در سیستمهای روانکاری صنعتی، کیفیت روغن نقش تعیینکنندهای در عملکرد و طول عمر تجهیزات دارد. یکی از مهمترین مشکلاتی که در روغنهای توربین، سیستمهای هیدرولیک، کمپرسورها و سایر تجهیزات حساس مشاهده میشود، تشکیل وارنیش (Varnish) است.
وارنیش یکی از مهمترین عوامل ایجاد خرابیهای ناگهانی، افزایش هزینههای تعمیرات و کاهش قابلیت اطمینان تجهیزات محسوب میشود. شناخت علت تشکیل، روشهای تشخیص و راهکارهای حذف آن، بخش مهمی از برنامههای نگهداری و پایش وضعیت تجهیزات (Condition Monitoring) است.
وارنیش چیست؟
وارنیش (Varnish) رسوبی نازک، سخت و چسبنده است که در اثر اکسیداسیون و تخریب روغن روانکار تشکیل میشود. این رسوبات عمدتاً از محصولات جانبی اکسیداسیون روغن تشکیل شدهاند و ابتدا به صورت ترکیبات محلول در روغن وجود دارند.
با افزایش غلظت این ترکیبات، تغییر دما یا کاهش حلالیت روغن، محصولات اکسیداسیون به ذرات بسیار ریز تبدیل شده و به تدریج روی سطوح داخلی تجهیزات رسوب میکنند.
این رسوبات معمولاً روی موارد زیر تشکیل میشوند:
- یاتاقانها
- شیرهای سروو (Servo Valve)
- اسپول ولوها
- فیلترهای روغن
- مبدلهای حرارتی
- مجاری عبور روغن
انواع وارنیش
وارنیش در سیستم روانکاری به دو شکل وجود دارد.
۱. وارنیش محلول (Soluble Varnish)
در مراحل اولیه تخریب روغن، محصولات اکسیداسیون هنوز در روغن حل شدهاند و قابل مشاهده نیستند. به این مرحله، وارنیش محلول یا پیشساز وارنیش گفته میشود.
۲. وارنیش نامحلول (Insoluble Varnish)
با رسیدن روغن به حد اشباع (Saturation Point)، دیگر امکان حل شدن محصولات اکسیداسیون وجود ندارد. در این شرایط، ترکیبات اکسیدشده به ذرات بسیار ریز تبدیل شده و روی سطوح داخلی سیستم رسوب میکنند.
دلایل تشکیل وارنیش
تشکیل وارنیش نتیجه تخریب شیمیایی روغن است و عوامل مختلفی در ایجاد آن نقش دارند.
مهمترین عوامل عبارتاند از:
- اکسیداسیون روغن (مهمترین عامل)
- افزایش دمای روغن و وجود نقاط داغ (Hot Spots)
- ورود آب و رطوبت
- آلودگیهای جامد
- پدیده میکرودیزل (Micro-dieseling)
- تخلیه الکترواستاتیکی (Electrostatic Discharge)
- ناسازگاری یا اختلاط روغنهای مختلف
- کاهش کیفیت یا پایان عمر مفید روغن
پیامدهای تشکیل وارنیش
وجود وارنیش میتواند مشکلات متعددی در تجهیزات صنعتی ایجاد کند، از جمله:
- گیر کردن شیرهای کنترل و سروو ولوها
- افزایش دمای یاتاقانها
- کاهش انتقال حرارت
- گرفتگی فیلترها
- انسداد مجاری روغن
- کاهش دبی روغن
- اختلال در عملکرد قطعات با تلرانس پایین
- افزایش توقفهای ناخواسته تجهیزات
- افزایش هزینههای تعمیرات و نگهداری
در بسیاری از نیروگاهها و صنایع بزرگ، تشکیل وارنیش یکی از مهمترین دلایل خرابی سروو ولوهای توربین به شمار میرود.
روشهای اندازهگیری وارنیش
برای ارزیابی میزان یا پتانسیل تشکیل وارنیش، آزمونهای مختلفی استفاده میشود.
آزمون MPC (ASTM D7843)
رایجترین روش اندازهگیری پتانسیل تشکیل وارنیش است. در این آزمون، محصولات اکسیداسیون روغن روی غشای مخصوص جمعآوری شده و شدت رنگ ایجادشده اندازهگیری میشود.
آزمون CPA
روشی مشابه MPC است که توسط برخی آزمایشگاهها و تولیدکنندگان تجهیزات استفاده میشود، اما استاندارد ASTM مستقل و فراگیری ندارد.
آزمون Ultracentrifuge (UC)
در این روش، ذرات معلق و محصولات اکسیداسیون توسط اولتراسانتریفیوژ جداسازی شده و میزان آلودگی نامحلول روغن ارزیابی میشود. این آزمون معمولاً به عنوان تست تکمیلی در کنار MPC استفاده میشود.
روشهای حذف وارنیش
راهکارهای مختلفی برای حذف وارنیش وجود دارد که انتخاب آنها به وضعیت روغن و میزان تخریب آن بستگی دارد.
رایجترین روشها عبارتاند از:
- فیلترهای بستر عمیق سلولزی (Cellulose Depth Media)
- فیلترهای نانویی با ساختار لوله مویین (Capillary Nano Filter)
- فیلترهای الکترواستاتیکی
- فناوری Balanced Charge Agglomeration (BCA)
- بسترهای رزین تبادل یونی (Ion Exchange Resin)
- شستوشوی شیمیایی و فلاشینگ سیستم
- احیای شیمیایی روغن
- تعویض کامل روغن
در صورتی که روغن هنوز از نظر پایداری اکسیداسیونی وضعیت مناسبی داشته باشد، روشهای فیلتراسیون و حذف وارنیش بهترین گزینه هستند. اما اگر روغن به شدت اکسید شده و ذخیره آنتیاکسیدانی آن کاهش یافته باشد، معمولاً احیای شیمیایی یا تعویض روغن همراه با شستوشوی سیستم راهکار مناسبتری خواهد بود.
آیا حذف وارنیش به معنای رفع مشکل است؟
خیر.
حذف رسوبات تنها نتیجه تشکیل وارنیش را از بین میبرد، نه علت آن را.
اگر عواملی مانند دمای بالا، آلودگی، میکرودیزل، تخلیه الکترواستاتیکی یا اکسیداسیون کنترل نشوند، وارنیش دوباره تشکیل خواهد شد. بنابراین، شناسایی و حذف علت اصلی، مهمترین بخش مدیریت و کنترل وارنیش است.
جمعبندی
وارنیش یکی از مهمترین محصولات تخریب روغنهای صنعتی است که میتواند موجب خرابی تجهیزات حساس، افزایش دمای یاتاقانها، گیر کردن شیرهای کنترل، کاهش انتقال حرارت و افزایش هزینههای تعمیرات شود.
پایش منظم وضعیت روغن، انجام آزمونهایی مانند MPC، کنترل دما و آلودگی، انتخاب روانکار مناسب و استفاده از فناوریهای حذف وارنیش، از مهمترین راهکارهای افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات و کاهش توقفهای ناخواسته در صنایع محسوب میشوند.
