ساعت ۲ بامدادِ یک روز گرم تابستان، اپراتورِ یک واحد نیروگاهی گزارش میدهد که دمای یاتاقان سمت کوپلینگِ ژنراتور از ۷۸ به ۹۶ درجه سانتیگراد رسیده و همزمان آلارم لرزش در باند ۱× سرعت بالا آمده است. تیم شیفت اول حدس میزند «روغن کم شده»، تیم تعمیرات میگوید «گریس بزنیم بهتر میشود»، اما وقتی درِ کاور باز میشود، اثر پاشش گریس از هوزینگ و تغییر رنگ موضعی روی رینگ بیرونی یاتاقان دیده میشود؛ یعنی هم کمروانکاری محتمل است و هم بیشروانکاری. نتیجه، یک توقف اضطراری و تعویض یاتاقان است؛ در حالی که ریشه مشکل، نه برند روانکار، بلکه مقداردهی نادرست و نداشتن معیارهای روشن برای پایش وضعیت بوده است.
در ژنراتور و الکتروموتور بزرگ (چند مگاواتی)، «روانکاری» فقط یک کار روتین نیست؛ یک متغیر کنترلی است که مستقیماً روی دما، سایش، پایداری فیلم روانکار و نهایتاً عمر یاتاقان اثر میگذارد. در این مقاله از مجله موتورازین، رابطه بین مقداردهی روانکار، مدیریت دما و جلوگیری از خرابی یاتاقانها را بهصورت عددی و اجرایی بررسی میکنیم؛ با تمرکز روی خطاهایی که در سایت و تعمیرگاه تکرار میشوند و معیارهایی که باید قابل اندازهگیری باشند.
چرا مقداردهی روانکار روی دمای یاتاقان اثر مستقیم دارد؟
یاتاقان در ژنراتور و الکتروموتور بزرگ معمولاً یا غلتشی (رولربرینگ/بالبرینگ) است یا لغزشی (ژورنال/تیلتینگپد). در هر دو حالت، روانکاری باید سه وظیفه قابلسنجش را همزمان انجام دهد: (۱) ایجاد فیلم کافی برای جداکردن سطوح و کاهش سایش، (۲) انتقال حرارت از ناحیه تماس به هوزینگ و سیستم خنککاری، (۳) دفع آلودگی و رطوبت یا جلوگیری از ورود آنها.
وقتی مقداردهی کم باشد، ضخامت فیلم کاهش پیدا میکند و اصطکاک مرزی بالا میرود؛ خروجیِ قابل مشاهده آن افزایش دمای موضعی، تغییر رنگ گریس/روغن و افزایش لرزش ناشی از زبری و عیوب مسیر غلتش است. وقتی مقداردهی زیاد باشد، وضعیت معکوس اما با نتیجه مشابه رخ میدهد: همزدن (Churning) و تلفات برشی بالا میرود، هواگیری سختتر میشود و دما بهخاطر اتلاف توان در خود روانکار افزایش مییابد.
یک نکته کلیدی برای سایتهای ایرانی: در بسیاری از موتورخانهها، بهخصوص در مناطق گرم (مثل جنوب)، دمای محیط و کیفیت تهویه باعث میشود حاشیه ایمنی شما کمتر باشد. یعنی خطای مقداردهی که در زمستان «فقط کمی داغتر» نشان میدهد، در تابستان به آلارم و خاموشی میرسد.
- کمروانکاری ← اصطکاک مرزی ↑ ← دمای تماس ↑ ← عیب سطحی و پوستهشدن مسیر (Spalling) ↑
- بیشروانکاری ← چِرنینگ و کف/هوا ↑ ← اتلاف توان ↑ ← دمای کلی یاتاقان ↑
- هر دو حالت ← لرزش و نویز ↑ ← ریسک توقف اضطراری ↑
کمروانکاری در برابر بیشروانکاری: مقایسه عملیاتی و نشانههای دادهمحور
برای اینکه بحث از «حس تعمیرکار» به «تصمیم مهندسی» تبدیل شود، باید نشانهها را قابلکدگذاری کنیم. جدول زیر تفاوتهای رایج کمروانکاری و بیشروانکاری را در یاتاقانهای غلتشیِ ژنراتور/الکتروموتور بزرگ نشان میدهد. اعداد، آستانههای عملیاتی هستند (نه قوانین ثابت کارخانه سازنده) و باید با بیسلاین تجهیز شما کالیبره شوند.
| شاخص پایش | کمروانکاری (Under-lubrication) | بیشروانکاری (Over-lubrication) |
|---|---|---|
| الگوی دما | افزایش سریع پس از بارگیری؛ نقاط داغ موضعی؛ ممکن است با توقف کوتاه، سریع افت کند | افزایش تدریجی و پایدار؛ دمای کلی هوزینگ بالا میماند |
| لرزش | افزایش در باند فرکانسهای بالا و نویز؛ رشد عیوب مسیر غلتش | ممکن است ۱× و ۲× بهعلت افزایش Drag و نامیزانی روانکار/کف بالا برود |
| صدای یاتاقان | خشک، سایشی، تیز | خفه، همراه با صدای همزدن یا نشت گریس |
| مشاهده گریس/روغن | خشکشدن، تغییر رنگ موضعی، بوی سوختگی | نشت از کاسهنمد/لابیرنت، پاشش، کف و حباب |
| اثر بر مصرف انرژی | ممکن است افزایش جزئی داشته باشد (بهخاطر اصطکاک مرزی) | افزایش قابلتوجهتر بهعلت اتلاف برشی و چِرنینگ |
نکته اجرایی: اگر بعد از گریسکاری، دما طی ۳۰ تا ۹۰ دقیقه ۲ تا ۸ درجه بالا رفت و پایین نیامد، احتمال بیشروانکاری زیاد است. اگر قبل از گریسکاری، دما بالا و روند لرزش رو به رشد بوده و پس از مقداردهی درست، دما ظرف ۱ تا ۳ ساعت به بیسلاین برگشت، احتمال کمروانکاری بوده است. این «روند» مهمتر از یک عدد منفرد است.
مدیریت دما در ژنراتور و الکتروموتور بزرگ: از خنککاری تا انتخاب ویسکوزیته
دما دشمن خاموش یاتاقان است، اما دما فقط به «بار» مربوط نیست. در تجربه میدانی نیروگاهها و واحدهای صنعتی، چهار عامل تکرارشونده در افزایش دمای یاتاقان دیده میشود: (۱) مقداردهی غلط، (۲) مسیر خروج حرارت ضعیف (هوا/آب/روغن خنککن)، (۳) ویسکوزیته نامتناسب با سرعت/بار، (۴) آلودگی (گردوغبار، رطوبت، ذرات).
برای یاتاقانهای روغنگردشی (Circulating Oil) در ژنراتورها، ویسکوزیته باید طوری باشد که در دمای کار، فیلم پایدار بدهد و همزمان اتلاف برشی را بالا نبرد. در گرمای تابستان و اتاقهای ژنراتور با تهویه ضعیف، اگر دمای روغن ورودی بالا باشد، همان روغنِ «درست» هم ممکن است به ناحیه خطر نزدیک شود. اینجاست که بحث فقط انتخاب محصول نیست؛ باید روی مدار خنککاری و پاکیزگی هم عدد داشته باشید.
برای تأمین روانکارهای صنعتی استاندارد و پایدار در صنایع و نیروگاهها، مسیر منطقی این است که انتخاب و تأمین در کنار پایش و پاکیزگی دیده شود.
آستانههای دمایی پیشنهادی برای تصمیمگیری
- افزایش دما نسبت به بیسلاین: اگر دمای یاتاقان در بار ثابت، ۱۰°C بالاتر از میانگین هفتگی شد، بررسی مقداردهی و خنککاری را در اولویت بگذارید.
- نرخ افزایش دما: اگر دما با شیب بیشتر از ۱°C در دقیقه بالا میرود، احتمال کمبود فیلم/اصطکاک موضعی یا مشکل مکانیکی بالاست.
- حد هشدار عملیاتی: در بسیاری از سایتها، عبور پایدار از ۹۰°C برای یاتاقان غلتشیِ موتورهای بزرگ یک هشدار جدی است (با فرض سنسور سالم و محل نصب درست).
ریسکهای اجرایی در تعمیرگاه و سایت
بخش بزرگی از خرابی یاتاقانها نه از «کیفیت پایین روانکار»، بلکه از خطاهای اجرایی رخ میدهد؛ خطاهایی که در شیفتهای مختلف تکرار میشوند و چون مستند نیستند، کسی مسئولیت آن را نمیپذیرد. در ژنراتور و الکتروموتور بزرگ، چند اشتباه مقداردهی، همزمان دما و لرزش را بالا میبرد و خیلی سریع شما را از محدوده پایش به محدوده توقف میکشاند.
خطاهای رایج مقداردهی (قابل کنترل و قابل ممیزی)
- گریسکاری بدون محاسبه مقدار: تزریق «چند پمپ» بدون تبدیل به گرم و بدون توجه به حجم آزاد هوزینگ.
- عدم بازکردن مسیر تخلیه/پرج: در بعضی هوزینگها اگر پرج بسته باشد، گریس اضافی درون یاتاقان میماند و چِرنینگ ایجاد میکند.
- اختلاط گریسها: افزودن گریس جدید روی گریس قبلی با صابون/پایه متفاوت؛ نتیجه میتواند نرمشدن، جداشدن روغن (Bleeding) و افزایش دما باشد.
- زمانبندی غلط: گریسکاری دقیقاً در اوج بار یا بلافاصله قبل از استارت سرد، بدون درنظرگرفتن توزیع یکنواخت.
- ابزار آلوده: گریسپمپ یا سرنازل خاکی؛ ورود ذرات = شروع سیکل سایش و افزایش لرزش.
تجربه یک سرپرست نت در واحدهای بزرگ این است: «وقتی دما بالا میرود، اولین واکنش تزریق بیشتر است؛ اما اگر علت بیشروانکاری باشد، همین واکنش میتواند تجهیز را به توقف اضطراری نزدیک کند.»
برای تیمهایی که در شهرهای صنعتی گرم کار میکنند و دغدغه تأمین پایدار روانکار دارند، استفاده از پوشش منطقهای و تأمین برنامهدار اهمیت دارد؛ بهعنوان نمونه در پروژههای جنوب، پخش روغن صنعتی در شهر بندرعباس میتواند مسیر ارتباط و تامین را ساختارمند کند (بدون اتکا به بازار روز).
پایش، مستندسازی و معیار پذیرش کار
بدون معیار پذیرش، هر گریسکاری «بهظاهر انجام شده» محسوب میشود. معیار پذیرش باید با دادههای دما و لرزش و با زمان مشخص تعریف شود تا بتوانید بگویید مقداردهی درست بوده یا نه. این بخش، ستون فقرات پایش وضعیت برای یاتاقان ژنراتور و الکتروموتور بزرگ است.
حداقل دادههایی که باید ثبت شود
- تاریخ/شیفت، موقعیت یاتاقان (DE/NDE)، نوع روانکار و کد بچ
- مقداردهی: گرم تزریقشده یا میلیلیتر (با تبدیل از تعداد پمپِ کالیبرهشده)
- دمای قبل از مقداردهی، ۳۰ دقیقه بعد، ۹۰ دقیقه بعد، و ۳ ساعت بعد
- لرزش RMS و در صورت امکان پیک و طیف (حداقل ۱×، ۲× و باند فرکانس بالا)
آستانههای پیشنهادی دما و لرزش (برای شروع برنامه)
این آستانهها باید با استاندارد داخلی شما و توصیه سازنده تطبیق داده شود، اما برای شروع یک برنامه منظم، قابل استفادهاند:
- معیار پذیرش دما پس از مقداردهی: دما نباید بیش از ۵°C نسبت به قبل از مقداردهی افزایش پایدار داشته باشد؛ اگر افزایش رخ داد باید ظرف ۳ ساعت به بیسلاین ±۳°C برگردد.
- معیار هشدار دما: افزایش نسبت به بیسلاین بیش از ۱۰°C در بار ثابت ← اقدام اصلاحی (بازبینی مقداردهی/پرج/خنککاری).
- معیار هشدار لرزش: افزایش ۲۵٪ نسبت به میانگین ۷ روز گذشته در همان بار و همان سرعت ← بررسی.
- معیار توقف/ریسک بالا: افزایش ۵۰٪ لرزش نسبت به بیسلاین یا رشد همزمان دما و لرزش در دو سیکل پایش متوالی ← آمادهسازی برای توقف کنترلشده و بازدید.
اگر بهجای ثبت دستی، از روندهای منظم نمونهبرداری و کنترل آلودگی استفاده کنید، تحلیل ریشهای سریعتر میشود. در همین راستا، موضوع آنالیز روغن صنعتی (از نظر ذرات، آب، اکسیداسیون) یکی از ابزارهای کلیدی برای تصمیمگیری در یاتاقانهای روغنگردشی و سامانههای مشترک توربین/ژنراتور است.
اقدامهای اجرایی برای افزایش عمر یاتاقانها
در این بخش، اقدامهایی را میبینید که خروجی آنها قابل سنجش است و میتوانید در چکلیست PM وارد کنید. هدف این است که دما، لرزش و نرخ خرابی یاتاقان در یک بازه ۳ تا ۶ ماهه قابل کاهش باشد.
- کالیبراسیون گریسپمپ: مقدار خروجی هر «پمپ» را وزنکشی کنید (مثلاً گرم/پمپ) و روی ابزار برچسب بزنید؛ سپس مقداردهی را فقط بر اساس «گرم» ثبت کنید، نه تعداد پمپ.
- تعریف پنجره مقداردهی: برای هر یاتاقان، یک بازه مجاز تعریف کنید (مثلاً X تا Y گرم در هر سیکل) و اگر خارج از بازه بود، کار بهعنوان «عدم انطباق» ثبت شود.
- پرج کنترلشده: اگر هوزینگ مسیر تخلیه دارد، پرج را باز کنید و زمان پرج را ثبت کنید (مثلاً ۲ تا ۵ دقیقه) تا گریس اضافی خارج شود؛ سپس دمای ۹۰ دقیقه بعد را معیار بگیرید.
- پاکیزگی ابزار و نقطه تزریق: قبل از اتصال نازل، محل گریسخور را با دستمال بدون پرز تمیز کنید و در صورت گردوغبار زیاد، از کاور محافظ استفاده کنید؛ هدف عددی: کاهش رخدادهای «ذرات در گریس» در بازدیدهای دورهای.
- قانون عدم اختلاط: هر تغییر نوع/برند گریس فقط با برنامه تخلیه و پاکسازی و تأیید سازگاری انجام شود؛ هدف عددی: صفر مورد «اختلاط بدون مجوز» در گزارشهای ماهانه.
- همبستگی دما-لرزش: در هر رویداد افزایش دما، همزمان لرزش ثبت شود؛ هدف عددی: ۱۰۰٪ رویدادهای دمایی با داده لرزش همراه باشند (برای جلوگیری از تصمیمهای کور).
اگر سایت شما در تهران یا شهرهای صنعتی اطراف مستقر است و میخواهید تأمین روانکار و مشاوره فنی را همزمان جلو ببرید، دسترسی به شبکه تأمین روغن صنعتی در شهر تهران میتواند کمک کند تا برنامه PM بهخاطر «کمبود یا عدم تطابق روانکار» متوقف نشود.
مثالهای واقعی از تجهیزات نیروگاهی: سناریوهای خرابی و مسیر اصلاح
برای ملموسشدن بحث، دو سناریوی پرتکرار در ژنراتور و الکتروموتور بزرگ را مرور میکنیم. هدف، تشخیص سریع «الگوی مقداردهی» است، نه حدسزدن.
سناریو ۱: دمای بالا بعد از گریسکاری و نشت از لابیرنت
در یک موتور بزرگِ فن اجباری (Forced Draft) با سرعت ثابت، پس از گریسکاری دورهای، دما از ۷۲ به ۸۴ میرسد و ۴ ساعت بالا میماند. در بازدید، نشت گریس از لابیرنت و رد پاشش روی کاور دیده میشود. تفسیر: بیشروانکاری و پرجنشدن. اقدام اصلاحی: کاهش مقداردهی در سیکل بعد (مثلاً ۳۰٪ کمتر)، اجرای پرج کنترلشده، و ثبت دمای ۹۰ دقیقه بعد. معیار موفقیت: برگشت دما به بیسلاین ±۳°C و عدم افزایش ۲۵٪ لرزش.
سناریو ۲: رشد تدریجی لرزش و افزایش دمای موضعی در بار ثابت
در یک ژنراتور، دما طی یک هفته از ۷۶ به ۸۸ رسیده و لرزش RMS نیز ۳۰٪ رشد کرده است، بدون اینکه گریسکاری انجام شده باشد. تفسیر: احتمال کمروانکاری یا تخریب گریس (اکسیداسیون/آلودگی). اقدام اصلاحی: مقداردهی در بازه مجاز + نمونهبرداری از گریس/روغن برای بررسی آلودگی و قوام؛ سپس پایش ۳ ساعته دما. معیار موفقیت: کاهش روند لرزش در ۴۸ ساعت و تثبیت دما زیر حد هشدار (۱۰°C بالاتر از بیسلاین).
پرسشهای متداول
۱) مقداردهی گریس یاتاقان الکتروموتور بزرگ را چگونه عددی کنیم؟
بهجای «تعداد پمپ»، خروجی گریسپمپ را وزنکشی کنید و واحد را گرم/پمپ بهدست آورید. سپس برای هر یاتاقان یک بازه مقداردهی تعریف کنید و در فرم PM فقط «گرم تزریقشده» را ثبت کنید. معیار پذیرش هم دمای ۹۰ دقیقه و ۳ ساعت بعد است؛ نه حس اپراتور.
۲) از کجا بفهمیم افزایش دما ناشی از بیشروانکاری است یا کمروانکاری؟
به الگوی زمانی نگاه کنید. اگر بلافاصله بعد از مقداردهی دما بالا رفت و پایدار ماند و همزمان نشتی یا پاشش دیدید، بیشروانکاری محتمل است. اگر قبل از مقداردهی روند دما و لرزش رو به رشد بوده و پس از مقداردهی درست ظرف ۱ تا ۳ ساعت به بیسلاین برگشت، کمروانکاری محتملتر است. همیشه دما و لرزش را با هم بسنجید.
۳) حد هشدار دمای یاتاقان ژنراتور را چند درجه بگذاریم؟
بهجای یک عدد ثابت، «افزایش نسبت به بیسلاین» را معیار کنید. برای شروع، اگر در بار ثابت، دما بیش از ۱۰°C بالاتر از میانگین هفتگی شد، هشدار تعریف کنید. عبور پایدار از ۹۰°C در بسیاری از یاتاقانهای غلتشیِ موتورهای بزرگ ریسک را بالا میبرد، اما محل سنسور و طراحی تجهیز هم تعیینکننده است.
۴) آیا هر افزایش لرزش به معنی مشکل روانکاری است؟
خیر. لرزش میتواند از نامیزانی، ناهممحوری، لقی مکانیکی یا مشکلات الکتریکی هم باشد. اما وقتی افزایش لرزش با افزایش دما همزمان شود، احتمال نقش روانکاری بیشتر میشود. معیار عملی: افزایش ۲۵٪ نسبت به بیسلاین در همان بار/سرعت را «نیازمند بررسی» و افزایش ۵۰٪ را «ریسک بالا» در نظر بگیرید و علتیابی را با ثبت دقیق مقداردهی کامل کنید.
۵) آیا میتوان برای جلوگیری از خرابی، همیشه مقدار بیشتری گریس تزریق کرد؟
خیر، این یکی از رایجترین مسیرهای خرابی است. بیشروانکاری باعث چِرنینگ، افزایش اتلاف برشی، کف/هوا و بالا رفتن دما میشود و حتی میتواند به خرابی کاسهنمد و آلودگی محیطی منجر شود. راه درست، تعریف بازه مقداردهی، پرج کنترلشده و پذیرش کار بر اساس دما و لرزش در بازه زمانی مشخص است.
جمعبندی
در ژنراتور و الکتروموتورهای بزرگ، «روانکاری» یک متغیر کنترلی است: اگر مقداردهی درست نباشد، دما بالا میرود، لرزش رشد میکند و سایش شتاب میگیرد؛ و بدتر اینکه هم کمروانکاری و هم بیشروانکاری میتوانند به یک نشانه مشترک (افزایش دما) برسند. راهحل عملی، عددیکردن مقداردهی (گرم/سیکل)، اجرای پرج کنترلشده، و تعریف معیار پذیرش بر پایه دمای ۹۰ دقیقه و ۳ ساعت بعد بههمراه آستانههای لرزش نسبت به بیسلاین است. اگر این سه ستون (مقداردهی، دما، پایش وضعیت) را مستند کنید، تصمیمگیری از «حدس» به «مدیریت ریسک» تبدیل میشود و عمر یاتاقانها بهصورت قابل اندازهگیری افزایش پیدا میکند.
بدون نظر