پیام آموزشی ۰۹
آلودگی آب اغلب بعنوان آفت سيستم‌های هيدروليك و ماشين‌هایی كه روانكاري می‌شوند، دومين آلودگي مخرب شناخته می‌شود. همانطوري كه در شكل ۳-۶ تشريح شده است، آب بصورت‌های زير با روغن همزيستي دارد:
- حل شدن (Dissolved)– روغن به لحاظ خواص شيميایي اش، مقادير كمي از آب را در خود حل می‌نمايد. حجم مقدار آبي كه در روغن قابل حل است، بستگي به نوع روغن پايه، وضعيت روغن پايه، بسته افزودني، ميزان آلودگي و دما دارد. روغن پايه پارافيني نو، با گريد بالا و خالص كه هيچ مواد افزودني ندارد و يا تنها دارای افزودني ضد اكسيداسيون می‌باشد، قبل از رسيدن به نقطه اشباع خود، مقدار بسيار كمي از آب را ميتواند در خود حل نمايد. بلعكس، روغن اكسيد شده وگريد پائين، كه داراي مقدار زيادي افزودنيهاي قطبي و آلودگي است، قبل از رسيدن به نقطه اشباع خود، مقدار بسيار زيادي آب را در خود حل می‌كند. البته، نقطه اشباع هر سيالي، به دما بستگي دارد. به محض اينكه دما افزايش می‌يابد، حجم آب قابل حل نيز افزايش می‌يابد. وقتي دما كاهش می‌يابد، حجم آب قابل حل نيز كاهش می‌يابد. اگر دما كمتر از دماي تقطير برسد، بخشي از آب حل شده آزاد خواهد شد و يا بشكل امولسيون در خواهد آمد.
- امولسيون (Emulsified) – وقتي آب آزاد (حل نشده) در معرض شرايط تنش ناشي از پمپ و يا تلاطم ناشي از ياتاقانها يا دندانه چرخ دنده قرار می‌گيرد، به ذرات بسيار ريز تبديل می‌شود كه ميتواند در حالت تعادل در روغن باقي بماند. مواد افزودني، اكسيدها و آلاينده‌ها ميتوانند پايداري و حالت تعليق آب در روغن را افزايش دهند. آب معلق حالت ناشفافي و ابري يا شيري ايجاد می‌نمايد كه به مقدار آن بستگي دارد.
- آزاد (Free) – آب در صورت جدائي از روغن، بصورت آزاد باقي می‌ماند، زيرا اين دو ماده بطور ذاتي در يكديگر غيرقابل حل بوده و چگالي مخصوص متفاوتي دارند. در روغنهاي معدني، آب آزاد در مخازن كوچك و بزرگ ته نشين می‌شود. با اينحال، برخي روغنهاي سنتتيك خاص، چگالي مخصوص بيشتري دارند و ديگر در آب شناور نمي شوند.
نقاط ورود آب
آب نيز شبيه ذرات، از نقاطي كه ماشين با محيط در ارتباط است (حدفاصل قسمت داخلی با قسمت خارجي ماشین) وارد می‌شود. ذيلا نقاطي كه آب به داخل ماشين وارد می‌شود، بطور خلاصه ذكر شده است:
- محيط (Atmosphere) – آب آزاد اغلب در كارخانه و محيط كاري حضور دارد. باران، شستشو و مسير نشت كولرها، شرايطي را فراهم می‌آورند كه آب از بين آببندها، هواكشها، دريچه مخزن ذخيره و يا همراه روغن نو وارد شود.
- تقطير(Condensation) – ماشينهائي كه كار آنها بطور مكرر با خاموش و روشن شدن همراه است، در معرض ورود آب تقطير قرار دارند. وقتي دما افزايش می‌يابد، حجم مطلق آبي كه روانكار در خود حل می‌نمايد (نقطه اشباع)، افزايش می‌يابد. بلعكس، با كاهش دما، نقطه اشباع كاهش می‌يابد و روغن ممكن است به نقطه شبنم، يا نقطه‌ای كه آب حل شده دوباره از روغن بيرون رانده می‌شود، برسد. وقتي دما مجددا افزايش می‌يابد، روغن آب بيشتري را جذب می‌نمايد و اين فرايند ادامه می‌يابد. همچنين، آب روي ديواره و سقف مخازن روغن بصورت قطره در می‌آيد. آب تقطير شده ميتواند به داخل روغن چكيده و در كف مخزن جمع شود. در موتورها، در شرايط كار سرد، بخار آب ناشی از احتراق ميتواند تقطير شود. در نهايت، آب تقطير شده در روغن ميتواند ناشي از آببندهاي ناكارآمد بخار ماشينهاي مربوطه باشد.
- نشت كولر (Coolant leakage) – كولرها معمولا بدليل خوردگي و يا فرسايش اروژن، دچار نشتي می‌شوند. در چنين شرايطي، آب كولر (ماده ضد يخ، در صورت وجود در آب) مستقيما وارد روغن می‌شود.
چگونگی اثر آب بر روغن
واكنش آب با مواد افزودني، موجب تشکیل رسوبات و برخي محصولات فرعي كه از نظر شيميائي مضر هستند می‌شود. همچنين آب بعنوان كاتاليزور در تشديد اكسيدآسيون عمل می‌نمايد. بويژه در حضور فلزات فعالي نظير: آهن، مس و سرب. در جائي كه آب آزاد در مخازن ذخيره روغن جمع می‌شود، ميكروبها نيز ميتوانند رشد نمايند. ميكروبها از روغن تغذيه نموده، موجب تخريب آن و تشكيل اسيد می‌شوند و نهايتا منجر به تشديد اكسيدآسيون و گرفتگي فيلترها می‌گردد.
چگونگی اثر آب بر ماشين
آب به شكل آزاد و يا امولسيون، از طريق تضعيف استحكام لايه روغن، در كار روانكار اختلال ايجاد می‌نمايد. لايه روغن كه با آب تضعيف شده است، ماشين را مستعد فرسايشهاي تراشه اي، خستگي و جوش خوردگي بيشتري می‌نمايد. همچنين، آب باعث زنگ زدگي سطوح آهن و فولاد و افزايش زمينه خوردگي ناشي از حمله اسيدها به فلزات ياتاقانها می‌شود.
كنترل آلودگی آب
به محض اينكه آب شناسائي شد، بايستي علت اصلي آن بررسي شود. چنانچه خواص فيزیكي و شيميائي روغن آسيب نديده باشد، می‌توان آب را جدا سازي و تخليه نمود و به استفاده از روغن ادامه داد. روشهاي رفع آلودگي آب شامل موارد زير می‌باشد:
- ته نشين شدن در مخزن (Settling tanks) –
با فراهم آوردن محيط و محل مناسب براي ته نشين شدن و در دوره زمانی كافي، امكان جدا سازي آب آزاد از روغن وجود دارد، هرچند نتايج با توجه به چگالي و گرانروي روغن، متفاوت خواهد بود. بعضا، براي تسهيل جداسازي، از گرمكن ها استفاده می‌شود. اين روش در جداسازي آب حل شده و يا امولسيون شده، موفق نمي باشد.
- جداسازهای گريز از مركز (Centrifugal separators) –
فرايند ته‌نشين‌سازي ناشي از نيروي جاذبه، ميتواند از طريق گريز از مركز و يا ايجاد جريان گردابي تشديد شود. در حاليكه جداسازي گريز از مركز، از جداسازي ثقلي موثرتر است، ولي اين روش هم، در جداسازي آب حل شده و آب امولسيون شده در روغن موثر نمي باشد.
- تقطير از طريق خلاء (Vacuum distillation) –
هنگامي كه دما به ۱۰۰ درجه سانتيگراد می‌رسد، آب بطور موثري به نقطه جوش رسيده و از روغن خارج خواهد شد، ولي دماي بالا، باعث عوارض حرارتي و فراهم آوردن زمينه اكسيداسيون روغن می‌شود. تجهيزات تقطير در خلاء، آب زدائي روغن را از طريق افزايش تدريجي و آرام دما، ايجاد خلاء و كاهش موثر نقطه جوش آب، بدون آسيب قابل توجه به روانكار، انجام می‌دهد.
- فيلترهای پليمری (Polymeric filters) –
اين فيلترها، شبيه فيلترهاي از نوع كارتريج يا تنيده شده متداول ميباشند، ولي قطعه مياني آنها با پليمرهاي جاذب قوي آب پر شده است. آب امولسيون و آزاد موجود در روغن توسط پليمر جذب شده و يك نوع ماده ژل مانند تشكيل می‌شود و خيلي سخت به قسمت داخلي فيلتر می‌چسبد.