در معدن، گریس فشار بالا فقط یک «مصرفی» نیست؛ یک قطعه از زنجیره قابلیتاطمینان است. وقتی پینوبوشِ بازوی بیل مکانیکی، یاتاقانهای شاسیِ سنگشکن یا نقاط چربکاری لودر مدام با آب، گلِ ریزدانه و دوغاب تماس دارند، شکست گریس معمولاً از مسیر «شستهشدن» یا «آلودگی ساینده» شروع میشود: فیلم روانکار قطع میشود، افزودنی EP فرصت واکنش درست پیدا نمیکند، و سایش چسبنده/ساینده و سپس لقی و ضربه و نهایتاً توقف کار رخ میدهد. مسئله اینجاست که در شرایط واقعی معدن، صرفاً داشتن EP یا NLGI بالاتر کافی نیست؛ باید بدانیم کدام فرمولاسیون در برابر آب و گل پایدارتر میماند، با برش مکانیکی له نمیشود، روی سطح میچسبد و همزمان ضدسایش و ضدخوردگی عمل میکند.
در این گزارش تحلیلی، دو «کلاس» رایج از گریسهای فشار بالا را در محیطهای معدنی مرطوب و آلوده مقایسه میکنیم: گزینه A: گریس EP پایه لیتیوم کمپلکس (رایج در ماشینآلات سنگین) و گزینه B: گریس EP کلسیم سولفونات کمپلکس (شناختهشده به آبدوستی کمتر و مقاومت شستوشویی بهتر). هدف، ارائه یک چارچوب دادهمحور بر اساس شاخصهای استاندارد (ASTM)، NLGI، مقاومت در برابر شستوشوی آبی، پایداری مکانیکی، چسبندگی، حفاظت در برابر سایش و خوردگی است؛ سپس بر اساس سناریوهای واقعی معدن، تصمیم فنی نهایی را مشخص میکنیم.
تعریف دو گزینه و فرضهای عملیاتی معدن (برای مقایسه منصفانه)
برای اینکه مقایسه معنیدار باشد، ابتدا باید «کلاس محصول» و «شرایط کاری» را شفاف کنیم. در بسیاری از معادن روباز و کارگاههای دانهبندی، نقاط بحرانی چربکاری شامل پینوبوش بازو/باکت، اتصالات لینکها، یاتاقانهای کمسرعت با بار ضربهای، و گاهی رولرها و بیرینگهای در معرض پاشش آب است. در این نقاط، سرعت پایین است اما بار بسیار بالاست و شوکلود (ضربه) زیاد دیده میشود؛ ضمن اینکه آلودگی ذرات ریز (سیلیس، خاک رس) بهصورت گل وارد میشود.
دو گزینه مورد بررسی:
- گزینه A (Lithium Complex EP): گریس NLGI 2 با افزودنی EP (اغلب بر پایه سولفور-فسفر یا معادلهای آن)، پایداری دمایی و مکانیکی خوب، در دسترس و اقتصادیتر.
- گزینه B (Calcium Sulfonate Complex EP): گریس NLGI 2 با ضخیمکننده کلسیمسولفونات کمپلکس؛ ذاتاً توان ضدزنگ/ضدخوردگی بالا و مقاومت بسیار خوب در برابر آب (Water Washout پایینتر)؛ معمولاً قیمت بالاتر و حساسیت بیشتر به سازگاری اختلاط.
فرض عملیاتی برای قیاس: دمای محیط ۵ تا ۴۰ درجه، شستوشوی دورهای با آب پرفشار یا بارندگی، تماس دائم با گل ریزدانه، و گریسکاری با گریسپمپ دستی/بادی در شیفتهای کاری. اگر شرایط شما متفاوت است (مثلاً دمای خیلی بالا یا سرعت بالا)، وزندهی شاخصها تغییر میکند.
شاخصهای استاندارد و جدول مقایسه (ASTM / NLGI) برای معدنهای مرطوب
برای انتخاب مهندسی، باید «چه چیز را» اندازه میگیریم مشخص باشد. در گریسها، چند آزمون ASTM معمولاً در دیتاشیتها تکرار میشوند و میتوانند مبنای مقایسه شوند. نکته مهم: عددها در بازار بین برندها متفاوتاند؛ بنابراین این جدول «دامنههای معمول» را نشان میدهد تا جهتگیری فنی روشن شود، نه اینکه جایگزین دیتاشیت برند مشخص باشد.
| شاخص | استاندارد/روش | گزینه A: لیتیوم کمپلکس EP (تیپیک) | گزینه B: کلسیم سولفونات کمپلکس EP (تیپیک) | برداشت برای آب و گل |
|---|---|---|---|---|
| گرید قوام | NLGI | 2 (رایج) | 2 (رایج) | قوام برابر، اما دوام در آب میتواند متفاوت باشد. |
| نفوذپذیری کارکرده (پایداری قوام) | ASTM D217 | تغییر متوسط تا خوب | عموماً بسیار خوب | در برش مداوم، گزینه B کمتر «له» میشود. |
| شستوشوی آبی | ASTM D1264 | معمولاً بالاتر (بدتر) | معمولاً پایینتر (بهتر) | برای بارندگی/شستوشو، گزینه B مزیت مستقیم دارد. |
| پاشش آب (Water Spray) | ASTM D4049 | متوسط | خوب تا بسیار خوب | در نقاط بیرونی که آب میپاشد، B پایدارتر میماند. |
| تست چهارگلوله ضدسایش | ASTM D2266 | خوب (وابسته به EP) | خوب تا بسیار خوب | در حضور آب/گل، مزیت B معمولاً پایدارتر است. |
| تست چهارگلوله فشار جوش (EP weld) | ASTM D2596 | بالا (EP محور) | بالا (ذاتاً مقاوم) | هر دو مناسب EP هستند؛ تفاوت اصلی در «حفظ» فیلم زیر آب است. |
| خوردگی روی بیرینگ | ASTM D1743 | خوب (اگر ضدزنگ قوی باشد) | عموماً بسیار خوب | برای معدن مرطوب، B ریسک زنگزدگی را کمتر میکند. |
جمعبندی این بخش: اگر «آب» عامل غالب خرابی است، شاخصهای ASTM D1264 و D4049 و نیز D1743 وزن بیشتری پیدا میکنند. اگر «شوکلود خشک» غالب باشد، D2596 و چسبندگی/پایداری مکانیکی مهمتر میشوند.
مقاومت در برابر آب و گل: چرا شستوشوی آبی فقط نصف ماجراست؟
در عمل، معدن فقط آب تمیز نیست؛ آب + ذرات ریز + مواد معدنی و گاهی مواد خورنده، یک دوغاب ساینده میسازد. بنابراین باید دو سؤال را جدا کنیم: ۱) آیا گریس از روی سطح شسته میشود؟ ۲) اگر شسته نشود، آیا آب و ذرات را در خود نگه میدارد و «خمیر ساینده» میسازد؟
در بسیاری از تجربههای میدانی، گریسهای کلسیم سولفونات کمپلکس بهدلیل ساختار ضخیمکننده و قطبیت مناسب، مقاومت شستوشویی بهتر و پایداری فیلم بالاتر زیر پاشش آب دارند؛ یعنی حتی وقتی آب روی قطعه مینشیند، گریس دیرتر عقب میرود و سطح فلز سریع بیپوشش نمیشود. در مقابل، لیتیوم کمپلکسهای EP اگرچه در شرایط خشک عالیاند، اما در محیطهای با شستوشوی مکرر ممکن است «کنده» شوند، خصوصاً اگر دمای کاری و رقیقشدن روغن پایه همزمان رخ دهد.
اما گل یک اثر دوم هم دارد: ذرات ریز میتوانند به داخل بوش نفوذ کنند. اگر گریس سریع شسته شود، عملاً راه برای ورود آلودگی باز میشود. اگر هم گریس خیلی «چسبناکِ جمعکننده ذرات» باشد، ممکن است آلودگی را نگه دارد. راهحل مهندسی معمولاً ترکیبی است:
- انتخاب گریسی با شستوشوی آبی پایین و مقاومت در برابر پاشش آب بالا (مزیت گزینه B).
- تنظیم برنامه گریسکاری برای «پرج کردن» آلودگی (نه فقط افزودن گریس).
- کنترل وضعیت گردگیرها و آببندها؛ چون هیچ گریسی جایگزین آببندی معیوب نیست.
پایداری مکانیکی و برش: وقتی گریس در پینوبوش «له» میشود
در بازو و اتصالات ماشینآلات معدنی، گریس بارها تحت برش قرار میگیرد: حرکت رفتوبرگشتی، شوک و ضربه، و فشارهای لحظهای. اگر پایداری مکانیکی پایین باشد، گریس از NLGI 2 به سمت نرمشدن میرود، روغن پایه جدا میشود (bleeding)، و نهایتاً گریس از محل خارج میشود یا قابلیت آببندی خود را از دست میدهد. این دقیقاً جایی است که آزمونهایی مثل ASTM D217 (نفوذپذیری) و مشاهده میدانی «ریزش و نشت» معنی پیدا میکند.
بهصورت تیپیک، هر دو خانواده میتوانند پایداری خوبی داشته باشند، اما در چرخههای سخت و حضور آب، گزینه B اغلب «کمتر تغییر قوام» نشان میدهد؛ یعنی با وجود ورود رطوبت و برش، ساختار خود را بهتر حفظ میکند. نتیجه عملی: در پینوبوشهایی که فاصله گریسکاری طولانیتر است یا دسترسی سختتر است (مثلاً نقاط بالای بوم)، گزینه B معمولاً با افت کمتر عملکرد بین دو نوبت گریسکاری همراه است.
نکته اجرایی مهم: اگر گریسکاری با گریسپمپ بادی انجام میشود، فشار تزریق بالا است. گریسی که پایداری مکانیکی پایینتری دارد، ممکن است در مسیر کانال گریس و نازلها جداشدگی بیشتری نشان دهد. بنابراین برای ناوگانهای معدنی که «یکسانسازی روانکار» را هدف میگیرند، بررسی سازگاری و رفتار پمپپذیری هم باید در کنار پایداری مکانیکی دیده شود.
چسبندگی و ماندگاری روی سطح: مزیت زمانی ارزش دارد که فیلم قطع نشود
در نقاط باز و در معرض پاشش، چسبندگی (Tackiness) بهعنوان یک شاخص میدانی مطرح است: آیا گریس روی سطح میماند یا مثل لایهای که با آب جدا میشود، عقب میرود؟ چسبندگی در معدن فقط «کثیفشدن» نیست؛ یک نقش آببندی ثانویه دارد و کمک میکند ذرات دیرتر وارد تماس شوند.
در تجربه تعمیرکاران معدن، وقتی گریس مناسب نباشد، نشانهها سریع دیده میشود: سطح پین براق میشود، دور بوش حلقه خشک تشکیل میشود، و صدای تقتق در بارگذاری ظاهر میشود. در چنین سناریویی، گریسهای کلسیم سولفونات کمپلکس معمولاً بهدلیل مقاومت بهتر در برابر آب، «ماندگاری چسبندهتری» نشان میدهند؛ در حالیکه لیتیوم کمپلکس ممکن است در حضور آب و شستوشوی مکرر، نیازمند دفعات گریسکاری بیشتر شود تا همان سطح محافظت را حفظ کند.
چالش و راهحل (میدانی):
- چالش: تجمع گل روی گریس چسبنده و تبدیلشدن به خمیر ساینده.
- راهحل: گریسکاری با هدف «پرج» (خروج گریس آلوده تا مشاهده گریس تازه)، کوتاهکردن فاصله سرویس در فصل بارندگی، و پاککردن سطح خارجی قبل از تزریق تا آلودگی مستقیم وارد نازل نشود.
ضدسایش و EP در واقعیت معدن: چهارگلوله کافی نیست، اما راهنماست
در دیتاشیتها، معمولاً نتایج ASTM D2266 (سایش چهارگلوله) و ASTM D2596 (EP چهارگلوله) ذکر میشود. این آزمونها برای مقایسه اولیه مفیدند، اما معدن یک تفاوت بزرگ دارد: آلودگی و رطوبت، مسیرهای شکست را تغییر میدهد. گریسی که در آزمایش خشک عالی است، ممکن است زیر آب فیلمش را از دست بدهد و اصلاً به مرحله «EP واکنشی» نرسد.
در بارهای ضربهای پینوبوش، هدف این است که در لحظههای اوج فشار، تماس فلز-فلز رخ ندهد. هر دو گزینه A و B میتوانند از نظر EP مناسب باشند، اما در حضور آب و گل، معمولاً گزینه B بهدلیل حفظ بهتر فیلم و نیز ماهیت ضدسایش/ضدخوردگی قویتر، در عمل «پایدارتر» عمل میکند. در مقابل، اگر معدن شما خشک است و تمرکز روی شوکلود بدون شستوشوی آبی است، گزینه A میتواند با هزینه کمتر، کارایی قابل قبول بدهد.
برای مهندسان نت و تدارکات، توصیه اجرایی این است که انتخاب گریس را کنار سایر روانکارها در برنامه مدیریت روانکار ببینند. برای نمونه، در تجهیزاتی که همزمان به روانکارهای صنعتی نیاز دارند، هماهنگی تأمین و استانداردسازی اقلام مصرفی اهمیت بالایی دارد و میتواند در کنار سبد روغن صنعتی مدیریت شود تا ریسک اختلاط ناخواسته و خطای انبار کاهش یابد.
خوردگی، زنگزدگی و توقفهای ناخواسته: اثر پنهان آب در گریسکاری
در معدن مرطوب، مسئله فقط سایش نیست؛ خوردگی همزمان رخ میدهد و اثرش تجمعی است. وقتی آب به ناحیه تماس نفوذ کند، حتی اگر سایش کم باشد، میتواند لایههای اکسیدی بسازد و سطح را زبر کند؛ همین زبری بعداً سایش را تشدید میکند. آزمونهایی مانند ASTM D1743 (خوردگی روی بیرینگ) و همچنین مشاهده میدانی «زنگ در اطراف نپلها و روی پین» برای تصمیمگیری مهماند.
گریسهای کلسیم سولفونات کمپلکس معمولاً بهصورت ذاتی، رفتار ضدزنگ و تحمل آب بهتری دارند و در محیطهایی مثل شستوشوی مکرر یا بارندگیهای طولانی، ریسک «زنگزدگی زیر فیلم» را کاهش میدهند. در مقابل، لیتیوم کمپلکس اگرچه میتواند با افزودنی ضدزنگ تقویت شود، اما بهطور میانگین در محیطهای خیلی مرطوب، به نگهداری دقیقتر (گریسکاری منظمتر و کنترل آببندها) وابستهتر است.
در معادن نزدیک مناطق بارندگیخیز یا کارگاههایی که شستوشوی روزانه تجهیزات انجام میشود، این تفاوت میتواند به زبان اقتصادی هم ترجمه شود: کاهش تعویض پینوبوش، کاهش لقی و ضربه، و کاهش توقفهای کوتاه اما پرتکرار. در چنین پروژههایی، گرفتن مشاوره فنی و تأمین پایدار روانکارهای مختلف (از جمله روغنهای موتور ماشینآلات) در شهرهای صنعتی پرتردد هم بهصورت غیرمستقیم به کاهش ریسک توقف کمک میکند، چون خطای تأمین و جایگزینیهای اضطراری کمتر میشود.
سناریوهای واقعی معدن: از پینوبوش بیل تا رولر نوارنقاله در فصل بارندگی
برای اینکه انتخاب صرفاً روی کاغذ نباشد، چند سناریوی رایج را مرور میکنیم و میبینیم هر گزینه چه رفتاری دارد. این مثالها بر پایه الگوهای عملیاتی متداول در معادن روباز و واحدهای دانهبندی در ایران نوشته شدهاند.
سناریو ۱: پینوبوش بیل مکانیکی در تماس با دوغاب
در شیفت بارندگی، گل ریزدانه به دور پینوبوش میچسبد و آب از بالا میچکد. اگر گریس شسته شود، صدای خشک و افزایش لقی طی چند هفته ظاهر میشود. در این سناریو، گزینه B معمولاً با شستوشوی کمتر و ضدخوردگی بهتر، فاصله گریسکاری را پایدارتر نگه میدارد. گزینه A ممکن است نیاز به گریسکاری پرتکرارتر (و پرج بیشتر) داشته باشد تا فیلم قطع نشود.
سناریو ۲: لودر در محوطه شستوشوی روزانه
لودر بعد از شیفت، با آب پرفشار شسته میشود. این دقیقاً آزمون واقعی ASTM D4049 است. در چنین شرایطی، اگر گریس مقاومت پاشش آب ضعیف داشته باشد، نواحی بیرونی سریع خالی میشود. گزینه B معمولاً ریسک شستهشدن را پایین میآورد؛ اما باید به سازگاری با گریس قبلی توجه کرد.
سناریو ۳: رولرها و یاتاقانهای کمسرعت نزدیک نوارنقاله در فضای باز
آب باران و گردوخاک همزمان وجود دارد، اما بارگذاری شوک کمتر از پینوبوش است. اگر خوردگی رخ دهد، بیرینگ زودتر صدا میدهد. در این سناریو، اولویت با مقاومت در برابر آب و ضدزنگ است؛ گزینه B معمولاً مزیت دارد، بهویژه اگر خرابیهای قبلی نشانه زنگزدگی بوده باشد.
پرسشهای متداول
۱) برای معدن مرطوب، NLGI بالاتر (مثلاً ۳) بهتر است؟
لزوماً نه. NLGI فقط «قوام» را نشان میدهد، نه مقاومت در برابر شستوشوی آبی یا ضدخوردگی. در بسیاری از نقاط پینوبوش، NLGI 2 استاندارد رایج است و اگر آب عامل اصلی باشد، شاخصهایی مثل ASTM D1264 و D1743 مهمتر از یک پله بالاتر بودن NLGI هستند. NLGI بالاتر ممکن است پمپپذیری را سختتر کند.
۲) اگر گریس لیتیوم کمپلکس EP داریم، با بارندگی چه کار کنیم؟
اگر مجبور به استفاده از گزینه A هستید، معمولاً باید فاصله گریسکاری را کوتاهتر کنید و «پرج» را جدی بگیرید تا گریس آلوده خارج شود. همچنین وضعیت گردگیرها و آببندها را کنترل کنید و قبل از تزریق، ناحیه نپل را تمیز کنید تا گل مستقیم وارد سیستم نشود. در این حالت، مانیتورینگ میدانی (صدای لقی، براقشدن سطح) حیاتی است.
۳) مهمترین تست ASTM برای آب و گل کدام است؟
برای آب، ASTM D1264 (Water Washout) و ASTM D4049 (Water Spray-Off) معمولاً مستقیمترین تصویر را از «ماندن گریس روی قطعه» میدهند. برای اثر آب بر خوردگی نیز ASTM D1743 مهم است. البته اینها باید کنار پایداری مکانیکی (ASTM D217) دیده شوند، چون اگر گریس له شود، حتی با شستوشوی پایین هم عملکرد افت میکند.
۴) آیا گریس کلسیم سولفونات همیشه بهترین انتخاب است؟
در محیطهای بسیار مرطوب و آلوده، اغلب مزیت دارد؛ اما «همیشه» نه. قیمت بالاتر، و حساسیت به سازگاری اختلاط با گریس قبلی میتواند چالش باشد. اگر معدن خشک است یا شستوشوی آبی ندارید، یک گریس لیتیوم کمپلکس EP با کیفیت میتواند اقتصادیتر باشد. تصمیم نهایی باید بر اساس الگوی خرابی (سایش یا خوردگی) گرفته شود.
۵) اختلاط دو گریس مختلف چه ریسکی دارد؟
اختلاط میتواند باعث افت قوام، جداشدگی روغن یا ناپایداری ساختار شود، مخصوصاً وقتی ضخیمکنندهها متفاوتاند. اگر قصد تغییر از لیتیوم کمپلکس به کلسیم سولفونات را دارید، بهتر است تا حد ممکن پاکسازی/پرج انجام دهید و در یک دوره کوتاه، رفتار دما، نشت، و تغییر قوام را زیر نظر بگیرید. در ناوگان بزرگ، اجرای پایلوت روی چند تجهیز توصیه میشود.
۶) نشانههای میدانی انتخاب اشتباه گریس در معدن چیست؟
شستهشدن سریع و خشک شدن سطح در اطراف پین، تشکیل حلقههای خشک و براقشدن فلز، افزایش صدای ضربه یا تقتق در بارگذاری، و مشاهده زنگ یا تغییر رنگ در اطراف نقاط چربکاری از نشانههای رایج هستند. همچنین اگر مجبور میشوید دفعات گریسکاری را بدون تغییر شرایط کاری زیاد کنید، احتمالاً مقاومت در برابر آب/گل یا پایداری مکانیکی کافی نیست.
جمعبندی
در محیطهای معدنی مرطوب و آلوده، شکست گریس معمولاً با «از دست رفتن فیلم در اثر آب» و سپس «ورود ذرات ساینده» آغاز میشود؛ بنابراین شاخصهایی مانند ASTM D1264 (شستوشوی آبی)، ASTM D4049 (پاشش آب) و ASTM D1743 (خوردگی) در کنار پایداری مکانیکی (ASTM D217) تعیینکنندهاند. با تکیه بر رفتار تیپیک این دو خانواده، گریس کلسیم سولفونات کمپلکس EP (گزینه B) معمولاً گزینه مناسبتر برای شرایطی است که آب و گل غالباند: دیرتر شسته میشود، حفاظت ضدزنگ قویتری دارد و افت عملکرد بین دو سرویس کمتر است. در مقابل، گریس لیتیوم کمپلکس EP (گزینه A) در معادن خشک یا شرایطی با شستوشوی کم، انتخاب اقتصادی و قابل اتکا است؛ اما در فصل بارندگی معمولاً به فاصله سرویس کوتاهتر و کنترل دقیقتر آببندها نیاز دارد. در نهایت، بهترین نتیجه زمانی حاصل میشود که انتخاب گریس با برنامه گریسکاری (پرج)، پاکیزگی نازلها و مدیریت اختلاط هماهنگ شود.
بدون نظر