روغن‌های پایه چیستند؟

روغن‌های پایه ماده اولیه تولید روان‌کننده‌ها هستند و خواص آنها تأثیر زیادی بر عملکرد و ویژگی‌های روان‌کننده نهایی دارد. آنها معمولاً از نفت خام مشتق می‌شوند، اما می‌توانند از منابع مصنوعی یا زیستی نیز ساخته شوند. موسسه نفت آمریکا آنها را به پنج گروه روغن پایه طبقه‌بندی می‌کند.

روغن‌های پایه، خواص ذاتی محصول نهایی، از جمله ویسکوزیته، پایداری/طول عمر و ظرفیت تحمل بار (توانایی تحمل فشارهای شدید) را تعریف می‌کنند.

به عنوان مثال، روان‌کننده‌ای که با روغن پایه با کیفیت بالا و بسیار تصفیه شده ساخته شده است، ممکن است پایداری حرارتی و اکسیداتیو بهتری نسبت به روان‌کننده‌ای که با روغن پایه با کیفیت پایین‌تر ساخته شده است، داشته باشد، اما به دلیل ساختار مولکولی و خلوص، همان درجه ظرفیت تحمل بار را ندارد.

در نتیجه، انتخاب روغن پایه یک نکته اساسی در تولید روان‌کننده‌ها است. در نتیجه، انتخاب نیاز به تفکر و برنامه‌ریزی دقیق در مورد شرایط عملیاتی دستگاه دارد تا محصول نهایی تولید شود که منافع عملکردی بلندمدت صاحب دستگاه را برآورده کند.

دسته بندی روغن پایه

سه دسته کلی روغن پایه عبارتند از روغن معدنی، روغن سنتتیک و روغن پایه زیستی. فراتر از این دسته بندی ها، دسته بندی های فنی کاملاً تعریف شده و پذیرفته شده ای وجود دارد که تولیدکنندگان روان کننده برای انتخاب روغن پایه از آنها استفاده می کنند.

• معدنی

روغن‌های پایه معدنی از نفت خام مشتق می‌شوند و رایج‌ترین نوع مورد استفاده هستند. آن‌ها نسبتاً ارزان و به طور گسترده در دسترس هستند، اما محدودیت‌هایی نیز دارند، مانند شاخص ویسکوزیته نسبتاً پایین و پایداری حرارتی ضعیف.

روغن‌های پایه معدنی بر اساس فرآیند پالایش و ویسکوزیته‌شان، مانند پارافینی، نفتی یا آروماتیک، طبقه‌بندی می‌شوند.

• سنتتیک

روغن‌های پایه سنتتیک ساخته دست بشر هستند و می‌توانند برای داشتن خواص خاص، مانند شاخص ویسکوزیته بالا یا پایداری حرارتی برتر، تنظیم شوند. آن‌ها معمولاً گران‌تر از معدنی هستند، اما می‌توانند عملکرد دستگاه را در بسیاری از کاربردها بهبود بخشند.

روغن‌های پایه سنتتیک بر اساس ساختار شیمیایی‌شان، مانند PAOها (پلی آلفا اولفین)، PAGها (پلی آلکالین گلیکول) یا استرها (دی استر، پلی اول استر، فسفات استر و غیره) طبقه‌بندی می‌شوند.

• زیست‌پایه

زیست‌پایه‌ها از منابع تجدیدپذیر مانند روغن‌های گیاهی یا چربی‌های حیوانی مشتق می‌شوند. آن‌ها ممکن است خواص مشابهی با روغن‌های پایه معدنی داشته باشند، اما زیست‌تخریب‌پذیرتر و سازگارتر با محیط زیست هستند.

روغن‌های پایه زیستی معمولاً بر اساس ماده اولیه‌شان طبقه‌بندی می‌شوند، مانند روغن‌های پایه گیاهی یا چربی‌های حیوانی. مانند روغن‌های پایه مصنوعی، مواد پایه زیستی کاملاً ساخته دست بشر (سنتز شده) در نظر گرفته می‌شوند و انتظار می‌رود قیمت بالاتری داشته باشند.

مزایا و معایب

مزایا و معایب هر نوع روغن پایه به کاربرد خاص و الزامات عملکردی آن روان‌کننده بستگی دارد. روغن‌های معدنی این مزیت را دارند که به طور گسترده در دسترس هستند و قیمت کمتری دارند، اما ممکن است در کاربردهای خاص عملکرد محدودی داشته باشند.

روغن‌های مصنوعی این مزیت را دارند که برای داشتن خواص خاص طراحی می‌شوند، اما ممکن است با برخی افزودنی‌ها یا مواد آب‌بندی سازگاری کمتری داشته باشند.

روغن‌های پایه زیستی این مزیت را دارند که سازگار با محیط زیست و زیست‌تخریب‌پذیر هستند، اما گران‌تر (نسبت به روغن‌های معدنی) هستند و تا حدودی در دسترس بودن آنها محدود است.

خواص اساسی روغن پایه که در تولید روان‌کننده‌ها مهم هستند شامل ویسکوزیته، شاخص ویسکوزیته، نقطه ریزش، نقطه اشتعال و پایداری حرارتی است. این خواص تعیین می‌کنند که روغن چقدر خوب ویژگی‌های جریان خود را در دماهای مختلف حفظ می‌کند، چقدر خوب در برابر اکسیداسیون و تجزیه مقاومت می‌کند و چقدر خوب در برابر سایش و اصطکاک محافظت می‌کند.

خواص خاص هر نوع بسته به منبع و فرآیند پالایش آن متفاوت خواهد بود.

تولید و پالایش روغن پایه

فرآیند استخراج روغن‌های پایه از نفت خام شامل چندین مرحله است، از جمله انتخاب و آماده‌سازی نفت خام، تقطیر و پالایش.

ابتدا نفت خام انتخاب و با حذف ناخالصی‌هایی مانند آب، رسوب و سایر آلاینده‌ها برای پالایش آماده می‌شود. سپس نفت خام گرم و تقطیر می‌شود تا بر اساس نقطه جوش آنها به بخش‌های مختلف جدا شود. بخش‌های سبک‌تر برای ساخت بنزین و سایر سوخت‌ها و بخش‌های سنگین‌تر برای ساخت روغن‌های پایه استفاده می‌شوند.

بخش‌های سنگین نفت خام که برای ساخت روغن‌های پایه استفاده می‌شوند، ذخایر روغن روان‌کننده نامیده می‌شوند و معمولاً دارای ویسکوزیته بالا و ساختار شیمیایی پیچیده‌ای هستند. سپس این ذخایر روغن روان‌کننده برای تولید روغن‌های پایه نهایی پالایش می‌شوند. فرآیند پالایش ممکن است شامل چندین مرحله مانند پالایش با حلال، هیدروکراکینگ یا ایزو–واکسینگ برای حذف ناخالصی‌ها، بهبود ساختار شیمیایی و بهبود خواص عملکردی روغن پایه باشد.

پس از پالایش، روغن‌های پایه بسته‌بندی شده و به مخلوط‌کن‌های روان‌کننده (تولیدکنندگان) ارسال می‌شوند، جایی که روغن‌های پایه با مخلوط‌های افزودنی مخلوط می‌شوند تا روان‌کننده‌های نهایی تولید شوند.

فرآیند پالایش و افزودنی‌های مورد استفاده می‌توانند بسته به نوع روغن پایه و خواص مورد نظر روان‌کننده نهایی متفاوت باشند.

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