مواد افزودني ضد سايش

[محمــد 4415]

با افزايش روزافزون تقاضاي بازار روانكارها تحقيقات زيادي براي گسترش و بهبود عملكرد روغن ها در حال انجام است. علاوه بر روغن هايي كه داراي پايه نفتي (معدني) هستند، روغن هاي سينتتيك مانند استرهاي آلي و روغن هاي سيليكوني نيز براي بهبود عمل روانكاري، احتياج به مواد افزودني (Addetive) خود دارند.

به دليل پيچيدگي عملكرد مواد افزودني،

نمي توان آنها را بدون آزمايش و تعيين نسبت هاي آنها به روغن افزود. نسبت هاي ادتيو از طريق تحقيق و انجام آزمايش هاي كاربردي معلوم مي شود.

يكي از مهمترين افزودني هايي كه در روغن ها (پايه معدني و پايه سينتتيك) مورد استفاده قرار مي گيرد مواد افزودني ضد سايش (Anti Wear Addetive) هستند كه بسته به سختي كار، از انواع مختلف آنها استفاده مي شود.

ادتيو ضد سايش با تشكيل يك فيلم سطحي از طريق جذب فيزيكي و شيميايي، اصطكاك و ساييدگي را به كمترين ميزان ممكن مي رساند.

انواع مواد ضد سايش داراي تركيباتي از اكسيژن، گوگرد، فسفر و تركيبات آلي سرب هستند.

يكي از شاخص ترين مواد آلي ضدسايش، زينك دي آلكيل دي تيو فسفات (ZDDP) است كه به طور وسيع براي كاهش ساييدگي در پمپ هاي هيدروليك، دنده ها و انتقال دهنده ها و روغن هاي موتور مورد استفاده قرار مي گيرد.

تماس بين فلزات، حضور بعضي مواد ساينده و حمله اسيدهاي خورنده از جمله عوامل موثر در ساييدگي است. مكانيزم واكنش تركيبات ضد سايش كاملاً شناخته شده نيست، اما گمان

مي رود اين تركيبات با سطوح فلزي وارد واكنش شده و فيلم مقاوم محافظ را تشكيل مي دهند.

ساييدگي سطوح فلزي در قسمت هايي كه فشار و دمايي بالا دارند و روغن قشر نازكي در آن نقاط تشكيل مي دهد و نمي تواند از تماس سطوح فلزي با هم جلوگيري كند، بيشتر ديده مي شود.

مواد افزودني ضد سايش، يك فيلم نازك معدني روي فلز تشكيل مي دهند تا از خوردگي فلز زيرين جلوگيري كنند.

فيلم تشكيل شده داراي مقاومت كمتري ازفلز اصلي است. بنابراين اگر بين سطوح، تماس حاصل شود قبل از اين كه سطح فلز بخواهد آسيب ببيند، فيلم تشكيل شده شكسته مي شود. در صورت از بين رفتن اين فيلم واكنش شيميايي بين سطوح فلز و ماده افزودني دوباره انجام شده و فيلم جديدي جايگزين مي شود. بدين ترتيب اين مواد افزودني تا زماني كه بطور كامل از بين نروند، به وظايف خود عمل مي كنند.

مواد افزودني ضدسايش (Anti Wear Addetive) در اثر كاركرد زياد، خاصيت خود را از دست داده و ديگر قادر به حفاظت قطعات نخواهند بود.

 

 

 

بعضي از مواد افزودني ضد سايش در درجه حرارت هاي كاركرد بالاي100 درجه سانتگراد تجزيه مي شوند. به همين دليل است كه بايد از مواد افزودني ضد سايش كمكي در شرايط كاركرد درجه حرارت بالا استفاده شود.

نوعي مواد افزودني (EP) وجود دارند كه از مشتقات بورات هستند. اين مواد از ساييدگي جلوگيري كرده و كاهنده اصطكاك بين سطوح هستند. مكانيزم عمل اين مواد كاملاً متفاوت است. اين مواد، فيلمي كه با از بين رفتن خود مانع ساييدگي شوند تشكيل نمي دهند. آنها به مرور مصرف و در روغن كاهش مي يابند. در دماي بالا يا تحت بار زياد از اين نوع مواد استفاده مي شود. اين مواد با سطح فلز واكنش مي دهند و يك لايه غير قابل حل در روغن به وجود مي آورند. مشتقات بورات قابل حل در آب هستند كه به طور معلق در روغن مي مانند تماس با آب

مي تواند آن را از حالت تعليق خارج كرده و سبب كاهش اين تركيبات در روغن شود.

 

مواد افزودني ضد سايش (Anti Wear Addetives)

برروي اجزاي موتورهايي كه در شرايط سخت كار مي كنند و عمل روانكاري در آنها داراي مرزهاي بخصوصي است ممكن است ساييدگي رخ دهد .

مواد افزودني ضدسايش از چنين ضايعاتي جلوگيري مي كنند. به اين ترتيب كه در صورت شكسته شدن فيلم روغن، دماي ناحيه شكسته شده افزايش مي يابد و در آن دما، ماده افزودني با سطح فلز وارد واكنش مي شود و موجب ايجاد فيلم مقاوم محافظ مي شود.

تركيبات زينك دي آلكيل (يا دي آريل) دي تيو فسفاتها به عنوان مواد ضد افزودني در

روغن هاي موتور و صنعتي به كار مي روند.

در تهيه اين تركيبات از واكنش بين الكل (P2S5) استفاده مي كنند و محصول بدست آمده را با اكسيد روي (ZnO) واكنش مي دهند.

در اين واكنش R مي تواند گروه آريل يا آلكيل باشد. نوع آلكيل به عنوان ضد سايش موثرتر است، اما نوع آريل داراي پايداري حرارتي بيشتري بوده و پايداري هيدروليكي آن كمتر است.

آلكيل هاي مورد استفاده عبارتند از: پروپيل، بوتيل، هگزيل، اكتيل و مخلوط آنها.

هر چه طول زنجير آلكيل بيشتر باشد پايداري ضد سايش نيز بيشتر مي شود. زنجيرهاي شاخه دار باعث كاهش پايداري تركيب مي شوند.

به طور نرمال غلظت ماده افزودني (ZDDP) در روغن موتورهاي با كيفيت بالا، به اندازه اي است كه ميزان فسفر و روي موجود در روغن موتور بين0/2 تا0/05 درصد شود. در بعضي از استانداردها، ميزان استفاده از اين ماده محدود شده است مثلاً در استاندارد (MIL-L-46152B) مقدار ماكزيمم فسفر در روغن تا0/14 درصد تعيين شده است. بعضي از سازندگان موتور مانند شركت فورد و جنرال موتورز معتقدند كه اين ماده بر روي سيستم كاتاليتيك گازهاي خروجي اثرات منفي دارد.

موتورهاي مورد استفاده در قطارها، نياز به روغن هاي ديزل با كيفيت بالا دارند. در بسياري از اين موتورها كه ياتاقان هاي آنها از نقره ساخته شده است، نبايد از روغن هايي كه بيش از 10ppm فلز روي دارند و از ماده افزودني ضد سايش (ZDD) استفاده كرده اند، استفاده شود. چون اگر مقدار روي، بيش از 10ppm باشد ياتاقان هاي نقره اي در اثر واكنش الكتروشيميايي خورده مي شوند.

تعداد زيادي از موتورها ممكن است از مبدل هاي كاتاليستي در اگزوز استفاده كنند. اين مبدل ها باعث كم كردن هيدروكربورهاي سوخته نشده، مونوكسيد كربن و اكسيدهاي نيتروژن در گازهاي خروجي اگزوز مي شوند.

از آن جايي كه كاتاليست ممكن است با بعضي از مواد افزودني وارد واكنش شود در استفاده از مواد افزودني ضدسايش كه داراي عناصر فسفر و روي هستند بايد بيشتر دقت كرد. در بيشتر موارد سيستم هاي كاتاليستي با روغن هايي كه داراي مواد پاك كننده فلزي و مواد ضدسايش فسفره تا ميزان 300ppm باشند مشكلي ندارند.

 

كاهش خصوصيات مواد افزودني

مواد افزودني به دو صورت از بين مي روند، يا مصرف مي شوند و يا تغيير شيميايي مي يابند. در صورت وجود هر يك از اين موارد در روغن ديگر نمي توان از آن روغن استفاده كرد و بايد آن را تعويض كرد.

بعضي مواد افزودني نسبت به حرارت حساس هستند آنها ممكن است تبخير شوند يا ساختمان مولكولي آنها شكسته شود. به علاوه وجود حرارت و آلودگي و كاهش اثر ماده افزودني باعث از بين رفتن پايه شده و روغن را به پايان عمر مفيد خود نزديك مي كند.

 

بررسي علل تخريب مواد افزودني

به دو دليل اصلي روغن خاصيت روانكاري خود را از دست مي دهد. اين دو دليل عبارتند از:

آلودگي ( چه از منابع داخلي يا خارجي) و كاهش خصوصيات داده شده به روغن توسط مواد افزودني.

آلودگي مهمترين عامل ايجاد سايش است و بايد از بين برود.آلودگي هاي خارجي مانند: گرد و غبار، آب، مواد خورنده، عوامل اصلي ايجاد

سايش هستند، اما آلودگي داخلي يعني فلز ساييده نيز در ماشين آلات به اين مسئله دامن مي زند. به طور نرمال آلودگي ها به تدريج در روغن جمع مي شوند. در صورتي كه شرايط كار سخت نباشد اين آلودگي ها از بين مي روند اما در صورتي كه شرايط كار سخت باشد به تدريج به ميزان آلودگي افزوده مي شود و تجمع آنها باعث بروز خطراتي مي شود.

كيان نوايي، نشريه شماره22 مواد شيميايي

ماهمامه نفت پارس

[spow 44197]

مرسی محمد عزیز

عالی بود

اگه فرصت وحوصلشو داری درمورد همه افزودنی های روغن های صنعتی مطلب بزار

تاپیک روغن وروانکاری رو هم زدم سر وقتش میام