تأثیر کیفیت آب بر روی روان کننده های دستگاه کشش

تولید کننده های زیادی وجود دارند که مواد روان کننده دستگاه کشش برای مصارف صنعتی تولید می کنند. شرکت های سازنده با استفاده از نقطه نظرات مشتری ها و تحقیق در آزمایشگاه ها، محصولات خود را که به صورت رقیق شده در آب، مورد مصرف قرار می گیرد تولید می کنند. آن ها پیش از تحویل محصولات خود به مشتری، تولیدات خود را توسط واحد های کنترل کیفیت به دقت مورد آزمایش قرار می دهند. با این حال روش های کنترل کیفیت آب در مقایسه با روان ساز ها متفاوت است. از آن جایی که آب عنصر اصلی در دستگاه های کشش است، در این مقاله تلاش خواهد شد تا پارامترهایی که بر کیفیت آب موثراند مورد بررسی قرار گیرند. همچنین چگونگی این تأثیرات بر بهبود روان کننده ها نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت. با توجه به منبع آب مصرفی، کیفیت آن نیز متفاوت خواهد بود. پارامتر های مختلفی بر کیفیت آب تأثیر دارند که از آن جمله می توان به pH، سختی، رسانایی، قلیایی بودن و میزان یون های Cl، ₄SO و ₄PO و همچنین فعالیت های بیولوژیکی اشاره کرد. شایان ذکر است که این پارامترها به دلیل حل شدن روان کننده در آب، بر روی روان کننده نیز موثر خواهد بود.

پارامترهای موثر بر کیفیت آب:

pH: بیان کننده میزان یون های هیدروژن در آب است که به 3 صورت اسیدی، خنثی و قلیایی توصیف می شود. اگر میزان pH کم تر از 7 باشد محیط اسیدی است و اگر بالاتر از 7 باشد محیط قلیایی بوده و خود عدد 7، محیط خنثی را توصیف می کند. در روان کننده ها حالت مطلوب pH در بازه 9- 8 است. هنگامی که مخزن دستگاه کشش به تازگی از مواد روان کننده پر می شود لازم است به آن مواد افزودنی اضافه گردد. همین امر باعث می شود که مقدار pH در بهترین حالت خود قرار داشته باشد. با گذشت زمان تحت شرایط دینامیکی، مقدار pH روغن کاهش می یابد و این به دلیل فعالیت های بیولوژیکی، کربنات های حل نشده و تفکیک روغن است. افزایش pH نیز در صورت افزودن بیو اسیدها، بافرها و دیگر مواد افزودنی ممکن است اتفاق بیفتد. تنظیم pH چه به صورت بالا بردن آن و چه به صورت پایین آوردن آن از حد مطلوب، بر روی خود روغن تأثیرات متعددی خواهد داشت. اگر pH به عدد 8 برسد روغن خاصیت امولسیونی خود را از دست خواهد داد یا ذرات زیادی در آن به وجود خواهند آمد. این حالت زمانی اتفاق میفتد که از روغن های قابل حل یا نیمه ترکیبی استفاده شود. این مسأله منجر به افزایش لغزش می شود. افزایش میزان pH همچنین باعث کف کردن می شود.

سختی آب:

این واژه در مورد میزان کلسیم و نمک های منیزیم موجود در آب و میزان یون های آن ها به کار می رود.آب، بسته به موقعیت جغرافیایی و رسوبات معدنی موجود در آن و زهاب آب باران انواع مختلفی دارد. سختی آب یکی از پارامترهایی است که مشکلات عمده ای برای روان کننده ها ایجاد می کند و همچنین باعث تشکیل صابون در محلول (روان کننده) می شود. افزایش سختی آب اثرات منفی زیادی بر روان کننده دارد، از جمله تشکیل صابون ها و بی ثباتی در امولسیون، به علاوه باعث کاهش pH و قابلیت حل شدن عناصر فعال نیز می شود.

رسانایی:

رسانایی، میزان جامدات نامحلول در آب را توصیف می کند. افزایش میزان مس نامحلول در آب مانند افزایش قلیایی، رسانایی را افزایش می دهد. عمومأ با افزایش رسانایی، کیفیت آب کم می شود، چرا که این امر نشان دهنده افزایش در میزان عناصر غیر قابل حل در آب است. اثر این مسأله بر روی روغن های محلول نیمه ترکیبی یا ترکیبی وابسته به نوع طبیعت جامدات غیر حل شده در آن ها است. خاصیت قلیایی، میزان یون های کربنات و بی کربنات موجود در آب است که می تواند به صورت آزاد یا جمعی بیان شود. قلیاییت آزاد، آن مقداری است که با اسید واکنش نشان می دهد و حد بالای آن 2/8=pH است و با اسید واکنش می دهد. همچنین مقدار pH قلیاییت جمعی 2/4 است و هنگام واکنش با اسید رنگ آن نارنجی می شود،که می تواند باعث ایجاد لکه و سوراخ بر روی فلزات غیر آهنی مانند آلومینیوم شود.

یون های موجود در آب کلراید، سولفات و فسفات هستند که هم سولفاتها و هم کلرایدها باعث خوردگی فلزات آهنی و غیر آهنی می شود. در بعضی از موارد سولفاتها به عنوان ماده خنثی برای انواع خاصی از باکتری ها استفاده می شوند. فسفاتها نیز به قلیایی شدن محیط و نیز اثرات میکروبیولوژیکی کمک می کنند. از جمله مشکلات روان کننده های دستگاه کشش، فعالیت بیولوژیکی با میکروارگانیسم ها است.عمومأ در سطوح بالای10³ ارگانیسم بر میلی لیتر، باکتری ها در روان کننده که محیط آن خنثی است آغاز به فعالیت می کنند. متابولیسم باکتریایی ایجاد شده باعث کاهش pH در انواع روان کننده ها می شود. همین امر منجر به خرابی و متصاعد شدن بوی ناخوشایند در روان کننده و همچنین بی ثباتی در امولسیون می شود.

انواع آب:

عمومأ آب ها به چند دسته تقسیم می شوند: آب نرم شده، آب نرم، آب سخت، آب بدون مواد معدنی و آب شهری.

آب نرم شده:

این نوع آب ها با آب نرم یکسان نیستند. آب نرم شده معمولأ به وسیله عبور آب سخت از روی یک تغییر دهنده یونی، که یون های کلسیم و منیزیم را با یون سدیم جابجا می کند به دست می آید. از جمله مشکلاتی که در استفاده از این نوع آب وجود دارد این است که نسبت یون های سدیم موجود، باعث افزایش رسانایی در آن می گردد و همین مسأله باعث بی ثباتی در روغن امولسیون می شود.

آب نرم:

این نوع آب، آبی است که میزان کربنات کلسیم آن کمتر از 60میلی گرم بر لیتر است. استفاده از این نوع آب، در دستگاه کشش باعث کف کردن آب می شود و بر خلاف این نوع آب،آب سخت آبی است که میزان کربنات کلسیم آن از 125میلی گرم بر لیتر بیش تر است. استفاده از آب سخت باعث تشکیل صابون و پسماند می شود. این صابون ها اثرات مضری بر روی ثبات امولسیون دارند.

آب بدون مواد معدنی:

خارج کردن مواد معدنی از آب با یون زدایی یا اسمز معکوس صورت می گیرد. در ساده ترین شکل، آب از طریق یک پوسته و غشاگزینی و انتخابی با فشار عبور داده می شود. مولکول های یون های بزرگ در این پوسته یا غشا باقی می مانند و باعث می شوند که آب تصفیه شده از این طریق عبور کند. هزینه بالا و راندمان پایین از معایب این فرایند است، به علاوه این که برای گندزدایی آب یک پس عملیات دیگر لازم است.

آب شهری نیز می تواند برای حل کردن روان کننده ها بکار رود. عمومأ آب شهری از نظر فعالیت های میکربیولوژیکی در شرایط بهتری قرار دارد، اما از نظر میزان املاح موجود در آن و سختی متفاوت است.

برای یک روان کننده، آب مطلوب باید دارای شرایط زیر باشد:

میزان یون ها و املاح آن باید صفر باشد، خاصیت قلیایی آن کم و سختی آن نیز باید در حد متوسط باشد. به علاوه، آب باید دارای pH خنثی و فعالیت های بیولوژیکی پایین باشد. در این رابطه اولین چیزی که باید در نظر گرفت منابع تأمین آب است. قبل از اضافه کردن آب به محلول روان کننده، آب مورد نظر بایستی دقیقأ آنالیز و بررسی شود. زیرا ممکن است که مشخصات آن نسبت به مشخصات آب مورد نیاز، دارای اختلاف زیادی باشد که میتوان با استفاده از افزودنی ها و پیشگیری های لازم، به مشخصات مورد نظر دست یافت.