روغن‌های پایه، اجزای اصلی تشکیل‌دهنده روانکارها هستند و بخش عمده‌ای از ترکیب آن‌ها را تشکیل می‌دهند. عملکرد روانکار در شرایط واقعی تا حد زیادی به ویژگی‌های روغن پایه بستگی دارد. مشخصاتی مانند گرانروی، دوام، پایداری حرارتی و ظرفیت تحمل بار، مستقیماً از خواص روغن پایه ناشی می‌شوند. اگرچه بیشتر روغن‌های پایه از نفت خام به‌دست می‌آیند، اما پیشرفت‌های شیمیایی منجر به توسعه گزینه‌های مصنوعی و زیست‌پایه نیز شده است.

انتخاب روغن پایه مناسب، تصمیمی حیاتی در فرمولاسیون روانکار است. این انتخاب باید با شرایط کاری تجهیز—مانند دما، بار و سرعت—هماهنگ باشد تا حفاظت و قابلیت اطمینان بلندمدت تضمین شود.

انواع اصلی روغن‌های پایه

روغن‌های پایه به‌طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند: معدنی، مصنوعی و زیست‌پایه.

روغن‌های پایه معدنی مستقیماً از نفت خام استخراج می‌شوند و به دلیل دسترسی گسترده و هزینه کمتر، رایج‌ترین نوع هستند. با این حال، معمولاً شاخص گرانروی پایین‌تر و پایداری حرارتی کمتری نسبت به سایر گزینه‌ها دارند.

روغن‌های پایه مصنوعی به‌صورت شیمیایی طراحی می‌شوند تا مزایای عملکردی مشخصی مانند مقاومت بهتر در برابر دما و طول عمر بالاتر ارائه دهند. اگرچه گران‌تر هستند، اما در محیط‌های سخت و کاربردهای با عملکرد بالا ترجیح داده می‌شوند.

روغن‌های پایه زیست‌پایه از منابع تجدیدپذیر مانند روغن‌های گیاهی یا چربی‌های حیوانی تولید می‌شوند. این روغن‌ها زیست‌تخریب‌پذیری و عملکرد زیست‌محیطی بهتری دارند، اما معمولاً گران‌تر بوده و دسترسی آن‌ها محدودتر است.

هر یک از این انواع، بین هزینه، عملکرد، سازگاری و پایداری محیط‌زیستی، موازنه‌ای خاص ایجاد می‌کنند.

گروه‌های روغن پایه API

American Petroleum Institute (API) روغن‌های پایه را بر اساس روش پالایش، ترکیب و ویژگی‌های عملکردی به پنج گروه طبقه‌بندی می‌کند:

گروه I: کم‌پالایش‌ترین روغن‌های معدنی با ساختار مولکولی متنوع. این گروه توان تحمل بار خوبی دارد، اما عمر کاری کوتاه‌تری ارائه می‌دهد.

گروه II: روغن‌های معدنی هیدروکراکی‌شده با خلوص، پایداری و یکنواختی بیشتر که به‌طور گسترده در روانکارهای صنعتی و خودرویی استفاده می‌شوند.

گروه III: روغن‌های معدنی با پالایش بسیار بالا و دوام و عملکرد دمایی برتر که اغلب در کاربردهای دمای بالا به‌کار می‌روند.

گروه IV: پلی‌آلفااولفین‌های کاملاً مصنوعی (PAO) که مولکول‌به‌مولکول برای روانکارهای با عملکرد بالا طراحی می‌شوند.

گروه V: دسته‌ای گسترده که شامل استرها، گلیکول‌ها، روغن‌های سیلیکونی، روغن‌های زیست‌پایه و سایر سیالات تخصصی خارج از گروه‌های I تا IV است.

تولید و پالایش

تولید روغن پایه با انتخاب نفت خام و تقطیر آن آغاز می‌شود؛ در این فرآیند، سوخت‌های سبک از برش‌های سنگین‌تر روانکاری جدا می‌شوند. این برش‌های سنگین سپس با استفاده از فرآیندهایی مانند پالایش با حلال، هیدروکراکنینگ و ایزودی‌واکسینگ تصفیه می‌شوند تا خلوص و عملکرد بهبود یابد. روغن‌های مصنوعی و زیست‌پایه مسیرهای کاملاً متفاوتی مبتنی بر سنتز شیمیایی دارند.

پس از پالایش، روغن‌های پایه با افزودنی‌ها ترکیب می‌شوند تا روانکارهای نهایی متناسب با کاربردهای خاص تولید شوند.

خواص فیزیکی کلیدی

چندین خاصیت فیزیکی عملکرد روغن پایه را تعریف می‌کند:

گرانروی و شاخص گرانروی که رفتار جریان در دماهای مختلف را توصیف می‌کنند

نقطه ریزش که قابلیت استفاده در دماهای پایین را نشان می‌دهد

نقطه اشتعال که به ایمنی در برابر آتش مربوط است

پایداری حرارتی و فراریت که برای عملکرد در دماهای بالا حیاتی هستند

ویژگی‌های دیگری مانند چگالی و شفافیت نیز بر مناسب‌بودن روغن برای کاربردهای مختلف تأثیر می‌گذارند.

کاربردها در صنایع مختلف

روغن‌های پایه تقریباً در تمام صنایعی که به سیستم‌های مکانیکی وابسته‌اند استفاده می‌شوند. این روغن‌ها ۹۰ تا ۹۹ درصد روانکارهای صنعتی و بخش قابل‌توجهی از روغن‌های خودرویی را تشکیل می‌دهند. کاربردهای رایج شامل موتور، گیربکس، سیستم‌های هیدرولیک، توربین‌ها، کمپرسورها، تجهیزات هوانوردی، سامانه‌های دریایی و ماشین‌آلات کشاورزی است.

فناوری‌های نوظهور نیز موجب نوآوری در این حوزه شده‌اند. خودروهای برقی به روانکارهایی با کنترل حرارتی عالی و سازگاری الکتریکی نیاز دارند، در حالی که تجهیزات پزشکی به روغن‌های پایه زیست‌سازگار، استریل و بسیار پایدار احتیاج دارند.…

نگاهی کوتاه به تاریخچه

استفاده از روانکارها به تمدن‌های باستانی بازمی‌گردد، زمانی که از چربی‌های حیوانی و روغن‌های گیاهی استفاده می‌شد. صنعت مدرن روغن پایه با گسترش پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم شکل گرفت. از آن زمان تاکنون، پیشرفت‌هایی مانند هیدروکراکنینگ، شیمی سنتزی و نوآوری‌های زیست‌پایه، عملکرد و اثرات زیست‌محیطی روانکارها را به‌طور مداوم بهبود داده‌اند.

جمع‌بندی

روغن‌های پایه ستون فقرات فناوری روانکاری هستند. ترکیب آن‌ها مستقیماً بر بهره‌وری، دوام و حفاظت تجهیزات در صنایع مختلف اثر می‌گذارد. با پیشرفته‌تر شدن تجهیزات و افزایش اهمیت پایداری محیط‌زیستی، نوآوری مداوم در توسعه روغن‌های پایه همچنان نقشی اساسی در پاسخ‌گویی به نیازهای آینده خواهد داشت.

این نوشته برگرفته از مقاله An in-depth loook از Precision Lubrication است
برای مطالعه نسخه کامل : https://precisionlubrication.com/articles/base-oils/