انواع روغن های پایه

با درود و احترام

موضوع این پست، ارائه اطلاعات پایه در خصوص انواع روغن های پایه و معیار گروه بندی آنها براساس استاندارد API 1509 است. این استاندارد، در Appendix E خود، روغن های پایه را به پنج گروه تقسیم کرده است که سه گروه اول آن مستقیما حاصل پالایش برشی نفت خام بوده و عملا مینرال محسوب می شوند. اما، گروه چهارم شامل روغن های پایه سینتتیک (پلی آلفا اُلفین ها) بوده، و گروه پنجم به روغن های پایه ای اختصاص دارد که از انواع ذکر شده در گروه های یک تا چهار نباشند. کلیه سیستم های روغنی که بعنوان محصول بسته بندی شده و آماده استفاده در صنعت مصرف می شوند، قبل از اضافه شدن و تلفیق هر ادتیوی، به یکی از این پنج گروه تعلق دارند. اکنون به تعریف مشخصات هر یک از این گروه ها می پردازیم.

الف) گروه I

روغن های پایه ای که در گروه I قرار داده می شوند، از حداکثر 90 درصد اشباع و یا حداقل 0.03 درصد گوگرد در ساختار خود بهره می برند. شاخص ویسکوزیته (VI) این گروه بین 80 تا 120 قرار می گیرد. بازه حرارتی عملکرد روغن های پایه گروه I بین صفر تا 65 درجه سلسیوس است. این روغن ها حاصل ساده ترین فرآیند پالایش نفت خام هستند که به Solvent-Refining معروف است و همین دلیلی است بر ارزانی قیمت این گروه از روغن های پایه؛

ب) گروه II

ساختار شیمیایی این گروه از روغن های پایه در زمینه اشباع از 90 درصد فراتر رفته و مقدار گوگرد آنها نیز از 0.03 درصد پایینتر می رود. اما، بازه تغییرات شاخص ویسکوزیته آنها با گروه I یکی است. این تیپ از روغن ها با توسل به Hydrocracking تولید می شوند که نسبت به Solvent-Refining فرآیند پیچیده تری بوده و از آنجا که تمامی ملکول های هیدروکربن موجود در ساختار شیمیایی این گروه اشباع هستند، روغن های گروه II از مقاومت بهتری نسبت به اکسیداسیون برخوردارند. رنگ این دسته از روغن ها نیز روشن تر و شفاف تر بوده و قیمت بالاتری نسبت به گروه I دارند. البته این اختلاف قیمت چندان زیاد نیست؛

ج) گروه III

ساختار شیمیایی این دسته از روغن های پایه همانند گروه II است. با این تفاوت که شاخص ویسکوزیته آنها از 120 فراتر می رود. روغن های پایه ای که قرار است در این گروه جای داده شوند باید شرایط سختتری از فشار و دما را طی فرآیند Hydrocracking پشت سر بگذارند. هدف از طولانی و سختتر کردن شرایط پالایش، استحصال روغنی خالصتر است. هرچند روغن های گروه III همچنان محصول پالایش نفت خام محسوب می شوند، اما گاه بدلیل مشخصات عملکردی خوبی که از خود به نمایش می گذارند در برخی منابع از آنها با عنوان هیدروکربن های سینتتیک یاد می شود؛

جدول 1: مشخصات گروه های پنج گانه روغن های پایه

د) گروه IV

از گروه III به بعد، شاهد روغن های سینتتیک پایه هستیم که گروه IV آن به روغن های پایه پلی آلفا الفین یا PAO ها اختصاص داده شده است که با توسل به فرآیندی با نام Synthesizing تولید شده اند. اعضای این گروه از روغن های پایه دارای دامنه بسیار وسیعتری از دمای عملکردی بوده و برای شرایط عملکرد در برودت انتخاب بسیار مناسبی هستند. برای اطلاعات بیشتر در این زمینه، مراجعه به پست «کاربرد روغن در دماهای خیلی بالا» در همین وبلاگ توصیه می شود؛

شکل 1: شماتیکی از نحوه جریان یافتن روغن های پایه سینتتیک در مقایسه با انواع مینرال

هـ) گروه V

این گروه مختص روغن های پایه ای است که فرمولاسیون آنها در قالب هیچیک از گروه های I تا IV نگنجد و شامل سیلیکون ها، فسفات استر ها، پلی آلکیلن گلیکول (PAG) ها، پلی اُل استر ها، روغن های زیستی (بایو لوب) ها، و... می گردند. این گروه از روغن های پایه، گاهی اوقات، بمنظور بهبود عملکرد برخی از سیستم های روغن مینرال به ترکیب آنها اضافه شده و تشکیل محصولاتی را می دهند که به نیمه سینتتیک معروفند. البته، در این زمینه، محدودیتی وجود ندارد و بسته به تشخیص روغنساز، می توان از ترکیب این دسته از روغن های پایه با اعضای گروه IV نیز بهره برد. مثال نغض آن نیز روغن های کمپرسوری می باشد که حاصل اضافه شدن پلی اُل استر به PAO هستند. استر ها رایجترین و پرکاربردترین روغن های پایه بدین منظور در گروه V محسوب می شوند. چراکه براحتی با دیگر روغن های پایه از سایر گروه ها ترکیب شده و خواص خوبی از جمله مقاومت به حرارت و تمیز کنندگی به سیستم روغن می دهند. چنین مشخصاتی، علاوه بر بهبود عملکرد سیستم روغن، ساعت کار و عمر آن را نیز افزایش می دهد.