How to Monitor Grease Degradation

Regular readers of Practicing Oil Analysis magazine will be well-versed in the use of oil analysis to determine thermal and oxidative degradation in used oils. Tests such as acid number (AN), Fourier transform infrared (FTIR), and the rotating pressure vessel oxidation test (RPVOT) should be commonplace in any well-designed oil analysis program, allowing oil analysis practitioners to scientifically determine when a condition-based oil change is warranted.

Conversely, little effort has been made to determine how similar analytical techniques can be applied to lubricating greases. While it is a challenge to obtain a representative sample of in-service greases, simple scientific logic suggests that the rate of oxidation of a grease should be measurable to the oxidation of lubricating oils: after all, a grease has the same or similar additives as those found in conventional lubricating oils, bound up with a soap or other thickener.

The value of being able to scientifically monitor grease degradation is clear. While mechanical methods such as sonic and ultrasonic monitoring, shock pulse analysis and high-frequency vibration analysis have proven to be useful in assessing regreasing intervals, little work has been performed to assess the effects of base oil deterioration in greases. However, with high-performance synthetic-based greases becoming increasingly commonplace and industry-leading companies demanding precision lubrication, being able to determine the optimum regrease interval may require paying closer attention to the oxidative and thermal performance of in-service greases.

Determining Grease Oxidation
To evaluate the effectiveness of oil analysis in monitoring the rate of thermal and oxidative degradation of lubricating greases, researchers at the Fundacion Tekniker in Bilbao, Spain devised a series of simple experiments to try to evaluate the effectiveness of some common and not-so-common oil analysis tests in determining grease degradation.

First, they took a conventional lithium grease formulated with a mineral base oil and typical additives found in most general-purpose greases. They then set about artificially inducing oxidation by stressing the grease over a five-hour period at 125°C. Throughout this time, samples were taken at regular intervals and analyzed using a series of analytical methods. By comparing the test results, the research team drew some general conclusions concerning the effectiveness of the various test methods, which may contribute toward the use of these methods in the evaluation of in-service greases.

Testing Methods
To evaluate the degree to which the grease had oxidized, the team applied several different analytical techniques. First, solvent extraction was used to remove the base oil from the grease samples. After extraction, the following standard oil analysis tests were performed:

• Kinematic viscosity – the viscosity of the base oil was determined at both 40°C and 100°C using ASTM D445.
• Acid number – ASTM D974 was performed on the extracted base oil to determine the acid number (AN) of the oil/grease.
• Infrared – after extracting the base oil using ether, a standard infrared spectrum was recorded. The team was particularly interested in the 1,700 to 1,780 cm-1 region, where infrared bands typically appear due to oil oxidation, as well as the 960 to 1,020 and 650 to 690 cm-1 regions, where absorption due to ZDDP, a common antioxidant and antiwear additive in many oils and greases, may be found.
• Inductive coupled plasma spectroscopy (ASTM D 5185) – ICP is commonly used to determine wear metals contaminants and additive elements in used oil samples. The team focused on two elements, Zn and P, to try to measure the degree to which the ZDDP additive had degraded.

The goal of the team was to try to find the simplest, most cost-effective means of providing the information they were searching for. Therefore, they applied two less common techniques, specifically the RulerTM method and direct scanning calorimetry (DSC) in an attempt to evaluate the degree of oxidation.

• Ruler^TM - The RulerTM instrument, discussed in a previous issue of POA, works on the principle of linear sweep cyclic voltammetry. By applying this test method, in which a variable voltage is applied to the sample while measuring the current flow, the presence and concentration of various antioxidant additives (including but not limited to ZDDP) can be determined based on their unique electrochemical oxidation potential and the magnitude of the induced current. This procedure has recently been developed as a full ASTM test procedure under ASTM D6971. Because of its simplicity, this test was performed on both the extracted base oil and the grease (after suitable dilution).
• Direct Scanning Calorimetry (ASTM D5483) - DSC has been used for several years to determine the degree to which greases have degraded. In this procedure, the grease is placed in a sealed vessel and subjected to heat in an oxygen-rich environment, similar to the more common RPVOT test. By monitoring the temperature of the cell, the onset of oxidation can be determined when a sharp rise in heat generation is noted (commonly referred to as the induction point), due to the exothermic nature of the oxidation reaction.

The Results Are In
A summary of the results of this study are presented in In general, most of the analytical techniques showed a significant change throughout the five-hour period when the grease was stressed, exhibiting excellent correlation between the methods. An exception to this are the viscosity readings at 40°C and 100°C, which are not particularly surprising because viscosity is known to be a lagging indicator of oil oxidation.
Of particular interest was the degree of correlation between data obtained using the RulerTM instrument on both the diluted grease and extracted oil samples, the infrared the AN readings measured in the oil, and the Zn and P concentrations from ICP

confirms that as the oil degraded, a significant drop was observed in the ZDDP concentrations, as measured by the Ruler^TM instrument. At the same time, a reduction in the infrared peaks at 620 to 680 cm^-1 and 970 to 1,080 cm^-1 was also observed, along with a reduction in both Zn and P concentrations as determined by ICP, confirming the depletion of ZDDP.

The AN results were also interesting. The initial AN of the extracted oil was found to be approximately 2.4 mg KOH/g oil. As the oil starts to degrade, the AN dropped, particularly around the 80 to 90 minute mark when the other analytical techniques start to show a decrease

However, after the other techniques indicated that the ZDDP was almost completely depleted (around the 100 to 150 minute mark), a slow but noticeable increase in AN was observed.

Again the conclusions are clear. The initial high AN of 2.4 in the new grease is largely due to the mildly acid nature of ZDDP, as measured by the AN test. As the ZDDP depletes due to thermal stress, the AN shows a corresponding drop consistent with this depletion. However, when the ZDDP, which in this case is serving as an antioxidant additive, is depleted it can no longer protect the base oil from oxidizing. As the base oil begins to oxidize (around the 150 minute mark), the AN begins to rise as weak organic acid by-products of base oil oxidation are formed. A similar effect to this is often seen in ZDDP additized hydraulic fluids and other oils containing mildly acidic additives, and is again consistent with the other findings. Note that no change in viscosity was observed, despite the rise in AN.

The correlation of the DSC results with the other techniques was also apparent. Just like the RulerTM data, a clear drop in the DSC induction point was observed around the 80 to 90 minute mark. It remains that DSC is an excellent technique alongside the other methods used in this study to detect the onset of grease degradation.

Conclusions
Based on the results, the team was able to draw some general conclusions regarding the efficacy of the various techniques in monitoring grease degradation:

1.    The Ruler^TM instrument was able to offer a simple field method, which did not require the oil to be extracted from the grease (a time-consuming and complicated process).

2.    While ICP proved effective at monitoring ZDDP depletion in this case, it may not be possible to use this technique where no organometallic additives are present.

3.    Infrared is an effective technique in determining antioxidant additives, provided the absorption bands lie in a relatively clear area of the spectrum (as in this case), and that a new oil base line is available to quantify the degree of infrared absorption of the new grease and the appropriate resonant frequencies.

4.    AN and particularly viscosity measurements are less effective in determining oxidation potential than other techniques (such as infrared and Ruler^TM) that directly measure additive concentrations.

5.    The correlation between Ruler^TM and DSC methods appears to be excellent though further studies may be necessary to recognize if this is applicable in all cases.

6.    Complete depletion of ZDDP appeared to correlate to an approximate 50 percent reduction in Zn and P concentrations in the extracted oil samples, due to the presence of by-products and ZDDP depletion that remain in the oil and still contain elemental Zn and P.

گریس لیتیمی در صنعت هوانوردی

گریس با پایه لیتیم برای هواپیما

چرخهای هواپیما، از قسمت هایی است که در زمان نشست و یا برخاست هواپیما نقشی کلیدی در ایمنی پرواز داد.

سال گذشته، مقاله آلن ویلیامز، از شرکت هواپیمایی ایرباس در خصوص استفاده از گریسهای پایه لیتیم برای کاربرد در بلبرینگ چرخهای هواپیما، در کنفرانس سالیانه انجمن روانکاران گریس در اروپا (ELGI) ارایه و به عنوان بهترین مقاله سال۲۰۰۶ برگزیده شد. ویلیامز با بیش از۳۰ سال تجربه در خصوص ساخت گریس در صنایع هوایی و دریایی موفق شده تا این نوع گریس را به علت کاربرد بهتر جایگزین گریسهای قبلی کند.
کاربرد روانکارهای مناسب در صنایع هوا فضا یکی از حساسترین مباحثی است که سازندگان گریس در جهان با آن مواجه هستند. ناکارآمدی روانکارها در این صنایع می تواند باعث یک مأموریت منجر به شکست و بروز خسارات جانی و مالی بسیار شود. در خصوص صنایع فضایی بیشترین خسارات، مالی است ولی این موضوع در بخش هواپیمایی علاوه برخسارات مالی می تواند ضایعات انسانی جبران ناپذیری را به وجود آورد.  چرخهای هواپیما، از قسمت هایی است که در زمان نشست و یا برخاست هواپیما نقشی کلیدی در ایمنی پرواز دارد. کارکرد ناقص این قسمت به ویژه در زمان نشستن یک هواپیما برروی زمین می تواند منجر به انحراف در مسیر باند، آتش سوزی سیستم محورهای چرخ ها و حتی از بین رفتن خود هواپیما شود.
برای توضیح بهتر، بیایید یک پرواز فرضی هواپیما را از مبدأ تا مقصد با شرایط بد اقلیمی مورد بررسی قرار دهیم. شرایط پرواز به این ترتیب است: دمای محیط۵۰ تا۶۰ درجه سانتیگراد ، فشار هوا ۱۴.۵ PSI (۱ BAR) . این هواپیما پس از کنترل تمام سیستمهای خود و تاکسی کردن به باند پرواز پس از برخاستن از زمین تا ارتفاع۱۱ کیلومتری اوج می گیرد. در این ارتفاع دمای محیط۷۰ درجه سانتیگراد زیرصفر و فشار هوا (۰.۲ BAR) ۳.۳ PSI است. با توجه به برودت و کاهش فشار هوا، افت کیفیت روانکارهای کاربردی در هواپیما بسیار محتمل است. پس از رسیدن به مقصد که می تواند در یکی از مناطق سردسیر باشد شرایط دمای هوا در زمان فرود بین۳۰- تا۴۰- درجه سانتیگراد و فشار هوا ۱ BAR ، سطح باند کاملاً مرطوب و لغزنده است که برای یخ نزدن آن از مواد ضد یخ استفاده شده است. وضعیت سیستمهای چرخها در زمان شروع پرواز به این شرح بوده است: دمای ترمزها در زمان تاکسی به سمت باند پرواز کمتر از۲۰۰ درجه سانتیگراد بوده و مقداری آب و رطوبت وارد سیستم ترمز شده است. در زمان پرواز پودر کربن متصاعد در لنت های ترمز وارد توپی چرخ می شود. در زمان نشستن دمای ترمز۶۰۰ تا۷۰۰ درجه سانتیگراد است. در اینجا مقدار زیادی آب همراه با مواد ضدیخ نیز ممکن است به درون این قسمت وارد شود. تمام این مواد به راحتی می تواند وارد گریسهای بلبرینگ چرخها شود و کیفیت آنرا کاهش دهد.
در صورت استفاده نکردن از گریس های مناسب و یا تعویض نکردن به موقع آنها، به علت وجود آلاینده های یاد شده همراه با تغییرات شدید دما، روانکاری بلبرینگ چرخها بخوبی انجام نمی شود که این امر می تواند به زنگ زدگی، شکستگی، سایش بیش از حد و مانند اینها منجر شود. این عوامل همچنین ممکن است خرابی سیستمهای ارابه فرود هواپیما را در پی داشته و خسارات جبران ناپذیری به وجود آورد.
در گذشته از گریسهایی با پایه پرکننده خاکهای کلی (Clay Based) برای بلبرینگ چرخهای هواپیما استفاده می شد. »آلن ویلیامز« تحقیقات خود را در خصوص ساخت گریسهای پایه لیتیم برای کاربرد در سیستم های ارابه فرود هواپیماهای مسافربری و نظامی انجام داده که این نوع گریس به علت کارایی ممتازتر، جایگزین انواع قبلی شده است. درگذشته عمر چرخهای هواپیما بین۲۰۰ تا۳۰۰ پرواز هواپیما بود. اما انتظار می رود با بهره گیری از گریس جدید، این تعداد پرواز به۷۵۰ مرتبه افزایش یابد. بطور متوسط چرخهای هواپیما بین۹ تا۱ ماه (بسته به نوع هواپیما) تعویض می شوند.
گریس جدید تحت استاندارد عمومی SAE AMS ۳۰۵۲ به ثبت رسیده و شرکتهای ایرباس با شماره AIMS۰۹-۰۶-۰۰۲ ۱۲ و بوئینگ با شماره BMS۳- ۳۳B آنرا مورد استفاده قرار می دهند. نقطه افت این گریس۲۵۰ درجه سانتیگراد بوده و دیگر مزایای مهم آن حفاظت بیشتر در مقابل خطرات آتش سوزی، مقاومت بیشتر در مقابل آب و حفاظت بهتر قطعات در مقابل اکسیداسیون است. تاکنون بیش از۲ هزار فروند هواپیمای تجاری و نظامی این گریس را جایگزین گریسهای قبلی کرده اند و استفاده از آن در سایر قسمتهای هواپیما نیز رواج یافته است.

منبع:   ماهنامه نفت پارس

 

 

 

در جدول زیر تمامی آزمایشاتی که بر روی گریس ها قابل انجام است بهمراه روش آزمون و

مقدار وزن لازم مشاهده ميگردد    

 

GREASE ANALYSIS
Analysis	Method	Volume
Analytical Ferrography	HL-1132	10 ml
Analytical Ferrography W/DR	HL-1132	10 ml
Appearance of Grease	HL-1145	5 g
Ash Content	ASTM D-482	100 ml
Bleed & Evaporation of Grease	HL-0033	50 g
Chloride by Microcoulometry(solids,grs,wtr)	HL-1168	100 ml
Cone Penetration (1/4) Unworked	ASTM D-1403	60 g
Cone Penetration (1/4) Worked	ASTM D-1403	60 g
Cone Penetration Full Scale (Unworked)	ASTM D-217	1 lb
Cone Penetration, Full Scale Worked	ASTM D-217	1 lb
Corrosion Properties of Grease	ASTM D-1743	500 g
Dropping Point	ASTM D-2265	5 g
Evaporation of Diluent	HL-1173	100 ml
FTIR "Omnic" with Intrepertation	HL-1141	10 ml
FT-IR Nicolet Impact 410 "Omnic"(IR Scan)	HL-1141	10 ml
Metals by ICP AES Organic (24 Elements)	HL-1158	10 ml
Metals by ICP, Aqueous (24 Elements)	HL-1158	10 ml
Microwave Digestion (Preparation)	HL-1164	25 g
NLGI Number, Calculation	ASTM D-217	1 lb
Oil Separation from Greases	ASTM D-1742	125 g
Onset of Oxidation by DSC	HL-1166	10 g
Oxidation Stability of Grease	ASTM D-942	100 g
Particulate Contamination of Grease	HL-1178	5 g
Penetration 10,000 Strokes	ASTM D-217	1 lb
Penetration 100,000 Strokes	ASTM D-217	1 lb
RULER Analysis	HL-1182	10 ml
Sample Preparation by Bomb	ASTM D-808	10 ml
Sulfur by Micro. (Mod)(solids, grease,etc.)	ASTM D-3120	100 ml
Thermo graphic Analysis (TGA)	HL-1165	10 g
Total Halogens by Ion Chromatography	HL-1151	100 ml
Water by Karl Fischer (Evaporated)	ASTM D-1533	25 ml
Water Washout of Grease	ASTM D-1264	100 g
Wear by Pin-On-Disc	ASTM G-99	200 ml

 

گريس و كاربردهاي ويژه آن در صنعت

گريس و كاربردهاي ويژه آن در صنعت

در طول ساليان متوالي و كسب تجربيات فراوان، اطلاعات بسياري در مورد ساختار گريس بدست آمده است. اخيراً با استفاده از ابزار پيشرفته (مانند ميكروسكوپ هاي الكترونيكي) و گرفتن فيلمهاي مخصوص و استفاده از اشعه X مسايل بسياري در مورد ساختار آن مشخص شده است. با كسب اين دستاوردها، مطالعه بر روي ساختار صابونها و چگونگي تركيب آن با روغن و كريستال شدن صابون در روغن و ديگر مسايل پيرامون گريس با امكانات بيشتري فراهم شده است. 
  

 تعريف گريس

    تاكنون تعاريف متعددي براي گريس داده شده كه عمده ترين آنها عبارتند از:
    - گريس ماده اي است جامد يا نيمه جامد كه از مشتقات نفتي و صابون (يا تركيب چند صابون) با يك پركننده يا بدون پركننده (Fillers) ، تشكيل يافته و داراي كاربرد براي مصارف خاص است.
    - گريس ماده اي است جامد و يا نيمه جامد ك از تركيب يك پركننده در داخل روغن ساخته شده است. البته ساير موادي كه بتواند بر خاصيت آن بيفزايد نيز در آن ممكن است بكار گرفته شود.
    - گريس ماده روانكاري است كه در ساختار آن از پركننده استفاده شده تا بتواند به قطعات متحرك چسبيده و تحت نيروي جاذبه و يا فشار كاركرد از قطعه جدا نشود.
 گريس، يكي از مهمترين روانكارهايي است كه بعد از روغنها بيشترين مصرف را در جهان به خود اختصاص مي دهد (در حدود4 درصد). تشريح فرمولاسيون، چگونگي ساختار و كاربرد اين روانكار، مجموعه اي از علوم گوناگون شامل بخش هاي وسيعي از علم فيزيك، شيمي و مهندسي شيمي را در بر مي گيرد. امروزه با پيشرفت تكنولوژي وساخت ماشين آلات و تجهيزات جديد كه در مقايسه با وسايل گذشته داراي مزايا، قدرت و پيچيدگي بيشتري است، ساخت محصولات روانكار جديدي كه بتوانند جوابگوي نياز ماشين آلات جديد باشند ضرورت يافته است.
    بديهي است شناخت و آگاهي از ساختار و كاركرد اين محصول، مصرف كنندگان را در استفاده بهينه و مفيدتر از اين محصول ياري مي رساند. در مقاله زير اطلاعات اوليه و اصولي در مورد اين روانكار به صورت خلاصه ارايه شده است. 
 

ساختار

گريس ماده اي است ژلاتيني به صورت جامد و يا نيمه جامد كه از يك ماده روانساز (روغنهاي معدني يا سنتتيك) و يك پركننده (Thickener) معدني يا آلي، تشكيل يافته است. اين ماده در مكاني مورد استفاده قرار مي گيرد كه نتوان از روانكارهاي ديگر با غلظت كم (روغنها) استفاده كرد مانند چرخ دنده هاي صنعتي، ياتاقانهاي بزرگ، فلكه ها و نظاير آن.
اين ماده مانند روغنها به منظور كاهش اصطكاك بين دو قطعه در پايين ترين ميزان ممكن، مورد استفاده قرار مي گيرد. از مهمترين مزاياي كاربرد گريس كاهش دفعات روانكاري، سهولت استفاده، چِكِه نكردن در زمان كاركرد و چسبندگي بهتر را مي توان نام برد. 
  

 پايه صابوني

    گريس را با پايه صابوني آن نامگذاري مي كنند. در زمان پخت، الياف و يا رشته هاي صابوني (Fibers) در داخل روغن تشكيل يافته و حالت ژلاتيني به آن مي دهد. اين الياف به چند گروه طبقه بندي شده اند كه عبارتند از: الياف كوتاه، الياف بلند، الياف كره اي و الياف ريش ريش. طول اين الياف بسته به ساختار رشته اي از يك تا صد ميكرون تغيير مي كنند. در نوع بافت كره اي قطر آنها از0/12 تا0/8 ميكرون اندازه گيري شده اند. براي مطالعه بر روي ساختار گريس از ميكروسكوپ الكترونيكي و فيلمبرداري اشعه X و نور پلاريزه استفاده مي شود. هر چه نسبت طول الياف به قطر آن بيشتر باشد، گريس قوام بهتري دارد. ساختار اين الياف يكي از عوامل عمده اختلاف ميان انواع گريسهاست. در ميان انواع مختلف پركننده هاي گريس صابون كلسيم (گريسهاي كاپ، شاسي)، صابون سديم ( RBB ، فايبر يا نام تجاري آن والوالين)، صابون ليتيم (مالتي، ماهان)، صابون غيرآلي (گريس نسوز، بنتون) و صابون آلومينيوم از مهمترين پركننده هاي گريس محسوب مي شوند.
    صابون سديم داراي الياف بلند و درهم است. آب، صابون گريس كلسيم را ثابت كرده و نوع الياف آن كوتاه و پيچشي است. الياف صابون گريسهاي پايه ليتمي كمي بلندتر با پيچش بيشتر بوده ولي آنقدر كوتاه است كه ساختار نرمي را بوجود مي آورد. آنها داراي شكل مارپيچ بوده و به خوبي در داخل يكديگر پيچيده اند. اين الياف بسيار كوتاهتر از صابون گريس پايه سديم هستند. ساختار برخي گريسها بصورت دانه اي بوده و اين عامل باعث نرمي بسيار آن مي شود. قوام گريس بستگي به نوع كريستالها دارد، پس از انجام عمل پخت، تشكيل كريستالها متوقف و يا براي مدتي ادامه خواهد يافت. در هر دو مورد كنترل حرارت عامل بسيار موثري در تشكيل آن است. اگر كريستالها به صورت هاي فشرده، متفرق، گسترده و يا چسبيده بهم باشند، ساختارهاي متفاوتي را به وجود مي آورند. برخي از گريسها به علت ريز بودن كريستالهاي آن بسيار شفاف هستند. 
 

كاربرد و اهميت استفاده از گريس

 بسياري از نيروهاي محركه بدون استفاده از گريس قابل استفاده نيستند. هر چند گريس در مقابل ساير روانكارها از مقدار مصرف كمتري برخوردار است ولي جايگاه آن داراي اهميت بالايي است و قابل جايگزيني با مواد ديگر نيست. مهمترين موارد مصرف گريس به شرح زير است: 

    1- تعداد دفعات روانكاري با گريس در مقايسه با روغن كمتر بوده و اين امر باعث كاهش هزينه و تعميرات مي شود. اين مسئله در شرايطي كه دسترسي به ماشين آلات سخت باشد يك مزيت محسوب مي شود مانند موتورهاي نصب شده بر روي سقف ها، خطوط محركه، بلبرينگ هاي غيرقابل دسترس و نظاير آن.
    2- گريس به عنوان يك مانع براي ورود گرد و خاك و يا خروج برخي مواد از ماشين آلات عمل مي كند.
    3- روانكاري با گريس در آب بندي قطعات و كاربرد كاسه نمدها و نظاير آن با هزينه كمتري انجام مي شود. كاسه نمدهاي آب بندي شده به وسيله روغن به دليل توليد اصطكاك بيشتر با قطعات، نيروي بيشتري را به هدر مي دهند.
    4- در مقايسه با روغن، گريس براي مدت بيشتري روانكاري را ادامه
    مي دهد. برخي گريس ها طوري ساخته شده اند كه به صورت آب بندي در قطعه باقي مانده و طول عمر آن با قطعه يكي است.
    5- زماني كه از قطعه اي استفاده نشود و روانكار آن خارج شود، براي پيشگيري از زنگ زدگي قطعه، از گريس استفاده مي شود.
    6- برخي از گريسها مشكل روانكاري در مجاورت با آب را حل كرده اند.
    7- تعدادي از گريسها اصطكاك كمتري را در زمان شروع دستگاه ايجاد مي كنند.
    8- گريس مانند يك لايه نرم بين قطعات قرار گرفته و باعث كاهش صدا و ارتعاش و كاركرد روان در برخي دستگاهها مانند چرخ دنده هاي بزرگ مي شود.
    9- گريس در دستگاههايي كه در فشار زياد، دماي بالا، شرايط سخت عمليات، سرعت پايين و شوكهاي مداوم كار مي كنند و ياتاقان هايي كه گردش محوري آنها به طور مرتب معكوس مي شود بهتر عمل مي كند.
    10- در جايي كه ماشين آلات به شدت خوردگي و سايش داشته باشند، گريس در بيشتر موارد كاربرد بهتري دارد.
    11- بيشتر گريسها در دماهاي متغير كاربرد وسيعي دارند ولي بيشتر روغنها داراي دماي كاركرد معيني هستند.
    12- در طراحي بوشها و ياتاقانهاي ماشين آلات، گريس نسبت به روغن نقش موثرتري داشته و عناصر تشكيل دهنده آن را ساده مي كند. به طور كلي استفاده از روغن براي اين منظور هزينه بالايي را به خود اختصاص مي دهد. 

 مقايسه كاربرد گريس با روغن 

    1- گريسها دستگاهها را در زمان كاركرد خنك نمي كنند.
    2- روغنها به سهولت در مجاري دستگاهها نفوذ پيدا مي كنند ولي اين مسئله براي گريسها يك نقطه ضعف است.
    3- روغنها از نظر نگهداري در انبارها مزاياي بهتري دارند. 
 

 طبقه بندي گريس (گريد)

    گريس از نظر طبقه بندي به9 گروه (گريد) تقسيم بندي شده است. اين تقسيم بندي بر اساس درجه نفوذ پذيري نسبي از قوام گريس است.  
  

  مشخصات فيزيكي و شيميايي گريس

    نقطه قطره اي شدن (Drop Point) :

دمايي است كه در آن گريس از حالت جامد تبديل به مايع مي شود و با بالا رفتن درجه حرارت كاملاً روان مي شود.

 رنگ (Color) :

رنگ در گريس به روغن پايه و صابوني بستگي دارد كه با آن ساخته شده است. اين ويژگي در مرغوبيت گريس نقشي ندارد. ممكن است برخي از افراد تصور كنند كه رنگ روشن تر گريس نشانه مرغوبيت آن است، اما اين مساله از نظر علمي صحيح نيست.
 پركننده ها (Fillers) :

اين مواد براي كاربردهاي خاص به صورت جامد و يا مايع به گريس اضافه مي شوند. براي مثال ادتيوهاي بالابرنده تحمل فشار (EP) يكي از رايج ترين انواع اين گونه گريسها است.    
مقاومت مكانيكي:

اين گزينه مقاومت گريس را در تحمل كاركردهاي مكانيكي نشان مي دهد. در صورت عدم انتخاب گريس مناسب، با نوع كاركرد دستگاه، ساختار آن متلاشي و ديگر قادر به روانكاري نخواهد بود. دما نقش كليدي در انتخاب گريس ايفا مي كند. دماي كاركرد گريس بر اساس نوع آن متفاوت بوده و شاخص مهمي در انتخاب گريس است. در اينجا تا حدود زيادي مي توان عمر گريس را در درجه حرارت هاي معمولي تعيين كرد و ميزان مقاومت در حفظ ساختار ژلاتيني را نشان داد.
 حداكثر دماي مجاز عملياتي:

بيشترين درجه حرارتي است كه مي تواند گريس به طور مداوم به كار برده شود. با توجه به نوع كاركرد و دماي محيط عمليات مي بايست گريس مناسب آن انتخاب شود.

 عمر سرويس:

 عمر سرويس عبارتست از فواصل زماني كه گريس مي بايست با توجه به نوع كاربرد، تعويض شود.
 قابليت پمپاژ:

يكي از موارد مهم در كاربرد گريس قابليت پمپاژ است. در بسياري از صنايع به پمپاژ گريس در حالت كاركرد به طور متوالي نياز است. در نتيجه گريس بايد مانند روغن قابليت پمپ شدن را در عملكرد داشته باشد.
    قابليت حفظ ساختار در تغييرات دما:

عبارتست از توانايي برگشت پذيري گريس در زمان كاركرد با توجه به تغييرات دما. اين حالت به عنوان توان برگشت پذيري گريس نيز ناميده مي شود. برخي گريسها زماني كه به حداكثر دماي كاركرد مي رسند ساختار اصلي خود را از دست داده و به طور كامل متلاشي مي شوند. در اين حالت گريس مي بايستي تعويض شود. اين گونه گريسها را گريسهاي برگشت ناپذير مي نامند. برعكس گريس هايي كه دوباره حالت ژلاتيني خود را بدست مي آورند را گريس هاي برگشت پذير مي گويند.
 مقاومت در مقابل فشار مكانيكي زياد:

گريس به صورت يك لايه فيلم نازك بين دو قطعه متحرك قرار گرفته و نمي گذارد كه اين دو جسم با يكديگر تماس يابند. در شرايط فشار كم زياد، اين لايه از هم گسسته شده و باعث مي شود كه دو قطعه با يكديگر تماس يافته و در نتيجه منجر به خوردگي و حتي توقف كار دستگاه شود. در اينجا با افزودن مواد بالا برنده تحمل فشار، ادتيوهاي EP ، اين لايه گسسته نشده و عمل روانكاري به سهولت انجام مي شود.

برگرفته از نشريه نفت پارس  - نويسنده: مهندس سعيد صالحي    

 

در مورد گریس ها بیشتر بدانیم - بخش اول

گريس مخلوطي ژلاتيني است كه ازيك سيال روانكار (روغن) و يك ماده قوام دهنده يا غليظ كننده ( Thickner ) و مواد افزودني خاص ساخته مي شود .

مشخصات و كيفيت گريس به نوع و مقدارماده غليظ كننده ، مواد افزودني ، مشخصات روغن پايه و همچنين فرآيند توليد آن بستگي دارد . ماده غليظ كننده مهم­ترين عامل پايداري در برابر آب ، پايداري در شرايط دماي بالا و حفظ كيفيت در مدت زمان مصرف و در هنگام انبارداري گريس است .

گريس ها مشابه روغن ها ، براي به حداقل رساندن اصطكاك و سايش بين سطوح متحرك ، كاربرد دارند . در مواردي كه روانساز بايد بعنوان مانعي براي جلوگيري از ورود ذرات خارجي عمل كند ، و يا موقعيت حركت بين دو سطح به گونه اي است كه نياز به روانساز  نيمه جامد وجود دارد ، بايد از گريس بعنوان روانكار استفاده شود . بعلاوه از بُعد عملياتي ، روانكاري با گريس عموما مكمل روانكاري اكثردستگاه­هاي صنعتي وخودروها است . همچنين انجمن ملي گريس هاي روانكار ( آمريكا ) ، گريس را اين گونه تعريف كرده است : گريس يك محصول نيمه مايع تا جامد است كه از پراكنده كردن يك سفت كننده در يك روغن پايه به دست مي آيد و در اكثر موارد به منظور ايجاد و تقويت بعضي از خواص به آن مواد افزودني مي افزايند .

به لحاظ تاريخي گريس هاي اوليه در مصر باستان در حدود 1400 سال قبل از ميلاد مسيح از مخلوط كردن روغن زيتون و آهك ساخته شدند . از اين محصول در آن هنگام براي روانكاري محور چرخ هاي ارابه هاي چوبي سود مي بردند . نخستين گريس ها ( به معناي امروزي آن ) در آغاز انقلاب صنعتي در اروپا در سال 1872 با ساخت گريس سديم ، به بازار مصرف عرضه گرديدند . امروزه با پيشرفت صنعت ، گريس­هايي با كارآئي زيـاد  توليـد مي­شونـد .  بعنـوان نمونه مي­تـوان از گريس­هايـي كه در ساختار آنـها از فلـزات استفاده مي­شود و تا دماي ºC 1100 كارآئي دارند ،  نام برد .

در مقايسه گريس ها با روغن هاي روانكار ، مشخص مي شود كه هر كدام از اين دو نوع روان­كننده به لحاظ ساختار ويژه خود ، داراي كاربردهايي خاص هستند .

- مهم ترين ويژگي گريس­ها توانائي استفاده از آنها به عنوان روانكار مناسب در نقاط غيرقابل دسترس دستگاه هاي صنعتي است . از طرفي ماشين آلاتي كه در آن­ها از گريس استفاده مي شود ، طراحي ساده تر و در نتيجه نياز به تعمير و نگهداري كمتري دارند . همچنين از گريس ها مي توان در آب بندي دستگاه­ها سود برد .

- درمقابل اين مزايا ، گريس­ها توانائي انتقال حرارت و خارج نمودن آلودگي­هاي محيطي از دستگاه را ندارند و اين مسئله به ساختار ژله­اي شكل گريس­ها برمي­گردد . مراد تشكيل دهندة گريس­ها شامل روغن پايه ، مادة سفت كننده و مواد افزودني است . در حقيقت مادة سفت كننده نقش حامل روغن پايه را به عهده دارد و عمل روانكاري را فقط روغن پايه انجام مي دهد و فرق اصلي گريس­ها با روغن­ها در وجود مادة سفت كننده است .

گريس ها را براساس نوع روغن پايه ( معدني ، سنتتيك ) و نوع مادة سفت كننده ( صابون هاي فلزي ، پليمرها ، مواد معدني ) ، دسته بندي مي نمايند .

از نظر قوام و سفتي ، گريس ها نيز مانند روغن ها با درجاتي مشخص مي شوند . اين درجات به درجات NLGI يا نفوذپذيري معروف هستند و از  000تا 6 دسته بندي مي شوند .  سفت ترين گريس ها با درجة 6  و روانترين آنها با درجه000 براساس آزمايش نفوذپذيري گريس كاركرده ، مشخص مي شوند .

 

 

در انتخاب گريس بايد به موارد زير توجه نمود :

نوع ، سرعت و دماي عمليات ماشين آلات و ميزان رطوبت محيط

تغييرات درجات حرارت

قابليت ممانعت از زنگ زدگي و خوردگي قطعات ماشين آلات

عمر مفيد گريس و شرايط گريس كاري مجدد

مزاياي روانكاري با گريس در مقايسه با روغن هاي روان كننده عبارتند از :

                                                                                           قابليت ماندگاري در محل روانكاري                                               

 

سهولت مصرف و كاهش دفعات روانكاري

 

كامل تر شدن آب بندي دستگاه­ها ، كاهش نشتي و چكه كردن روانكار

بهينه سازي چسبندگي روانكار به قطعات در شرايط دما و فشار بالا

سادگي طراحي سيستم هاي روانكاري

 

معايب روانكاري با گريس درمقايسه باروغن هاي روانساز عبارتند از :

قابليت خنك كنندگي كم

عدم قابليت نفوذ به قطعات ريز و مجاري دستگاه ها  

نياز به نيروي كار ) كارگر ) بيشتر براي روانكاري

عدم سهولت بسته بندي و انبارداري

عدم قابليت پاك كنندگي و دور نمودن آلودگي ها از سطوح قطعات متحرك