کنترل آلودگی ذرات با استاندارد ISO 4406 در سیستم‌های هیدرولیک

کنترل آلودگی ذرات با استاندارد ISO 4406 در سیستم‌های هیدرولیک

اگر در ایران با پرس‌های صنعتی، دستگاه‌های تزریق، ماشین‌آلات معدنی یا خطوط تولید سروکار دارید، «کنترل آلودگی ذرات» مهم‌ترین عامل عمر تجهیزات هیدرولیک شماست. استاندارد ISO 4406 زبان مشترک اندازه‌گیری و گزارش پاکیزگی روغن است و با کدهایی مثل 18/16/13 سطح آلودگی را توصیف می‌کند. در این مقاله آموزشی، ساختار کد ISO 4406 را به زبان ساده باز می‌کنیم، اثر هر سطح پاکیزگی بر عمر پمپ، شیر و یاتاقان را توضیح می‌دهیم و یک برنامه عملی کنترل آلودگی با تکیه بر فیلتراسیون، طراحی بای‌پس، کنترل نقاط ورود آلودگی و پایش دوره‌ای ارائه می‌کنیم. همچنین یک جدول مقایسه کاربردی برای انتخاب سطح هدف پاکیزگی نسبت به حساسیت تجهیز خواهید دید. در پایان می‌توانید با اتکا به خدمات و تامین مطمئن روغن صنعتی و خدمات صنعتی موتورازین، اجرای برنامه پاکیزگی را استانداردسازی کنید.

توصیه عملی: همین امروز «سطح هدف پاکیزگی» را برای هر سیستم تعیین و به‌صورت برچسب کنار مخزن ثبت کنید؛ بدون هدف‌گذاری، کنترل آلودگی ممکن نیست.

استاندارد ISO 4406 چیست و کدها چگونه خوانده می‌شوند؟

ISO 4406 روشی برای گزارش تعداد ذرات معلق در هر میلی‌لیتر روغن هیدرولیک است. گزارش به‌صورت سه عدد مانند X/Y/Z نوشته می‌شود که به‌ترتیب نشان‌دهنده تعداد ذرات بزرگ‌تر یا مساوی 4μm(c)، 6μm(c) و 14μm(c) در هر میلی‌لیتر هستند. حرف (c) بیانگر کالیبراسیون جدید طبق ISO 11171 است. هر «کد» یک بازه مقدار دوبل‌شونده را نشان می‌دهد؛ با هر کاهش یک عدد در کد، تراکم ذرات تقریباً نصف می‌شود.

نقشه بازه‌های پرکاربرد به‌طور خلاصه چنین است: کد 20 یعنی 10,000–5,000 ذره/ml، 19 یعنی 5,000–2,500، 18 یعنی 2,500–1,300، 17 یعنی 1,300–640، 16 یعنی 640–320، 15 یعنی 320–160، 14 یعنی 160–80 و 13 یعنی 80–40 ذره/ml. این بازه‌ها برای هر سه اندازه مرجع محاسبه می‌شوند.

مثال عددی: 18/16/13 در عمل چه می‌گوید؟

اگر گزارش پاکیزگی روغن شما 18/16/13 باشد، معنایش این است که در هر میلی‌لیتر روغن: 1,300 تا 2,500 ذره ≥4μm(c)، 320 تا 640 ذره ≥6μm(c) و 40 تا 80 ذره ≥14μm(c) وجود دارد. این سطح برای بسیاری از سیستم‌های عمومی قابل‌قبول است، اما برای سرووالوها یا پمپ‌های پیستونی با تلرانس تنگ، معمولاً باید یک یا دو کد پاکیزه‌تر هدف‌گذاری شود.

توصیه عملی: گزارش‌های پاکیزگی را همیشه با ذکر «واحد» و «اندازه مرجع μm(c)» آرشیو کنید تا قیاس میان آزمایشگاه‌ها معتبر بماند.

کدهای ISO 4406 و اثرشان بر عمر پمپ، شیر و یاتاقان

ذرات ساینده، به‌ویژه در بازه 4 تا 14 میکرون، عامل اصلی سایش مرزی در پمپ‌ها، گیرکردن اسپول شیرها و خراش روی مسیرهای یاتاقان هستند. هرچه کد ISO 4406 پایین‌تر باشد، احتمال تشکیل خسارت‌های تدریجی کمتر می‌شود و عمر مؤلفه‌ها به‌صورت معناداری افزایش می‌یابد. به‌طور کیفی:

• پمپ‌های پیستونی: به آلودگی اندازه متوسط بسیار حساس‌اند؛ کدهای 17/15/12 یا 16/14/11 معمولاً توصیه می‌شود.
• سرووالو/پروپورشنال: به گیرکردن اسپول بسیار حساس؛ اغلب 15/13/10 یا پاکیزه‌تر هدف‌گذاری می‌شود.
• پمپ‌های دنده‌ای: اندکی مقاوم‌تر؛ 19/17/14 یا 20/18/15 در مدارهای موبایل رایج است.
• یاتاقان‌ها و لغزش‌ها: کاهش ذرات ≥14μm(c) نقش تعیین‌کننده در جلوگیری از پیتینگ و اسکورینگ دارد.

در اقلیم ایران، گردوغبار محیطی، تعمیرات میدانی و بارگذاری متغیر، ریسک ورود ذرات را بالا می‌برد. بنابراین به‌جای تکیه بر حداقل‌های کاتالوگ، یک یا دو کد سخت‌گیرانه‌تر را هدف بگیرید؛ این کار به‌خصوص در صنایع معدن، سیمان و فولاد تفاوت محسوسی ایجاد می‌کند.

توصیه عملی: اگر خرابی‌های تکراری شیرهای کنترل دارید، ابتدا هدف پاکیزگی را یک کد سخت‌تر کنید و فیلتر ریتِنگ را متناسب ارتقا دهید؛ اغلب با هزینه کم، نتایج سریع می‌گیرید.

جدول مقایسه سطوح ISO 4406 و کاربرد برای تجهیزات حساس

جدول زیر راهنمای انتخاب سطح پاکیزگی هدف نسبت به حساسیت تجهیز است. توجه کنید انتخاب نهایی باید با نظر سازنده تجهیز و شرایط بهره‌برداری شما هماهنگ شود.

توصیه عملی: اگر تجهیزات حساس و عمومی را روی یک مخزن مشترک دارید، هدف پاکیزگی را بر مبنای «حساس‌ترین تجهیز» تعیین کنید تا ریسک تجمیع نشود.

فیلتراسیون مناسب: انتخاب فیلتر، ریتینگ، راندمان و ظرفیت

انتخاب فیلتر باید بر اساس ریزی، راندمان و ظرفیت نگهداشت آلودگی باشد. ریزی فیلتر با میکرونِ مطلق یا β-نسبت طبق ISO 16889 ارزیابی می‌شود. برای کنترل ذراتی که کد ISO 4406 را تعیین می‌کنند، معمولاً به β6(c)≥200 یا β10(c)≥200 نیاز دارید. فیلترهای فقط برگشت، اغلب برای رسیدن به سطوح سخت‌گیرانه کافی نیستند؛ ترکیب فیلتر فشار برای محافظت از سرووالو و کیدنی‌لوپ آف‌لاین برای «پولیشینگ» توصیه می‌شود.

• نسبت بتا (βx(c)): β=200 یعنی 99.5% راندمان حذف ذره در اندازه xμm(c).
• افت فشار: فیلتر ریزتر افت فشار بالاتری دارد؛ انتخاب بای‌پس مناسب ضروری است.
• ظرفیت نگهداشت: با بالا رفتن آلودگی، افت فشار افزایش می‌یابد؛ مانیتور اختلاف‌فشار نصب کنید.
• ویسکوزیته و دمای ایران: در استارت سرد یا مناطق کوهستانی، بای‌پس ممکن است زودباز شود؛ ویسکوزیته و گِرید روغن را هوشمندانه انتخاب کنید.

نکته کارگاهی: روغن نو الزماً تمیز نیست. بشکه‌های تازه‌وارد اغلب پاکیزگی 20/18/15 یا بدتر دارند؛ قبل از شارژ، پیش‌فیلتر کنید.

توصیه عملی: برای رسیدن به 16/14/11، یک لوپ آف‌لاین با دبی 5–10% حجم مخزن و فیلتر β6(c)≥200 نصب کنید و 24/7 روشن نگه دارید.

طراحی بای‌پس، کنترل نقاط ورود آلودگی و مدیریت مخزن

بخش بزرگی از شکست‌های پاکیزگی نه از فیلتر، بلکه از مسیرهای ورود آلودگی است. رایج‌ترین‌ها: تنفسی‌های باز مخزن، درپوش‌های شارژ بدون فیلتر، کوپلینگ‌های سریع خاک‌گرفته، سیل‌های فرسوده و شست‌وشوی نامناسب قطعات. همچنین بای‌پس فیلتر اگر به‌درستی انتخاب یا نگهداری نشود، تمام طراحی را بی‌اثر می‌کند.

• تنفسی مخزن: از تنفسی خشک/ترکیبی با درجه‌بندی 3–5 میکرون و رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• بای‌پس فیلتر: آستانه را مطابق منحنی دبی/ویسکوزیته انتخاب و دوره‌ای تست کنید.
• شارژ روغن: با فیلتر پرتابل و خشک‌کن، روغن نو را به 16/14/11 برسانید.
• تمیزی مونتاژ: لوله‌ها و بلوک‌ها را قبل از نصب «فلاش» کنید؛ پلیسه‌های ساخت، دشمن پنهان‌اند.
• مدیریت مخزن: طراحی جریان بازگشت، مانع از آشفتگی کف و بازگردش ذرات به مجرای مکش شود.

توصیه عملی: روی هر مخزن «کیف ابزار پاکیزگی» شامل پارچه بدون پرز، درپوش مغناطیسی اتصالات، اسپری تمیزکننده و کوپلینگ‌های درپوش‌دار مستقر کنید.

پایش دوره‌ای، تفسیر نتایج و اجرای برنامه کنترل آلودگی

بدون پایش، کنترل آلودگی پایدار نمی‌ماند. نمونه‌گیری تمیز و یکنواخت از نقطه‌ای با جریان نماینده، اساس «مقایسه‌پذیری» است. ابزارها شامل شمارنده‌های ذره آف‌لاین/آنلاین، آنالیز آزمایشگاهی و حسگرهای وضعیت است. هدف، ترندگیری کد ISO 4406 و اقدام اصلاحی قبل از عبور از آستانه‌هاست.

• نقطه نمونه‌گیری: شیر نمونه‌برداری روی خط برگشت قبل از فیلتر یا روی لوپ آف‌لاین.
• تناوب پایش: برای سیستم‌های حساس ماهانه، سایرین فصلی؛ بعد از تعمیرات، نمونه ویژه بگیرید.
• آستانه هشدار: اگر یک مؤلفه حساس دارید، آستانه را بر اساس آن تعریف کنید (مثلاً 16/14/11).
• اقدام اصلاحی: تعویض/بک‌فلاش فیلتر، افزایش زمان لوپ آف‌لاین، بررسی بای‌پس و نشتی‌ها.

برای تسهیل اجرا، موتورازین امکان تامین روغن‌های هیدرولیک HLP/HVLP با پایداری بالا، کیت‌های فیلتراسیون پرتابل و خدمات آنالیز و پایش وضعیت روغن را فراهم کرده است. با اتصال این خدمات به برنامه PM، به‌جای واکنش به خرابی، پیشگیرانه عمل می‌کنید.

نکات کلیدی اجرای برنامه کنترل آلودگی:

1. هدف پاکیزگی را بر اساس حساس‌ترین تجهیز تعیین کنید.
2. روغن نو را قبل از شارژ فیلتر کنید.
3. تنفسی مخزن را ارتقا دهید و سطح روغن را پایش کنید.
4. فیلتر مناسب با β-نسبت بالا انتخاب و اختلاف‌فشار را مانیتور کنید.
5. لوپ آف‌لاین مداوم برای پولیشینگ نصب کنید.
6. نمونه‌گیری تمیز، از نقطه استاندارد و قابل تکرار انجام دهید.
7. پس از تعمیرات، فلاشینگ اجباری انجام دهید.
8. برچسب سطح هدف ISO 4406 روی مخزن نصب کنید.
9. آموزش تکنسین‌ها درباره آلودگی و آداب کار تمیز.
10. داده‌ها را ترند کنید و به اقدام اصلاحی سریع متعهد باشید.

توصیه عملی: «چک‌لیست پاکیزگی» را به فرم تحویل شیفت اضافه کنید؛ یک امضای روزانه، نظم برنامه را حفظ می‌کند.

جمع‌بندی کاربردی

ISO 4406 ابزاری است که به مدیران نگهداری و تکنسین‌ها اجازه می‌دهد درباره پاکیزگی هیدرولیک با یک زبان دقیق و قابل‌اندازه‌گیری صحبت کنند. وقتی می‌دانیم 18/16/13 یعنی چه، می‌توانیم تصمیم‌های بهتری درباره ریتینگ فیلتر، طراحی بای‌پس و حتی انتخاب گرید روغن بگیریم. در شرایط ایران، گردوغبار محیطی، تعمیرات سیار و شوک‌های حرارتی کار را سخت‌تر می‌کند؛ اما با هدف‌گذاری واقع‌بینانه (مثلاً 16/14/11 برای سیستم‌های حساس)، فیلتراسیون چندمرحله‌ای (فشار، برگشت، آف‌لاین)، مدیریت نقاط ورود (تنفسی، شارژ تمیز) و پایش دوره‌ای با نمونه‌گیری استاندارد، می‌توان به‌طور پایدار زیر آستانه‌های هدف باقی ماند.

اجرای موفق برنامه، مستلزم ترکیب «تجهیزات درست» و «انضباط کاری» است: انتخاب فیلتر با β6(c)≥200، نصب نشانگر اختلاف‌فشار، به‌کارگیری تنفسی‌های کنترل رطوبت، فلاشینگ بعد از تعمیرات و آموزش تیم. تجربه میدانی نشان می‌دهد که تمرکز بر حذف ذرات 4–14 میکرون بیشترین بازده را در کاهش خرابی‌های شیر و پمپ دارد. از آنجا که روغن نو تمیز نیست، پیش‌فیلتر کردن ورودی مخزن را به یک عادت تبدیل کنید. در نهایت، با تکیه بر تامین مطمئن روغن‌های هیدرولیک استاندارد و خدمات تحلیل و فیلتراسیون موتورازین، می‌توانید پاکیزگی را به یک «شاخص مدیریتی» تبدیل کرده و هزینه‌های توقف خط را به‌طور معنادار کاهش دهید.

توصیه عملی: یک «کارتیه پاکیزگی» برای هر دستگاه تعریف کنید که شامل سطح هدف ISO 4406، نقاط نمونه‌گیری، نوع فیلتر و آستانه‌های اقدام باشد؛ این کارت را کنار مخزن نصب کنید.

پرسش‌های متداول

آیا می‌توان ISO 4406 را با چشم و فیلتر معمولی کنترل کرد؟

خیر. ISO 4406 مبتنی بر شمارش ذرات ریز در مقیاس میکرونی است. کدهایی مثل 16/14/11 با آزمون شمارشگر ذرات (لیزر یا پُرسینگ) و نمونه‌گیری تمیز به‌دست می‌آیند. با چشم غیرمسلح یا حتی مشاهده تغییر رنگ فیلتر نمی‌توان به‌طور قابل‌اعتماد درباره کد ISO قضاوت کرد. بهترین کار، نمونه‌گیری استاندارد و ارسال به آزمایشگاه یا استفاده از آنالایزر پرتابل است.

چقدر کاهش یک کد ISO روی عمر تجهیز اثر دارد؟

هر کاهش یک کد، تراکم ذرات را تقریباً نصف می‌کند. اثر دقیق بر عمر به حساسیت تجهیز، نوع بار، فیلم روغن و کیفیت نگهداری بستگی دارد. برای سرووالوها و پمپ‌های پیستونی، حتی یک کد پاکیزه‌تر شدن می‌تواند تفاوت معناداری در نرخ گیرکردن اسپول و سایش ایجاد کند. پیشنهاد می‌شود کد هدف را بر مبنای «حساس‌ترین مؤلفه» در مدار تعیین کنید.

روغن نو چه سطح پاکیزگی دارد و آیا لازم است فیلتر شود؟

روغن نو معمولاً پاکیزگی 20/18/15 یا بدتر دارد؛ به‌خصوص اگر حمل‌ونقل و انبارش طولانی بوده باشد. بنابراین پیش‌فیلتر کردن قبل از شارژ، یک الزام است، نه توصیه. با استفاده از یونیت پرتابل آف‌لاین و فیلتر با β6(c)≥200، می‌توانید روغن نو را به حدود 16/14/11 نزدیک کنید و از ورود آلودگی اولیه به سیستم جلوگیری کنید.

برای سیستم‌های موبایل در معادن ایران، هدف ISO 4406 چه باشد؟

در معادن و محیط‌های بسیار غبارآلود، دستیابی به 18/16/13 واقع‌بینانه است و برای پمپ‌های دنده‌ای کافی محسوب می‌شود. اگر مدار شما شیرهای پروپورشنال دارد، سعی کنید حداقل به 17/15/12 نزدیک شوید. تمرکز بر تنفسی‌های باکیفیت، درپوش‌های تمیز شارژ و کیدنی‌لوپ پرتابل در تعمیرگاه سیار، تفاوت زیادی ایجاد می‌کند.

آیا سنسور ذرات آنلاین جایگزین آزمایشگاه می‌شود؟

سنسورهای آنلاین ابزار عالی برای آگاهی لحظه‌ای و آلارم زودهنگام هستند، اما جایگزین کامل آزمایشگاه نیستند. تائید دوره‌ای نتایج با نمونه‌گیری و آنالیز آزمایشگاهی، کالیبراسیون و صحت روندها را تضمین می‌کند. بهترین راهبرد، ترکیب پایش آنلاین برای واکنش سریع و آزمایشگاه برای صحت‌سنجی و تحلیل عمیق است.

توصیه عملی: برای هر سیستم حساس، یک برنامه ترکیبی «آنلاین + آزمایشگاهی» تدوین و بازه‌های پایش را در PM ثبت کنید.