه سانتیگراد | برای دمای بالا و فشار زیاد مناسب است |
| صابون کمپلکس کلسیم | روغن معدنی | 30- تا 120 | بسیار پایدار | با توجه به گرانروی روغن پایه،به عنوان گریس چند منظوره در دما ،فشار و سرعت بالا کاربرد دارد. |
| صابون کمپلکس باریم | روغن معدنی | 20- تا 120 | بسیار پایدار | در مقابل بخارآب پایدار است با توجه به گرانروی روغن پایه،به عنوان گریس چند منظوره در دما،فشار و سرعت بالا کاربرد دارد. |
| پلی اوره | روغن معدنی | 20- تا 160 | پایدار | در شرایط عملیاتی دما،فشار و سرعت بالا پیشنهاد می شود |
| صابون کلسیم آلومینیوم | روغن معدنی | 30- تا 140 | پایدار | با توجه گرانوی روغن پایه در دما،فشار و سرعت بالا کاربرد دارد |
| بنتونیت | روغن معدنی یا روغن های استری | 20- تا 160 | پایدار | گریس نیمه جامد و ژله ای،در دمای بالا و سرعت پائین کاربرد دارد |
| صابون لیتیم | روغن استری | 60- تا 120 | پایدار | در دمای پائین و سرعت بالا کاربرد دارد |
| صابون کلسیم | روغن استری | 50- تا 160 | پایدار | گریس چندمنظوره که برای کار در محدوده دمائی گسترده مناسب است |
| صابون کمپلکس باریم | روغن استری | 40- تا 120 | پایدار | در مقابل بخارآب پایدار و برای کار در دمای پائین و سرعت بالا مناسب است |
| صابون کمپلکس کلسیم | روغن استری | 40- تا 120 | پایدار | در مقابل بخارآب پایدار و برای کار در دمای پائین و سرعت بالا مناسب است |
| صابون لیتیم | روغن سیلیکونی | 40- تا 170 | بسیار پایدار | به منظور کار در دمای پائین و بالا با بارکم و سرعت کم تا متوسط مناسب است |
آموزشهای گریس
به طور کلی دو گروه آزمایش های "فیزیکی-شیمیایی"و" مکانیکی-دینامیکی"به منظور تعیین مشخصات و خصوصیات گریس برای کنترل کیفیت در حین تولید و ارائه اطلاعات محصول به مصرف کنندگان انجام می شود.
گذشته از استانداردهای ملی،استانداردهای مختلف دیگری مانند FTMS,ASTM,IP,DIN,SAE روش های تائید شده ای برای آزمون های گریس ارائه می نمایند.اما در هر حال انجام آزمون هایذ حین کار (Field Test) نیز ضروریست.
مهمترین آزمون های فیزیکی شیمیائی که برای تعیین خصوصیات روانکاری(تریبولوژیکی) گریس و به منظور انتخاب گریس متناسب با شرایط کاربرد ضروری هستندفعبارتند از:
1-بو(odor):
معمولا هر گریس دارای بوی مشخص است که ناشی از نوع روغن پایه،سفت کننده و مواد افزودنی مصرف شده و یا تحت تاثیر اسانس های مصرفی است.
بوی تند و زننده گریس نشانه کیفیت پائین گریس است که به دلیل استفاده از روغن پایه اکسید شده یا اکسید شدن گریس در معرض دمای بالا و غیر معمول در فرایند تولید گریس بروز می نماید.
2-ساختار(structure):
ساختار گریس (الیاف کوتاه و بلند) به نوع سفت کننده مواد افزودنی و روغن پایه بستگی دارد.اکثر گریس ها به طور معمول الیاف کوتاه دارند اما برخی نیز مانند گریس چرخ دنده های روباز دارای الیاف بلند هستند.
3-رنگ(color):
رنگ تایین کننده کیفیت گریس نیست.رنگ گریس به طور طبیعی با توجه به نوع مواد مصرفی ممکن است کاملا بی رنگ،طلایی،زرد،قهوه ای کم رنگ تا قهوه ای تیره و سیاه باشد.به منظور تولید گریس با رنگ های خاص مانند قرمز،آبی یا سبز از رنگدانه های مناسب استفاده می شود.
4-دانسیته (Density):
نوع و میزان روغن پایه و سفت کننده در تعیین دانسیته گریس موثر است.گریس های حاوی روغن های معدنی دارای دانسیته 8/0 تا 1 گرم بر سانتیمتر مکعب،گریس های سیلیکونی 9/0 تا3/1 و برخی گریس های پر فلوئور آلکیل اتر،حتی به دانسیته 95/1 گرم بر سانتیمتر مکعب نیز می رسند.
5-نقطه قطره شدن (Drop Point):
نقطه ابری شدن دمایی است که در اثر گرم کردن نمونه گریس در شرایط آزمون از روزنه دستگاه اندازه گیری به صورت قطره جاری می شود.نقطه قطره شدن تعیین کننده دمای کارکردگریس نیست.اما به طور کلی باید 30تا 40 درجه سانتیگراد بالاتر از حداکثر دمای کارکرد دستگاه باشد.
باید توجه داشت که نقطه ذوب دمائی است که درآن درجه حرارت گریساز حالت نیمه جامد به حالت مایع تغییر می کند.
با توجه به نحوه طراحی سیستم های آب بندی در صورتی که دمای کارکرد گریس حتی به مدت کوتاه از نقطه قطره شدن بیشتر شود.نشت خود به خود و شدید را به همراه خواهد داشت.
6-نفوذپذیری (Penetration):
نفوذپذیری،نشانه نرمی یا سفتی گریس است.گریس استفاده نشده از گریسی که در شرایط کارکرد قرار می گیرد،سفت تر است.برای تعیین درجه نفوذپذیری گریس در شرایط کارکرد،پس از وارد نمودن شصت ضربه،درجه نفوذپذیری گریس را با اندازه گیری میزان نفوذ قطعه مخروطی (دارای ابعاد استاندارد) در آن انازه گیری می نمایند.قطعه مخروطی به صورت عمود بر سطح گریس قرار می گیرد و درجه نفوذ آن در مدت زمان 5 ثانیه بر حسب 1/0 میلی متر اندازه گیری و گزارش می شود.همچنین درجه بندی گریس به روش NLGI بر مبنای نفوذپذیری انجام می شود.
در برخی شرایط که گریس باید دارای قابلیت پایداری بالا در مقابل ضربه باشد،تعداد ضربه ها در روش ازمون 100،000 و در شرایط استثنائی حتی 1،000،000 ضربه است.
به طور معمول درجه نفوذپذیری گریس کار نکرده در مقایسه با گریس کارکرده بین 5 تا 20 درصد تفاوت دارد که این امر بر اساس نوع گریس معیار پایداری گریس در شرایط کار است.
7-برگشت پذیری (Reversibility):
به قابلیت حفظ ساختار در مقابل سرد و گرم شدن متوالی خاصیت برگشت پذیری گفته می شود.در این گونه شرایط با توجه به نوع گریس،قوام وخواص روانکاری آن تغییر می کند،گریس هایی که پس از قرار گرفتن در وضعیت دمای معمولی خصوصیات قبل خود را بازیابند،دارای خاصیت برگشت پذیری هستند.
گریس ها را می توان در گروه سیالات غیرنیوتنی طبقه بندی نمود.گرانروی ظاهری این گونه مواد با افزایش نرخ برشی (Shear rate) کاهش می یابد.
انواع مختلف ابزار اندازه گیری گرانروی ظاهری منجمله Haake Rotot Viscometer بر اساس استفاده از یک صفحه و یک مخروط که دارای زاویه بسیار کوچک با یکدیگر هستند،استوار است.اینگونه ابزار برای اندازه گیری گرانروی ظاهری سیالات غیرنیوتنی و غیر روان به کار می روند. در این روش نمونه گریس در دمای 25 درجه سانتیگراد با نرخ برشی 300s-1 آزمایش می شود.
بنابر این قوام گریس های روانکار بر حسب میلی پاسکال ثانیه اندازه گیری می شود.
8-خاصیت شکل پذیری فیزیکی (Thixotropy):
گریس هلیی که در اثر عوامل مکانیکی مانند همزدن و ارتعاش به طور قابل ملاحظه ای تغییر کرده و نرم می شوند و پس از قطع اثر این گونه عوامل به وضعیت اولیه بر می گردند را گریس های Thixotropic می نامند.
گریس های الومینیومی و ژله ای از جمله این گریس ها هستند.
9-فرسودگی (Aging):
عوامل متعددی مانند اکسیژن هوا،گرما،نور و کاتالیزورها،عمدتا از طریق اکسیداسیون باعث کاهش عمر گریس ها و فساد آنها می گردند.
استاندارد DIN 51805 معیار اندازه گیری پایداری گریس در برابر اکسیداسیون است.
10-فشار جریان (Flow Pressure):
مقدار فشار مورد نیاز برای غلبه بر مقاومت جریان و خارج شدن گریس از مجاری گریس کاری بر اساس استاندارد (DIN 51805) مشخص می شود. به عنوان مثال فشار مورد نیاز در حداقل دمای کارکرد گریس 30- درجه سانتیگراد نباید از 1400 میلی بار بیشتر باشد.این آزمون اطلاعات مناسبی در مورد توان لازم برای پمپ ها را می دهد.
11-جدا شدن روغن (Oil Separation):
در صورتی که گریس برای مدت طولانی در انبار نگهداری شود در دمای بالا کار کند،روغن از گریس جدا خواهد شد که مقدار آن به اندازه ظرف گریس،نوع آن،مقدار ماده غلیظ کننده،نوع روغن پایه و شرایط اختلاط غلیظ کننده و روغن بستگی دارد.
مشخصه جدا شدن روغن از گریس با استانداردهای DIN 51817
و ASTM D 1742 انازه گیری می شود.هر چقدر مقدار ماده غلیظ کننده بیشتر و گرانروی روغن پایه بالاتر باشد.مقدار جدا شدن روغن از گریس کمتر است.جدا شدن روغن از گریس با تراوش روغن از ساختار گریس در نتیجه مصرف آن رخ می دهد متفاوت است.
12-پایداری در برابر آب (Water Resistance):
خاصیت پایداری دربرابر آب در استاندارد (DIN 51807 Part1) بررسی می گردد. در این روش یک قطعه شیشه با گریس مورد آزمایش پوشش داده می شود و به مدت 3 ساعت در آب گرم (دمای تعیین شده) قرار گرفته و بر اساس شکل ظاهری به آن امتیاز داده می شود(0،1،2،3) این روش برای پایداری گریس در برابر آب تحت شرایط متغیر دقیق و تعیین کننده نیست.
جدول شرایط کار گریس
جدول زیر شرایط گوناگون کار و چگونگی انتخاب گریس مناسب را نشان می دهد.
| شرایط کار | گریس مناسب |
| اصطکاک | گریس هایی با نفوذپذیری 1 یا 2 در صورت امکان با روغن پایه سنتتیک یا گرانروی کم |
| صدای پائین هنگام چرخیدن | گریس های ویژه همراه با ساختار خاص و خلوص بالا |
| یاتاقان با محور مایل یا عمودی | گریس چسبنده با درجه نفوذپذیری 2 و3 |
| روانکاری دراز مدت | گریس های دارای ساختار پایدار اغلب بر اساس روغن پایه سنتتیک و نفوذپذیری 2و3 هستند دمای کارکرد گریس باید بسیار بالاتر از دمای دستگاه باشد |
| دمای بالا | گریسی که کمترین مواد باقیمانده را از خود تولیدکند |
| دمای پائین | گریس با روغن پایه دارای دامنه باریک هیدروکربنی و نفوذپذیری 1 یا 2 در صورت امکان با روغن پایه سنتتیک |
| محیط دارای گرد و غبار | گریس سفت،نفوذپذیری3 |
| پاشش اب | گریس مقاوم به آب |
| محیط خورنده | گریس با پایداری خوب در برابرمحیط و حفاظت خوب در برابر خورندگی |
| ارتعاش و تنش ضربه ای | گریس لیتیم EP دار با نفوذپذیری2 فاصله روانکاری مجدد زیاد در صورت امکان مواد افزودنی جامد همیشه سفت همراه با الیاف کوتاه |
|
خلاء |
گریس های استاندارد یاتاقان های غلطشی که فشارهای در حد پاوین حدود 10 mbar را تحمل می کنند. |
گریس های شرکت نفت بهران
گریس بهران لعل
گریس بهران کهربا
گریس بهران زمرد
گریس بهران آبنوس
گریس بهران یاقوت
گریس بهران لعل
| مشخصات فیزیکی-شیمیائی | پایه غلیظ کننده | نقطه قطره شدن | رنگ | نفوذپذیری پس از کار(1/0 میلی متر) |
| روش آزمون | - | ASTM D-566 | بصری | ASTM D-217 |
| درجه NLGI-1 | صابون کلسیم | 95 | زرد | 340-310 |
| درجه NLGI-2 | صابون کلسیم | 95 | زرد | 295-265 |
| درجه NLGI-3 | صابون کلسیم | 95 | زرد | 250-220 |
گریس های بهران لعل دارای پایداری عالی در محیط کار مرطوب تا کاملا آغشته به آب هستند.اما حداکثر دمای کاربرد آنها به 70-60 محدود می گردد.زیرا در دمای بالاتر امکان جدا شدن روغن از گریس وجود دارد.این گریس ها الیاف کوتاه و نرم دارند و معروف به گریسهای کاپ یا شاسی هستند.
گریس های بهران لعل موارد مصرف بساروسیعی در صنایع دارند.مصرف این گونه گریس ها در ماشین آلات سنگین که نیاز به روانکار پایدار در محیط مرطوب و شرایط دمائی متوسط دارند،پیشنهاد می شود.این گریس ها در روانکاری دستگاه هایی که دارای آلیاژهای آهنی و غیرآهنی هستند و در سرعت های متوسط کار می کنند بیشترین کاربرد را دارند.
ویژگی های گریس های بهران لعل
| طول مدت کارائی | گریس کلسیمی باید در فواصل زمانی کوتاه و به طور مرتب به کار برده شود(تجدید روانکاری کوتاه مدت) |
| مقاومت مکانیکی در دمای محیط | مناسب |
| حداکثر دمای عملیاتی مجاز | 70-60 |
| پایداری و ساختار در برابر گرم و سرد شدن متوالی | گریس های کلسیمی ساختاری ضعیف و حساس دارند |
| پایداری در محیط مرطوب | خوب |
| روش مصرف | سیستم های پمپ کننده مرکزی ،پیستون فشاری |
موارد کاربرد:
این گریس ها مخصوص روانکاری عمومی در سرعت و فشار مکانیکی کم تا متوسط و درجه حرارت های پایین به ویژه در یاتاقان ها،اتصلات محوری،بسترهای کشوئی و جعبه دنده های فرمان دستگاه های صنعتی هستند.
گریس بهران کهربا:
| مشخصات فیزیکی-شیمیائی | پایه غلیظ کننده | نقطه قطره شدن | رنگ | نفوذپذیری پس از کار(1/0 میلی متر) |
| روش آزمون | - | ASTM D-566 | بصری | ASTM D-217 |
| درجه NLGI-1 | صابون کلسیم | 96-93 | قهوه ای | 340-310 |
| درجه NLGI-2 | صابون کلسیم | 96-93 | قهوه ای | 295-265 |
| درجه NLGI-3 | صابون کلسیم | 96-93 | قهوه ای | 250-220 |
گریس های بهران کهربا پایداری بالایی در مقابل آب و محیط های مرطوب دارند و مشخصه اصلی انها قابلیت پمپ شدن بالا است.هرچه درجه NLGI گریس کاهش یابد قابلیت پمپ شدن آن افزایش می یابد.
محدوده کاربرد این گریس ها از 20- الی 70+ است این گریس ها دارای الیاف صاف و کوتاه هستند و موارد مصرف بسیاری در صنعت دارند در سیستم های دارای سرعت متوسط مصرف این گریس ها توصیه می گردد.
گریس بهران کهربا در روانکاری عمومی با فشار مکانیکی متوسط و درجه حرارت های نه چندان بالا در یاتاقان ها،سیستم های کشویی و اتصالات می تواند با کارایی بالا مورد استفاده قرارگیرد.
ویژگی های گریس های بهران کهربا
| طول مدت کارائی | تجدید روانکاری در فواصل زمانی کوتاه |
| مقاومت مکانیکی در دمای محیط | مناسب |
| حداکثر دمای عملیاتی مجاز | 70 |
| پایداری و ساختار در برابر گرم و سرد شدن متوالی | پایداری کم |
| پایداری در محیط مرطوب | بسیارخوب |
| روش مصرف | دستگاه های پمپ کننده مرکزی ،پیستون فشاری |
موارد کاربرد:
گریس بهران کهربا در روانکاری عمومی در سرعت و فشار مکانیکی متوسط ودمای پائین هستند.این گریس ها برای مصرف در یاتاقان ها،اتصلات محوری،بسترهای کشویی وجعبه دنده های فرمان دستگاه های صنعتی تولید می شوند.
گریس بهران زمرد
| مشخصات فیزیکی-شیمیائی | پایه غلیظ کننده | نقطه قطره شدن | رنگ | نفوذپذیری پس از کار(1/0 میلی متر) |
| روش آزمون | - | ASTM D-566 | بصری | ASTM D-217 |
| درجه NLGI-1 | صابون کمپلکس کلسیم | 230 | قهوه ای | 340-310 |
| درجه NLGI-2 | صابون کمپلکس کلسیم | 260 | قهوه ای | 295-265 |
| درجه NLGI-3 | صابون کمپلکس کلسیم | 260 | قهوه ای | 250-220 |
گریس بهران زمرد در طیف بسیار وسیعی از شرایط عملیاتفکاربرد دارد و استفاده از آن در محیط خشک تا مرطوب و تا دمای 150 درجه سانتیگراد پیشنهاد می شود.
از ویژگی مهم این گریس خاصیت تحمل فشار ان را می توان نام برد که به دلیل ساختار ویژه این نوع گریس و بدون ماده افزودنی EP خاصیت فشارپذیری خوبی را تامین می نماید.
مزیت عمده بهران زمرد داشتن نقطه قطره شدن بالا است،این گریس ها حتی تا دمای 260 درجه سانتیگراد ذوب نمی شوند.از این رو به عنوان گریس نسوز شناخته شده اند همچنین این گریس ها دارای مقاومت در برابر آب خاصیت روانکاری بسیار بالا و ضد اصطکاک خواص ضد سائیدگی و مقاومت در برابر اکسیداسیون هستند و بر خلاف سایر گریس ها تحت تاثیرافزایش دما نرم نمی شوند.
شایان ذکر است که با توجه به شرایط ویزه این گریس و احتمال تغییر درجه آن در صورت انبارداری دراز مدت باید قبل از مصرف درجه گریس مجددا توسط کارشناسان کنترل گردد.
ویژگی های گریس های بهران زمرد
| طول عمر مفید | در شرایط بهینه طولانی مدت است |
| مقاومت مکانیکی در دمای محیط | بسیار خوب |
| حداکثر دمای عملیاتی مجاز | عالی |
| پایداری و ساختار در برابر گرم و سرد شدن متوالی | بسیار خوب |
| پایداری در محیط مرطوب | 150-120 |
| روش مصرف | سیستم های پمپ کننده مرکزی ،پیستون فشاری وبا دست |
موارد کاربرد:
گریس های بهران زمرد را می توان به عنوان جایگزینی مناسب و اقتصادی برای اکثر موارد روانکاری صنعتی به کار برد.
این گریس ها برای یاتاقان های ساده و دیگر قطعات متحرک که دمای 125 درجه سانتیگراد و در شرایط محیطی خشک و یا تر کار می کنند،منلسب هستند،گریس های صابون کمپلکس سدیم حتی در نقاطی از سیستم که دما بالاتر از 125 باشد نیز مثل یاتاقان های خطوط انتقال شیشه مذاب و امثال ان کارایی دارند.البته در این گونه موارد باید به روش کاربرد و دفعات تجدید گریس کاری توجه خاص نمود زیرا امکان دارد که گریس کمپلکس کلسیم در دماهای بسیار بالا خشک و سخت شود.
ویژگی گریس کلسیم،استانداردها وآزمون های مربوط به آن
| خواص/درجه NLGI | 1 | 2 | 3 | 4 | استاندارد ملی ایران |
| قابلیت نفوذ گریس بعد از کارکرد در دمای 5/0 مثبت و منفی25(60ضربه) | 340-310 | 295-265 | 250-220 | 205-175 | 1209 |
| اسید آزاد برحسب اسید اولئیک (حداکثر درصدوزنی) | 5/0 | 5/0 | 5/0 | 5/0 | 565 |
| قلیاء آزاد بر حسب هیدروکسید کلسیم(1)(حداکثر درصد وزنی) | 5/0 | 5/0 | 5/0 | 5/0 | 565 |
| نقطه قطره شدن(حداقل) | 95 | 95 | 95 | 95 | 1096 |
| آزمون خوردگی تیغه مسی در دمای 75 به مدت 24 ساعت(حداکثر) |
دسته بندی (I) |
1207 | |||
| مقاومت در مقابل شستشو با آب صابون | 1 | 1 | 1 | استاندارد ملی در دست تدوین | |
| خاصیت جلوگیری از خوردگی | قابل قبول | " | |||
| مقدار آب درصد وزنی(حداکثر) | 5/1 | 5/1 | 5/1 | 2 | " |
| خاکستر سولفاته درصد وزنی(حداکثر) | 4 | 5 | 5/6 | 8 | " |
| تعداد ذرات سخت(حداکثر) | 40 | 40 | 40 | 40 | 1095 |
گریس بهران آبنوس
| مشخصات فیزیکی-شیمیائی | پایه غلیظ کننده | نقطه قطره شدن | رنگ | نفوذپذیری پس از کار(1/0 میلی متر) |
| روش آزمون | - | ASTM D-566 | بصری | ASTM D-217 |
| درجه NLGI-1 | صابون کلسیم | 160 | طوسی پررنگ | 340-310 |
| درجه NLGI-2 | صابون کلسیم | 160 | طوسی پررنگ | 295-265 |
| درجه NLGI-3 | صابون کلسیم | 160 | طوسی پررنگ | 250-220 |
گریس های سدیمی دارای مشخصه پایداری بسیار خوب در شرایط دمای بالا هستند اما در مقابل آب پایدار نیستند.گریس های پایه سدیمی ذاتا دارای خاصیت ضدخورندگی و به طور طبیعی محافظ خوبی در برابر زنگ زدن فلزات در محیط مرطوب هستند.
گریس های بهران آبنوس در حین مصرف در سرعت های بالا نسبتا مقاوم هستند و قابلیت ماندن درمحیط روانکاری را به خوبی دارند و به این دلیل است که در اکثر یاتاقان های توپی و غلطکی به مصرف می رسند. در بعضی درجه بندی ها گریس های پایه سدیم به عنوان ماده آببند در برابر گرد و غبار و ماده ضد اصطکاک برای تمتم طول عمر یاتاقان ها (یکبار برای همیشه) به کار می روند.این گریس ها دارای بافتی نرم و الیاف نسبتا کوتاهی هستند.
ویژگی های گریس های بهران آبنوس
| طول عمر مفید | می توان در فواصل زمانی طولانی بکار برد. |
| مقاومت مکانیکی در دمای محیط | مناسب |
| حداکثر دمای مجاز عملیات در دستگاه ها | 100-90 |
| پایداری ساختار در برابر گرم و سرد شدن متوالی | خوب |
| پایداری در محیط مرطوب | در برابر آب پایدار نیست |
| روش مصرف | سیستم های پمپ کننده مرکزی ،پیستون فشاری ومستقیم با دست |
موارد کاربرد:
مخصوص روانکاری پمپ ها و شیرهای کشوئی ابزار و سیستم های ویژه توزیع فرآورده های نفتی.این گریس ها در آب جوش قابل حل اما در مجاور مواد هیدروکربنی پایدار هستند و در کلیه یاتاقان های ماشین آلات صنعتی نیز به کار می روند.
ویژگی گریس پایه سدیم ،استانداردها وآزمون های مربوط به آن
| خواص/درجه NLGI | 0 | 1 | 2 | 3 | استاندارد ملی | استاندارد بین المللی |
| قابلیت نفوذ گریس بعد از کارکرد در دمای 5/0 مثبت و منفی25(60ضربه) | 385-355 | 340-310 | 295-265 | 250-220 | 1209 | ASTM D 217 |
| اسید آزاد برحسب اسید اولئیک (حداکثر درصدوزنی) | 3/0 | 3/0 | 3/0 | 3/0 | 565 | ASTM D 128 |
| قلیائی آزاد بر حسب هیدروکسید کلسیم(1)(حداکثر درصد وزنی) | 25/0 | 25/0 | 25/0 | 25/0 | 565 | ASTM D 128 |
| نقطه قطره شدن(حداقل) | 130 | 130 | 170 | 170 | 1096 | ASTM D 566 |
| آزمون خوردگی تیغه مسی در دمای محیط به مدت 24 ساعت(حداکثر) |
تغییر رنگ به رنگ سبز یا سیاه بر روی نوار مسی مشاهده نگردد |
1207 | ASTM D 4048 | |||
| کاهش وزن در اثر حرارت به درصد(حداکثر) | 2 | 2 | 2 | 2 | 1094 | ASTM D 972 |
| روغن جدا شده از گریس درصد وزنی(حداکثر) | - | 3 | 3 | 3 | 1097 | ASTM D 1742 |
| تعدادذرات سخت(حداکثر) | 5/1 | 5/1 | 5/1 | 2 | 1095 | ASTM D 1404 |
| آزمون جلوگیری از خوردگی(*) | قابل قبول | - | ASTM D 1743 | |||
| مقاومت در مقابل اکسیداسیون(افت فشار) | 3/2 اتمسفر | - | ASTM D942 | |||
با سرعت موتور 1425 دور در دقیقه در هر 50 هرتز
گریس های بهران یاقوت(گریس چند منظوره)
| مشخصات فیزیکی-شیمیائی | پایه غلیظ کننده | نقطه قطره شدن | رنگ | نفوذپذیری پس از کار(1/0 میلی متر) |
| روش آزمون | - | ASTM D-566 | بصری | ASTM D-217 |
| درجه NLGI-1 | صابون لیتیم | 200-190 | کرم رنگ تا قهوه ای روشن | 340-310 |
| درجه NLGI-2 | صابون لیتیم | 200-190 | کرم رنگ تا قهوه ای روشن | 295-265 |
| درجه NLGI-3 | صابون لیتیم | 200-190 | کرم رنگ تا قهوه ای روشن | 250-220 |
گریس های بهران یاقوت ترکیب کاملی از مشخصات مطلوب با کارایی در دمای بالا و پایداری مکانیکی عالی در محیط مرطوب را یکجا دارند.بعضی از ترکیبات پایه صابون لیتیم که دارای هیدروکسی استئارات لیتیم هستند به عنوان گریس های چند منظوره بهران یاقوت در صنعت و در خودروها کارائی بسیار وسیعی دارند.این گریس ها دارای الیاف بسیار کوتاه و بافت نرمی هستند ضمن اینکه خاصیت بازدارندگی از خوردگی خوب،پایداری در برابر شستشو با آب مقاومت در برابر اکسید شدن و پایداری مکانیکی قابل توجهی دارند از پایداری برشی و ارتعاشی مناسبی نیز برخوردارند.گریس های پایه صابون لیتیم تا دماهای 130 درجه سانتیگراد پایدار هستند و در دوره های زمانی کوتاه یا شوک های حرارتی 160-150 درجه نیز کارائی مناسبی دارند.
ویژگی های گریس های بهران یاقوت
| طول مدت کارائی | فواصل زمانی طولانی |
| مقاومت مکانیکی در دمای محیط | بسیار خوب |
| حداکثر دمای مجازعملیات در دستگاه ها | 130-110 |
| پایداری ساختار در برابر گرم و سرد شدن متوالی | بسیارخوب |
| پایداری در محیط مرطوب تر | خوب |
| روش مصرف | سیستم های پمپ کننده مرکزی |
موارد کاربرد:
ویژه روانکاری یاتاقان چرخ های خودرو و جلوبندی و اتصالات توپی وسایل نقلیه و روانکاری در همه سیستم ها و یاتاقان هایی که نیاز به ماده ضداصطکاک دارند،مثل آسیاب ها،موتورهای الکتریکی،ژنراتورها،کمپرسورها و سیستم های چرخ نقاله.
ویژگی گریس پایه لیتیم،استانداردها وآزمون های مربوط به آن
| خواص/درجه NLGI | 0 | 1 | 2 | 3 | استاندارد ملی | استاندارد بین المللی |
| قابلیت نفوذ گریس بعد از کارکرد در دمای 5/0 مثبت و منفی25(60ضربه)(1000 ضربه) | 385-355 | 340-310 | 295-265 | 250-220 | 1209 | ASTM D 217 |
| اسید آزادآلی برحسب اسید اولئیک (حداکثر درصدوزنی) | 3/0 | 3/0 | 3/0 | 3/0 | 565 | ASTM D 128 |
| قلیاء آزاد بر حسب هیدروکسید لیتیم (حداکثر درصد وزنی) | 2/0 | 2/0 | 2/0 | 2/0 | 565 | ASTM D 128 |
| نقطه قطره شدن بر حسب سانتی گراد(حداقل) | 180 | 180 | 180 | 180 | 1096 | ASTM D 566 |
| آزمون خوردگی تیغه مسی در دمای 100 درجه به مدت 24 ساعت(حداکثر) |
دسته بندی |
1207 | ASTM D 4048 | |||
| گرانروی سینماتیک روغن معدنی استخراج شده از گریس به cst در دمای 100درجه سانتیگراد | 16-10 | 16-10 | 16-10 | 16-10 | 340 | ASTM D 445 |
| شاخص گرانروی روغن استخراج شده (حداقل) | 40 | 195 | ASTM D 2270 | |||
| تمایل به تشکیل رسوب و نشت(آزمون بلبرینگ چرخ)
الف-نشت بر حسب گرم (حداکثر) ب-رسوبات اطراف راهگاه (1) ساچمه ها و ساچمه های بلبرینگ چرخ ج-مشاهدات در تغییرات قابلیت نفوذ یا ساختار گریس د-مشاهدات آثار کارکرد خشک از راهگاه ساچمه |
دسته بندی | 1207 | ASTM D 4048 | |||
| 5 | 1172 | ASTM D 1263 | ||||
| گزارش شود | - | |||||
ویژگی گریس پایه لیتیم واستانداردها وآزمون های مربوط به آن
| خواص/درجه NLGI | 0 | 1 | 2 | 3 | استاندارد ملی | استاندارد بین المللی |
| مقاومت در مقابل شستشو با آب در دمای 80 درجه درصد افت وزنی(حداکثر) | 15 | ASTM D 1264 | ||||
| پایداری حرارتی در صد افت وزنی(حداکثر) | 6 | ISO 1448(p:89) | ||||
| مقاومت در مقابل اکسیداسیون | 5/0 | 565 | ASTM D 942 | |||
| تعداد ذرات سخت (حداکثر) | 10 | 1095 | ASTM D 1404 | |||
| آزمون پایداری غلطک تغییرات نفوذ بعد از 16 ساعت به درصد (حداکثر) |
25 |
ASTM D 1831 | ||||
| آزمون خاصیت جلوگیری از خوردگی | قابل قبول | ASTM D 1743 | ||||
| آزمون ضد زنگ دینامیک(حداکثر) | دسته بندی I | IP 220 | ||||
| آزمون رینگ گریس بلبرینگ غلطکی در دمای 60 درجه سانتیگراد و 136 کیلوگرم 500 ساعت در 7000 rpm | گزارش شود | IP 168 | ||||
| آزمون گشتاور در دمای 20- درجه سانتیگراد (حداکثر) | گشتاور شروع 5000 گرم بر سانتی متر
گشتاور در حال حرکت 1000 گرم بر سانتی متر |
ASTM D 3337
OR IP 186 |
||||
جدول عمومی مقایسه شرایط کارکرد انواع گریس ها
| مشخصات/پایه غلیظ کننده | کمپلکس کلسیم | کلسیم | لیتیم | سدیم | آلی (بنتون) |
| نقطه قطره شدن(درجه سانتیگراد) | 250-210 | 100 | 200-175 | 160 | بالاتر از 260 |
| حداکثر دمای کاربرد | 150-120 | 60 | 130-110 | 120 | 140 |
| قابلیت پمپ شدن در مصرف مداوم | متوسط | متوسط تا خوب | متوسط تا خوب | ضعیف تا متوسط | متوسط تا خوب |
| استارت در دمای پائین | پائین تا متوسط | پائین تا متوسط | پائین تا متوسط | متوسط تا بالا | پائین تا متوسط |
| طول عمر مصرف | متعادل | ضعیف | متعادل تا بلندمدت | متعادل تا بلند مدت | کوتاه مدت |
| پایداری در برابر نرم شدن،حین مصرف در دمای محیط | عالی | متوسط | متوسط | متوسط | متوسط تا خوب |
| پایداری پس از کار | متوسط | متوسط | خوب | متوسط تا ضعیف | ضعیف |
| برگشت پذیری در ارتباط با تغییرات دما | عالی | ضعیف | عالی | متوسط | متوسط |
| پایداری در برابر آب | عالی (بسیار پایدار) | عالی (بسیار پایدار) | متوسط (پایدار) | ضعیف (تشکیل) امولسیون | خوب (پایدار) |
| بافت | دارای الیاف نرم | نرم (کره ای) | نرم (کره ای) | دارای الیاف نرم | نرم (کره ای) |
| مقاومت در شرایط فشار زیاد(EP0) | متوسط تا ضعیف | ضعیف | ضعیف | متوسط | ضعیف |
| هزینه (در ایران) | متوسط | ارزان | گران | ارزان | گران |
قیر
انواع قیر :
قیر جسم سیاهی ست که از شمار زیادی هیدرو که به سیستم کواوئید در هم شده اند درست شده و دارای هیرو گوگرد و اکسیژن دار هم هست با گرما دادن به قیر از شخی به سفتی به خمیری به شلی به آبکی و در روغنهای معدنی حل می شود . قیر چسبنده است و دانه های را به همدیگر میچسباند اینست که در ساختن روبه های سیاه آسفالتی مصرف می شود آب در قیر نشست نمی کند از این رو با آن ساختمان ها را آب بندی می کنند .
در ایران قیر را از زمان باستان می شناختند . گمان می رود واژه قیر بابلب یا الامی می باشد زیرا آنها قیر معدنی را برای آب بندی کردن ساختمانها و به جای مصرف مالات مصرف می کردند.
امروز قیر را دو جور به دست می آورند . آنرا از معدن در میاورند ( قیر معدنی ) و بیشتر قیر مصرفی در راه سازی و آب بندی کردن ساختمان ازپالودن نفت خام تهیه می شود ( قیر مژنفتی ) .
قیر خالص :
قیری که به روش فوق از انتهای ستون تقطیر خارج می شود و قیر خالص Fentertion grade bita men نامیده می شود . که با انتخاب تقطیر مناسب می توان انواع قیر های خالص با وسکوزیت های مختلف نهیه نمود . بعنوان مثال قیر های خالص زیر را که بر حسب درجه نفوذ در 25 درجه سانتیگراد مشخص شده اند نام برده می شود .
10/20,20/30,30/40,40/50,50/60,
60,70,90,110,190,210,280,320,400,500
برخی از قیر های خالص فوق از اختلاط و برگشت قیر های نرمتر بدرون قیر های سفت تر یا براتی تهیه قیر ها با درجه ستود بالا معمولاً از انحلال زبا نقطه جوش بالا بدرون قیر های با در جه نفوذ کمتر استفاده می شود . ذکر این نکته ضروری است که برای کاربرد قیر های خالص همیشه بایستی آنها را گرم نمود معمولاً قیر و مصالح جداگانه گرم شده و سپس گرما گرم مخلوط گردیده و به حالت گرم نیز مخلوط حاصل را پخش می کند بهمین دلیل معمولاً از قیر های خالص در اسفالت پوششی surfaee استفاده بعمل می آید . مشخصات قیر های خالص در جدول 1 ملاحظه می گردد .
قیر های مخلوط :
در برخی از عملیات راه سازی بدلائل مختلف فنی و اختصاصی امکان کاربرد قیر های خالص که همگی جامدند وجود ندارد . بهمین دلیل پالایشگاهها قیر های مخلوط cut-baek و یا برگشتی را عرضه میدارند که اکثر در درجه حرارت حیط مایع بود هر برخی نیز با حرارت کلی مایع می شوند این قیر ها دارای مزایای شماری می باشند و معمولاً در انواع آسفالتهای پوششی و نیز آسفالتهای از نوع ماکادام قیر مصرف می گردند . قیر های مخلوط از استخراج یک قیر با درجه نفوذ مناسب با حلالی که با قیر مورد نظر قابلیت استخراج داشته باشد تهیه می گردند . معمولاً در پالایشگاه قیر با درجه نفوذ 300-100 ( پالایشگاه ابادان 100-80) را با حلال های نفتی از نوع کروزین ، که وزت زغال سنگ و یا روغن آنتراسن و یا مخلوط آنها را با یگدیگر مخلوط نموده و انواع قیر های مخلوط را تهیه می نمایند و همانطوریکه ذیلا نیر آورده می شود از انواع حلال های نفتی دیگر نیز استفاده بعمل می آید .
در بعضی موارد ، مثلاً در موردیکه مصالح سنگی مرطوب باشند، به منظور افزایش شمانس چسبندگی مصالح و قیر ، قیر مخلوط مورد مصرف بایستی دارای درحه اسیدی مناسب باشد که در این مورد کروزت نشسته بعنوان حلال قیر مخلوط و یا قسمتی از قیر مخلوط تهیه اضافه می شود تا اسیدیت قیر زیاد گردد . تهیه قیر های مخلوط در پالایشگاه هنگامی صورت می گیرد که قیر خالص هستند گرم است و سیکوزیت قیر مخلوط حاصل و زمان سنت شن آن در جاده بستگی به مشخصات و نوع و مقدار حلال نفتی که در تهیه قیر مخلوط بکار رفته است دارد . بعد از پخش قیر مخلوط در جاده در اثر جریان هوا و باد گرمی حلال قیر مخلوط تبخیر شده و سر انجام قیر خالص موجود در آن باقی می ماند که دارای خواص مربوط بخود می باشد . قیر های مخلوط را در سیستم آمریکایی بسه دسته طبقه بندی نموده اند :
الف : قیر های مخلوط تند گیر R.C Rapid caring
ب : قیر های مخلوط کند گیر M.C Medical caring
ج : قیر های مخلوط دیر گیر
قیر های مخلوط فوق الذکر هر کدام شامل چندین قیر مخلوط می باشد که اختلافشان در ویسکوزیته آنها می باشد که با اعداد 6-0 مشخص می گردند . ربدین ترتیب ملاحظه می گردد که قیر R.C.6 سیال ترین مخلوط و بالعکس قیر S.C.5 سفت ترین مخلوط می باشد که حالت خمیری دارد . علی ایحال قیر های مخلوط تند یر R.C از اختلاط قیر خالص 100/80 با گازوئیل ، قیر های کند گیر M.C از اختلاط یا بر گشت کروزین با قیر خالص 100/80 و بالاخره ، قیر های دیر گیر S.C از اختلاط قیر خالص 100/80 و نفت و گاز بدست می آید . مشخصات کلی قیر های مخلوط در اینجا گفته شده قیر های کند گیر M.C به مقیاس وسیع در عملیات راهسازی مصرف می شود از جمله حداکثر آسفالتهای سرد ، رد میکس و پریمکت را می توان نام برد .
چنانچه اشاره گردید اندیس های 5-0 قیر های مخلوط مربوط به وسیکوزیت آنها می باشد . این اعداد مقدار ویسکوزیت را نشان نمی دهد بلکه فقط نوع قیر را مشخص می نماید ویسکوزیت قیر های مخلوط در سیستم آمریکایی بر حسب ثانیه (Saybolt for a ) بشرح زیر می باشد :
الف : ویسکوزیته قیر های مخلوط با اندیس . صفر معادل 150-75 ثانیه سیبولت –فورل در 25 درجه سانتیگراد می باشد .
ب: ویسکوزیته قیر های مخلوط با اندیس معادل 150-75 ثانیه سیبولت-فورل در 50 درجه سانتیگراد می باشد .
ج : ویسکوزیته قیر های مخلوط با اندیس 2 معادل 200-100 ثانیه سیبولت – فورل در 60 درجه سانتیگراد می باشد .
د : ویسکوزیت قیر های مخلوط با اندیس 3 معادل 500-250 ثانیه سیبولت –فورل در 60 درجه سانتیگراد می باشد .
ه : ویسکوزیت قیر های مخلوط با اندیس 4 معادل 250-125 ثانیه سیبولت – فورل 2/82 درجه سانتیگراد می باشد .
و : ویسکوزیت قیر های مخلوط با اندیس 5 معادل 600-300 ثانیه سیبولت –فورل در 2/82 درجه سانتیگراد می باشد .
قیر های مخلوط توسط پالایشگاههای مختلف در سرتاسر دنیا تهیه می گردد و برای آنها مشخصات مختلفی نیز تهیه شده است . پالایشگاههای آبادان علاوه بر قیر های خالص که در جدول 1 مشخصات آنها آمده است قیر های مخلوط S.C,M.C,R.C نیز تهیه می کند و اضافه بر آن یک سری قیری مخلوط طبق استاندارد .
کمپانی SHELL در پالایشگاه آبادان تهیه می شود که نام گذاری آنها بر حسب ویسکوزیت می باشد ویسکوزیت این قیر های مخلوط بر حسب STANDARD TAR VISCOSITY S.T.V در 20 درجه سانتیگراد می باشد و از قیر مخلوط 100/50 تا 700/500 تهیه ببازار عرضه می گردد . در همین سری یکنوع قیر مخلوط با ریسکوزیت بیشتری بنام 125 تهیه می کنند که ویسکوزیت آن در 40 درجه سانتیگراد بر حسب S.T.V تعیین می گردد .
ساختمان شیمیائی قیر :
ساختمان شیمیائی قیر نسبتاً پیچیده است و مطالعاتیکه تا کنون انجام شده نظریه قطعی و معین درباره چگونگی ساختمان شیمیایی قیر بدست نداده است . از طرفی نفت خام که از آن مشتق می شد نیز از نظر شیمیایی بسیار متنوع می باشد و آنهم بدلیل شرایط ژئولوژیک متفاوتی می باشد که نفت تحت آن شرایط تشکیل می گردد ساختمان شیمیایی قیر تصفیه شده با وجود فعل و انفعالاتی که ضمن تقطیر صورت می گیرد بستگی تام منبع اولیه نفت خام مربوطه دارد .
بنابر این تعریف قیر ماده است که کاملاً در سولفورکرین حا می شو.د و اکثر قیر هایی که در راهسازی مصرف می شوند کمتر از 1/0 درصد مواد غیر محلول در سولفور کربن دارند . این ماده غیر محلول در سولوزکربن را کربوئید Carboid می گویند . کربوئبد جزئی در خواص قیر دارند ولی نانچه قیر در معرض حرارتهای بالا قرار گیرد در مولکولهای آن شکستگی ایجاد می شود که در این مورد کربوئید بعنوان عامل مشخص کننده میزان شکسته شدن مولکول مفید است – عمل شکستن مولکولهای قیر تغییرات قابل ملاحظه ای در مواد متشکله آن می دهد این تغییرات مرایی عملکرد قیر در جاده زیان آور تشخیص داده شده است . برای تشخیص و تعیین سایر مواد متشکله قیر روشهای مختلف وجود دارد که در اکثر این روشها قیر محلول در سولفورکربن را بسه جزء اصلی طبقه بندی می کنند :
1) کابن : جز غیر محلول در تتراکلروکربن
2) آسفالتن : جز غیر محلول در حالهایی نظیر هیدروکربن آلیفاتیک سبک مانند اتر نفت .
3) مالتن : جز محلول در جلال سبک هیدروکربن آلیفاتیک مانند هپتان و غیره . مالتن ها خود به دو دسته رزین و روغن تقسیم می شوند ، رزین توسط پودرهائی نظیر خاک مزسر Faller جذب می شوند در صورتیکه روغن جذب نمی شود.
ابن تجزیه قسمتی قیر روش تقریباً دلخواهی است که اجزاء متشکله قیر را به طبقات مختلف تقسیم نموده که دارای وزن مولکولی متفاوت می باشند این روش تفکیک از نقطه نظر نمودن اجزاء متشکله قیر و رابطه بین آنها که در خواص قیر بخصوص در خواص روانی آن دارند اهمیت دارد . در ضمن متذکر می شود که وزن مولکولی اسفالین ها را 140000-1400 تعیین نموده اند در صورتیکه وزن مولکولی قسمت روغنی دالن ها 710-370 می باشد . نفت خام که منبع اولیه تهیه قیر می باشد خود از هیدروکربنهای مختلف تشکیل شده که این هیدروکربنها از چهار قسمت اصلی بشرح زیر می باشد :
الف : کربورهای اشباع شده آلبقاتیک یا پراگرافینها :
ب : گرده نفتنیک یا سیکلوپارافینها
ج : ترکیبات آروماتیک
د : گروه اروماتیک با اتصالات مضاعف اولفنیک
نکته قابل تذکر این که ترکیبات گروه ( د) معمولاً در قیر هایی که در راهسازی مصرف می شوند وجود ندارد یکی دریگر از خواص جالب و مهم قیر که در راهسازی مورد نظر است ، خاصیت اسیدیت قیر می باشد که نقش مهمی در چسبندگی قیر بمصالح سنگی دارد . اسیدیت قیر منابع مختلف متغیر و متفاوت می باشد بعنوان مثال قیر تقطیر شده در خاور میانه در مقایسه با قیر ونزوئلا اسیدیت کمتری دارد .
امولسیونهای قیر و کاربرد آنها در راهسازی :
اگر قیر های در راهسازی مصرف می شوند در حرارت معمولی حالت خمیری و نیمه جاور دارند . بهمین جهت در عملیات آسفالت پوششی ابتدا و بایستی به کمک حرارت آنها را سیال نموده و سپس قیر نازکی از آنها را در سطح راه پخش نمود عین همین عمل را بایستی در تهیه مخلوط آسفالتی ماکادام قیر بکار برد با این تفاوت که در این مورد هم مصالح شکسته و هم قیر بایستی باندازه کافی گرم شوند تا چسبندگی قیر و مصالح کامل گردند .
از آنجائیکه تهیه تسهیلات و دستگاههای گرم کرن قیر در نقاط دور دست نه مقدور بوده و نه مقرون بصرفه می باشد ، متخصصین آسفالت سعی نمودند که بطریقی کاربرد قیر سرد در راهسازی مقدور و عملی سازند بهمین منظور قیر های مخلوط را به بازار عرضه نمدند که از اضافه کردن یک حلال فرار به قیر های خالص تهیه می شود . از طرف دیگر قیر های مخلوط نه تنها تمام می شود بلکه دارای این نقص می باشند که بایستی آنها را حتماً روی سطوح خشک پخش نمود . والا چسبندگی کافی بدست نخواهد آمد .
با پیدایش امولسیون فیر نه تنها عملاً کاربرد قیر در سرما مقدور گردید بلکه نقصی هم که در کاربرد قیر های مخلوط وجود دارد در اینمورد ملاحظه نمیگردد . زیرا که امولسیونهای قیر اولاً بسیار سیال بود ، پانیاً بفرض مرطوب بودن سطح راه و یا مصالح مورد مصرف چسبندگی مناسبی بین قیر و مصالح بوجود می آورد . در ضمن با استفاده از امولسیونهای
قیر میتوان ماکادام قیر در حجم های کوچک و بدون احتیاج به گرم کردن مصالح با قیر تهیه و مصرف نمود . تمولیسونهای قیر حدود %40 آب داشته که بعد از پخش سریعاص شکسته می شوند و آب خود را از دست می دهند ولی چنانچه در حین پخش باران ببارد امولسیون نیز رقیق شده و مکن است شسته از سطح راه حذف گردد . لازم به تذکر ات که این نقیصه فقط در مورد امولسیونهای آنیونیک مشاهده می شود در صورتیکه امولیسونهای کاتیونیک که در ده لخیر به بازار عرضه شده اند مبرا از این نقیصه بوده و در هر شرایطی قابل استفاده می باشند .
امولسیون :
هر امولسیون از یک سیستم با دو فاز غیر قابل استخراج تشکیل می شود . یکی از دو فاز بصورت گلبول و یا گلوسه های کوچک در داخل فاز دیگر پراکنده است . فازیک بصورت گلوله کوچک می باشد فاز داخلی نامیده می شود و فازیکه اطراف این گلوله های کوچک را فرا گرفته به نام فاز خارجی یا فاز پیوسته مرسوم است در هر امولسیون برورشهای مختلف می توان مشخص نمود که کدام فاز یوسته و کدام فاز غیر پیوسته است . بعنوان مثال در امولسیون « روغن – در – آب » روغن فاز غیر پیوسته و آب از پیوسته را تشکیل می دهد و بالعکس در سیستم آب – در- روغن تر آب فاز پیوسته را تشکیل می دهد .
امولسوینهای قیر بطور کلی از نوع امولسیون روغن – در اب می باشد که فاز غیر پیوسته را گلوله های کوچک قیر که درآب پراکنده است تشکیل می دهد .
امولسیونساز :
در تهیه امولسیون قیر مقدار جزئی از یک ترکیب شیمیائی بمنظور تسهیل در تشکیل گلبولهای قیر نیز تعلیق دائمی آنها به قیر اضافه می شود که امولسیونساز نامیده می شود اصولاً در تهیه هر امولسیون بایستی از امولیسونساز استفاده نمود والا به محض خاتمه بهم زدن فوراً گلبولهای بهم پیوسته و خود یک فاز پیوسته را تشکیل می دهند و نتیجه عمل تشکیل دو فاز پیوسته می باشد ولی در حضور امولسیونساز یک فیلم نازک از ترکیب شیمیایی که به عنوان امولسیونساز
نازک به عنوان یک پوشش محافظ عمل کرده و از بهم پیوستن گلبولها جلوگیری بعمل میآورد . امولسیونسازهایی که در تهیه امولسین های قیر مصرف می شوند به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند که دسته اول و دوم آنها دارای اهمیت بیشتر می باشند .
1) امولسیونسازهای آنیونک
2) امولسیونسازهای کاتیونیک
3) امولسیونسازهای غیر یونی
4) امولسیونسازهای کلوئیدی
امولسیونسازهای آیفونیک :
این دسته از امولسیونسازها معمولاً سطح قلیایی یک اسید آلی می باشند که در محلول آبی تولید یک کاتیون فلزی و یک آنیون که ساختمان دارد می نماید . سدیم استئارات CH3 (CH2)16COONaاز جمله این امولسیونسازها می باشد . ترکیب اخیر الذکر وقتی درآب حل شود بدویون + CH3 (CH2)16COO-Naتفکیک می گردد .
زنجیر طویل آنیون استئارات در قیر محلول است ولی گروه کربوکسیل (COO)- که حامل بار منفی است حلالیتن کمتری نسبت به زنجیر آلیفاتیک دارد . نتیجتاً هنگامی که سدیم استئارات در یک امولسیون قیر و آب وجود داشته باشد . حالتی که در شکل 1 ملاحظه میگردد بر قرار می شود .
چنانچه ملاحظه می شود هر گلبول قیر توسط فیلعی از یونهای استئارات که در سطح آن بار منفی پخش گردیده است پوشیده شده و در چنین شرایطی بهم پیوستن گلبولهای قیر بسیار مشکل می باشد زیرا که سطح همه آنها را بار منفی فرا گرفته است و به عبارت دیگر بواسطه وجود بار یکسان نیروی دافعه ای بین انها وجود خواهد داشت که مانع بهم پیوستن گلبولهای قیر می شود .
امولسیونسازهای کاتیونیک :
این دسته مواد آلی هستند که هنگامیکه یون تفکیک شوند آن قسمتی از مولکول که حامل بار مثبت است دارای ساختمان آلی با زنجیر آلیفاتیک بوده که در قیر محلول است آمین های با زنجیر طویل آلیفاتیک و املاح چهار تائی آمونیوم نمونه های جالبی از این گونه امولیونساز ها می باشند .
مثلاً مستقل تری قبلی آمونیوم بر ماید بفرمول C16H33(CH33)NBrدر آب به آینون -Br و کاتیون یتسل تری متیل آمونیوم تفکیک می گردد .
کاتبون فوق در قیر محلول بوده و چنانچه این ترکیب در سیستم امولسیونی قیر در آب و.جود داشته باشد حالتیکه بطور شماتیک در شکل امده بوجود می آید و چنانچه ملاحظه می شود هر گلبول قیر با قشری از بار مثبت پوشیده است .
از آنجائیکه امولسیونهای کاتیونیک بایکدیگر سازگاری ندارند چنانچه مخلوط شوند بارهای مثبت و منفی آنها یکدیگر را خنثی نمده امولسیون لخته لخته می گردد . امولیسیونهای آینونیک معمولاً قلیایی بوده و PH آن حدود 9 و یا بیشتر می باشد در صورتی که امولسیونهای کاتیونیک PH کمتر از 6 دارند و بهمین دلیل گامی به غلط امولسیون اسیدی نامیده می شوند .
امولسیونساز های غیر یونی :
این امولسیونسازهات که استرها واترهای حاصل از ترکیب اسیدهای چسب با الکل ها می باشند . در محلول آبی به یون تفکیک نمی گردند و در تهیه امولسیون قیر معمولاً مورد استفاده واقع نمی شوند .
امولسیونساز های کلوئیدی :
امولسیونساز های کلوئیدی با نضمام پودرهائی ریزی کهخ در طبیعت وحود دارد بیشتر در تهیه امولسیونهائی که در سایر صنایع مورد مصرف دارند بکار گرفته می شود تا در تهیه امولسیون قیر ار جمله این امولسیونساز ها گازوئین و ژلاتین و پودرهای نرم مانند رس و بنتونیت است . از گازوئیل و بنتونیت درتهیه امولسیون قیر قطران جهت مصارف راهسازی گاهی استفاده می شود .
اندازه گلبولهای قیر :
اندازه گلبولهای قیر یک امولسیون معمولاً بایستی حدود 2 میکرون باشد . چون علاوه بر پایداری امولسیون سایر خواص مهم آن بستگی تام به اندازه متوسط ذرات آن دارد لذا توجه خاصی باندازه ذرات امولسیون مبذول میشود . وجود ذرات با اندازه بزرگتر از اندازه متوسط برای امولسیون بسیار مضر بوده و این گلبولهای بزرگ خود مرکز و پایگاهی جهت بهم پیوستن گلبولهای کوچک شده که سراانجام منجر به شکستن و لخته شدن امولسیون می گردد .
به منظور تعیین اندازه گلبولهای قیر امولسیون ، مقداری از آنرا رقیق نموده و از ان عکسبرداری میشود و سپس مستقیماً اندازه گلبولها را تعیین می نمایند برای تعیین سریع گلبولهای درشت تر از 2 میکرون امولسیون رااز روی الک نمره 200 ( 74 میکرون ) عبور می دهند .
تهیه و کاربرد امولسیونها :
انواع قیر ها از قیر خالص با درجه نفوذ 20/10 تا 500/00 و حتی از قیر های مخلوط نیز در تهیه امولسیونها استفاده بعمل می آید قیر های سنت معمولاً به سختی امولسیون می شوند و از طرفی مصرف این قبیل امولسیونها هم بیشتر جنبه صنعتی دارد . ولی امولسیونهائیکه از قیرهای با درجه نفوذ 210/190 و یا 320/280 تهیه می شوند بمیزان وسیع در راهشازی مورد استعمال دارند .
درجه نفوذ یا PI قیر ( Penetration Index ):
درجه نفوذ عبارت است از عمق نفوذ میله ای به شکل و وزن شخص که در دما و زمان معین در قیر مورد ازمایش فرو رود . میله آزمایش استوانه ای است که یک قاعده آن به شکل نیم کره و وزن آن جمعاً 100 گرم است . مدت آزمایش 5 ثانیه و دما c25 می باشد . هر 1/0 mm فرو رفتگی برابر یک درجه نفوذ برای مثال ، وقتی گفته می شود قیر 70/60 یعنی میله نفوذ سنج 6 تا 7 mm در ان فرو رود . درجه نفوذ معیاری برای سختی قیر است که درجه نفوذ 10 برای قیر های سخت 15 تا 40 برای سقف ها و تا 100 و بیشتر برای مواردی از قبیل عایق رطوبتی استفاده می شود .