آلودگی گردوغبار در معادن و اثر آن بر سیستم‌های روانکاری
آلودگی گردوغبار در معادن و اثر آن بر سیستم‌های روانکاری، یکی از چالش‌های جدی بهره‌برداری پایدار از ماشین‌آلات معدنی است؛ به‌ویژه در اقلیم خشک ایران و آلودگی گردوغبار در معادن روباز که بادهای فصلی و تردد ماشین‌آلات، غلظت ذرات سیلیسی و ماسه را بالا می‌برد. این ذرات سخت و ریز به‌صورت «سایش سه‌جسمی» میان قطعه، فیلم روغن و ذره عمل کرده و زبری سطوح، دمای کار و مصرف سوخت را افزایش می‌دهند. نتیجه نهایی، کوتاه شدن عمر روغن موتور، روغن هیدرولیک و گریس و بالا رفتن هزینه‌های توقف، تعمیر و تعویض است.
این مقاله با تمرکز بر نقش گردوغبار سیلیسی و ماسه، مسیرهای ورود ذرات به روانکار، پیامدهای آن بر خواص فیزیکی و شیمیایی روغن، و راهکارهای عملی برای کنترل، فیلتراسیون، آب‌بندی و پایش وضعیت را مرور می‌کند. اگرچه شرایط هر معدن متفاوت است، اصول مشترکی وجود دارد که با اجرای آن‌ها می‌توان تمیزی روانکار را در سطح هدف نگه داشت و ریسک خرابی زودرس را کاهش داد.
گردوغبار سیلیسی و ماسه: ویژگی‌ها و مسیرهای ورود
گردوغبار معدنی، به‌ویژه ذرات حاوی سیلیس و ماسه، ذراتی نسبتاً سخت و ساینده‌اند که اندازه آن‌ها از زیر چند میکرون تا ده‌ها میکرون متغیر است. این ذرات به‌دلیل شکل زاویه‌دار و سختی بالا، به‌محض ورود در تماس‌های لغزشی و غلتشی، فیلم روغن را خراش می‌دهند و سطح را می‌سابند. در فضای معدن، علاوه بر منابع طبیعی، فرآیندهای حفاری، بارگیری و خردایش نیز سهم زیادی در تولید گردوغبار دارند.
مسیرهای رایج ورود ذرات به روانکار
- تنفس مخزن روغن از طریق ونت‌های بدون فیلتر یا درپوش‌های ساده.
- آب‌بندی ناکافی شفت‌ها، جک‌ها و اتصالات؛ اورینگ‌های فرسوده یا نصب نادرست کاسه‌نمد.
- سوخت‌گیری و روغن‌زنی در فضای باز و پرگردوغبار بدون ابزار و قیف تمیز.
- باز و بسته کردن فیلترها و دریچه‌ها بدون رعایت آداب نظافت صنعتی.
- اتصال اتصالات هیدرولیک یا گریس‌خورها با گل‌ولای خشک شده روی رزوه‌ها.
با شناخت این نقاط ورود، می‌توان اقدامات هدفمند طراحی و نگهداری را به‌کار گرفت: از نصب فیلتر تنفسی تا بهبود آب‌بندی و اجرای «کارگاه سرویس تمیز» برای پر کردن و نمونه‌گیری.
اثر آلودگی بر روغن موتور در ماشین‌آلات معدنی
روغن موتور در دامپتراک‌ها، لودرها و بیل‌های مکانیکی، هم‌زمان با دمای بالا، سوخت ناقص و گردوغبار سروکار دارد. ذرات سیلیسی واردشده از مسیر هوای ورودی یا نشتی‌های جزئی، در تماس با یاتاقان‌ها و رینگ‌وپیستون، فیلم روغن را خراش می‌دهند و سایش را تسریع می‌کنند. پیامدهای معمول عبارت‌اند از:
- افزایش آهن، سیلیس و آلومینیوم در آنالیز روغن؛ نشانه‌ای از سایش و ورود خاک.
- افزایش تدریجی ویسکوزیته به‌علت اکسیداسیون و بار ذره‌ای؛ در برخی موارد کاهش ویسکوزیته به‌دلیل برش پلیمر یا رقیق‌شدن نیز ممکن است مشاهده شود.
- بالا رفتن دمای کار و مصرف سوخت به‌دلیل اصطکاک بیشتر.
- کوتاه شدن عمر فیلترهای روغن و افزایش افت فشار در مدار.
اقدامات پیشنهادی برای موتور
- اطمینان از سلامت فیلتر هوا و پیش‌تمیزکننده‌ها؛ بازدید دوره‌ای نشتی‌ها در هوزینگ فیلتر هوا.
- انتخاب گرید و سطح کارایی مناسب روغن موتور و تعویض به‌موقع؛ پایش روند ویسکوزیته و سیلیس.
- به‌کارگیری روش‌های تمیزکاری خشک و ابزار درپوش‌دار هنگام اضافه کردن روغن.
کنترل ذرات در روغن هیدرولیک حفاری و پیامدهای عملکردی
در سامانه‌های حفاری و بارگیری، کنترل ذرات در روغن هیدرولیک حفاری حیاتی است. وجود ذرات سخت در مدار هیدرولیک باعث فرسایش سطوح پمپ‌ها و شیرها، گیرکردن اسپیول‌ها، نشت داخلی و افت راندمان می‌شود. با افزایش لقی‌ها، بخشی از انرژی سیال به گرما تبدیل شده و دمای سیستم بالا می‌رود. این چرخه منفی، اکسیداسیون روغن را تشدید و عمر سرویس را کاهش می‌دهد.
نشانه‌ها و ریسک‌ها
- حرکت نامنظم جک‌ها، نویز پمپ و افزایش دمای تانک.
- کاهش سرعت عملگرها به‌دلیل افت راندمان حجمی.
- افزایش مصرف فیلتر و افت فشار در مسیر برگشت.
گام‌های کنترلی
- انتخاب فیلتر با درجه کارایی مناسب برای مسیر فشار/برگشت و نصب فیلتر تنفسی روی مخزن.
- پایش افت فشار فیلتر و جایگزینی به‌موقع برای جلوگیری از بای‌پس.
- نمونه‌گیری دوره‌ای جهت پایش شمارش ذرات و روند دما.
گردوغبار و گریس: تغییر قوام و سایش اتصالات
گریس در پین‌وبوش‌ها، یاتاقان‌ها و رولرها به‌ظاهر ایمن به‌نظر می‌رسد، اما ورود گردوغبار به‌دلیل شست‌وشوی ناکافی نازل گریس‌خور یا آب‌بندی ضعیف، قوام گریس را تغییر می‌دهد. ذرات معلق می‌توانند بافت گریس را سفت‌تر یا باعث جدایش روغن پایه شوند و مسیر روانکاری را مسدود کنند. نتیجه، افزایش دما، صدای غیرعادی و کاهش عمر بوش‌ها و بلبرینگ‌ها است.
بهترین رویه‌ها در گریس‌کاری
- پاک‌سازی محل گریس‌خور پیش از اتصال کوپلر و استفاده از درپوش محافظ.
- گریس‌کاری به‌اندازه و در فواصل کوتاه‌تر در محیط‌های بسیار غبارآلود.
- بازبینی دوره‌ای آب‌بندی‌ها و پناه‌دادن نقاط حساس از پاشش گرد و ماسه.
نقش فیلتر و آب‌بندی در حفظ سلامت روانکار
فیلتر و آب‌بندی «خط دفاعی اول» در برابر گردوغبار هستند. انتخاب درست فیلتراسیون و آب‌بندی، تمیزی روغن و گریس را پایدار می‌کند و از رشد تصاعدی دما و سایش جلوگیری می‌نماید. در هیدرولیک، فیلتر برگشت و فشار با راندمان مناسب، همراه با فیلتر تنفسی مخزن، ورود و گردش ذرات را به حداقل می‌رساند. در موتور، سلامت فیلتر هوا و آب‌بندی هوزینگ آن، تعیین‌کننده میزان گردوغبار ورودی به اتاق احتراق و کارتل است. برای گریس، کاسه‌نمدهای سالم، درپوش‌های گردگیر و لب‌سِیل‌ها، مسیر ورود ذرات را می‌بندند.
نکات اجرایی
- نصب فیلتر تنفسی با قابلیت جذب رطوبت و ذرات روی مخازن.
- پایش اختلاف فشار فیلترها و تعویض پیش از بای‌پس.
- بازرسی منظم اورینگ‌ها و کاسه‌نمدها؛ جلوگیری از مونتاژ خشک.
- ایجاد فشار مثبت ملایم در کابینت‌های حساس برای کاستن از ورود گردوغبار.
پایش وضعیت و برنامه اقدام در معادن ایران
برای کنترل پایدار آلودگی، یک برنامه پایش و اقدام مرحله‌ای پیشنهاد می‌شود. نخست، خطوط پایه تمیزی روغن را با نمونه‌گیری راه‌اندازی کرده و روندها را ثبت کنید. سپس اهداف تمیزی متناسب با حساسیت اجزا تعیین و با رویه‌های نگهداری به آن نزدیک شوید. در معادن کشور، استفاده از «کارگاه سرویس تمیز»، ظروف درپوش‌دار، قیف‌های اختصاصی و کیت‌های نمونه‌گیری، به‌همراه آموزش تیم، بیشترین اثربخشی را دارد.
- نمونه‌گیری دوره‌ای و تحلیل شمارش ذرات، فلزات سایشی و ویسکوزیته.
- ثبت و تحلیل دمای کار، مصرف فیلتر و سوابق تعمیرات.
- ممیزی آب‌بندی و نقاط تنفس؛ تعویض به‌موقع قطعات لاستیکی در گرما و گردوخاک.
- اقدام اصلاحی سریع در صورت مشاهده روندهای افزایشی ذرات یا دما.
برای اجرای میدانی این راهکارها و انتخاب صحیح روانکار و فیلتراسیون، از پشتیبانی میدانی موتورازین در معادن منطقه‌ای استفاده کنید.
جدول اثر گردوغبار بر خواص روغن و عملکرد
ورود گردوغبار سیلیسی به مدارهای موتور، هیدرولیک و نقاط گریس‌کاری، بر سه محور کلیدی اثر می‌گذارد: ویسکوزیته، دمای کار و نرخ سایش. جدول زیر، خلاصه‌ای مقایسه‌ای از این اثرات را نشان می‌دهد.
| شاخص | حالت پاک | پس از ورود گردوغبار سیلیسی | اثر عملیاتی |
|---|---|---|---|
| ویسکوزیته روغن | در محدوده توصیه‌شده سازنده | تمایل به افزایش به‌علت بار ذره‌ای و اکسیداسیون؛ گاهی کاهش به‌علت برش | اختلال در روانکاری هیدرودینامیک؛ سخت‌تر شدن استارت سرد یا افت پمپاژ |
| دمای کار سیستم | پایدار در بازه طراحی | افزایش به‌علت اصطکاک و نشت داخلی | افت راندمان، اکسیداسیون سریع‌تر و کوتاه شدن عمر روغن |
| نرخ سایش قطعات | کم، با الگوی فرسایش طبیعی | افزایش محسوس در تماس‌های لغزشی/غلتشی | کاهش عمر یاتاقان‌ها، بوش‌ها، رینگ‌وپیستون و اسپیول شیرها |
پرسش‌های متداول
1.برای سیستم‌های هیدرولیک حفاری، چه سطحی از تمیزی روغن مناسب است؟
سطح تمیزی به حساسیت اجزا و فشار کار بستگی دارد. هدف‌گذاری تمیزی محافظه‌کارانه، همراه با فیلتر مناسب در مسیر برگشت/فشار و فیلتر تنفسی مخزن توصیه می‌شود. آنچه اهمیت دارد، حفظ روند پایدار تمیزی و جلوگیری از قله‌های آلودگی پس از تعمیرات یا تعویض روغن است. نمونه‌گیری منظم و مقایسه روندها، راهنمای تصمیم‌گیری برای تعویض فیلتر و برنامه‌ریزی سرویس خواهد بود.
2.هر چند وقت یک‌بار باید نمونه روغن بگیریم؟
بازه نمونه‌گیری به شدت کار و شرایط گردوغبار بستگی دارد. در معادن روباز پرگردوغبار، نمونه‌گیری ماهانه برای سیستم‌های حیاتی و هر دو تا سه ماه برای سایر مدارها رایج است. مهم‌تر از فاصله، ثبات روش نمونه‌گیری، محل برداشت و ثبت ساعات کارکرد است تا بتوان روندها را دقیق تحلیل کرد و هشدارهای زودهنگام را دریافت.
3.آیا استفاده از گریس EP می‌تواند اثر گردوغبار را جبران کند؟
افزودنی‌های EP در کاهش سایش تحت بار مفیدند، اما جایگزین تمیزی نیستند. اگر گردوغبار به داخل اتصالات راه پیدا کند، حتی گریس باکیفیت هم نمی‌تواند سایش سه‌جسمی را حذف کند. پاک‌سازی گریس‌خور پیش از تزریق، آب‌بندی سالم و فواصل گریس‌کاری کوتاه‌تر در محیط‌های گردوغبار شدید، ضروری است.
4.نشانه‌های آلودگی گردوغبار در گزارش آزمایش روغن چیست؟
افزایش سیلیس همراه با آهن و آلومینیوم، افزایش ذرات سخت در شمارش ذرات، بالا رفتن ویسکوزیته و روند افزایشی دمای کار از نشانه‌های محتمل‌اند. همواره به روندها توجه کنید؛ تغییرات ناگهانی پس از تعمیرات یا بازکردن مدار، می‌تواند به ورود ذرات مرتبط باشد. اقدام اصلاحی سریع، از آسیب‌های ثانویه جلوگیری می‌کند.
5.چگونه تنفس مخزن را مدیریت کنیم؟
نصب فیلتر تنفسی با ظرفیت مناسب و تعویض به‌موقع آن، همراه با درپوش‌های آب‌بند برای نقاط پرکن، ترکیب مؤثری است. در محیط‌های بسیار غبارآلود، استفاده از فیلتر تنفسی ترکیبی (ذرات + رطوبت) و کنترل دوره‌ای افت فشار، کمک می‌کند تا هوای ورودی به مخزن تمیز بماند و از ورود گردوغبار و رطوبت جلوگیری شود.
جمع‌بندی
گردوغبار سیلیسی و ماسه، اگرچه ارزان‌ترین «آلاینده» طبیعت‌اند، اما پرهزینه‌ترین پیامدها را برای روانکارها و تجهیزات معدنی رقم می‌زنند. افزایش دما، تغییر ویسکوزیته و سایش شتاب‌گرفته، سه حلقه یک زنجیره هستند که با شکستن اولین حلقه یعنی ورود ذرات، می‌توان کل چرخه فرسایشی را متوقف کرد. ترکیب فیلتراسیون مؤثر، آب‌بندی سالم، رویه‌های سرویس تمیز و پایش روندها، راهکار عملی و اقتصادی برای معادن ایران است. این رویکرد، علاوه بر افزایش عمر روغن موتور، روغن هیدرولیک و گریس، به کاهش توقفات، مصرف سوخت و هزینه تعمیرات نیز کمک می‌کند.
با اجرای گام‌به‌گام و بازنگری دوره‌ای اهداف تمیزی، می‌توان پایداری عملکرد را حتی در سخت‌ترین شرایط خاک و باد معادن روباز حفظ کرد.
- ذرات سیلیسی با سایش سه‌جسمی، سریع‌ترین مسیر فرسایش‌اند.
- کنترل تنفس مخزن و آب‌بندی، ورودی اصلی ذرات را می‌بندد.
- پایش روند ویسکوزیته، دما و شمارش ذرات، هشدار زودهنگام می‌دهد.
- تعویض به‌موقع فیلتر، از بای‌پس و چرخش مجدد ذرات جلوگیری می‌کند.
- سرویس تمیز و آموزش تیم، اثربخش‌ترین سرمایه‌گذاری نگهداری است.
بدون نظر