مقاله ۰۴
ارزيابی برنامه آناليز روغن در ارتش آمريكا

 

 

  • چكيده
  • ارزيابی
  • ارزيابی برنامه آناليز روغن در ارتش
  • محاسبه ويسكوزيته روغن
  • آزمايش Crakle
  • آزمايش قسمت خشك كن

 

واحد تحقيقات و آزمايشگاه

شركت فنی و مهندسی البرز تدبير كاران

عليرضا مسعودی

تابستان ۱۳۷۶

 

 

چكيده:

 دراين مقاله سعی شده است مروری هر چند اجمالی بر تاريخچه و روند تكاملی برنامه آناليز روغن در ارتش آمريكا انجام شود. مهمترين دلايل شروع، ادامه و توسعه بكارگيری برنامه آناليز روغن در نيرو های سه گانه ارتش آمريكا را ميتوان ابعاد اقتصادی و كنترلهای فنی ارزيابی نمود. همانطوريكه در اين مقاله توضيح داده شده است، ارتش آمريكا با اجرای برنامه آناليز روغن در سطح بسيار گسترده، و بكار گيری روشهای نوين نگهداری و تعمير، ضمن كنترل و پيشگيری مؤثر خرابی سيستمهای مختلف، همه ساله صرفه جوئيهای قابل توجهی در هزينه راهبری تجهيزات حاصل ميگردد. به همين دليل اين برنامه به خوبی در حال توسعه و تعميق مي باشد.

 

 

از مجموعه مقالات كنفرانس JOAP  سال ۱۹۹۲ آمريكا

                      

 (Army Oil Analysis Program (AOAP

  Evaluation of the Program

ارزيابی برنامه آناليز روغن در ارتش

اين مقاله نگاهی بر روند تكاملی برنامه آناليز روغن در ارتش آمريكا، خواهد داشت.

بعد از گذشت سالها برنامه آناليز روغن در ارتش بعنوان يكی از برنامه هايی ميباشد كه نه تنها موجب صرفه جوئی پول ومنابع ميشود بلكه موجب بالا رفتن ايمنی و آماده بكار بودن تجهيزات نيز شده است. بعلاوه اطلاعات جمع آوری شده به كميته لجستيك امكان برآوردهايی را ميدهد كه در هر عمليات از چه تجهيزاتی استفاده كنند. تعيين كارهايی كه در ايستگاههای تعميراتی بايستی انجام گيرد و قطعاتی كه در اين ايستگاهها لازم است نيز قابل محاسبه خواهد بود. اين اطلاعات همچنين در آناليز های مهندسی تحقيقات و پژوهشها ميتواند مورد استفاده قرار گيرد.

 

            AOAP قابليت مراكز تعميراتی را بالا ميبرد و اين امكان را به مراكز دفاعی و پشتيبانی تعميرگاه ميدهد كه تخمين بزنند كه در آينده نزديك در كدام تجهيزات خرابی بوجود خواهد آمد و ميتواند شرايط كار و ميزان بازدهی نمونه روغن، گريس و روغن هيدروليك را مشخص كنند. از طريق عملياتی نظير اسپكترومتريك، فروگرافيك و تكنيكهای آناليز خواص فيزيكی، ايمنی كار تجهيزات بالا رفته و هزينه تعميرات كاهش پيدا ميكند و روغن و سيالات هيدروليكی عمر مؤثرتری را در هنگام روغنكاری خواهد داشت.

            در سال ۱۹۶۰ آزمايشگاه آناليز روغن نيروی دريايی آمريكا نمونه روغنهايی از گيربكسهای چندين هلی كوپتر را تحت آناليز قرار داد و در آنها عيبهای قريب الوقوعی را پيش بينی كرد بعد از اين واقعه بود كه ارتش آمريكا اهميت آناليز روغن بعنوان يك وسيله تشخيص در نگهداری و تعمير و بالا بردن ايمنی را دريافت و نتيجه اش اين شد  كه در سپتامبر ۱۹۶۱ ارتش اولين آزمايشگاه آناليز روغن خود را براي كار روی هواپيماها افتتاح كرد. اين برنامه بسرعت نتايج موفقيت آميزی در تشخيص عيبهايی كه در آينده ممكن بود اتفاق بيافتد بدست آورد و باعث شد كه در تمام تجهيزات هوانوردی اين تست انجام گيرد. در فاصله سالهاي ۱۹۶۰ تا ۱۹۷۰ چندين آزمايشگاه ديگر برای پشتيبانی از تجهيزات هوانوردی ايجاد شد كه چند تا از اين آزمايشگاه بصورت سيار ساخته شد و  به ويتنام نيز اعزام شدند. در طی اين مدت كنگره آمريكا تشخيص داد كه برنامه های آناليز روغن كه توسط ارتش، نيروی دريايی و نيروی هوائی انجام گرفته است، باعث كاهش قابل توجه هزينه ها گرديده است و براي رسيدن به موفقيتهای بيشتر برنامه های اين سه مركز تحت عنوان دپارتمان برنامه های دفاعی را جمع آوری كرد و نتيجه آن در سال ۱۹۷۵ تشكيل برنامه آناليز روغن (JOAP) گرديد. در طي اين مدت ارتش به انجام آزمايش ادامه داده بود تا مؤثر بودن اين برنامه را در مورد تجهيزات غير هوانوردی را نيز محسوس تر كند در سال ۱۹۷۵ دپارتمان ارتش شروع به انجام آزمايش روی كليه تجهيزات غير هوانوردی نيز نمود.

هنگام آناليز روغن نمونه هايی كه از تجهيزات هوانوردی گرفته شده بود، فقط انتشار طيف اسپكترومتری و آناليز ميكروسكوپی براي بررسی ساختمان مواد فرسايشی كه در نمونه روغن وجود داشت انجام ميگرفت و نتيجه اين آزمايشات براي بررسي شرايط داخلي تجهيزات مورد استفاده قرار ميگرفت. با وارد شدن تجهيزات غير هوانوردی در AOAP  آزمايشات ديگری مورد نياز بود. در نمونه روغن تجهيزات غير هوانوردی نه تنها به آناليز اسپكترومتريك و آناليز ميكروسكوپی براي بررسی شرايط تجهيزات نياز داريم بلكه تست خواص فيزيكی براي بررسی شرايط روغن نيز لازم است. براي بدست آوردن خواص فيزيكي روغن بايستی روزانه حدود ۵۰۰ نمونه آزمايش انجام ميگرفت تا به نتيجه مطلوب ميرسيد و انجمن مواد و تست آمريكا (ASTM) انجام آزمايشات مربوط به خواص فيزيكی روغن را به عهده گرفت تا نه تنها صرفه جويی در وقت شده باشد، بلكه همكاری نيز با AOAP انجام بگيرد كه با استفاده از نتايج آزمايش (ASTM ) امكان نتيجه گيری روی نمونه روغنهای تجهيزات هوانوردی ميسر گرديد. آزمايشاتی كه در نمونه روغنهای تجهيزات غير هوانوردی انجام گرفت عبارت بودند از :

 

محاسبه ويسكوزيته روغن: اين آزمايش ۱۵ ثانيه طول كشيد و ويسكوزيته روغن در دماي محيط بر حسب سانتی پوآز اندازه گيری ميشد كه اين آزمايش در محاسبه غلظت سوخت نيز فوق العاده مؤثر است.

 

آزمايش Crakle: يك آزمايش مؤثر ۱۰ ثانيه ای براي محاسبه مقدار آب موجود در روغن كه با انداختن دو قطره از روغن روی يك صفحه داغ به دماي ۱۷۵-۱۵۰ درجه سانتيگراد امكان پذير ميگرديد.

 

آزمايش خشك كن: آزمايش بمدت ۱۰ تا ۱۵ دقيقه ای است كه آلودگيهای غير محلول و معلق،  سوخت ، آب و آلودگيهای سيال خنك كاری در روغن، با ريختن يك قطره از روغن مصرفی روی يك كاغذ فيلتر روغن ميسر ميگردد.

            با استفاده از نتايج آزمايشات انجام گرفته ارتش توانست برنامه ای برای تعويض روغنهای مصرفی تجهيزات غير هوانوردی تحت اختيارش ارائه كند. نتيجه اين برنامه افزايش فاصله زمانی بين تعويض روغنها بود و باعث حفظ منابع گرديد. با وجود اين براي تجهيزاتی كه در محيط های آلوده كار ميكنند يا در حال آزمايش مسائل نگهداری و تعميرات هستند، ميتوان برای شناسائی مسائلی نظير افزايش عمر مؤثر قطعات فاصله زمانی بين تعويض روغنها را كوتاه كرد كه نه تنها موجب صرفه جوئی در منابع ميشود بلكه هزينه های مربوط به مسائل بازيابی  را نيز كاهش ميدهد.

 

            اين برنامه ادامه پيدا ميكرد و با افزايش تعداد آزمايشگاههای AOAP مجموع تعداد روغنهايی كه آزمايش ميشد نيز افزايش پيدا ميكرد. در سال ۱۹۳۸ ارتش در مورد نمونه روغنهای هيدروليك مربوط به تجهيزات غير هوانوردی آناليز مشخصي را شروع كرد و تعويض روغن را بر حسب جدول زمان بندي شده ای انجام داد روغنهای هيدروليك در مورد آلودگيها نظير آب و مواد معلق تحت آزمايش قرار ميگرفت و اگر مبرا از آلودگی بود آنرا عوض نميكردند كه اين تعويض روغن بر طبق بررسی وضعيت موجب صرفه جوئی در منابع ميگرديد. در سال ۱۹۸۴ ارتش كليه آزمايشگاههايش را با سيستم داده های استاندارد AOAP به هم متصل كرد كه شامل ركوردهای مراحل آزمايش،‌توليد گزارشات مديريتی و فراهم آوردن امكانات بررسی روند تاريخي داده ها بود. سيستم كامپيوتری كه در مجموعه ارتش و نيروی دريايی استفاده ميشد با هم سازگار بود.

            برای پاسخگوئی به نيازهای ماشين آلات ارتش، در حالتيكه ارتش در حال مانور يا در شرايط واقعی جنگ باشند، ‌دو آزمايشگاه سيار AOAP در سال ۱۹۸۶ ساخته شد اولين آزمايشگاه متحرك در جولای ۱۹۸۷ كامل شد و براي عمليات ستاره روشن كه در آسيا جنوب غربي اجرا ميشد مورد استفاده قرار گرفت. اگر چه نتايج بدست آمده مثبت بودند اما ميبايست توانائيهاي آنرا بالا ميبردند. دومين آزمايشگاه سيارتا نوامبر سال ۱۹۹۰ كامل نشد كه در اين تاريخ هر دوي آنها به عمليات سپر (طوفان صحرا) اعزام شدند. اين دو آزمايشگاه تمام آناليزهاي روغن را در اين عمليات انجام دادند كه تعداد ۲۰۵۶۶ نمونه روغن تجهيزات هوانوردی و ۱۲۴۷۴ نمونه روغن تجهيزات غير هوانوردی مورد آناليز قرار گرفتند.

            بنا به دستور فرمانده يگان مراكز نگهداري ارتش،‌ آزمايشگاههاي AOAP در جهت تضمين كيفيت تعميرات تجهيزات زمينی و كارهاي مربوط به سوار كردن و پياده كردن تجهيزات كه در آمادگاهها انجام ميگرفت به همكاري مشغول شدند. اين كار در سال ۱۹۸۳ آغاز و در سال ۱۹۸۶ تكميل شد. در طي اين مراحل آزمايش تضمين كيفيت تعميرات يك نمونه آزمايش AOAP قبل از اينكه دستگاه پياده شود گرفته ميشد و مورد آزمايش قرار ميگرفت تا شرايط قطعات آن مورد ارزيابي قرار گيرد. پيشينه نمونه گيريهاي مربوط به هر دستگاه قابل دسترسي است كه ميتوان قبل از پياده كردن آنرا مروركرد. بعد از اينكه عمليات پياده كردن و سواركردن تجهيزات كامل شد، در حالتي كه دستگاه در يك حالت آزمايشي مشغول بكار است يك نمونه روغن از آن گرفته ميشود و مورد آزمايش قرار ميگيرد تا از نبودن هر گونه سايش غير معمول در قطعات يا مسائلي نظير نشت سر سيلندر يا نشت سوخت مطمئن شويم. اين رويه خيلي سودمند است چرا كه از كيفيت تجهيزاتي كه به سيكل كار بر ميگردند مطمئن ميشويم.

در سال ۱۹۸۷ مسئله فروگرافی وارد آناليز روغن شد. فروگرافی تكنيكی است كه ميتواند روغن معمولی، روغن هيدروليك و گريس را مورد آزمايش قرار دهد و اين آزمايش ميتواند اندازه، شكل و نوع سايش ذرات فلزی را كه در نمونه روغن هستند نشان دهد. روش اسپكترومتری ذرات سايشی را كه اندازه آنها ۱ الي ۲۵۰ ميكرومتر است را نيز نشان دهد. با وجود اين فروگرافی محدوديتهائی دارد كه از آن جمله بالا بودن زمان لازم براي آزمايش و اينكه تعداد محدودی از عناصر را ميتواند تشخيص دهد ولي در هر صورت فروگرافی در ارتش تا حدودی فراگير شد و نمونه هاي گريس تجهيزات هواپيما مورد اين آزمايش قرار ميگيرند. ارتش تعداد ۱۶ واحد فروگراف در آزمايشگاههای AOAP به خدمت گرفت تا بعضي از نمونه روغنها  و نمونه گريسها تحت آناليز قرار گيرد.

براي اينكه نتايج بدست آمده قابليت اطمينان بالائی برای ارتش داشته باشد، كادر رهبری AOAP بطور مداوم بدنبال راههائی براي افزايش تاثير AOAP بوده اند. بازنگری و به خدمت گرفتن تجهيزات جديد در آزمايشگاههای AOAP  از اين نمونه ميباشند. در سال ۱۹۸۸، PD (Program Director) ، AOAP شروع به تحقيق در مورد به خدمت گرفتن اسپكترومترهائی نمود كه از امواج تبديل فوريه (FTIR) براي شناسائی خواص فيزيكي نمونه روغنهای تجهيزات زمينی استفاده ميكردند. اين هنر استفاده از تجهيزات واقعاً موجب بالا رفتن سرعت آناليز، از بين رفتن محدوديت شناسائی آلودگيها و وارد شدن كامپيوتر در اين مقوله باعث نتايج خيلی عالی در آزمايشگاههای AOAP گرديد. اسپكترومترهای FTIR  كار مشابهی را برای تست سوختهای رقيق شده، آلودگيهای دوده و مجموعه مقدار افزودنيها را در زماني حدود ۳۰ ثانيه انجام ميداد. در سال ۱۹۹۰ بعنوان نتيجه اين تحقيق  PD, AOAP  از ساير آزمايشگاههای آناليز روغن خواست كه از تكنيك اسپكترومترهای FTIR استفاده كنند. زمينه ديگری كه توسط PD ,AOAP روی آن كار شد عبارت از آناليز ذرت فرسايشی با استفاده از فيلترهای روغن بود.

برنامه آناليز روغن د ر ارتش عمری ۳۱ ساله (تا سال ۱۹۹۲)‌ دارد كه از يك آزمايشگاه كه روغن هواپيما آزمايش ميكرد به برنامه تبديل شد كه در سال ۱۹۹۱ داراي ۱۸ آزمايشگاه AOAP  براي پشتيبانی واحد های ارتش در سرتاسر ايالات متحده، ۵ آزمايشگاه AOAP خارج از ايالات متحده، ۵ آزمايشگاه AOAP براي تضمين كيفيت تعميرات در آمادگاهها و در آزمايشگاه متحرك AOAP ميباشد. اين آزمايشگاهها چيزی بالغ بر ۲/۱ ميليون نمونه روغن مورد آزمايش قرار داده اند و مقدار غير قابل تصوری صرفه جوئی در منابع را موجب شده اند، باعث پائين آمدن هزينه تعميرات، بالا رفتن آمادگی دستگاهها و كاهش هزينه های جانبي شده اند. اين برنامه همچنان به كار خود ادامه خواهد داد تا بعنوان برنامه ای موثر بالا رفتن عمر تجهيزات، افزايش آمادگي دستگاهها و بالاتر از همه كاهش هزينه را موجب شود.