دانش روغنکاری

دانش روغنکاری

معرفی تکنیک های روغنرسانی و انالیز روانکار های صنعتی
دانش روغنکاری

دانش روغنکاری

معرفی تکنیک های روغنرسانی و انالیز روانکار های صنعتی

عدد اسیدی، عدد قلیایی، و pH روغن

با درود و احترام

هدف از این پست، پاسخ به سوال مطرح شده از سوی یکی از مخاطبین محترم این وبلاگ است. امید است که پاسخ حاضر که بسیار فراتر از دامنه سوال ارائه شده است، مورد توجه و استفاده آتی دیگران نیز قرار گیرد. چراکه مبحث بسیار گسترده بوده و در این پست که سعی بر آن است که اصول کار با تکیه بر دو اصل خلاصه سازی و گزیده گویی بیان شود.

شرح سوال: عدد اسیدی یا Acid Number که برای روانکار های صنعتی (Industrial Lubricants) معرفی می شود، چیست؟ و چطور اندازه گیری می شود؟

پاسخ به این سوال در قالب معرفی AN، pH، و در نهایت BN ارائه می شود.

 

معرفی شاخص های عددی اسیدی و بازی روغن (Acid & Base Numbers) به همراه عدد pH:

در بسیاری از منابع مهندسی، از میان شاخص های مختلفی که برای کیفیت رفتار روغن و آنالیز پیش بینانه آن در سیستم های روغنرسانی اهمیت بیشتری دارد، دو شاخص عدد اسیدی (یا به اختصار: AN) و pH روغن (و در بعضی موارد: عدد قلیایی یا به اختصار: BN) است. این دو شاخص در کنار یکدیگر، رفتار شیمیایی روغن در سراسر یک سیستم روغنرسانی را از حالت وصفی (Qualitative) به حالت کمّی (Quantitative) تبدیل می کنند. اما، گاه آنالیزور های کم تجربه یا کم اطلاع، دو موضوع pH و AN را (که خود زیر شاخه های مختلفی داشته و در ادامه تعریف خواهند شد) را با یکدیگر مقایسه کرده و اغلب دست به نتیجه گیری هایی می زنند که از واقعیت بسیار دور است.

آنالیز روغن در نگهداری و تعمیرات (سطح پیش بینانه)، سه عامل ادتیوزدایی، آلودگی، و اکسیداسیون را از جمله نشانه های تخریب ساختار شیمیایی روغن و تنزل کیفیت آن می داند. در این زمینه، تست تعیین شاخص عدد اسیدی یا AN یکی از راه های رایج در تعیین سطح ادتیوزدایی، و اکسیداسیون نمونه روغن از طریق تعیین میزان اسیدی شدن محیط آن است. هرچند، تست AN مستقیما روی تعیین شاخص اکسیداسیون روغن تاثیر ندارد و تنها به تشخیص آن کمک می کند. چرا که از طریق افزایش یا کاهش نقطه به نقطه محصولات جانبی اکسیداسیون در آنالیز روغن می توان به پیشرفت روند اکسیداسیون یا توقف آن پی برد. افزایش یا کاهش نقطه به نقطه، یکی از روش های آماری برای تعیین وضعیت تغییر شاخص های کیفی روغن است که مستلزم انجام آنالیز در فواصل زمانی منظم بوده و بدین ترتیب انجام می شود که مقدار جدید شاخص مورد اندازه گیری تقسیم بر مقدار قدیم آن (یک گزارش قبل) شده و حاصل تقسیم در عدد 100 ضرب می گردد. سپس، با تفریق (کم کردن) عدد حاصله (که برحسب درصد است و می توان در نرم افزار هایی مانند Microsoft Excel® فرمت آن Cell را بصورت درصدی یا Percentage درآورده و بدین ترتیب از ضرب 100 در عدد شاخص اجتناب کرد) از یک (1) می توان به درصد رشد یا کاهش آن شاخص رسید.

بعنوان مثال، یکی از شاخص های اندازه گیری شده در گزارش قبلی برابر 100 و همان شاخص در گزارش جدید برابر با 120 اندازه گیری و گزارش شده است. با تقسیم عدد جدید بر عدد قدیم و ضرب آن در 100 و کم کردن آن از 1 می توان دریافت که آن شاخص 20 درصد بصورت نقطه به نقطه رشد داشته است. برعکس، اگر شاخص جدید 100 بوده و شاخص قدیم 120 باشد، با همین روش می توان فهمید که رشد نقطه به نقطه آن -16.7% است.

بدین ترتیب، با توسل به تکنیک نمو نقطه به نقطه، می توان وضعیت تغییر شاخصی مانند AN را در طول زمان بدست آورده و تصویر نسبتا واضحی از وضعیت حضور ادتیو ها در ترکیب شیمیایی روغن بدست آورد (شکل 1 را ببینید). لازم به یادآوری مجدد است که روش نقطه به نقطه زمانی مفید است که اندازه گیری و آنالیز شاخص های کیفی روغن در فواصل زمانی منظم انجام شود.

 

شکل 1: نمونه ای از تفسیر گزارش آنالیز آزمایشگاه که به نمودار تجمعی (Cumulative Graph) معروف است. به رشد AN در برابر کاهش ادتیو ها توجه کنید

 

با به هم پیوستن شاخص های نقطه به نقطه (Point-to-Point)، می توان نموداری رسم کرد که هر رفتار ریاضی آن شاخص را نشان می دهد. این نمودار به نمودار نمو یا Graph of Development معروف بوده و نمونه از آن در شکل 1 نشان داده شده است. فایده این نمودار آن است که با توسل به تکنیک هایی مانند Curve Fitting می توان تابع یا ضابطه ریاضی که این نمودار براساس آن نمو می کند را بدست آورده و به تصویری روشن از رفتار آن شاخص گزارش های بعدی دست یافت که در آنالیز خرابی پیش بینانه (Proactive Failure Analysis) کاربرد وسیعی دارد.

هدف از اندازه گیری AN چیست؟

عدد اسیدی یا AN شاخصی از غلظت اسید در یک محلول غیرهیدراته است. از آنجا که روغن یک محیط غیر هیدارته (بدون حضور آب یا ترکیبات آبدار) به شمار می رود، بنابراین، توسعه حضور ترکیبات اسیددار نمی تواند علامت خوبی باشد. معیار تعیین مقدار AN نیز حضور هیدروکسید پتاسیم (KOH) در ترکیب نمونه روغن است. چراکه این باز (قلیا) عامل بازدارنده خوبی برای خنثی سازی حضور ترکیبات اسیدی در یک گرم از محلول روغن است. بدین ترتیب، واحد اندازه گیری AN بصورت میلی گرم از هیدروکسید پتاسیم در یک گرم از روغن یا mg KOH/g در خواهد آمد. توجه به این نکته لازم است که شاخص AN نباید با غلظت مطلق اسید در محلول (همان نمونه روغن) اشتباه شود. چراکه AN نشان دهنده حضور همه ترکیبات اسیدی غیر ارگانیک، هم ضعیف و هم قوی، در ترکیب شیمیایی نمونه روغن است. بدین ترتیب، و از آنجا که تغییر (افزایش یا کاهش) غلظت حضور ترکیبات اسیدی غیر ارگانیک در یک محلول دلایل متعدد و بسیار متنوعی دارد، نمی توان تغییرات AN را به غلظت مطلق اسید ارتباط داد. این اشتباهی است که بسیار از تفسیرگران گزارش های آنالیز روغن مرتکب می شوند.

اما، بطور کلی، می توان این نتیجه را گرفت که افزایش یا کاهش AN نشان دهنده خورنده بودن نمونه روغن و مضر بودن آن برای برخی قطعات و آلیاژ ها است. از جمله دلایل عمومی افزایش AN (مواردی که تاثیر مستقیم بر مقدار آن دارند)، می توان به تغییر در حضور ترکیبات اسیدی، نمونه روغن اشتباه، انحلال تدریجی ادتیو های قلیایی، و تقویت حضور محصولات جانبی اکسیداسیون اشاره کرد. با انجام آزمون تعیین AN می توان تقریبا حدس زد که چه نوع اسید ها یا ترکیبات اسیدی در نمونه روغن حضور دارند. جدول 1 را ببینید.

 

جدول 1: انواع اسید های قابل شناسایی با آزمون های تعیین AN

 

افزایش AN، اما، همیشه به معنای اسیدی شدن و تمایل به خورندگی جریان روغن نیست! چراکه برخی از ادتیو ها طبیعت اسیدی ضعیف داشته و موجبات افزایشی اندک (یا گاه قابل توجه) در AN روغن نو را باعث می شوند. چنین رفتاری در آنالیز، اما، بیشتر پس از سرریز روغن دیده می شود و ممکن است آنالیزور را به اشتباه بیاندازد. در چنین مواردی، خیز AN می تواند شک برانگیز باشد و برای روشن شدن قضیه باید منتظر نمونه برداری های بعدی در دوره های آتی آنالیز بود. چراکه با این تیپ از ادتیو ها با گذشت زمان و کارکرد روغن از ترکیب شیمیایی روغن کنار رفته و شاخص AN را پایینتر خواهند آورد. در تجهیزاتی که عمل سرریز بصورت متناوب و در دوره های زمانی یا مسافتی مشخص انجام شود، می توان با انجام Numerical Trending، رفتار منظم AN بصورت تابعی از زمان یا مسافت را بدست آورده و در آنالیز های بعدی، این تابع را سرمشق رفتار اسیدی روغن قرار داد.

در همین راستا، و به جهت معرفی اهمیت نقش عدد اسیدی در تخمین عمر روغن و تعیین سرویس های لازم، محدودیات تغییر عدد اسیدی روغن های توربینی را بررسی می کنیم:

محدوده تغییرات عدد اسیدی برای روغن های روانکار توربینی مانند Shell Aeroshell 500 در تعیین سرویس های لازم برای توربین هایی که از این تیپ روغن استفاده می کنند، بسیار مهم است. از این رو، افزایش 0.1~0.2 mg KOH/g برای روغن توربینی که بیش از 3000 ساعت در سرویس بوده است، به معنای هشدار جدی بوده و لزوم تعویض روغن توربین را مشخص می کند. در همین راستا، افزایش 0.3~0.4 mg KOH/g در مقدار AN به معنای رسیدن روغن توربین به پایان دوره کار خود بوده و لازم است روغن توربین بلافاصله عوض شود. در عین حال، می توان برای سایر مشخصات کیفی روغن های توربینی به استاندارد ASTM D4378 مراجعه کرد.

در همین راستا، می توان افزایش مقادیر بسیار اندکی در AN را علامتی ناخوشایند دانست. بعنوان مثال، افزایش عدد AN باندازه 0.15~0.25 mg KOH/g می تواند منجر به درخواست تست های بیشتر روی نمونه روغن شود. در چنین مواقعی، در صورتیکه میزان خیز عدد AN به 0.3 mg KOH/g یا حتی بعد از آن برسد، لزوم کوتاه کردن فواصل نمونه گیری، دقت بر اعداد نشان داده شده توسط نشاندهنده های (indicators) توربین، اعم از Sight Glass ها، نشاندهنده های دما، گیج های فشار دیفرانسیلی (تفاضلی) دو سر فیلتر ها، و...کاملا احساس می شود.

انواع عدد اسیدی یا AN

شاخص عدد اسیدی، بطور کلی، به سه حالت تقسیم می گردد که هر یک کاربرد های خود را بسته به نوع روغن، نوع تجهیز، و نوع آنالیز دارد. این سه دسته عبارتند از

-TAN (Total Acid Number): عدد اسیدی کل که شاخصی از رشد تمایل اسیدی عمومی در نمونه روغن بوده و بیشتر در مورد روغن های چرخدنده، روغن های توربینی، و روغن کمپرسور کاربرد دارد. این شاخص عمومی ترین حالت از شاخص عددی رفتار اسیدی روغن بوده و تصویری بسیار کلی از تمایل روغن به خورندگی اسیدی را نشان می دهد. به همین دلیل، حداقل در مورد امریکای شمالی و ژاپن، اخیرا از این شاخص استفاده کمتری می شود. چراکه TAN رفتار اسیدی روغن بصورت تجمعی را نشان می دهد و تجمع یا غلظت اسید های ضعیف یا قوی در ساختار شیمیایی نمونه روغن را مشخص نمی کند. بطور خلاصه، TAN بیانگر غلظت اسیدی نمونه روغن است و قدرت اسید را مشخص نمی کند.

-AN (Acid Number): عدد اسیدی که شاخصی برای غلظت اسید های ضعیف در نمونه روغن بوده و در برخی از منابع مهندسی با عنوان WAN (Weak Acid Number) نیز معرفی شده است. این شاخص می تواند معیاری قابل اعتماد برای حضور ترکیبات اسیدی ارگانیک و ضعیف در ساختار نمونه روغن، اعم از اسید کربنیک، اسید بنزوییک، اسید لاکتیک، اسید فورمیک، اسید استیک، و...، باشد.

-SAN (Strong Acid Number): عدد اسیدی که شاخصی برای حضور ترکیبات اسیدی قوی مینرال (معدنی) در نمونه روغن بوده و با توسل به آن می توان به حضور اسید هایی مانند اسید سولفوریک، اسید نیتریک، اسید فسفریک، اسید کلریدریک، اسید بوریک، اسید هیدروبرومیک، و... در سیستم روغنرسانی شک کرد.

تفاوت AN و pH:

گاه، کاربرد دو شاخص عدد اسیدی و pH با یکدیگر اشتباه گرفته شده و برخی آنالیزور ها هستند که صرف وجود pH یا AN را در گزارش آنالیز روغن را کافی می دانند. اما، نکته اینجا است که این دو شاخص، گرچه هر دو یک هدف دارند، ولی هر یک از منظری متفاوت را در اختیار آنالیزور قرار داده و به نوعی، لازم و ملزوم یکدیگرند. آزمون pH، در واقع، عدد pH ظاهری یک محلول شیمیایی (در اینجا: روغن) را نشان می دهد که خود مقیاسی برای پتانسیل خورندگی یک محلول (روغن) است. اما، با آزمون pH، چیزی درباره غلظت و نوع اسید ها یا باز های حاضر در ترکیب شیمیایی نمونه روغن دستگیر آنالیزور نمی شود. در حقیقت، این آزمون در مواقعی مناسب و کارآمد است که حساسیت ادوات در تماس با جریان روغن به خورندگی آن بالا بوده و در عین حال، احتمال آلودگی جریان روغن به ترکیبات اسیددار نیز بالا باشد.

با این اوصاف، آزمون pH مقدمه و پیش زمینه ای مناسب برای انواع آزمون های AN (یا BN) است.

از دیگر سو، شاخص های AN و BN، به ترتیب، بیانگر شدت و ضعف حضور ترکیبات اسیدی یا قلیایی در ترکیب شیمیایی نمونه روغن هستند. توجه به این نکته لازم است که ترکیبات اسیدی و قلیایی می توانند همزمان در ساختار شیمیایی روغن وجود داشته باشند که این بدلیل رفتار شیمیایی برخی از ادتیو های آمفوتریک است و این بدان معنا است که این دسته از ادتیو ها می توانند، بنا به اقتضا، رفتاری اسیدی یا قلیایی از خود نشان دهند.

پس، تا اینجای کار، آنالیزور می تواند با استناد به گزارش آنالیز نمونه روغن، حاوی pH و AN (یا BN)، به پتانسیل خورندگی نمونه روغن پی ببرد. اما، اشکالی که در اینجا پیش می آید آن است که نه pH و نه شاخص های AN یا BN نوع و قدرت اسید ها یا باز های حاضر در روغن را مشخص نمی کنند. اما، نکته مثبت قضیه اینجا است که شاخص AN معیار بهتری برای نظارت بر حضور ترکیبات اسیدی ضعیف نسبت به pH است. چراکه این دسته از اسید ها معمولا در آب نامحلولند.

روش های استاندارد اندازه گیری AN

جدول 2 فهرستی از استاندارد های ASTM مربوط به روش آزمون اندازه گیری شاخص عدد اسیدی AN را نشان می دهد. در استفاده از این جدول باید دقت شود که هر آزمون با هدف خاصی طراحی شده و کاربرد خود را دارد. اما، در میان روش های تست استاندارد معرفی شده در جدول 2، استاندارد های ASTM D664 و ASTM D974 بیشترین کاربرد و رواج را در بین آنالیزور های انواع روغن دارند. روش های تست ASTM D1534 و ASTM D3339، به نوعی مشابه ASTM D974 به شمار می روند، اما اهداف و دامنه کاربرد آنها محدودتر و خاص است.

 

جدول 2: انواع روش های آزمون شاخص AN

 

همانگونه که در جدول 2 نیز مشخص شده است، آزمون AN به روش تیتراسیون انجام می شود که خود به دو حالت پتانسیومتریک و کالوریمتریک قابل تقسیم است. روش پتانسیومتری مستلزم استفاده از یک پتانسیومتر بمنظور تشخیص شدت حضور ترکیبات اسیدی و تبدیل آنها به یک سیگنال الکتریکی است.

روش کالوریمتریک، در عوض، از ترکیب پارانافتول-بنزن استفاده می کند که نسبت به تغییرات pH حساس است. بطوریکه با خنثی نشدن اثر ترکیبات اسیدی توسط هیدروکسید پتاسیم، رنگ معرف از نارنجی به سبز-آبی تغییر می یابد که این خود نشانه ای رنگی برای شدت حضور اسید ها است.

روش آزمون تعریف شده در استاندارد ASTM D664 از پتانسیومتر بمنظور اندازه گیری AN و SAN استفاده می شود. آماده سازی نمونه بمنظور انجام این آزمون با انحلال مخلوطی از تولوئن، ایزوپروپیل الکل، و آب در نمونه روغن انجام شده و با تیتر کردن هیدروکسید پتاسیوم در این محلول با استفاده از یک بورت ادامه می یابد. در همین حال، خروجی پتانسیومتر حین تیتراسیون مانیتور می شود. در صورتیکه در بین دو نقطه اندازه گیری منحنی پتانسیومتر تغییر شدید (شامل عطف، انحنا، و...) مشاهده نشود، پتانسیل خوانده شده از ظرف حاوی محلول بعنوان عدد AN شناخته می شود و در غیر اینصورت، تفاضل دو نقطه انتهایی محدوده اندازه گیری بیانگر AN خواهد بود. نمونه هایی از این نمودار ها و نقاط انحنای آنها در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2: نمونه ای از منحنی های تیتراسیون (منبع: ASTM D664-2011a)

 

در نمودار شکل 2، چهار منحنی دیده می شود: منحنی A، B، C، و منحنی D.

منحنی A خروجی پتانسیومتر ناشی از تیتراسیون حجمی 125 میلی لیتری از حلال های فوق الذکر (بدون روغن) را نشان می دهد.

منحنی B حاصل تیتراسیون 10 گرم از روغن موتور با محلول 125 میلی لیتری بوده و از آنجا که هیچ نقطه عطفی (یا به بیان بهتر: هیچ تغییر شکل شدیدی) در منحنی دیده نمی شود، مقدار AN شامل تفاضل دو نقطه ابتدا و انتهای منحنی خواهد بود.

منحنی C حاصل از تیتراسیون 10 گرم از روغن حاوی اسید های ضعیف با محلول استاندارد 125 میلی لیتری بوده و نقطه انتهایی منحنی بعنوان AN انتخاب شده است. چراکه انتهای منحنی دچار تغییر مسیر شدید شده و تقریبا عمودی شده است.

منحنی D، در آخر، حاصل از تیتراسیون 10 گرم از روغن حاوی اسید های قوی با محلول استاندارد 125 میلی لیتری بوده و دو نقطه (یکی در ابتدا و یکی در انتهای منحنی) بعنوان نقاط اندازه گیری انتخاب شده اند. چراکه در این نقاط، مسیر منحنی بشدت تغییر کرده و تقریبا عمودی شده است.

در سوی دیگر، استاندارد ASTM D974 روش دیگری بمنظور اندازه گیری AN را مشخص و تعریف می کند که شامل استفاده از تغییرات رنگی بجای پتانسیل الکتریکی بمنظور نشان دادن نقطه شاخص برای AN است. در این روش، روغن در محلولی مرکب از تولوئن، پی-نفتول بنزن، ایزوپروپیل الکل، و آب حل شده و با KOH تیتر می شود. حین این تیتراسیون، تغییرات رنگ محلول تیتره مانیتور می شود. این تست بیشتر روی روغن نو و روغن هایی که زیاد تیره نباشند، کاربرد دارد.

روش تست دیگر، استاندارد ASTM D1534 قرار دارد که از نظر استفاده از شاخص رنگی با ASTM D974 مشابه است. اما، این آزمون بیشتر در مورد روغن های عایق الکتریکی (روغن ترانسفورماتور) که ویسکوزیته سینماتیک آنها در 40°C از 24 سانتی استوک فراتر نمی رود، معتبر است. در همین راستا، محدوده اندازه گیری AN با این روش به 0.05~0.5 mgKOH/g محدود می شود.

آخرین روش تستی که در این پست مورد بررسی قرار می گیرد، روش تست تعریف شده در استاندارد ASTM D3339 است که از نظر روال کار با ASTM D974 مشابهت دارد. اما، با این تفاوت که این روش تست به نمونه بسیار کمتری احتیاج دارد. بطوریکه روش های تست قبلی به نمونه ای حداقل 20 گرمی نیاز دارند. حال آنکه آزمون AN به روش ASTM D3339 به بیش از 2 گرم نمونه نیاز ندارد.

روش های ترکیبی و اصلاح شده اندازه گیری AN

روش های اندازه گیری AN که در فوق معرفی شدند (در اینجا، بیشتر روی سخن با ASTM D664 و ASTM D974 است) از جمله رایجترین روش های تست و گزارش AN در اغلب صنایع هستند. اما، این دو روش که بر اساس تیتراسیون بنا شده و اغلب از محدوده تکرار پذیری (Repeatability) و تجدید پذیری (Reproducibility) وسیعی برخوردارند (جداول 3 و 4 را ببینید)، به نقل و انتقال حجم بالایی از نمونه نیاز داشته و این اغلب موجب اشتباهاتی در گزارش دهی (اغلب در اثر اشتباه در فرآیند نقل و انتقال نمونه) می شوند. از دیگر سو، این تست ها گران بوده و اغلب بسیار کند هستند. بطوریکه گاه تا رسیدن جواب آزمایش قبلی، به آزمون جدیدی (با توجه به شرایط و وضعیت تجهیز) نیاز است! همین محدوده باز تکرار پذیری تجدید پذیری این آزمون ها است که موجب آن می شود که نتایج اندازه گیری AN از یک آزمایشگاه تا لابراتوار دیگر متفاوت باشد!

 

جدول 3: حد تکرار پذیری استاندارد ASTM D974

 

جدول 4: حد تجدید پذیری استاندارد ASTM D974

 

به دلایل فوق، استفاده از روش های استاندارد اندازه گیری AN BN) توسط بسیاری از آنالیزور های روغن محدود شده و نمی تواند بعنوان یک تست روتین در برنامه CM گنجانده شود. به منظور رفع این مشکل، روش های تست AN براساس ترکیبی از دو روش PLS-FTIR (مخفف: Partial Least Square & Fourier Transform Infra-Red) یا Stoichiometric-FTIR توسعه یافته اند که دقت بهتری نسبت به روش های استاندارد دارند. چراکه در این روش ها، مقدار AN یا BN با توسل به اندازه گیری مستقیم طیف روغن رقیق نشده با حلال تخمین زده می شود. جدول 5 مقایسه ای از چند روش را ارائه می دهد.

 

جدول 5: مقایسه ای از روش های اندازه گیری AN

 

بطور کلی، روش FTIR روشی مبتنی بر طیف نگاری کمّی (Quantitative) است که براساس استاندارد ASTM D7418 انجام شده و یکی از مناسبترین، سریعترین، و ارزانترین راه ها بمنظور ثبت و پیگیری تغییرات حاصله در بسیاری از پارامتر های عملکردی روغن، اعم از رطوبت، گلیکول، دوده، اکسیداسیون، ادتیو های آنتی اکسیدان، و ضد سایش (Anti-Wear) به شمار می رود. این روش دارای آپشن های مختلفی برای کالیبراسیون است که در جدول 6 خلاصه ای از آنها را می بینید.

 

جدول 6: انواع روش های کالیبراسیون آزمون AN و BN با توسل به FTIR

 

شکل 3: نمونه ای از تجهیزات آزمایشگاهی اندازه گیری AN و BN براساس روش FTIR

 

جداول 7 و 8، به ترتیب، مقایسه ای از برخی پارامتر های عملکردی آزمون تعیین AN نمونه روغن را براساس دو روش استاندارد ASTM و FTIR، و شاخص تجدید پذیری این دو روش آزمون را برای عدد اسیدی (AN) نشان می دهند.

 

جدول 7: مقایسه ای از برخی پارامتر های عملکردی آزمون AN روغن در دو روش ASTM و FTIR

 

جدول 8: مقایسه ای از تجدید پذیری آزمون AN به دو روش ASTM و FTIR

 

همین داستان، در مورد عدد قلیایی یا BN (Base Number) نمونه روغن نیز تکرار می شود. البته، باید دانست که عدد قلیایی روغن بیشتر در مورد روغن های موتور کاربرد دارد. چراکه وجود سولفور (گوگرد) در سوخت های بنزین، گازوییل، و... و جذب آن به جریان روغن (پس از احتراق) می تواند منجر به اسیدی شدن جریان روغن شود. اما، در این خصوص، انواع ادتیو های ضد اسیدی در ساختار این تیپ از روغن ها وجود دارد. لذا، در مورد روغن های موتوری بیشتر مهم است که عدد قلیایی روغن (BN) اندازه گیری شود تا عدد اسیدی (AN). روش های اندازه گیری عدد قلیایی روغن در جدول 9 فهرست شده است. جدول 10 نیز شامل

 

جدول 9: جدول 5: مقایسه ای از روش های اندازه گیری BN

 

جداول 10 و 11 نیز، به ترتیب، مقایسه ای از برخی پارامتر های عملکردی آزمون تعیین BN نمونه روغن را براساس دو روش استاندارد ASTM و FTIR، و شاخص تجدید پذیری این دو روش آزمون را برای عدد قلیایی (BN) نشان می دهند.

 

جدول 10: مقایسه ای از برخی پارامتر های عملکردی آزمون BN روغن در دو روش ASTM و FTIR

 

جدول 11: مقایسه ای از تجدید پذیری آزمون BN به دو روش ASTM و FTIR

 

نظرات 6 + ارسال نظر
شهریار دوشنبه 21 شهریور 1401 ساعت 12:08

با سلام و سپاس از توضیحات مفیدتون آیا استفاده از بنزین ،تینر و .... بعنوان کلینر فیلتر روغن می تواند یکی از دلایل افزایش اسیدیته روغن باشد.

زهره جمعه 23 مهر 1400 ساعت 21:14

با سلام و تشکر.من در فهم AN دچار سردرگمی شدم.در جدول ۱ و طبق نوشته منطبق با این جدول AN نشان دهنده اسیدهای غیر ارگانیک قوی و هم ضعیف در روغن است ولی در بخشهای پایینتر گفته شدهAN یا WANنشان دهنده اسیدهای ارگانیک ضعیف و SANنشان دهنده اسیدهای مینرال قوی هست.یعنی AN هم نشان دهنده اسیدهای مینرال قوی و ضعیف و هم ارگانیک ضعیف هست؟ و سوال دوم من در مورد تجدیدپذیری ازمون مثلاAnدر دو روش ASTM و FTIR هست.عدد تجدید پذیری کمتر باشه بهتره یا بیشتر باشه.من در تفسیر این جداول تجدیدپذیری مشکل دارم.ممنون میشم مثل همیشه پاسخگوی سوالات من باشید.

درود بر شما

برای اینکه به درک عمیقی از عدد اسیدی برسید، این نکته را در نظر بگیرید که وقتی آزمایشگاه از AN در گزارش آنالیز روغن یاد می کند، منظورش مجموعه اسیدهای حاضر در نمونه روغن است. یعنی هم قوی و هم ضعیف، هم مینرال و هم آلی...اما، وقتی در گزارش آنالیز، مشخصا به WAN یا SAN اشاره شود، یعنی اینکه آزمایشگاه به گروه خاصی از اسیدهای حاضر در نمونه روغن اشاره داشته است.
در خصوص تجدیدپذیری، بهتر است عدد تجدیدپذیری بیشتر باشد.

علی سه‌شنبه 28 بهمن 1399 ساعت 09:29

بیشترین عدد اسیدی در روغنهای صنعتی چند میباشد؟ یا سقف عددی TAN

سقف TAN با توجه به Spec مشتری و تولید کننده روغن تعیین شده و مقدار استاندارد و خاصی ندارد! در عین حال، بالا یا پایین بودن عدد TAN کاملا نسبی است و با توجه به شرایط روغن و ماشین تعیین می شود. مثلا، در مورد روغن های هیدرولیک مینرال نو، عدد TAN بین 3 تا 4mgKOH/g عدد بسیار بالایی محسوب می شود.

سکینه مجیدی دوشنبه 24 شهریور 1399 ساعت 16:50

ببخشید کسی میداند روغن اسیدی است بازی یا قلیایی است یا خنثی است؟؟؟

همانطور که در متن مقاله گفته شده، رفتار شیمیایی روغن باید خنثی یا قلیایی باشد. اما، این قلیایی بودن نیز تابع محدودیت هایی است که در مقاله «عدد قلیایی مناسب برای روغن موتور» تشریح شده است.

danesh چهارشنبه 19 تیر 1398 ساعت 10:42

سلام.وقتتون بخیر
اونجا هست که محدوده تغییرات عدد اسیدی برای روغن های روانکار توربینی گفته شده از چه رفرنسی واسه تغییرات مجاز استفاده شده ؟ واسه کمپرسور چیه رفرنس محدوده مجاز tan ؟

با سلام و احترام
در زمینه عدد اسیدی روغن های توربینی و سایر روغن ها، رفرنسی مانند استاندارد یا هندبوک یا چیزی شبیه به این وجود ندارد! اعداد نشان داده شده در متن مقاله، صرفا براساس تجربیاتی است که به شکل داده های آماری حاصل از تحقیقات مختلف ارائه شده است.
در مورد روغن های کمپرسوری، اما، قضیه کمی پیچیده تر است. بدین شکل که میزان عدد قابل قبول برای TAN نه‌تنها به ساختار شیمیایی و نحوه کاربری تجهیز وابسته است، بلکه نوع گازی که کمپرسور متراکم می کند و مطابق برخی منابع (مقالات) مکانیزم این متراکم سازی نیز روی این مقدار تاثیرگذار است.
پاسخ کامل به سوال خود را در مقاله ای مفصل با عنوان «انتخاب روغن کمپرسور» خواهید گرفت که بزودی منتشر خواهد شد.
اما، تا آنزمان، و بعنوان یک قاعده کلی و عمومی، عدد 0.05mg/KOH بیشترین مقدار TAN برای روغن های کمپرسوری است.
اما، عنایت داشته باشید که بسیاری از روغن های کمپرسوری نو که حاصل تصفیه باشند، از TAN برابر با 0.06 تا نزدیک به 0.2mg/KOH برخوردارند!
در عین حال، بعنوان یک قاعده تجربی، اگر TAN یک روغن کمپرسوری کارکرده رفتار زیر را داشته باشد، واکنش زیر را باید داشته باشید:
کوچکتر از 0.2، مشکلی نیست. مگر اینکه شیب افزایش TAN خیلی تیز باشد.
بین 0.2 تا 0.3، فاصله نمونه گیری باید کوتاه شود.
بیش از 0.3، اقدامات لازم برای تعویض روغن باید انجام شود.

فریبرز جمعه 27 اسفند 1395 ساعت 11:12

سلام خسته نباشبن
ایا این درسته ک هرچی عدد قلیایی روغن زیاد باشه میتونه نتیجه عکس ینی خورندگی فلزات داخل موتورو شامل بشه؟

با درود و احترام
معیار خورندگی جریان یک روغن در یک سیستم روغنرسانی، عدد اسیدی است و عدد قلیایی هرچه بالاتر باشد، حداقل در مورد روغن های موتوری، بهتر است. اما، این مقدار دارای محدودیت است و معمولا مقادیر بیشتر از 15 آن بسختی تحمل می شود.
البته عنایت بفرمایید که تنها تکیه بر عدد قلیایی یا عدد اسیدی یا پی اچ برای قضاوت درباره وضعیت سلامت یک روغن کافی نبوده و این سه شاخص باید به همراه یکدیگر مانیتور شوند. بدین ترتیب که افزایش یا کاهش عدد قلیایی باید در تناسب با افزایش یا کاهش عدد اسیدی همراه باشد.
در عین حال، در مورد مانیتورینگ عدد قلیایی، توجه به این نکته لازم است که آزمون عدد قلیایی روغن نوبراساس استاندارد ASTM D2896 انجام می شود. حال آنکه در مورد روغن های مصرف شده، روش آزمون براساس استاندارد ASTM D4739 تنظیم می شود که بدلیل استفاده از اسیدهای ضعیفتر، صراحتا منجر به اعداد قلیایی پایینتری در گزارش آزمون خواهد شد و کارشناس آنالیز روغن را دچار خطا می کند. در این مورد، هماهنگی بیشتر و نظارت بر نحوه انجام آزمون در آزمایشگاه توصیه می شود.

برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد