مراقبت وضعيت ماشين آلات از طريق آناليز روغن
چكيده
آگاهي از نفوذ آلاينده ها در سيستم ماشين آلات و تأثير آن ها در ايجاد خوردگي و فرسايش قطعات فلزي مورد بحث و بررسي در مقاله مي با شد . نتايج آناليز نمونه هاي روغن كه طي ساليان متمادي توسط نگارندة مقاله در بخش
ماشين آلات مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته و تطبيق وضعيت عناصر فرسايشي با نحوة فرسايش قطعات با نمايش عكس ها و نمودارها از مطالب تأكيدي مقاله مي باشد . همچنين تأثير آلاينده ها ، مخصوصًا آب بر روي عناصر و كيفيت روغن هاي روانكار مورد بحث مي باشد .نتايج اجراي مراقبت وضعيت ماشين آلات با روش آناليز روغن در جلوگيري از نفوذ آلاينده ها و استفاده از روغن هاي مناسب و افزايش كاركرد روغن هاي مصرفي و همچنين پيش بيني تعميرات قبل از گسترش خرابي بسيار مؤثر بوده است در نهايت مراقبت وضعيت ماشين آلات از طريق آناليز روغن بعنوان يك روش موثر نگهداري و تعميرات (نت) شناخته شده و توصيه مي گردد.
واژه هاي كليدي : روغن آناليز مراقبت وضعيت فرسايش آلودگي.
۱- مقدمه
هر مجموعة صنعتي يا خدماتي بدون بكارگيري يك برنامة نگهداري صحيح از امكانات ، بالاخص تجهيزات و
ماشين آلات ، توانمنديهاي خود را به سرعت از دست مي دهد . عدم استفادة مطلوب از نيروهاي مجرب و عدم جايگزيني روش جديد در مديريت نگهداري و مراقبت به جاي روش سنتي در مجموعه هاي بزرگ صنعتي و ناوگانهاي عظيم ، باعث استهلاك سريع تجهيزات و ماشين آلات خواهد شد .
مطمئنًا هزينه هاي سنگين قطعات يدكي از يك سو و تعميرات زود هنگام بعلت عدم مراقبت صحيح از طرف ديگر و همچنين كاهش خدمات يا محصول نهايي بعلت توقف هاي طولاني و متوالي تجهيزات و ماشين آلات باعث خواهد شد كه قيمت تمام شدة محصول يا خدمت بيشتر از مقدار محاسبه شده باشد در نتيجه ضرورت بكارگيري يك روش جديد نت (نگهداري و تعميرات) جهت صرفه جوئي در هزينه ها و استفادة بهينه از تجهيزات و ماشين آلات براي اجراي هرچه سريعتر پروژه ها بيش از پيش احساس مي شود.
1-1- مراقبت وضعيت :
مراقبت وضعيت عبارتست از اندازه گيري منظم فاكتورهاي مناسبي از ماشين و مقايسة مقادير بدست آمده به منظور بررسي تغييرات رفتاري و سلامت ماشين .
روش هاي متعددي براي مراقبت وضعيت(CM) ابداع شده است از جمله : آناليز ارتعاشات و آناليز روغن .
كه در يك برنامة نت (نگهداري و تعميرات ) با توجه به نوع تجهيزات و ميزان دقت مورد نياز از يك و يا تركيبي از
روش هاي موجود استفاده مي كنند .
1-2- مراقبت وضعيت ماشين آلات از طريق آناليز روغن :
بسياري از سيستم ها مانند بدن انسان وابسته به سيالات هستند . در واقع آناليز روغن در حال كاركرد همانند انجام آزمايش هاي طبي روي خون است . برنامة آناليز روغن نه تنها روشي مفيد براي تعيين شرايط عملياتي روانكار است بلكه روشي مؤثر براي ارزيابي سريع و آسان برنامه هاي تعميرات و نگهداري ماشين آلاتي است كه به نوعي از روانكار استفاده مي كنند .
1-3- اهداف كلي برنامه هاي مراقبت وضعيت از طريق آناليز روغن :
الف ) مراقبت و جلوگيري از آلودگي روغن به واسطة ذرات خارجي به منظور پيشگيري از آسيب قطعات.
ب ) مقايسة خواص فيزيكي و شيميايي روغن كاركرده با روغن نو به منظور ادامة كار روغن يا تعويض آن.
ج ) آناليز ذرات فلزي جهت تشخيص فرسايش قطعاتي كه در تماس با روغن هستند به منظور پيش بيني تعميرات .
بطور كلي برنامة مراقبت وضعيت ماشين آلات با ثبت وكنترل فاكتورهاي مؤثر در سيستم موجب مي شود خرابي
ماشين الات به حداقل ، كيفيت توليد يا خدمات به حداكثر و هزينه ها به كمترين مقدار ممكن رسانده شود.
سيليس به عنوان يكي از عوامل اصلي آلودگي روغن در سيستم هاي مكانيكي شناخته شده است . ذرات سيليكا در شكل و ابعاد مختلف در طبيعت وجود دارد و معمو لاً از مواردي كه در ساخت قطعات موتور و اكثر سيستم ها بكار رفته، سخت تر میباشد در نتيجه مي تواند بر روي سطوح فولادي و فلزي خراش ايجاد نمايد.
براساس شرايط محيطي كه تجهيزات يا ماشين آلات در آن كار مي كنند دلايل متفاوتي براي ظهور سيلسيم در روانكار وجود دارد ولي بالا رفتن مقادير سيلسيم در روغن هميشه به معناي ورود خاك به سيستم نمي باشد بلكه عوامل ديگري نيز در افزايش مقدار سيلسيم نقش دارند.
با توجه به اينكه سيليس بعنوان اصلي ترين عامل تخريب ماشين آلات و تجهيزات مكانيكي مي باشد لذا افزايش مقادير آن كه با روش آزمايش اسپكترو متري در نتايج آناليز نمونه هاي روغن مشخص مي شود بايد بسيار جدي گرفته شده و ريشة اساسي مشكل مورد بررسي قرار گرفته و راه حل مناسب در جهت كاهش آن در نظر گرفته شود. در صفحه بعدي نمونه هايي از افزايش مقدار سيليس و تأثير آن در فرسايش قطعات موتور نمايش داده مي شود(شکل 2-1 و2-2 )
بيشترين بخشهاي آسيب پذير به دليل نفود سيليس: موتور
بيشترين عناصر آسيب پذير به دليل نفوذ سيليس : آهن، كروم، آلومينيوم، سرب و مس
بيشترين قطعات آسيب پذير به دليل نفوذ سيليس : رينگ و پيستون و ياطاقانها
٣- آلودگي آب
آب يك آلوده كنندة جهاني است و بايد درست شبيه آلودگي هاي ريز جامد از مايعات جدا شود . آب مي تواند به حالت حل شده يا به حالت آزاد باشد خسارت ناشي از وجود آب عموماً بشرح زير ميباشد:
١) خوردگي سطوح فلزي
٢) تسريع سائيدگي چسبنده
٣) سائيدگي بلبرينگها
٤) تجزية مواد افزودني
٥) اختلاف غلظت
٦) افزايش هدايت الكتريكي
آلوده شده روغن توسط آب مي تواند مشكلات مختلفي از جمله كاهش كارآئي، خرابي و آلودگي ميكروبي را به وجود آورد . در صورت وجود ميزان بيشتر آب، خواص ضدخوردگي روغن كاهش مي يابد و افزودني هاي حاوي روي(Zn) از روانكار خارج مي گردند و خواص روانكاري و فشارپذيري روانكار كاهش مييابد.
آب به طرق مختلف مي تواند وارد قسمت هاي مختلف ماشين آلات شود . زمانيكه آب بصورت معلق در داخل روغن هاي روانكار وجود داشته باشد بعنوان يك آلود ه كنندة شيميايي تلقي مي شود و بسته به شرايط مختلف اثرات مخرب آن در كاربردهاي ياطاقاني مي تواند به حد اثرات مخرب ذرات آلوده كننده رسيده يا از آن نيز فراتر رود .كنترل هاي مراقبتي در مورد ورود آب بايستي همانند ذرات بعمل آيد تا تجمع آن در داخل روانكار و در نتيجه صدمه به سطوح ياطاقانها به حداقل برسد.
در اين بخش سعي شده است كه با استفاده از نتايج آناليز روغن موتورها و ساير منابع، اثرات مخرب آب بر روي ياطاقانها، عناصر هيدروفيلي و ويسكوزيتة روغن با تنظيم نمودارها و مطالب مورد لزوم ارائه گردد.
3-1- نحوة بررسي نتايج آناليز روغن :
تعداد ١٠ دستگاه از ماشين آلات مختلف كه در مقاطعي در قسمت موتور آلودگي آب داشتند انتخاب گرديد و به تعداد ٣٠ نمونة روغن از ماشين آلات فوق در سه مرحله بشرح زير مورد ارزيابي قرار گرفته است:
١) قبل از آلودگي
٢) موقع آلودگي
٣) بعد از رفع آلودگي
افزايش مقادير بر و سدیم در موقع آلودگي آب در سيستم موتور با توجه به اينكه يكي از تركيبات موجود در ضديخ بورالت سديم مي باشد به همين دليل هنگام آلودگي آب در روغن موتورها از طريق سيستم خنك كنندة دستگاه، عناصر سديم و بْر در روغن مشاهده می شود كه مقادير آنها بستگي به ميزان آلودگي دارد.
3-2- تأثير آب بر روي سطوح و عمر ياطاقانها :
١) وجود آب آزاد در داخل روغن روانكار و عمر ياطاقان غلطشي را از ١٠ تا بيش از ١٠٠ بار كاهش مي دهد.
٢) وجود آب آزاد در داخل روغن روانكار باعث بوجود آمدن محيط خورنده و از بين رفتن لاية مرزي روغن
مي شود.
٣) وجود آب آزاد در داخل روغن روانكار در ايجاد انواع خوردگي ها، حفره ها و صدمه زدن به سطوح ياطاقانهاي
ژورنال كمك ميكند.
٤ )ياطاقانهاي بابيتي كه اكثرًا از سرب و قلع تشكيل شد ه اند به آساني در مجاورت آب و اكسيژن اكسيده
مي شوند.
٥) حفرات بخاردار همراه با تبخير آب از داخل ميتوانند حفره هايي به شكل لانه زنبوري در روي سطوح ياطاقانها
بوجود آورند.
٦) كلية قسمت هاي آهني داخل موتور كه با آب در تماس باشند در معرض خوردگي شيميايي قرار مي گيرند و
ذرات بتدريج از سطوح جدا شده و وارد روغن ميگردد(1)
3-3- تأثير آب روي افزودني ها و پاية روغن روانكارها :
استحكام و پايداري شيميايي و فيزيكي روانكارها حتي با كمترين مقدار آب معلق مورد تهديد قرار مي گيرد . آب
مي تواند به عنوان يك ميزبان براي فعل و انفعالات شيميايي با انواع تركيبات و عناصر شامل افز ودني ها، روغن پايه و
آلاينده هاي معلق در روغن به شمار آيد. (تجزيه به وسيلة آب)(1)
همچنين معلوم شده است كه آب به:
١ محدودكننده هاي زنگ زدگي
٢ بهبود بخشنده هاي غلظت
٣ پايه روغن
حمله مي كند.
و تأثيرات جانبي آن عبارتند از:
١) توليدات جنبي نامطلوب مثل لعاب، لجن و …
٢) رسوب روي سطوح
٣) غليظ شدن روانكار(١)
3-4- تأثير آب بر روي عناصر هيدروفيلي :
هيدروفيل يعني آب دوست فلزاتي كه در آب مي توانند واكنش نشان دهند فلزات هيدروفيلي ناميده مي شوند .
مانند آهن، مس و سرب و … .
3-5- تغييرات گرانروي روغن در اثر آلودگي :
3-5-1-عوامل افزايش گرانروي:
الف) آلودگي سيليس و آب
ب) اكسيداسيون
ج ) شرايط سخت كار دستگاه و ايجاد درجة حرارت و فشار بالا ممكن است موجب توليد تركيبات پليمر در روغن شود كه باعث بالا رفتن ويسكوزيتة آن گردد.
3-5-2- عوامل كاهش گرانروي:
الف)در اثر آلودگي روغن با سوخت محترق نشده
ب ) مقادير زياد آب معلق، كه باعث كاهش تحمل فشار يك روانكار مي گردد.
٭ توجه : افزايش گرانروي بدليل تأثير منفي بر سياليت روغن و كاهش گرانروي بدليل عدم ايجاد فيلم مناسب روغن مابين قطعات مي توانند صدمات جبران ناپذيري به محدودة تحت روانكاري وارد آورند.
۴- پيش بيني تعميرات ماشين آلات با استفاده از روش مراقبت وضعيت:
4-1- مراحل پيش بيني و تشخيص:
١) بررسي نتيجة آزمايش نمونه اول
٢) ارزيابي روند افزايش ذرات در نمونه هاي بعدي
٣) شناسائي عناصر اصلي فرسايش به تناسب قسمت مربوطه
٤) كاركرد روغن مورد آزمايش
٥) تركيب عناصر فرسايشي در نتيجة آزمايش
٦) تشخيص حد بحران
و بررسي علائم ظاهري دستگاه
اشكال(1-4,2-4,3-4) نمونه هائي از پيش بيني تعميرات براساس نتايج آناليز روغن مي باشد كه با كمترين هزينه
راه اندازي گرديده است.
۵- نتيجه گيري
يكي از جنبه هاي مهم برنامه هاي مراقبت وضعيت ماشي نآلات از طريق آناليز روغن بحث صرفه جويي اقتصادي است. در صورتيكه آناليز روغن بدرستي و با اعمال مديريت صحيح اجرا شود نه تنها قادر به كاهش قابل توجه هزينه در بخش نگهداري و تعميرات مي باشد بلكه نقش مهمي نيز در افزايش توليد و يا خدمات خواهد داشت. برنامة CMفقط يك شيوة نگهداري و تعميرات پيشگيرانه نيست بلكه يك منبع سرشار اطلاعات مديريتي است كه مي تواند بخوبي به آمادگي تجهيزات در جهت تدوين و برنامه ريزي كار و توليد كمك كند . بعنوان يك روش نگهداري و تعميرات آناليز روغن
مي تواند نگاه عميق به درون ماشين داشته باشد . و شرايط نامطلوب دستگاه را كه ناديده انگاشته شده و يا مخفي بوده، مشخص نمايد.
به اين ترتيب اعمال يك برنامة مؤثر كنترلي و نظارتي بر وضعيت تجهيزات و سيستم هاي مكانيكي، كاهش هزينه هاي مستقيم و غيرمستقيم را براي صنايع و پروژ ههاي عمراني بدنبال خواهد داشت.
مراجع :
[1] Beerchek , Richard C. ” How Dirt and water slash Bearing Life .” Machine Design Magazine . July 6. 1978.