روغن توربین

مقاله جامع در مورد روغن توربین

1. مقدمه ای بر روغن توربین

روغن توربین، که با نام روغن روان کننده توربین نیز شناخته می شود، یک روان کننده تخصصی است که برای استفاده در انواع مختلف توربین ها، از جمله توربین های گازی، توربین های بخار و توربین های آبی طراحی شده است. کاربردهای آن فراتر از توربین ها بوده و شامل روانکاری کمپرسورهای هوا و گاز، دستگاه های هیدرولیک، یاتاقان ها، چرخ دنده های کاهنده و رانر کاپلان توربین ها نیز می شود.

وظایف اصلی روغن توربین شامل فراهم کردن روانکاری مطمئن برای قطعات متحرک، کاهش اصطکاک و سایش، بهبود راندمان انرژی و ارائه حفاظت اساسی در برابر عواملی مانند لجن، زنگ زدگی و خوردگی است.

موتورهای توربین، به ویژه توربین های گازی، در دماهای بسیار بالا کار می کنند، که این امر مستلزم استفاده از روانکارهای با عملکرد بالا است که به طور خاص برای تحمل این شرایط شدید طراحی شده اند و خواص محافظتی و روانکاری خود را حفظ کنند.

در حالی که روغن های هیدرولیک عمدتاً بر ارائه خواص ضد سایش و ضد کف قوی تمرکز دارند، روغن های توربین معمولاً نیاز بیشتری به ویژگی های ضد زنگ، ضد خوردگی و ضد کف دارند، که این امر به دلیل محیط های عملیاتی خاص توربین ها است.

کاربردهای متنوع روغن توربین، که شامل توربین ها، کمپرسورها و سیستم های هیدرولیک می شود، نشان دهنده فرمولاسیون همه کاره آن است که قادر به برآورده ساختن طیف وسیعی از خواص است. با این حال، اولویت های عملکردی متفاوت در مقایسه با روغن هیدرولیک نشان می دهد که روغن توربین به طور خاص برای مقابله با چالش های غالب در ماشین آلات توربین، مانند مبارزه با زنگ زدگی و خوردگی در محیط های بالقوه مرطوب و جلوگیری از کف کردن در ماشین آلات دوار با سرعت بالا، بهینه شده است. علاوه بر این، تاکید مکرر بر دماهای عملیاتی بالا در توربین ها، به ویژه توربین های گازی، نشان می دهد که پایداری حرارتی و اکسیداسیون از پارامترهای عملکردی حیاتی هستند که در سراسر این گزارش مورد بحث قرار خواهند گرفت. توانایی روان کننده برای مقاومت در برابر این شرایط شدید بدون تخریب یا تشکیل محصولات جانبی مضر برای عملکرد مطمئن توربین بسیار مهم است.

2. طبقه بندی روغن های توربین

2.1. روغن های توربین معدنی

روغن توربین معدنی معمولاً یک روغن معدنی بسیار تصفیه شده است که از منابع نفتی خام انتخاب شده به دست می آید. در اساسی ترین شکل خود، ممکن است حاوی هیچگونه افزودنی نباشد.

ویژگی ها: روغن های توربین معدنی عموماً پایداری اکسیداسیون خوب، شاخص ویسکوزیته بالا که به تغییرات ویسکوزیته کم در دماهای مختلف منجر می شود و خواص جداسازی آب عالی، که به عنوان قابلیت جداسازی آب خوب نیز شناخته می شود، از خود نشان می دهند.

این روغن ها کاربرد گسترده ای به عنوان روان کننده برای طیف وسیعی از ماشین آلات صنعتی، از جمله روانکاری داخلی و خارجی کمپرسورهای هوا و گاز، روانکاری یاتاقان در ماشین های نورد فلزات آهنی و غیرآهنی، رول های لاستیکی و وینیل، ماشین های کاغذسازی، موتورها، پمپ ها، ژنراتورها و تجهیزات تهویه دارند. آنها همچنین در تجهیزات کاهنده، سیستم های روانکاری گردشی، روانکاری رانر کاپلان توربین ها و دستگاه های هیدرولیک مختلف استفاده می شوند.

مزایا: روغن های توربین معدنی اغلب یک راه حل مقرون به صرفه برای کاربردهایی هستند که تحت شرایط استاندارد کار می کنند.

معایب: در مقایسه با جایگزین های مصنوعی، روغن های توربین معدنی به طور معمول پایداری حرارتی محدودی برای کاربردهای با دمای بالا ارائه می دهند و ممکن است به دلیل محدودیت های ذاتی خود در شرایط سخت کاری، نیاز به تعویض روغن مکرر داشته باشند.

طیف گسترده کاربردهای روغن توربین معدنی نشان دهنده نقش اساسی آن به عنوان یک روان کننده همه کاره برای شرایط نه چندان سخت است. با این حال، تاکید ذاتی بر پایداری اکسیداسیون خوب و جداسازی آب، حتی در نسخه های بدون افزودنی، به چالش های اساسی در عملکرد توربین اشاره دارد که همه روغن های توربین، صرف نظر از پایه آنها، باید به طور موثر به آنها رسیدگی کنند.

2.2. روغن های توربین سنتتیک

روغن های توربین سنتتیک روان کننده های مهندسی شده ای هستند که برای ارائه عملکرد بهبود یافته، به ویژه در شرایط شدید طراحی شده اند. آنها عموماً مقاومت بهتری در برابر دماهای بالا و پایین و عمر طولانی تری نسبت به همتایان معدنی خود ارائه می دهند ³.

2.2.1. روغن های توربین بر پایه پلی آلفا الفین (PAO)

پلی آلفا الفین ها (PAO) یک نوع رایج روغن پایه سنتتیک هستند که در روان کننده های توربین استفاده می شوند. آنها هیدروکربن های سنتتیکی هستند که ساختار شاخه ای موجود در روغن های معدنی را تقلید می کنند اما ساختار مولکولی کنترل شده تر و خالص تری دارند که منجر به ویژگی های عملکردی بهبود یافته می شود.

ویژگی ها: روغن های توربین بر پایه PAO معمولاً شاخص ویسکوزیته بالا، ویژگی های جریان و نقطه ریزش عالی در دمای پایین، پایداری اکسیداسیون خوب، سازگاری با روغن های معدنی، رنگ ها و درزگیرهای رایج در سیستم های روانکاری، فراریت کم و نقطه اشتعال بالا از خود نشان می دهند.

مزایا: استفاده از روغن های توربین بر پایه PAO می تواند منجر به عملکرد بهتر موتور، مناسب بودن برای محیط های سرد، فواصل تخلیه روغن طولانی تر، کاهش رسوبات تجهیزات و عملکرد ضد سایش عالی شود.

معایب: معایب قابل توجه روغن های توربین بر پایه PAO شامل قابلیت تجزیه زیستی محدود، پتانسیل انقباض درزگیرها، حلالیت محدود با برخی افزودنی ها و احتمال تشکیل رسوبات سخت در کمپرسورهای رفت و برگشتی است.

کاربردها: PAO ها کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف از جمله سیالات خودرو، روغن های هیدرولیک، روغن های دنده، روغن های یاتاقان، روغن های کمپرسور و روغن های توربین، به ویژه در محیط هایی با دمای بسیار سرد یا گرم دارند.

سازگاری PAO ها با روغن های معدنی نشان می دهد که می توان از آنها به طور موثر در مخلوط ها برای استفاده از مزایای هر دو نوع پایه، به طور بالقوه دستیابی به تعادل بین هزینه و عملکرد استفاده کرد. با این حال، مشکل انقباض درزگیرها و حلالیت محدود افزودنی ها نشان دهنده نیاز به فرمولاسیون دقیق، احتمالاً شامل افزودن استرها به عنوان روغن های پایه مشترک برای کاهش این معایب است.

2.2.2. روغن های توربین بر پایه استر

روغن های توربین بر پایه استر از استرهای مصنوعی به عنوان پایه خود استفاده می کنند که از واکنش یک اسید حاوی اکسیژن با یک الکل تولید می شوند. این استرها همچنین می توانند از منابع گیاهی به دست آیند و یک گزینه روانکاری پایدارتر را ارائه دهند.

ویژگی ها: روغن های توربین بر پایه استر به طور کلی عملکرد عالی در دماهای بالا و پایین، شاخص ویسکوزیته بالا، پایداری اکسیداسیون خوب، قابلیت پاک کنندگی طبیعی، حساسیت قوی به افزودنی ها و ساختار قطبی که روانکاری خوب و تشکیل فیلم پایدار را فراهم می کند، از خود نشان می دهند.

مزایا: مزایای کلیدی استفاده از روغن های توربین بر پایه استر شامل پایداری حرارتی خوب، شاخص ویسکوزیته بالا، نقطه ریزش پایین، قابلیت پاک کنندگی طبیعی، قابلیت تجزیه زیستی (اگر از گیاهان به دست آید) و روانکاری عالی است.

معایب: محدودیت های قابل توجه روغن های توربین بر پایه استر شامل پایداری هیدرولیتیک ضعیف، به این معنی که به راحتی رطوبت را جذب می کنند، و پتانسیل متورم کردن برخی از درزگیرهای لاستیکی و تأثیرگذاری بر برخی از رنگ ها است. آنها همچنین ممکن است در کاربردهایی که تجمع رطوبت یک نگرانی قابل توجه است، ایده آل نباشند.

کاربردها: روغن های سنتتیک بر پایه استر برای مدت طولانی در روان کننده های موتور جت استفاده شده اند که در شرایط شدید کار می کنند. آنها همچنین در روغن های کمپرسور، یاتاقان ها، چرخ دنده ها، گریس های با دمای بالا و به عنوان یک پایه مشترک با PAO استفاده می شوند. علاوه بر این، آنها در توربین های گازی مشتق شده از هواپیما کاربرد دارند.

استفاده گسترده از استرها در موتورهای جت، که به خاطر شرایط عملیاتی شدیدشان شناخته شده اند، به شدت نشان دهنده قابلیت های عملکردی بالای این نوع روغن پایه سنتتیک و قابلیت اطمینان آنها است. با این حال، حساسیت ذاتی به رطوبت یک نگرانی قابل توجه برای توربین ها، به ویژه توربین های بخار است. این امر بر اهمیت استفاده از مکانیسم های آب بندی مناسب و استراتژی های مدیریت آب موثر در سیستم روانکاری هنگام استفاده از روغن های توربین بر پایه استر تأکید می کند.

2.2.3. روغن های توربین بر پایه سیلیکون

روغن سیلیکون دسته دیگری از روغن های پایه سنتتیک است که در روانکاری توربین استفاده می شود. این روغن به ویژه به دلیل پایداری خود در طیف وسیعی از دماهای عملیاتی شناخته شده است.

ویژگی ها: روغن های توربین بر پایه سیلیکون معمولاً پایداری اکسیداسیون حرارتی عالی، شاخص ویسکوزیته بسیار بالا که نشان دهنده ویسکوزیته پایدار در دماهای مختلف است، خواص عایق الکتریکی عالی، خواص ضد کف قوی، بی اثر بودن شیمیایی و خاصیت آب گریزی از خود نشان می دهند.

مزایا: مزایای کلیدی شامل طیف وسیع دمای کارکرد، مقاومت ذاتی در برابر اکسیداسیون و غیر سمی و غیر خورنده بودن است.

معایب: معایب قابل توجه روغن های بر پایه سیلیکون شامل خواص روانکاری ضعیف به دلیل کشش سطحی پایین و ضریب انبساط حرارتی و حلالیت گاز بالا، عدم اختلاط با روغن های معدنی و بسیاری از افزودنی های رایج و تمایل به نشت آسان است.

کاربردها: روغن های سیلیکون در کاربردهای تخصصی مانند گریس ها و روغن های با دمای بالا، روان کننده های در معرض تشعشع یا اکسیژن، سیال ترمز و در ماشین آلات صنعتی به عنوان روان کننده، سیال هیدرولیک یا سیال انتقال حرارت استفاده می شوند.

در حالی که روغن سیلیکون از پایداری حرارتی و بی اثر بودن استثنایی برخوردار است، خواص روانکاری ضعیف و عدم سازگاری آن با سایر روغن ها به احتمال زیاد استفاده از آن را به عنوان روان کننده اصلی در اکثر سیستم های توربین محدود می کند. این ممکن است کاربردهای خاصی در اجزای خاص یا سیستم های کمکی داشته باشد که در آن این معایب کمتر حیاتی هستند، مانند درزگیرها یا انواع خاصی از یاتاقان ها که در دماهای شدید کار می کنند اما نیازهای باربری بالایی ندارند.

2.3. روغن های توربین مقاوم در برابر آتش (استرهای فسفات)

روغن های توربین مقاوم در برابر آتش، که اغلب بر پایه استرهای فسفات هستند، به طور خاص برای کاربردهایی انتخاب می شوند که در آنها به حداقل رساندن خطر آتش سوزی از اهمیت بالایی برخوردار است.

ویژگی ها: این سیالات با نقاط اشتعال و آتش سوزی بالا، دماهای خوداشتعالی بالا، گرمای احتراق پایین و قابلیت خود خاموش شوندگی مشخص می شوند.

مزایا: مزایای کلیدی شامل کاهش قابل توجه خطر آتش سوزی، پایداری حرارتی خوب، مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب و خواص ضد سایش ذاتی خوب در شرایط بارگذاری بحرانی است.

معایب: محدودیت های قابل توجه شامل پایداری هیدرولیتیک پایین تر، به این معنی که در حضور آب تخریب می شوند، شاخص ویسکوزیته پایین، تهاجمی شیمیایی نسبت به بسیاری از درزگیرها و پوشش های معمولی، پتانسیل تولید محصولات جانبی تخریب مضر و هزینه بالا در مقایسه با روغن های معدنی است.

کاربردها: روغن های توربین مقاوم در برابر آتش عمدتاً در سیستم های کنترل الکتروهیدرولیک (EHC) توربین های بخار به دلیل مقررات ایمنی استفاده می شوند. آنها همچنین در برخی از توربین های گازی، توربوکمپرسورها و سیستم های هیدرولیک که خطر آتش سوزی در آنها زیاد است، کاربرد دارند.

تاکید قوی بر مقاومت در برابر آتش در استرهای فسفات نشان دهنده نقش حیاتی آنها در کاربردهای حساس به ایمنی در توربین ها، به ویژه در توربین های بخار مجهز به سیستم های کنترل الکتروهیدرولیک است. با این حال، ناپایداری هیدرولیتیک ذاتی و مشکلات سازگاری مواد نیاز به روش های نگهداری تخصصی و انتخاب دقیق مواد برای اجزای سیستم را برای اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت و جلوگیری از تخریب سیال ضروری می کند.

3. خواص و عوامل عملکردی کلیدی روغن توربین

3.1. ویسکوزیته و شاخص ویسکوزیته

ویسکوزیته، که به عنوان مقاومت روغن در برابر جریان تعریف می شود، مهمترین خاصیت هر روان کننده، از جمله روغن های توربین است. ویسکوزیته بر راندمان انتقال قدرت، اثربخشی روانکاری و توانایی دفع حرارت در سیستم توربین تأثیر مستقیم دارد.

انتخاب گرید ویسکوزیته مناسب برای اطمینان از تشکیل یک لایه روغن کافی که قطعات متحرک را در طیف وسیعی از دماهای عملیاتی که توربین تجربه می کند، جدا می کند، ضروری است. توربین های کوچکتر معمولاً به گرید ویسکوزیته پایین تری نیاز دارند، در حالی که توربین های بزرگتر به ویسکوزیته بالاتری برای حفظ روانکاری مناسب در شرایط عملیاتی خاص خود نیاز دارند.

شاخص ویسکوزیته (VI) یک شاخص حیاتی از میزان تغییر ویسکوزیته روغن در پاسخ به تغییرات دما است. VI بالا برای روغن های توربین ترجیح داده می شود، زیرا عملکرد ثابت و روانکاری قابل اعتماد را در طیف گسترده ای از دماهای عملیاتی تضمین می کند.

نیاز به گریدهای ویسکوزیته مختلف بر اساس اندازه و شرایط عملیاتی خاص توربین نشان می دهد که یک رویکرد استاندارد برای انتخاب روغن توربین مناسب نیست. ویسکوزیته روغن انتخابی باید به دقت با الزامات خاص توربین و محیط کار آن مطابقت داشته باشد تا روانکاری مطلوب تضمین شود و از سایش یا راندمان پایین جلوگیری شود.

3.2. پایداری حرارتی

پایداری حرارتی به توانایی ذاتی روغن توربین برای مقاومت در برابر تخریب و تجزیه شیمیایی در هنگام قرار گرفتن در معرض دماهای عملیاتی بالا که در سیستم های توربین رایج است، اشاره دارد.

دماهای بالا می توانند به طور قابل توجهی روند اکسیداسیون روغن را تسریع کنند و منجر به تشکیل محصولات جانبی مضر مانند لجن و وارنیش شوند که می توانند عملکرد کارآمد توربین را مختل کنند.

روغن های توربین سنتتیک عموماً در مقایسه با روغن های معدنی پایداری حرارتی بهتری از خود نشان می دهند، که این امر آنها را به گزینه ای مناسب برای محیط های با دمای بالا که در توربین های گازی یافت می شود تبدیل می کند.

با توجه به دماهای عملیاتی بسیار بالا، به ویژه در توربین های گازی، پایداری حرارتی به یک معیار اصلی برای انتخاب روغن توربین تبدیل می شود. عملکرد برتر روغن های سنتتیک در این زمینه دلیل افزایش استفاده از آنها در فناوری توربین های مدرن است، جایی که راندمان و قابلیت اطمینان در شرایط سخت از اهمیت بالایی برخوردار است.

3.3. پایداری اکسیداسیون

پایداری اکسیداسیون به مقاومت روغن توربین در برابر واکنش با اکسیژن اشاره دارد، فرآیندی که می تواند منجر به تشکیل اسیدهای خورنده و ترکیبات اکسیداسیون نامحلول شود. این محصولات جانبی می توانند باعث خوردگی اجزای توربین و رسوب لجن و وارنیش مضر در سیستم شوند.

آنتی اکسیدان های با کیفیت بالا معمولاً در فرمولاسیون روغن های توربین گنجانده می شوند تا به طور موثر اکسیداسیون را سرکوب کرده و عمر مفید روغن را به طور قابل توجهی افزایش دهند.

تشکیل وارنیش، یک رسوب چسبنده ناشی از اکسیداسیون روغن، یک نگرانی عملیاتی قابل توجه در توربین ها است. تجمع وارنیش می تواند عملکرد صحیح شیرها و مدارهای روانکاری را مختل کرده و در نتیجه منجر به اختلال در عملکرد توربین و کاهش راندمان کلی شود.

در حالی که پایداری حرارتی مقاومت روغن در برابر تجزیه در دماهای بالا را نشان می دهد، پایداری اکسیداسیون به طور خاص به تخریب شیمیایی روغن در طول زمان به دلیل قرار گرفتن در معرض اکسیژن مربوط می شود. هر دو خاصیت برای اطمینان از عمر طولانی روغن توربین و عملکرد قابل اعتماد توربین ضروری هستند. ذکر وارنیش به عنوان یک مشکل خاص، نیاز به روغن هایی با مقاومت اکسیداسیون قوی را برجسته می کند.

3.4. محافظت در برابر سایش

محافظت در برابر سایش یکی از ویژگی های مهم روغن توربین است که به توانایی آن در به حداقل رساندن اصطکاک و سایش بین اجزای متحرک مختلف در داخل توربین، به ویژه شافت اصلی که با سرعت های بسیار بالا می چرخد، اشاره دارد.

برای دستیابی به محافظت موثر در برابر سایش، روغن های توربین معمولاً حاوی افزودنی های ضد سایش تخصصی هستند. این افزودنی ها با تشکیل یک لایه محافظ نازک بر روی سطح قطعات فلزی، تماس مستقیم فلز با فلز را کاهش داده و در نتیجه سایش را به حداقل می رسانند.

اگرچه یاتاقان های توربین ممکن است همیشه تحت بارهای بسیار سنگین کار نکنند، اما سرعت های چرخشی مداوم و اغلب بسیار بالا، روانکاری موثر را برای جلوگیری از سایش و افزایش طول عمر اجزا ضروری می کند.

اگرچه یاتاقان های توربین ممکن است همیشه بارهای فشاری شدیدی را تجربه نکنند، اما سرعت های چرخشی مداوم و اغلب بسیار بالای مشخصه عملکرد توربین، محافظت در برابر سایش موثر را به یک نگرانی اساسی تبدیل می کند. بنابراین، گنجاندن افزودنی های ضد سایش با کیفیت بالا در فرمولاسیون روغن های توربین برای اطمینان از دوام طولانی مدت و قابلیت اطمینان عملیاتی اجزای پیچیده توربین بسیار مهم است.

3.5. محافظت در برابر خوردگی

محافظت در برابر خوردگی یک خاصیت ضروری روغن توربین است که به توانایی آن در جلوگیری از تشکیل زنگ زدگی (نوعی خوردگی که مخصوص آهن و فولاد است و در اثر قرار گرفتن در معرض آب و هوا ایجاد می شود) و مهار خوردگی شیمیایی در اجزای فلزی مختلف در داخل سیستم توربین اشاره دارد.

فرمولاسیون روغن های توربین به طور معمول شامل مهار کننده های زنگ زدگی و خوردگی است. این افزودنی های تخصصی با ایجاد یک لایه محافظ بر روی سطوح فلزی، به طور موثر آنها را از تخریب ناشی از رطوبت، اکسیژن و مواد خورنده محافظت می کنند.

وجود آب، به ویژه در توربین های بخار به دلیل نشت بخار و میعان، می تواند به طور قابل توجهی خطر زنگ زدگی و خوردگی را در داخل سیستم توربین افزایش دهد.

محیط عملیاتی توربین های بخار، که با احتمال ورود آب مشخص می شود، حفاظت در برابر خوردگی قوی را به یک الزام ویژه برای روغن توربین تبدیل می کند. گنجاندن مهار کننده های موثر بر آسیب پذیری ذاتی اجزای توربین در برابر زنگ زدگی و حمله شیمیایی تأکید می کند و نیاز به روغن های با دقت فرموله شده برای اطمینان از یکپارچگی سیستم در طولانی مدت را برجسته می کند.

3.6. قابلیت جداسازی آب (دمولسیبیلیتی)

قابلیت جداسازی آب، که به عنوان دمولسیبیلیتی نیز شناخته می شود، یک خاصیت حیاتی روغن توربین است که توانایی آن در جداسازی سریع از آب را توصیف می کند. این ویژگی به ویژه در توربین ها مهم است، زیرا آلودگی آب می تواند از طریق میعان، نشت بخار یا منابع دیگر رخ دهد ³.

قابلیت جداسازی آب موثر برای جلوگیری از تشکیل امولسیون های پایدار روغن و آب ضروری است. چنین امولسیون هایی می توانند در خواص روانکاری روغن اختلال ایجاد کرده و به طور قابل توجهی خطر خوردگی در داخل سیستم توربین را افزایش دهند ³.

توربین های بخار که به طور معمول در یک محیط "مرطوب" کار می کنند به دلیل ماهیت عملکرد خود، به روغن های توربین نیاز دارند که قابلیت جداسازی آب عالی را برای حفظ عملکرد خود و محافظت از تجهیزات نشان دهند.

اهمیت حیاتی جداسازی آب، به ویژه در زمینه توربین های بخار، تأکید می کند که قابلیت جداسازی آب یک شاخص عملکرد کلیدی برای روغن های توربین است. روغن هایی که می توانند به سرعت و به طور موثر آب را جدا کنند، به حفظ خواص روانکاری مورد نظر خود کمک می کنند و از شروع خوردگی جلوگیری می کنند و در نهایت عملکرد قابل اعتماد و طولانی مدت توربین را تضمین می کنند.

3.7. قابلیت جداسازی هوا (دیرایشن)

قابلیت جداسازی هوا، یا دیرایشن، یک خاصیت مهم روغن توربین است که به توانایی آن در آزاد کردن سریع هوای محبوس شده اشاره دارد. دیرایشن موثر برای جلوگیری از مشکلات عملیاتی مانند کاویتاسیون در پمپ ها و یاتاقان ها و اطمینان از عملکرد کارآمد و قابل اعتماد سیستم های کنترل هیدرولیک توربین حیاتی است.

جداسازی ضعیف هوا می تواند باعث تشدید کف کردن در سیستم روانکاری شود. کف بیش از حد می تواند منجر به عملکرد کند یا نامنظم کنترل های هیدرولیک شود و به طور بالقوه به اجزای مهم توربین آسیب برساند.

روغن های توربین با کیفیت بالا به طور خاص فرموله شده اند تا از خواص رهاسازی هوای خوبی برخوردار باشند. این امر اغلب از طریق انتخاب دقیق روغن های پایه و گنجاندن افزودنی های ضد کف که به تجزیه حباب های هوا و تسهیل خروج آنها از روغن کمک می کنند، به دست می آید.

جداسازی کارآمد هوا برای حفظ پاسخگویی و دقت سیستم های کنترل توربین و جلوگیری از آسیب ناشی از کاویتاسیون به پمپ ها و یاتاقان ها ضروری است. روغن های توربین با خواص دیرایشن عالی به طور قابل توجهی به قابلیت اطمینان کلی و عملکرد روان ماشین آلات توربین کمک می کنند.

3.8. مقاومت در برابر کف

مقاومت در برابر کف یک خاصیت اساسی روغن توربین است که توانایی آن در به حداقل رساندن تشکیل کف پایدار را توصیف می کند. کف بیش از حد می تواند در قابلیت روانکاری روغن اختلال ایجاد کند، اکسیداسیون روغن را به دلیل افزایش تماس با هوا تسریع کند و در موارد شدید، حتی منجر به سرریز و از دست دادن روان کننده از سیستم شود.

فرمولاسیون روغن های توربین معمولاً شامل افزودنی های ضد کف است که به بی ثبات کردن حباب های کف کمک می کند و باعث تجزیه سریع آنها و جلوگیری از تجمع کف بیش از حد در داخل سیستم می شود.

وجود کف بیش از حد می تواند منجر به طیف وسیعی از مشکلات عملیاتی، از جمله از دست دادن روغن از طریق سرریز، آسیب احتمالی به اجزای حساس تجهیزات و حتی خطرات ایمنی در صورت تماس کف با سیستم های الکتریکی شود.

کنترل کف برای حفظ یکپارچگی و عملکرد سیستم روانکاری توربین و جلوگیری از طیف وسیعی از مشکلات عملیاتی و خطرات ایمنی احتمالی بسیار مهم است. یک روغن توربین با فرمولاسیون مناسب حاوی بسته متعادلی از افزودنی ها، از جمله عوامل ضد کف، برای مدیریت موثر تشکیل کف و اطمینان از عملکرد مطمئن توربین خواهد بود.

4. عوامل مهم در انتخاب روغن توربین

4.1. تطبیق نوع روغن با نوع توربین

نوع خاص توربین (گازی، بخار، آبی) به طور اساسی الزامات عملکردی اولیه روغن روان کننده را تعیین می کند. به عنوان مثال، توربین های گازی به روغن هایی با پایداری حرارتی استثنایی نیاز دارند، در حالی که توربین های بخار به روغن هایی با قابلیت جداسازی آب برتر نیاز دارند، و توربین های آبی از روغن هایی با خواص جریان خوب در دمای پایین بهره مند می شوند ³.

4.2. تأثیر شرایط عملیاتی (دما، فشار، سرعت، بار)

شرایط عملیاتی خاصی که توربین تحت آن کار خواهد کرد، از جمله دماهای شدید، فشارهای بالا، سرعت های چرخشی بالا و بارهای سنگین، همگی فشارهای قابل توجهی بر روغن توربین وارد می کنند. بنابراین، انتخاب روان کننده هایی که به طور خاص برای مقاومت در برابر این شرایط خاص فرموله شده اند و خواص محافظتی و روانکاری خود را حفظ می کنند، بسیار مهم است.

4.3. رعایت توصیه ها و مشخصات سازنده تجهیزات اصلی (OEM)

سازندگان توربین توصیه ها و مشخصات دقیق روان کننده را بر اساس طراحی منحصر به فرد و پارامترهای عملکردی تجهیزات خود ارائه می دهند. پیروی دقیق از این دستورالعمل ها برای اطمینان از عملکرد مطلوب توربین، به حداکثر رساندن طول عمر تجهیزات و حفظ انطباق با ضمانت بسیار مهم است.

توصیه های سازنده تجهیزات اصلی (OEM) باید به عنوان راهنمای قطعی برای انتخاب روغن توربین در نظر گرفته شود. این توصیه ها بر اساس مهندسی پیچیده توربین و آزمایش های گسترده است. انحراف از روان کننده مشخص شده توسط OEM می تواند منجر به عملکرد نامطلوب، ابطال احتمالی ضمانت ها و حتی آسیب رساندن به تجهیزات در طول زمان شود که منجر به تعمیرات و خرابی های پرهزینه می شود.

جدول 1: عوامل انتخاب روغن توربین بر اساس نوع توربین و شرایط عملیاتی

5. دستورالعمل های نگهداری روغن توربین

5.1. اهمیت آنالیز منظم روغن و نظارت بر کیفیت

اجرای یک برنامه آنالیز منظم روغن و نظارت بر کیفیت برای حفظ سلامت و عملکرد روغن توربین از اهمیت بالایی برخوردار است. آنالیز منظم روغن امکان تشخیص زودهنگام آلودگی، شناسایی الگوهای سایش غیرعادی در داخل توربین و پیش بینی مشکلات احتمالی قبل از تبدیل شدن به خرابی های پرهزینه تجهیزات را فراهم می کند.

پارامترهای کلیدی که باید به طور معمول از طریق آنالیز روغن مورد نظارت قرار گیرند عبارتند از ویسکوزیته در دماهای مختلف، عدد اسیدی کل (TAN) که نشان دهنده اکسیداسیون روغن است، میزان آلودگی آب، غلظت افزودنی های آنتی اکسیدان، تعداد و طبقه بندی ذرات معلق، توانایی روغن در جلوگیری از زنگ زدگی، ویژگی های قابلیت جداسازی آب، تمایل به کف کردن و وجود فلزات سایش که نشان دهنده تخریب اجزا است.

ایجاد روند در داده های آنالیز روغن در طول زمان به ویژه ارزشمند است، زیرا به پرسنل نگهداری اجازه می دهد تا تغییرات تدریجی در وضعیت روغن را شناسایی کرده و به طور پیشگیرانه به مشکلات احتمالی قبل از منجر شدن به اختلال در عملکرد یا خرابی تجهیزات رسیدگی کنند.

اجرای یک برنامه آنالیز روغن سازگار و جامع یک سنگ بنای استراتژی نگهداری موثر توربین است. با ردیابی منظم پارامترهای کلیدی روان کننده، متخصصان فنی می توانند فواصل تعویض روغن را بر اساس وضعیت واقعی روغن بهینه سازی کنند، مشکلات تجهیزات در مراحل اولیه را شناسایی کرده و در نهایت قابلیت اطمینان توربین را بهبود بخشند و هزینه های نگهداری کلی را کاهش دهند.

5.2. تعیین فواصل تعویض روغن بهینه

فواصل تعویض روغن برای توربین ها اغلب بر اساس وضعیت واقعی روغن تعیین می شود که از طریق نتایج آنالیز منظم روغن مشخص می شود، نه اینکه صرفاً به برنامه های زمانی ثابت تکیه شود. این رویکرد، که به عنوان نگهداری مبتنی بر وضعیت شناخته می شود، امکان مدیریت کارآمدتر و مقرون به صرفه تر روان کننده را فراهم می کند.

عوامل متعددی می توانند بر فاصله تعویض روغن بهینه تأثیر بگذارند، از جمله نوع روغن توربین مورد استفاده (معدنی یا سنتتیک)، شرایط عملیاتی خاص توربین (مانند دما، بار و آلاینده های محیطی) و اثربخشی شیوه های کلی نگهداری روغن اجرا شده (شامل فیلتراسیون و حذف آب).

در حالی که سازندگان تجهیزات اصلی (OEM) معمولاً دستورالعمل های اولیه ای را برای فواصل تعویض روغن ارائه می دهند، این موارد باید به عنوان راهنمایی در نظر گرفته شوند که ممکن است بر اساس داده های به دست آمده از آنالیز روغن و شرایط عملیاتی واقعی که توربین تجربه می کند، نیاز به تنظیم داشته باشند.

در حالی که پیروی از توصیه های سازنده تجهیزات اصلی (OEM) برای فواصل تعویض روغن یک نقطه شروع خوب است، تکیه صرفاً بر برنامه های زمانی ثابت ممکن است همیشه کارآمدترین یا مقرون به صرفه ترین استراتژی نباشد. اجرای نگهداری مبتنی بر وضعیت، که توسط بینش های به دست آمده از آنالیز منظم روغن هدایت می شود، امکان بهینه سازی فواصل تعویض روغن را فراهم می کند. این رویکرد تضمین می کند که روغن در صورت نیاز واقعی تعویض می شود، از تعویض زودهنگام جلوگیری می کند و خطر استفاده از روغن تخریب شده را به حداقل می رساند، که در نهایت منجر به صرفه جویی در هزینه و کاهش اثرات زیست محیطی می شود.

5.3. روش های ایمن برای کار با روغن توربین

روغن توربین باید در ظروف در بسته و با برچسب مناسب در محیطی خنک، خشک و دارای تهویه مناسب، دور از منابع گرما و مواد ناسازگار نگهداری شود. نگهداری مناسب به جلوگیری از آلودگی و تخریب روغن کمک می کند.

در حین کار با روغن توربین، باید از تماس طولانی مدت یا مکرر با پوست و استنشاق بخارات یا مه روغن خودداری شود. هنگام کار با روغن توربین باید از تجهیزات حفاظت فردی (PPE) مناسب مانند دستکش های غیرقابل نفوذ و محافظ چشم استفاده شود ⁵.

روغن توربین مستعمل در بسیاری از مناطق به عنوان زباله خطرناک طبقه بندی می شود و باید مطابق با کلیه مقررات محلی، منطقه ای و ملی قابل اجرا و معمولاً از طریق پیمانکاران مجاز روغن مستعمل دفع شود که می توانند شیوه های مدیریت پسماند سازگار با محیط زیست را تضمین کنند.

جلوگیری از ریختن و نشت روغن توربین در حین جابجایی و نگهداری بسیار مهم است. در صورت ریختن، باید بلافاصله روش های مناسب مهار و پاکسازی نشت برای به حداقل رساندن آلودگی محیطی و خطرات ایمنی اجرا شود.

رعایت روش های ایمن برای جابجایی، نگهداری و دفع روغن توربین نه تنها یک الزام قانونی است، بلکه یک جنبه اساسی از مسئولیت پذیری زیست محیطی و ایمنی پرسنل است. اجرای این بهترین شیوه ها خطر حوادث را به حداقل می رساند، از آلودگی روغن و محیط اطراف جلوگیری می کند و از سلامت افراد درگیر در سیستم های روانکاری توربین محافظت می کند.

6. تولیدکنندگان عمده روغن توربین و ویژگی های محصولات آنها

بازار روغن توربین توسط تعدادی از تولیدکنندگان برجسته جهانی، از جمله رهبران صنعت مانند رویال داچ شل، اکسون موبیل کورپوریشن، بی پی پی ال سی، توتال انرژی اس ای، شورون کورپوریشن و ایدمتسو کوسان کو. ال تی دی، اداره می شود. این شرکت ها طیف گسترده ای از روغن های توربین را ارائه می دهند که برای کاربردها و الزامات عملکردی مختلف طراحی شده اند.

شل: شل طیف وسیعی از روغن های توربین را تحت سری شل توربو (شامل محصولاتی مانند شل توربو T 32، T 46، T 68، T 100، S4 GX، S5 DR و N) ارائه می دهد. این روغن ها به دلیل پایداری حرارتی عالی، قابلیت جداسازی آب، خواص رهاسازی هوا، مقاومت در برابر کف و محافظت قوی در برابر زنگ زدگی و خوردگی شناخته شده اند و نیازهای طیف وسیعی از انواع توربین و شرایط عملیاتی را برآورده می کنند.

اکسون موبیل: اکسون موبیل مجموعه ای از روغن های توربین با عملکرد بالا را تحت سری موبیل DTE (شامل موبیل DTE 700، 800 و 932 GT و همچنین سری Teresstic) به بازار عرضه می کند. این روغن ها برای ارائه کنترل رسوب برتر، قابلیت جداسازی آب استثنایی، پایداری اکسیداسیون عالی و محافظت در برابر زنگ زدگی و خوردگی بهبود یافته طراحی شده اند و عملکرد قابل اعتماد را در کاربردهای توربین سخت تضمین می کنند.

توتال انرژی: توتال انرژی مجموعه جامعی از روان کننده های توربین را تحت سری PRESLIA (شامل PRESLIA، GT، EVO، SE JET و SE HTS) ارائه می دهد. این روغن ها به طور خاص برای روانکاری و تنظیم توربین های گازی، بخار و سیکل ترکیبی طراحی شده اند و ویژگی هایی مانند مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون، مقاومت بالا در برابر تنش حرارتی و فرمولاسیون های پیشرفته برای جلوگیری از تجمع لجن و وارنیش را ارائه می دهند.

شورون: شورون طیف وسیعی از روغن های توربین را ارائه می دهد، از جمله سری GST Advantage (RO و EP) و سری Regal (EP، R&O و SGT 22). این روان کننده ها به دلیل پایداری حرارتی و اکسیداسیون استثنایی، محافظت در برابر سایش موثر و خواص جداسازی آب عالی شناخته شده اند که آنها را برای کاربردهای مختلف توربین، از جمله توربین های گازی، بخار و آبی مناسب می کند.

لوبریفیکیشن انجینیرز (LE): لوبریفیکیشن انجینیرز متخصص در روان کننده های با عملکرد بالا است، از جمله روغن های توربین Monolec® و روغن توربین Endure™. این محصولات با تمرکز بر ارائه کاهش سایش برتر، پایداری اکسیداسیون استثنایی و کنترل موثر تشکیل وارنیش و لجن فرموله شده اند و عمر طولانی تر تجهیزات و عملکرد قابل اعتماد را تضمین می کنند.

والولین: والولین طیف وسیعی از روغن های توربین با گریدهای ویسکوزیته از 32 تا 220 را ارائه می دهد. فرمولاسیون آنها بر مقاومت در برابر خوردگی، خواص ضد اکسیداسیون بهبود یافته و ویژگی های ضد کف موثر تأکید دارد و نیازهای متنوع سیستم های مختلف توربین را برآورده می کند.

سایر تولیدکنندگان قابل توجه در بازار روغن توربین عبارتند از کاسترول (با سری Perfecto)، فیلیپس 66 (ارائه روغن توربین خود) و ایستمن (معروف به سری Turbo Oil، به ویژه در کاربردهای هواپیمایی).

حضور هم بازیگران اصلی جهانی روان کننده و هم تولیدکنندگان تخصصی نشان دهنده یک بازار متنوع است که به طیف گسترده ای از انواع توربین و الزامات عملکردی پاسخ می دهد. هر سازنده مزایای خاصی را برای خطوط تولید خود برجسته می کند، که نشان می دهد برای انتخاب روغن بهینه، بررسی دقیق نیازهای خاص توربین بسیار مهم است.

7. نتیجه گیری

روغن توربین یک جزء حیاتی برای عملکرد مطمئن و کارآمد انواع مختلف توربین ها و تجهیزات صنعتی مرتبط در صنایع مختلف است.

انتخاب روغن توربین مناسب مستلزم درک جامع از انواع مختلف روغن موجود، خواص ذاتی آنها و الزامات عملکردی خاص تحمیل شده توسط توربین و محیط کار آن است.

رعایت توصیه ها و مشخصات ارائه شده توسط سازنده تجهیزات اصلی (OEM) از اهمیت بالایی برخوردار است و اجرای یک برنامه جامع نگهداری روغن، از جمله آنالیز منظم روغن، برای به حداکثر رساندن طول عمر توربین، به حداقل رساندن زمان خرابی و اطمینان از عملکرد ایمن ضروری است.

چشم انداز متنوع تولیدکنندگان روغن توربین و طیف گسترده محصولات تخصصی آنها به کاربران امکان انتخاب گسترده ای برای برآورده کردن نیازهای روانکاری و انتظارات عملکردی خاص خود را می دهد.

پیشرفت‌های مداوم در فناوری روغن‌های سنتتیک به طور مداوم عملکرد روغن‌های توربین را بهبود می‌بخشد، به ویژه در کاربردهای سخت که شامل دماهای عملیاتی بالا و شرایط شدید است.