استانداردهای تمیزی روغن (ISO 4406) و اهمیت آن در سیستم‌های هیدرولیک حساس

وقتی از «تمیزی روغن» صحبت می‌کنیم، منظور شفاف‌بودن ظاهری نیست؛ بلکه تعداد ذرات معلقِ جامد در روغن و توزیع اندازهٔ آن‌هاست. استاندارد ISO 4406 روشی استانداردمحور برای کُدگذاری همین موضوع ارائه می‌دهد: یک کد سه‌بخشی که به‌صورت خلاصه نشان می‌دهد در هر میلی‌لیتر روغن، چند ذره با اندازهٔ بزرگ‌تر از 4 میکرون، 6 میکرون و 14 میکرون وجود دارد. در سیستم‌های هیدرولیک حساس—مثل سروو‌والوها، پروپورشنال‌والوها، پمپ‌های پیستونی فشاربالا و تجهیزات دقیق—همین ذرات ریز می‌توانند عامل اصلی سایش، گیرکردن اسپول، افت پاسخ‌گویی و افزایش توقفات ناخواسته باشند. بنابراین ISO 4406 فقط یک «عدد روی گزارش آزمایشگاه» نیست؛ یک زبان مشترک بین مهندسی نگهداری، تامین‌کنندهٔ روانکار و تیم بهره‌برداری برای مدیریت ریسک خرابی است.

۱) ISO 4406 دقیقاً چه چیزی را کُدگذاری می‌کند؟

برای اینکه تصمیم‌گیری دربارهٔ فیلتراسیون و نگهداری داده‌محور شود، ابتدا باید مفهوم کد تمیزی ISO 4406 را درست بخوانیم. این استاندارد «تعداد ذرات» را در سه آستانهٔ اندازه گزارش می‌کند و آن را به یک کد سه‌عددی تبدیل می‌کند. هر عدد نمایندهٔ یک بازهٔ لگاریتمی از شمار ذرات در هر میلی‌لیتر است، به‌طوری‌که با افزایش هر یک واحد، تعداد ذرات تقریباً دو برابر می‌شود. همین ویژگی باعث می‌شود تغییرات کوچک در کد، در واقع تغییرات بزرگی در سطح آلودگی واقعی باشند.

کد سه‌عددی یعنی چه؟

فرمت رایج به‌شکل X/Y/Z است که به‌ترتیب برای ذرات >4µm، >6µm و >14µm تعریف می‌شود. در عمل:

• عدد اول (X): حساسیت به ذرات خیلی ریز که در سروو و اجزای دقیق اثر مستقیم دارند.
• عدد دوم (Y): تصویری متوازن‌تر از آلودگی در محدودهٔ مؤثر بر سایش قطعات متحرک.
• عدد سوم (Z): حضور ذرات درشت‌تر که معمولاً با خرابی‌های شدیدتر، سایش تهاجمی یا ورود آلودگی خارجی مرتبط‌اند.

نکتهٔ کلیدی این است که ISO 4406 «ماهیت ذره» را مشخص نمی‌کند؛ ذره می‌تواند گردوغبار سیلیسی، اکسید فلز، الیاف فیلتر، محصولات سایش یا آلودگی‌های مونتاژی باشد. برای تحلیل ریشه‌ای، باید داده‌های تکمیلی مثل فروگرافی یا آنالیز عناصر هم در نظر گرفته شود؛ اما ISO 4406 نقطهٔ شروع استاندارد برای کنترل ریسک است.

۲) چرا سیستم‌های هیدرولیک حساس به ISO 4406 وابسته‌اند؟

در هیدرولیکِ فشاربالا، فاصله‌های عملکردی (Clearance) بین قطعات بسیار کوچک است. وقتی اندازهٔ ذره با این فاصله‌ها هم‌مرتبه شود، پدیده‌های مخرب آغاز می‌شود: ذره نقش «سنباده» پیدا می‌کند، لایهٔ روانکاری را می‌شکند و سایش چسبنده/ساینده را تسریع می‌کند. به همین دلیل، در بسیاری از خرابی‌های تکرارشوندهٔ سروو‌والوها، علت واقعی «آلودگی ذره‌ای» است نه ضعف طراحی.

اثر ذرات بر سه رکن کلیدی عملکرد

• سایش و کاهش عمر پمپ‌ها: پمپ‌های پیستونی و پره‌ای به تمیزی بسیار حساس‌اند. ذرات موجب خط‌افتادن سطوح، افزایش نشتی داخلی و افت راندمان حجمی می‌شوند.
• گیرکردن و چسبیدن اسپول در شیرها: وجود ذرات نزدیک به تلرانس شیر می‌تواند Stick-Slip ایجاد کند؛ نتیجه: نوسان فشار، پاسخ نامنظم و خطای کنترلی.
• افت قابلیت اطمینان سیستم: افزایش کد تمیزی معمولاً با افزایش نرخ خرابی، آلارم‌های فشار، و توقف خط همراه است؛ حتی اگر ویسکوزیته و خواص شیمیایی روغن هنوز «در محدوده» باشند.

در تجربهٔ میدانی بسیاری از واحدهای نت، وقتی یک سیستم هیدرولیک حساس با وجود تعویض به‌موقع روغن همچنان خرابی شیر دارد، اولین متهم باید «تمیزی» باشد نه «گرید». اینجا همان جایی است که ارتباط بین انتخاب محصول و برنامهٔ کنترل آلودگی معنی پیدا می‌کند—به‌خصوص در تجهیزاتی مثل پرس‌های دقیق، تزریق پلاستیک، ماشین‌آلات CNC و خطوط با کنترل موقعیت.

۳) سطوح مختلف آلودگی چه پیامدی روی سایش و خرابی شیرها دارند؟

برای تصمیم‌گیری عملی، باید بدانیم تغییر کد ISO 4406 چه اثری روی خرابی دارد. چون مقیاس ISO لگاریتمی است، بدترشدن کد مثلاً از 18 به 20 فقط «دو شماره» نیست؛ یعنی چند برابر شدن تعداد ذرات و افزایش احتمال تماس‌های مخرب. در سیستم‌های حساس، همین افزایش می‌تواند به تغییر محسوس در نرخ گیرکردن شیر و افزایش نشتی داخلی پمپ منجر شود.

جدول مقایسهٔ کیفی پیامدها بر اساس شدت آلودگی

جدول زیر یک چارچوب عملی (کیفی) برای فهم پیامدهاست. مقدار هدف دقیق باید از سازندهٔ تجهیز، کلاس حساسیت شیرها و شرایط کاری استخراج شود.

نکتهٔ مهم: گاهی سیستم با کد تمیزی نسبتاً خوب هم دچار خرابی می‌شود، اگر «پیک‌های آلودگی» رخ دهد (مثلاً بعد از تعمیرات، تعویض شیلنگ، یا بازشدن مخزن). بنابراین علاوه بر میانگین، باید به روند (Trend) و رخدادهای عملیاتی توجه کرد.

۴) ارتباط ISO 4406 با آزمون‌ها و استانداردهای مرتبط (از شمارش ذره تا گزارش قابل اتکا)

برای اینکه کد تمیزی قابل‌اتکا باشد، روش اندازه‌گیری آن هم باید استاندارد باشد. در عمل، شمارش ذرات معمولاً با روش‌های اتوماتیک انجام می‌شود و استانداردهای ISO مرتبط، چارچوب فنی نمونه‌برداری، شمارش و گزارش‌دهی را تکمیل می‌کنند. نتیجهٔ خوب زمانی ارزش دارد که «نمونهٔ خوب» گرفته شده باشد.

چالش‌های رایج در پایش تمیزی و راه‌حل‌ها

• چالش: نمونه‌برداری از نقطهٔ نامناسب (مثلاً از کف مخزن یا بعد از فیلتر).
  راه‌حل: نمونه‌برداری از نقطهٔ جریانِ نماینده (مثلاً خط برگشت قبل از فیلتر یا نقطهٔ توصیه‌شده سازنده) و ثابت نگه‌داشتن محل نمونه‌گیری برای مقایسهٔ روند.
• چالش: آلودگی نمونه در حین برداشت (شیلنگ کثیف، بطری نامناسب، باز ماندن درب).
  راه‌حل: استفاده از ظروف تمیز و دربسته، شست‌وشوی خط نمونه‌گیری، و ثبت شرایط برداشت.
• چالش: تفسیر غلط تغییرات کوچک کد
  راه‌حل: یادآوری لگاریتمی بودن ISO 4406 و تحلیل تغییرات به‌صورت «چند برابر شدن» نه «یک شماره بالا رفتن».

در پروژه‌های بهبود، کد تمیزی باید کنار شاخص‌های دیگر مثل آب (رطوبت)، ویسکوزیته و محصولات اکسیداسیون دیده شود. با این حال، در سیستم‌های حساس، کنترل ذرات معمولاً سریع‌ترین اثر را روی کاهش خرابی شیرها نشان می‌دهد.

۵) از چارچوب مفهومی تا اقدام عملی: پایش، فیلتراسیون و نگهداری

پس از فهم کد ISO 4406، سؤال اصلی این است: «چطور آن را کنترل کنیم؟» پاسخ معمولاً ترکیبی از فیلتراسیون مناسب، کنترل ورود آلودگی و پایش دوره‌ای است. در بسیاری از کارخانه‌ها، هزینهٔ اصلی نه خودِ روغن، بلکه توقفات و تعویض قطعات است؛ بنابراین سرمایه‌گذاری روی کنترل تمیزی، تصمیم اقتصادی است.

سه لایهٔ کنترل آلودگی ذره‌ای

1. پیشگیری از ورود آلودگی: درپوش تنفسی مناسب مخزن، نظافت در تعمیرات، کنترل محیط، و مدیریت صحیح ذخیره‌سازی و انتقال روغن.
2. حذف آلودگی با فیلتراسیون: انتخاب فیلتر با ریتینگ مناسب (بر اساس حساسیت شیر/پمپ)، نصب فیلتر در جای درست (فشار، برگشت، آف‌لاین/کلیـن‌آپ).
3. پایش و واکنش: پایش دوره‌ای کد تمیزی، تحلیل روند و اقدام اصلاحی قبل از رسیدن به سطح بحرانی.

در بسیاری از پروژه‌های نت، نصب یک واحد فیلتراسیون آف‌لاین (Kidney Loop) برای سیستم‌های حساس، اثر قابل‌توجهی در تثبیت تمیزی دارد؛ چون بدون وابستگی به سیکل کاری اصلی، روغن را به‌صورت پیوسته پاک‌سازی می‌کند. البته طراحی باید با دبی، ویسکوزیته، افت فشار مجاز و کلاس حساسیت تجهیز هم‌خوان باشد.

برای انتخاب و تامین روانکار صنعتی و هم‌زمان طراحی استراتژی تمیزی، راهنمای روغن صنعتی می‌تواند به یکپارچه‌سازی مشخصات روغن (مثلاً ضدسایش بودن، پایداری اکسیداسیون) با الزامات پاکیزگی کمک کند؛ چون در عمل «روغن درست» بدون «تمیزی درست» در هیدرولیک حساس به هدف عملکردی نمی‌رسد.

۶) تعیین هدف تمیزی (Target Cleanliness) و اشتباهات متداول در پروژه‌های هیدرولیک

هدف تمیزی باید مهندسی و متناسب با تجهیز باشد؛ نه یک عدد عمومی. سروو‌والو، پمپ پیستونی فشاربالا و سیستم‌های دارای اوریفیس‌های ریز، معمولاً به سطح تمیزی سخت‌گیرانه‌تری نیاز دارند. در مقابل، برخی سیستم‌های کم‌فشار یا کم‌حساسیت، با سطح تمیزی متوسط هم عملکرد قابل‌قبول دارند. تعیین هدف تمیزی معمولاً با توجه به توصیهٔ OEM، شدت خرابی تاریخی، هزینه توقف، و ظرفیت فیلتراسیون انجام می‌شود.

اشتباهات رایج و راه‌حل اجرایی

• اشتباه: تعویض روغن به‌جای حل مسئلهٔ ذرات
  راه‌حل: اگر منشأ آلودگی کنترل نشده باشد، روغن نو هم سریع آلوده می‌شود. تمرکز باید روی مسیرهای ورود آلودگی و کارایی فیلتر باشد.
• اشتباه: تمرکز صرف بر فیلتر خط فشار و غفلت از برگشت/مخزن
  راه‌حل: در بسیاری از سیستم‌ها، بخش عمدهٔ آلودگی از برگشت وارد مخزن می‌شود؛ طراحی چندمرحله‌ای کاراتر است.
• اشتباه: نبود زبان مشترک بین نت و تامین
  راه‌حل: تعیین هدف ISO 4406 در SLA تامین روغن و ثبت آن در برنامه نگهداری.

در پروژه‌هایی که هم‌زمان با ارتقای فیلتر، آموزش نمونه‌برداری و کنترل ورود آلودگی اجرا شده، معمولاً نمودار روند تمیزی «پایدار» می‌شود و خرابی‌های تصادفی شیرها کاهش می‌یابد. اینجا یک اصل مهم مطرح است: تمیزی، یک پروژهٔ یک‌باره نیست؛ یک فرآیند است.

۷) سناریوی میدانی: چرا یک سیستم با روغن مناسب هنوز خرابی شیر دارد؟

در صنایع ایران، سناریوی پرتکرار این است: روغن هیدرولیک از نظر گرید و استاندارد ضدسایش درست انتخاب شده، اما خرابی شیرهای دقیق ادامه دارد. یکی از مسئولان نت در یک خط تولید عنوان می‌کرد که «هر بار شیر را سرویس می‌کنیم چند هفته خوب است و دوباره نوسان شروع می‌شود». در چنین مواردی، معمولاً ذرات ریز ناشی از تعمیرات، ورود گردوغبار محیطی یا الیاف و قطعات جداشده از شیلنگ‌ها، به‌تدریج کد تمیزی را بدتر می‌کند و مشکل بازمی‌گردد.

راه‌حل مهندسی این سناریو معمولاً شامل سه اقدام هم‌زمان است: (۱) تعریف هدف ISO 4406 برای قبل و بعد از فیلتر، (۲) بازنگری در مسیرهای فیلتراسیون و افزودن آف‌لاین در صورت نیاز، (۳) استانداردسازی نمونه‌برداری و ثبت روند. برای اینکه این رویکرد در سطح سازمانی جا بیفتد، استفاده از ابزارهای پایشی و گزارش‌محور—مثل آنچه در محتوای آموزشی روغن صنعتی و مسیرهای تخصصی مرتبط با آن مطرح می‌شود—به ایجاد زبان مشترک بین تیم‌ها کمک می‌کند.

پرسش‌های متداول

کد ISO 4406 مثل 18/16/13 دقیقاً به چه معناست؟

این کد یعنی تعداد ذرات بزرگ‌تر از 4 میکرون، 6 میکرون و 14 میکرون در هر میلی‌لیتر روغن، هرکدام در یک بازهٔ استاندارد قرار گرفته‌اند. چون مقیاس لگاریتمی است، تغییر هر عدد به‌اندازهٔ یک واحد، معمولاً معادل تقریباً دو برابر شدن شمار ذرات در آن آستانه است. بنابراین حتی یک تغییر کوچک در کد می‌تواند از نظر ریسک خرابی معنی‌دار باشد.

برای سروو‌والوها کدام بخش کد اهمیت بیشتری دارد؟

در سروو‌والوها، ذرات ریزتر معمولاً نقش پررنگ‌تری در Stick-Slip و گیرکردن اسپول دارند؛ بنابراین بخش مربوط به آستانه‌های کوچک‌تر (به‌خصوص عدد اول و دوم) بسیار تعیین‌کننده است. با این حال، نباید عدد سوم را هم نادیده گرفت؛ وجود ذرات درشت‌تر می‌تواند نشان‌دهندهٔ ورود آلودگی خارجی یا خرابی مکانیکی در حال وقوع باشد.

اگر روغن نو باشد، آیا کد تمیزی حتماً خوب است؟

نه الزاماً. روغن نو ممکن است در حمل‌ونقل، ذخیره‌سازی یا هنگام انتقال به مخزن آلوده شود. همچنین داخل مخزن و خطوط می‌تواند آلودگی مونتاژی یا رسوبات قبلی وجود داشته باشد. به همین دلیل در سیستم‌های حساس، کنترل تمیزی «روغن ورودی» و اجرای شست‌وشوی مدار/فیلتراسیون آف‌لاین هنگام راه‌اندازی یا بعد از تعمیرات اهمیت بالایی دارد.

بهترین نقطه برای نمونه‌برداری ISO 4406 کجاست؟

بهترین نقطه، جایی است که نمونه نمایندهٔ جریان واقعی سیستم باشد و امکان مقایسهٔ روند را بدهد. معمولاً نمونه‌گیری از خط برگشت در شرایط پایدار (و طبق توصیه سازنده یا روش‌نامه نت) نتیجهٔ قابل‌اعتمادتر می‌دهد تا نمونه‌گیری از کف مخزن. مهم‌تر از محل دقیق، ثابت بودن محل و روش نمونه‌برداری برای تحلیل روند است.

آیا با تعویض فیلتر مشکل تمیزی حل می‌شود؟

تعویض فیلتر می‌تواند اثرگذار باشد، اما اگر منبع ورود آلودگی کنترل نشود یا فیلتر از نظر ریتینگ و محل نصب مناسب نباشد، تمیزی دوباره افت می‌کند. در بسیاری از سیستم‌های حساس، ترکیب فیلتر مناسب با کنترل تنفسی مخزن، بهداشت تعمیرات و در صورت نیاز فیلتراسیون آف‌لاین، راه‌حل پایدارتر ایجاد می‌کند.

چطور از ISO 4406 در برنامه PM استفاده کنیم؟

ISO 4406 را می‌توان به‌عنوان یک KPI نگهداری تعریف کرد: هدف تمیزی، دوره نمونه‌برداری، آستانه هشدار و اقدام اصلاحی مشخص شود. سپس روند کد تمیزی در کنار داده‌هایی مثل فشار دیفرانسیل فیلتر و رخدادهای تعمیراتی ثبت گردد. این کار کمک می‌کند قبل از خرابی شیر یا افت راندمان پمپ، اقدام پیشگیرانه انجام شود و تصمیم‌ها از «حدس» به «داده» تبدیل شوند.

جمع‌بندی

استاندارد ISO 4406 یک زبان استاندارد برای بیان «تمیزی روغن» بر اساس شمارش ذرات در سه آستانه اندازه است. چون این کد ماهیت لگاریتمی دارد، تغییرات کوچک در اعداد می‌تواند به چند برابر شدن آلودگی و افزایش معنی‌دار ریسک خرابی منجر شود—به‌خصوص در سیستم‌های هیدرولیک حساس که تلرانس‌ها کوچک و وابستگی به پایداری عملکرد بالاست. پیامد عملی آلودگی ذره‌ای، از سایش و افزایش نشتی داخلی پمپ تا گیرکردن اسپول و خرابی سروو‌والوها گسترده است. برای مدیریت مهندسی این ریسک، باید از چارچوب مفهومی به اقدام برسیم: نمونه‌برداری استاندارد، پایش روند، پیشگیری از ورود آلودگی، انتخاب و جانمایی صحیح فیلترها و در صورت نیاز، فیلتراسیون آف‌لاین. نتیجهٔ قابل‌اتکا زمانی حاصل می‌شود که هدف تمیزی مشخص، قابل سنجش و به برنامه نگهداری پیشگیرانه گره بخورد.

در شهرهایی با تنوع اقلیمی و گردوغبار محیطی بالاتر، کنترل تمیزی و نحوه انتقال و ذخیره‌سازی روانکار اهمیت مضاعف دارد؛ اگر نیاز به تامین منظم و قابل‌رهگیری دارید، پخش روغن صنعتی در شهر تهران می‌تواند مسیر هماهنگی تامین و برنامه‌ریزی نگهداری را ساده‌تر کند.