هنا

[فقار الكرخي]

منذ العصر الروماني ، تم استخدام العديد من السوائل ، بما في ذلك الماء ، كمواد تشحيم لتقليل الاحتكاك والحرارة والتآكل بين الأجزاء الميكانيكية في اتصال مع بعضها البعض. اليوم ، يعتبر زيت التشحيم ، أو زيت التشحيم ، أكثر زيوت التشحيم شيوعًا بسبب مجموعة واسعة من التطبيقات الممكنة. الفئات الأساسية اثنين من زيوت التشحيم و المعدنية و الاصطناعية. يتم تكرير الزيوت المعدنية من النفط الطبيعي أو النفط الخام. يتم تصنيع الزيوت الاصطناعية من عديد السكاريد (polyalphaolefins) ، وهي عبارة عن زيوت بولي جليكول أو هيدروكسيل أساسها الهيدروكربون.
على الرغم من وجود أنواع كثيرة من زيوت التشحيم للاختيار من بينها ، إلا أن الزيوت المعدنية هي الأكثر استخدامًا لأن إمدادات النفط الخام جعلتها غير مكلفة ؛ علاوة على ذلك ، هناك مجموعة كبيرة من البيانات حول خصائصها واستخدامها موجود بالفعل. ميزة أخرى لزيوت التشحيم القائمة على المعادن هي أنه يمكن إنتاجها في مجموعة واسعة من اللزوجة - تشير اللزوجة إلى مقاومة المادة للتدفق - للتطبيقات المتنوعة. وهي تتراوح من زيوت منخفضة اللزوجة ، والتي تتكون من سلاسل الهيدروجين الكربوني مع الأوزان الجزيئية لحوالي 200 وحدة الكتلة الذرية (amu) ، إلى مواد التشحيم عالية اللزوجة مع الأوزان الجزيئية التي تصل إلى 1000 amu. يمكن خلط الزيوت القائمة على المعادن ذات اللزوجة المختلفة معًا لتحسين أدائها في تطبيق معين.
يتم استخدام مواد التشحيم الاصطناعية لأول مرة في صناعة الطيران ، وعادةً ما يتم تصنيعها من أجل تطبيق محدد لا تتناسب معه الزيوت المعدنية. على سبيل المثال ، يتم استخدام المواد التركيبية عند مواجهة درجات حرارة تشغيل عالية للغاية أو حيث يجب أن يكون زيت التشحيم مقاومًا للحريق. هذه المادة سوف تركز على زيوت التشحيم المعدنية.
مواد أولية
زيوت التشحيم ليست سوى جزء من العديد من الكسور ، أو المكونات ، التي يمكن الحصول عليها من النفط الخام ، والتي تنبثق عن مزيج من خليط سائل من الأصفر إلى الأسود ، قابل للاشتعال ، يحتوي على الآلاف من الهيدروكربونات (مركبات عضوية تحتوي فقط على الكربون والهيدروجين ذرات ، تحدث في جميع أنواع الوقود الأحفوري). تشكلت رواسب النفط بسبب تحلل النباتات والحيوانات الصغيرة التي عاشت قبل حوالي 400 مليون سنة. نظرًا للتغيرات المناخية والجغرافية التي حدثت في ذلك الوقت من تاريخ الأرض ، فقد تباينت انهيار هذه الكائنات من منطقة إلى أخرى.
بسبب اختلاف معدلات المواد العضوية المتحللة في أماكن مختلفة ، تختلف طبيعة ونسبة المواد الهيدروكربونية الناتجة على نطاق واسع. وبالتالي ، فإن الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزيوت الخام المستخرجة من مواقع مختلفة. على سبيل المثال ، في حين أن خام كاليفورنيا لديه ثقل معين يبلغ 0.92 جرام / مليلتر ، فإن خام ولاية بنسلفانيا الأخف وزنًا محددًا يبلغ 0.81 جرام / مليلتر. (تعد الثقل النوعي ، الذي يشير إلى نسبة وزن مادة ما إلى مقدار متساوٍ من الماء ، جانبًا مهمًا من النفط الخام.) بشكل عام ، تتراوح الثقل النوعي للخامات ما بين 0.80 و 0.97 جرام / مليلتر.
اعتمادا على التطبيق ، قد تكون مختلطة المواد الكيميائية تسمى إضافات مع

يتم تكرير زيت التشحيم من النفط الخام. بعد خضوعه لعملية تنقية ترسبت الترسبات ، يتم تسخين الزيت الخام في أبراج تجزئة ضخمة. تغلي الأبخرة المختلفة - والتي يمكن استخدامها لصنع الوقود أو الشمع أو البروبان - من بين مواد أخرى - ويتم تجميعها في نقاط مختلفة في البرج. يتم تصفية زيت التشحيم الذي يتم جمعه ، ثم يتم خلط المواد المضافة.
النفط المكرر لمنحه الخصائص الفيزيائية المطلوبة. تشتمل الإضافات الشائعة على معادن مثل الرصاص أو الكبريتيد المعدني ، مما يعزز من قدرة زيت التشحيم على منع الجلخ والتهديف عندما تتلامس الأسطح المعدنية تحت ضغوط عالية للغاية. البوليمرات عالية الوزن الجزيئي هي مادة مضافة شائعة أخرى: فهي تحسن اللزوجة ، مما يقاوم ميل الزيوت إلى النحافة في درجات الحرارة العالية. يتم استخدام النيتروسومين كمضادات للأكسدة ومثبطات التآكل لأنها تحيد الأحماض وتشكل أغشية واقية على الأسطح المعدنية.
عملية التصنيع
يتم استخراج زيت التشحيم من النفط الخام ، والذي يخضع لعملية تنقية أولية (الترسيب) قبل ضخه في أبراج التكسير. تم بناء برج تجزئة نموذجي عالي الكفاءة ، يتراوح قطره بين 25 و 35 قدمًا (7.6 إلى 10.6 متر) ويصل طوله إلى 400 قدم (122 مترًا) ، من فولاذ عالي الجودة لمقاومة المركبات المسببة للتآكل الموجودة في الزيوت الخام ؛ في الداخل ، تم تزويدها بسلسلة تصاعدية من صواني تجميع المكثفات. داخل البرج ، يتم فصل الآلاف من الهيدروكربونات في النفط الخام عن بعضها البعض من خلال عملية تسمى التقطير التجزيئي. عندما ترتفع الأبخرة عبر البرج ، تبرد الكسور المختلفة وتتكثف وتعود إلى شكل سائل بمعدلات مختلفة تحددها نقاط الغليان الخاصة بكل منها (كلما انخفضت نقطة غليان الكسر ، ارتفع ارتفاعها قبل التكثيف). يصل الغاز الطبيعي إلى نقطة الغليان أولاً ، يليه البنزين والكيروسين وزيت الوقود ومواد التشحيم والجرار.
الترسيب

• 1 يتم نقل النفط الخام من بئر النفط إلى المصفاة بواسطة أنبوب أو سفينة ناقلة. في المصفاة ، يخضع الزيت للترسيب لإزالة أي ماء وملوثات صلبة ، مثل الرمل والصخور ، والتي ربما تكون معلقة فيه. خلال هذه العملية ، يتم ضخ النفط الخام في خزانات كبيرة ، حيث يُسمح بفصل الماء والنفط وتسوية الملوثات خارج الزيت.

تجزئة

• 2 وبعد ذلك ، يتم تسخين النفط الخام إلى حوالي 700 درجة فهرنهايت (371 درجة مئوية). عند درجة الحرارة هذه ينقسم إلى خليط من البخار الساخن والسائل الذي يتم ضخه بعد ذلك في الجزء السفلي من أول برجين متكسرين. هنا ، تطفو الأبخرة الهيدروكربونية الساخنة للأعلى. أثناء تبريدها ، تتكثف وتجمع في صواني مختلفة مثبتة على مستويات مختلفة في البرج. في هذا البرج ، يتم الحفاظ على الضغط الجوي الطبيعي بشكل مستمر ، وتبخر حوالي 80 في المائة من النفط الخام.
• 3 ثم يتم إعادة تسخين الـ 20 في المائة المتبقية من الزيت ويتم ضخها في برج ثانٍ ، حيث يقلل ضغط الفراغ من درجة غليان الزيت المتبقي حتى يمكن تبخيره عند درجة حرارة منخفضة. تبقى المركبات الأثقل مع نقاط الغليان الأعلى ، مثل القطران والمركبات غير العضوية ، متأخرة في المعالجة.

تصفية واستخراج المذيبات

• 4 بعد إجراء مزيد من المعالجة لإزالة المركبات غير المرغوب فيها ، يتم تمرير زيت التشحيم الذي تم جمعه في البرجين المتفتتين عبر عدة مرشحات فائقة الدقة ، مما يزيل الشوائب المتبقية. تحتوي المواد العطرية ، أحد هذه الملوثات ، على حلقات من ست كربون من شأنها أن تؤثر على لزوجة زيت التشحيم إذا لم تتم إزالتها في عملية تسمى استخراج المذيبات. استخراج المذيبات ممكن لأن المواد العطرية قابلة للذوبان في المذيب أكثر من جزء زيت التشحيم. عندما يتم معالجة زيت التشحيم بالمذيبات ، تذوب العطريات ؛ في وقت لاحق ، بعد إزالة المذيب ، يمكن استرداد العطريات منه.

المضافات والتفتيش والتعبئة والتغليف

• 5 أخيرًا ، يتم خلط الزيت مع إضافات لمنحه الخصائص الفيزيائية المطلوبة (مثل القدرة على تحمل درجات الحرارة المنخفضة). في هذه المرحلة ، يخضع زيت التشحيم لمجموعة متنوعة من اختبارات مراقبة الجودة التي تقيس لزوجته ونقاط ثقله ولونه وفلاشه ونيرانه. ثم يتم تغليف الزيت الذي يفي بمعايير الجودة للبيع والتوزيع.

مراقبة الجودة
تتطلب معظم تطبيقات زيوت التشحيم أن تكون غير قابلة للتآكل ، شاحب اللون ، عديم الرائحة ، ومقاومة للأكسدة. يتم استخدام أكثر من عشرة اختبارات فيزيائية وكيميائية لتصنيف وتحديد درجة زيوت التشحيم. تشمل الاختبارات الفيزيائية الشائعة قياسات اللزوجة والجاذبية النوعية واللون ، في حين أن الاختبارات الكيميائية النموذجية تشمل تلك الخاصة بنقاط الفلاش والنار.
من بين كل الخواص ، ربما تكون اللزوجة ، مقاومة زيت التشحيم للتدفق عند درجات حرارة وضغوط محددة ، هي الأكثر أهمية. يعد نطاق التطبيق ودرجة حرارة التشغيل من العوامل الرئيسية في تحديد اللزوجة المناسبة للزيت. على سبيل المثال ، إذا كان الزيت لزجًا للغاية ، فإنه يوفر مقاومة كبيرة للأجزاء المعدنية التي تتحرك ضد بعضها البعض. من ناحية أخرى ، إذا لم يكن لزجًا بدرجة كافية ، فسيتم ضغطها من بين أسطح التزاوج ولن تكون قادرة على تليينها بما فيه الكفاية. مقياس اللزوجة القياسية العالمية من Saybolt هو الأداة القياسية لتحديد لزوجة مواد التشحيم البترولية ما بين 70 و 210 درجة فهرنهايت (21 و 99 درجة مئوية). اللزوجة تقاس في قل بولت يونيفرسال ، وهو الوقت بالثواني اللازم لتخليص 50 ملليلتر من الزيت من كوب مقياس اللزوجة Saybolt من خلال فتحة أنبوب معايرة عند درجة حرارة معينة.
تعتمد الثقل النوعي للزيت على طريقة التكرير وأنواع المواد المضافة الموجودة ، مثل الرصاص ، والتي تمنح زيت التشحيم القدرة على مقاومة ضغط سطح التزاوج الشديد ودرجات الحرارة الباردة. يشير لون زيت التشحيم إلى توحيد درجة أو علامة تجارية معينة. تختلف نقاط وميض الزيت والنار باختلاف أصل الزيت الخام. و نقطة الوميض هي درجة الحرارة التي زيت أن تكون ساخنة حتى يتم دفع بخار قابل للاشتعال يكفي من ذلك أنه سوف تومض عندما احتكوا مع الشعلة. و نقطة اطلاق النار هي ارتفاع درجة الحرارة الذي سيستمر بخار النفط لحرق عندما أشعلت.
يتم تصنيف زيوت المحرك الشائعة حسب اللزوجة والأداء وفقًا للمواصفات التي وضعتها جمعية مهندسي السيارات (SAE). تشمل عوامل الأداء منع التآكل وتشكيل رواسب حمأة الزيت وسماكة الزيت.