آلودگی سیستم های هیدرولیک

 آلودگيها در واقع آفت سيستمهاي هيدروليك و ديگر سيستمهاي مكانيكي تحت روانكاري میباشد. آلودگيها از محيط و يا
توسط روانكار، از بين قطعات ارزشمند تجهيزات وارد روغن میشوند.
آلودگي عبارت است از: هر چيزي كه نبايد در روغن باشد. 

ذيلا پنج نوع آلودگي متداول روغن، به اختصار مورد بحث
قرار میگيرد:

• 
  .۱ذرات آلودگی
  .۲رطوبت
  .۳آلودگی سوخت
  .۴آلودگی دوده
  .۵آلودگی گلایکول
  – ۱ذرات آلودگي

بطور كلي ذرات زبر و سخت موجود در روغن، مسئول اكثر فرسايشهائي هستند كه منجر به خرابي قطعات میشود. ميزان
آسيب وارده توسط اين ذرات، به اندازه، شكل، سختي و خواص شيميائي آنها بستگي دارد. در هر سيستم با حساسيت كاري
بالا و يا دستگاههاي داراي هزينه تعميرات سنگين، بايستي ذرات مزاحم موجود در روغن كنترل شود.
محل ورود ذرات – بسياري از ذرات، از نقاطي كه ماشين در ارتباط با محيط قرار میگيرند، وارد روغن میشوند. در
حاليكه مابقي ذرات در داخل توليد میشوند. در اينجا خلاصهای از منابع ورود ذرات ارائه میشود:
منافذ تنفس و هواكش- ) (Vents and breathersتهويهها مسير ورود آزاد آلودگيها به داخل روغن هستند. به
همين شكل، منافذ تنفسي كه معمولا با مواد و دقت كم ساخته میشوند، اغلب نمي توانند بطور موثري از ورود
ذرات با اندازهائي كه موجب آسيب میشوند، به داخل سيستم ممانعت نمايند.
آببندهاي بي كيفيت و يا آسيب ديده، شافتها و يا گردگيرهاي (سيستمهای هيدروليك) داراي نشتي، اجازه میدهند
ذرات آزادانه وارد دستگاه شوند.

روغنهاي نو – برخلاف باور عمومي، مبني بر تميز بودن روغن نو، در اغلب موارد، روغنهاي نو بسيار آلوده
هستند. روغنها ممكن است اصالتا توسط توليد كننده، آلوده تحويل شده باشد، در محل نگهداري آلوده شده باشند و يا
اينكه آلودگي در زمان انتقال روغن به دستگاه صورت گرفته باشد.
فيلترها – فيلترهائيكه پر شده اند، آسيب ديده اند يا بي كيفيت هستند، ميتوانند ذرات را آزاد كنند و يا در گرفتن
آلودگي كارآمدي لازم را نداشته باشند.

اثر ذرات بر روغن – ذرات، بويژه ذرات فلزي كاتاليستي نظير: مس، آهن و سرب، شرايط اكسيدآسيون را افزايش
میدهند. اين ذرات همچنين باعث شكسته شدن افزودنيهاي قطبي روغن، شامل افزودنيهاي ضد سايش، افزودنيهاي ضد
فشار زياد، ضد زنگ و متفرق سازها میشوند. همچنين، ذرات بيشماري كه بطور پايدار در روغن معلق هستند، ميتوانند
باعث افزايش گرانروي روغن شوند.

اثر ذرات بر ماشين –ذرات زبر عامل اكثر فرسايشهاي منجر به خرابي زودرس تجهيزات مكانيكي هستند. در شرايط
لغزش، ذرات معلقي كه در اندازه تلورانس قطعات هستند، وارد فيلم روغن بين قطعات میشوند و شبيه تراشكاري، مواد را
از سطح قطعه جدا مینمايد، (شكل .)۱تحت شرايط تماس غلتشي، ذرات به محلي كه نيرو بين دو سطح متمركز در حال
حركت نسبي متمركز شده، منتقل میشود و منجر به خستگي سطح، حفره و كنده شدن مواد میشود، (شكل .)۲ذرات آلاينده
روغن با سرعت بالا، ميتوانند همچنين باعث فرسايش از نوع اروژن شوند.

شكل ۲شكل ۱

– ۲آلودگي رطوبت

آلودگي آب اغلب بعنوان آفت سيستمهای هيدروليك و ماشينهايی كه روانكاري میشوند، دومين آلودگي مخرب شناخته
میشود. همانطوري كه در شكل ۳تشريح شده است، آب بصورتهای زير با روغن همزيستي دارد:
حل شدن – )(Dissolvedروغن به لحاظ خواص شيميايي 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 – )(Emulsifiedوقتي 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 – )(Freeآب 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
ماشين) وارد میشود. ذيلا نقاطي كه آب به داخل ماشين وارد میشود، بطور خلاصه ذكر شده است:
محيط – )(Atmosphereآب 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 – )(Condensationماشينهائي 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 leakageكولرها 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.

– ۳آلودگي سوخت

اصولا آلودگي سوخت در محفظه داخل پوسته ميل لنگ ايجاد میشود. در بسياري از موارد، در روغن موتورها، سوخت
بصورت محلول انباشته میشود. طولاني شدن زمان تعويض روغن، كاركرد نامناسب موتور و يا تنظيم نبودن آن، ميتواند
منجر به افزايش ميزان حضور سوخت در روغن شود.
محل ورود سوخت –سوخت از طريق فرار گاز احتراق و يا نشت، وارد محيط بلوك سيلندر میشود. سوختي كه از طريق
فرارگاز احتراق وارد روغن میشود، ناشي از احتراق ناقص و يا كار نامناسب موتور است. برخي از عوامل موثر در اين
زمينه به شرح زير میباشد:
درجا كاركردن زياد موتور)(excessive ideling
فشار زياد به موتور)(Lugging
(Defective fuel injection spray pattern or drilling) پاشش ناقص و يا چكهكردن سوخت
(Improper fuel/air ratio) نسبت نامناسب سوخت و هوا

– ۴آلودگي دوده
دوده يك محصول طبيعي احتراق میباشد .طولاني شدن زمان تعويض روغن و يا احتراق ناقص منجر به تجمع غيرعادي
دوده میشود كه براي روانكار و ماشين مضر است. در سالهاي پيش رو، مطابق الزامات جديد
(Nitrous-oxide, NOX) (براي كنترل دوده و انتشار گاز خنده آورEuropian Petroleum Association, EPA)
در فضا، بكارگيري روش بازگردش گاز خروجي موتور) ، (Exhaust gas recirculation, EGRمنجر به افزايش دوده
در روغن محفظه ميل لنگ خواهد شد.
محل ورود دوده –دوده به دلايل زير توليد و همراه با گازهاي احتراق که از رينگ عبور کرده، شكل ،۱۲-۳وارد روغن
میشود:
تراكم پائين –) (Low comprssionباعث احتراق ناقص و افزايش نرخ توليد دوده میشود.
بالا بودن نسبت سوخت به هوا –) (High fuel/air ratioناشي از فشار زياد به موتور، يا محدوديت جريان هوا
از فيلتر و يا تنظيمات ناصحيح اختلاط.
سرد بودن دماي هوا – ) (Cold air temperaturesهنگام كار در شرايط فصلي
فشار كاري -) (Luggingاعمال بار سنگين و يا كار موتور در دنده سنگين
درجا كاركردن زياد – ) (Excessive idlingطولاني شدن زمان استراحت يا درجا كار كردن موتور و يا كار با
دور خيلي پائين

– ۵آلودگي گلایكول
روانكار محفظه ميل لنگ و ديگر سيستمهايي كه گلايكول و مخلوط آب را براي خنك كنندگي بكار میبرند، مكررا با آلودگي
گلايكول مواجه میشوند .
پيوسته حضور و جريان گلايكول، از طريق نشت به داخل روانكار، يك تهديد دائمي است، بويژه در كاربردهاي موتوري.
محل ورود گلایكول – معمولا گلايكول از راههای زير وارد محفظه ميل لنگ میشود:
آببندهاي معيوب
كاويتاسيون و اروژن (مكانيكي و الكترو جنبشي)
خوردگي
آسيب ديدگي مسيرهاي سيستم خنك كننده
آثار گلایكول بر روغن – گلايكول از طرق زير بر روغن اثر میگذارد:
تشكيل ژل و امولسيون
افزايش گرانروي
افزايش اكسيداسيون
تشكيل اسيد
تشكيل ذرات كروي شكل روغن
آثار گلایكول بر ماشين – گلايكول آثار زير را بر ماشين خواهد داشت:
افزايش فرسايش – بطور كلي افزايش فرسايش عمدتا در اثر كاهش خاصيت روانكاري روغن، تشكيل امولسيون
گلايكول و كمبود روغن در قسمتها، ناشي از افزايش گرانروي میباشد.
افزايش خوردگي – گلايكول از طريق ايجاد محيط اسيدي باعث افزايش خوردگي می