آنالیز روغن در ناوگان ریلی؛ شاخص‌هایی که تصمیم می‌سازند

آنالیز روغن در ناوگان ریلی؛ چرا «نمونه» می‌تواند برنامه نگهداری را تغییر دهد؟

در ناوگان ریلی، هزینه واقعی خرابی فقط «قطعه» نیست؛ تأخیر، جابه‌جایی مسافر یا بار، محدودیت دسترسی به دیپو و حتی فشار روی برنامه بهره‌برداری است. در چنین محیطی، آنالیز روغن از یک تست آزمایشگاهی ساده فراتر می‌رود و به یک ابزار تصمیم‌سازی تبدیل می‌شود: تصمیم درباره زمان تعویض روغن، زمان بازدید فنی، شدت فیلتراسیون، و حتی اصلاح رفتار بهره‌برداری (بار، دما، سیکل توقف و حرکت).

موتور دیزل لوکوموتیو، گیربکس‌ها، کمپرسورها، هیدرولیک‌های کمکی و یاتاقان‌ها همگی به روانکار وابسته‌اند؛ اما «نقطه ضعف مشترک» آن‌ها این است که نشانه‌های خرابی را دیر بروز می‌دهند. روغن، قبل از اینکه صدا و لرزش بالا برود یا دما از کنترل خارج شود، تغییر می‌کند. برای همین در پایش وضعیت، آنالیز روغن به‌عنوان یک منبع داده کم‌هزینه و پرمغز شناخته می‌شود؛ به شرطی که شاخص‌ها درست انتخاب شوند و آستانه‌های تصمیم‌گیری متناسب با شرایط ریلی ایران تعریف شود.

در این مقاله با رویکرد تحلیلی-مقایسه‌ای، شاخص‌هایی را مرور می‌کنیم که در عمل «تصمیم می‌سازند»؛ یعنی به شما می‌گویند تعویض روغن کافی است یا باید دنبال ریشه خرابی بروید، فیلتراسیون را ارتقا دهید یا بازه نمونه‌برداری را کوتاه کنید.

مقایسه ۳ رویکرد نگهداری: زمان‌محور، وضعیت‌محور، و تصمیم‌محور با داده آنالیز روغن

در بسیاری از ناوگان‌ها، تعویض روغن هنوز «زمان‌محور» است: کیلومتر/ساعت کارکرد مشخص، بدون توجه به کیفیت واقعی روغن و شرایط سرویس. این روش ساده است، اما دو ریسک دارد: یا روغن سالم را زود تعویض می‌کنید (هزینه و توقف اضافه) یا روغن را دیر عوض می‌کنید (افزایش سایش و خرابی).

رویکرد «وضعیت‌محور» با آنالیز روغن، تعویض را به وضعیت واقعی نزدیک می‌کند. اما نقطه بلوغ بالاتر، «تصمیم‌محور» است: یعنی از یک عدد آزمایشگاهی به اقدام نگهداری برسید. برای رسیدن به این سطح، باید شاخص‌ها را در قالب دسته‌های تصمیم‌ساز ببینید: سلامت خود روغن، آلودگی، سایش/خوردگی، و شاخص‌های فرآیندی مثل کیفیت نمونه‌برداری.

برای ناوگان ریلی ایران، چالش مهم «پراکندگی شرایط» است: مسیرهای گردوغبارخیز، تغییرات دمایی، کیفیت سوخت، توقف‌های طولانی، و دسترسی محدود به سرویس. بنابراین به‌جای اتکا به یک عدد ثابت، باید به ترند و الگوی تغییرات نگاه کرد.

شاخص‌های سلامت روغن: گرانروی، اکسیداسیون و افزودنی‌ها

اولین دسته شاخص‌ها، می‌گویند خود روغن هنوز «قادر به کار» هست یا نه. در موتورهای دیزلی لوکوموتیو و تجهیزات کمکی، سه شاخص معمولاً نقش محوری دارند: گرانروی، اکسیداسیون/نیتراسیون، و وضعیت افزودنی‌ها (به‌صورت مستقیم یا از طریق شاخص‌های جانشین).

۱) گرانروی (Viscosity)

گرانروی خارج از محدوده یعنی فیلم روغن یا بیش از حد نازک شده (ریسک سایش و تماس فلز-فلز) یا بیش از حد غلیظ شده (کاهش جریان، افزایش دما، افت راندمان). در ناوگان ریلی، کاهش گرانروی می‌تواند به رقیق‌شدن با سوخت یا ورود روغن نامتجانس برگردد؛ افزایش گرانروی معمولاً با اکسیداسیون، دوده و آلودگی ترکیب می‌شود. تصمیم‌ساز بودن گرانروی زمانی کامل می‌شود که همراه با شاخص‌های مکمل خوانده شود؛ چون «یک عدد» به‌تنهایی ممکن است شما را به تعویض بی‌مورد یا نادیده‌گرفتن یک مشکل جدی ببرد.

۲) اکسیداسیون و نیتراسیون

اکسیداسیون نتیجه حرارت، حضور اکسیژن و فلزات کاتالیزور است و به افزایش اسیدیته، تشکیل لاک و رسوب و نهایتاً چسبندگی رینگ‌ها یا گرفتگی فیلتر کمک می‌کند. نیتراسیون معمولاً با دما و گازهای احتراق مرتبط است و در کارکردهای سنگین یا تنظیم نامناسب احتراق پررنگ‌تر می‌شود. در تفسیر این دو، نگاه ترندی مهم است: افزایش پیوسته حتی اگر هنوز زیر حد هشدار باشد، می‌تواند به شما بگوید بازه نمونه‌برداری را کوتاه کنید یا کنترل دما/تهویه را بررسی کنید.

۳) شاخص‌های افزودنی و ظرفیت قلیایی/اسیدی

در روغن موتور دیزلی، ظرفیت خنثی‌سازی اسیدها (مثل TBN) و شاخص‌های مرتبط با افزودنی‌ها به شما می‌گویند روغن تا چه حد می‌تواند در برابر محصولات احتراق و آلودگی مقاومت کند. کاهش سریع ظرفیت می‌تواند نشانه کیفیت سوخت، ورود آلودگی، یا طولانی‌شدن غیرمنطقی بازه تعویض باشد. این‌جا تصمیم همیشه «تعویض روغن» نیست؛ گاهی تصمیم درست، اصلاح کیفیت تأمین روغن و کنترل سازگاری روغن‌ها در زمان شارژ است. اگر برای بخش‌هایی از ناوگان، سیاست تأمین از چند منبع دارید، استفاده از یک تأمین‌کننده قابل اتکا و گرید درست روغن موتور می‌تواند نوسان نتایج را کم کند.

شاخص‌های آلودگی: گردوغبار، آب، سوخت و دوده (وقتی محیط ایران روی نتایج اثر می‌گذارد)

در عملیات ریلی داخل کشور، آلودگی محیطی معمولاً یکی از عوامل اصلی خروج شاخص‌ها از حالت نرمال است؛ خصوصاً در مسیرهای خشک و گردوغبارخیز یا زمانی که دیپوها به استانداردهای کنترل آلودگی نزدیک نیستند. این دسته شاخص‌ها به شما می‌گوید «مسئله، خود روغن نیست؛ مسئله، ورود چیزی به روغن است».

گردوغبار و سیلیس (Dirt Ingress)

ورود گردوغبار (سیلیس) معمولاً با افزایش سایش ساینده همراه می‌شود. اگر هم‌زمان با بالا رفتن سیلیس، آهن هم رو به افزایش باشد، به‌جای تعویض ساده روغن باید مسیر ورود آلودگی را پیدا کرد: آب‌بندی‌ها، وضعیت فیلتر هوا، نشتی در اتصالات، یا روش شارژ روغن. در تصمیم‌سازی، «همبستگی» مهم است: سیلیس بالا بدون افزایش فلزات سایشی می‌تواند هشدار اولیه باشد؛ اما وقتی با افزایش آهن/کروم همراه شود، زمان اقدام کوتاه است.

آب در روغن

آب می‌تواند از کندانس، نشتی خنک‌کننده، شست‌وشو و بخار محیط وارد شود. آب نه‌تنها روانکاری را تضعیف می‌کند، بلکه خوردگی و تشکیل امولسیون و رشد میکروبی در برخی سامانه‌ها را تشدید می‌کند. تصمیم‌ساز بودن آب یعنی تعیین منبع: اگر آب به‌صورت ناگهانی جهش کرده، احتمال رخداد (نشتی/نفوذ) بالاست؛ اگر آرام آرام بالا می‌رود، احتمال کندانس یا آلودگی در فرایند سرویس بیشتر است.

رقیق‌شدن با سوخت و دوده

رقیق‌شدن با سوخت گرانروی را کم می‌کند و می‌تواند به افزایش سایش یاتاقان‌ها منجر شود. دوده در موتور دیزلی طبیعی است، اما وقتی از کنترل خارج شود، گرانروی و سایش را تحت فشار می‌گذارد و ظرفیت افزودنی‌ها را سریع‌تر مصرف می‌کند. در ناوگان ریلی، تصمیم‌ها معمولاً دوگانه است: اگر دوده بالا اما فلزات سایشی ثابت است، روی کیفیت احتراق، فیلترها و ترند اکسیداسیون کار کنید؛ اگر دوده بالا با آهن بالا همراه است، بازدید مکانیکی و کوتاه‌کردن بازه نمونه‌برداری منطقی‌تر است.

شاخص‌های سایش و خوردگی: وقتی فلزات، «نقشه خرابی» را لو می‌دهند

فلزات سایشی (Wear Metals) یکی از مستقیم‌ترین سیگنال‌ها برای ریشه‌یابی خرابی هستند؛ اما شرطش این است که بدانید هر فلز معمولاً به کدام قطعه اشاره می‌کند و مهم‌تر از آن، روند تغییرات را نسبت به شرایط کاری بسنجید. در لوکوموتیوها و تجهیزات کمکی، رایج‌ترین فلزات تصمیم‌ساز شامل آهن، مس، سرب، آلومینیوم و کروم هستند.

نکته کلیدی این است که فلزات سایشی «شاخص تأخیری» هم می‌توانند باشند؛ یعنی وقتی بالا رفتند، خرابی ممکن است شروع شده باشد. بنابراین در ناوگان ریلی بهتر است شاخص‌های آلودگی و سلامت روغن را طوری مدیریت کنید که اصلاً به فاز جهش فلزات نرسید.

شمارش ذرات و فیلتراسیون: تفاوت بین تعویض روغن و کنترل ریشه آلودگی

یکی از اشتباهات رایج این است که وقتی نتایج بد می‌شود، سریع روغن تعویض می‌کنند؛ اما اگر مسئله آلودگی و ذرات باشد، با تعویض، فقط «نشانه» را پاک کرده‌اید، نه «علت» را. در سیستم‌هایی مثل هیدرولیک‌های کمکی، گیربکس‌ها یا سامانه‌های روانکاری صنعتی داخل دیپو، شمارش ذرات و کدهای پاکیزگی نقش پررنگی دارند.

اگر کد پاکیزگی بدتر می‌شود و هم‌زمان آهن بالا می‌رود، یعنی ذرات در حال ایجاد سایش هستند و باید به سراغ فیلتراسیون، آب‌بندی و روش‌های سرویس بروید. اگر کد پاکیزگی بد است ولی فلزات ثابت مانده‌اند، هنوز زمان دارید و می‌توانید با اقدامات کنترل آلودگی، ریسک را کم کنید.

در بخش‌هایی از زنجیره نگهداری که با روغن‌های صنعتی (هیدرولیک، دنده، کمپرسور) سروکار دارید، هم‌راستا کردن برنامه آنالیز با کلاس‌های پاکیزگی و فیلتراسیون اهمیت زیادی دارد.

از عدد تا اقدام: ماتریس تصمیم‌سازی برای نگهداری ناوگان ریلی

برای اینکه آنالیز روغن واقعاً «تصمیم‌ساز» شود، پیشنهاد عملی این است که خروجی آزمایش را به چند اقدام استاندارد نگاشت کنید. این کار باعث می‌شود گزارش آزمایشگاهی در دیپو خاک نخورد و به دستورکار تبدیل شود.

ماتریس ساده اقدام‌ها (قابل بومی‌سازی)

• گرانروی خارج از محدوده + شواهد رقیق‌شدن: بررسی سوخت، تست تکمیلی، کوتاه‌کردن بازه سرویس و نمونه‌برداری.
• اکسیداسیون رو به رشد + افزایش رسوب: کنترل دما، بررسی تهویه/خنک‌کاری، بازنگری در طولانی‌کردن بازه تعویض.
• سیلیس بالا + آهن بالا: تمرکز روی مسیر ورود گردوغبار، فیلتر هوا و آب‌بندی‌ها؛ تعویض روغن به‌تنهایی کافی نیست.
• آب بالا + فلزات خوردگی: ریشه‌یابی نشتی/کندانس، بررسی خنک‌کننده و روش شست‌وشو.
• کد پاکیزگی بدتر شونده: ارتقای فیلتراسیون، اصلاح روش شارژ و نگهداری بشکه/مخزن.

برای ناوگان‌هایی که در چند شهر و دیپو فعالیت می‌کنند، استانداردسازی این ماتریس حیاتی است؛ چون اختلاف رویه بین واحدها، ترند داده را بی‌اعتبار می‌کند. در عمل، حتی کیفیت و اصالت تأمین می‌تواند روی پایداری نتایج اثر بگذارد؛ اگر بخشی از سرویس‌ها در تهران انجام می‌شود و هماهنگی تأمین لازم دارید، ارجاع به پوشش شهری مثل روغن موتور در شهر تهران می‌تواند کار تیم تدارکات را برای یکسان‌سازی تأمین ساده‌تر کند، بدون اینکه تصمیم فنی به بازار سپرده شود.

چالش‌های رایج در آنالیز روغن ریلی ایران و راه‌حل‌های میدانی

آنالیز روغن زمانی ارزش دارد که داده قابل اعتماد باشد. در میدان، چند چالش تکراری باعث می‌شود نتایج گیج‌کننده یا غیرقابل اقدام شوند.

چالش ۱: نمونه‌برداری غیر استاندارد

نمونه از ته کارتل، از ظرف آلوده، یا بعد از افزودن روغن جدید می‌تواند نتیجه را منحرف کند. راه‌حل میدانی: نقطه نمونه‌برداری ثابت تعریف کنید، قبل از نمونه‌برداری زمان اختلاط/گردش را رعایت کنید و ظروف تمیز و درب‌دار داشته باشید.

چالش ۲: نبود خط مبنا و آستانه اختصاصی

اگر «نمی‌دانید نرمال ناوگان شما چیست»، هر عددی می‌تواند هشدار یا بی‌اهمیت جلوه کند. راه‌حل: برای هر تیپ لوکوموتیو/تجهیز، چند دوره داده جمع کنید و آستانه‌ها را بر اساس ترند و شرایط کارکرد تعریف کنید، نه صرفاً یک حد عمومی.

چالش ۳: اختلاط و ناسازگاری روغن‌ها

اختلاط گریدها یا برندهای مختلف، تفسیر افزودنی‌ها و گرانروی را سخت می‌کند. راه‌حل: سیاست تأمین و شارژ را استاندارد کنید، و هر تغییر روغن را در شناسنامه تجهیز ثبت کنید.

چالش ۴: تصمیم‌گیری صرفاً با یک شاخص

مثلاً فقط با گرانروی یا فقط با آهن تصمیم می‌گیرند. راه‌حل: حداقل یک «جفت شاخص» برای هر تصمیم تعریف کنید (مثلاً سیلیس+آهن، آب+خوردگی، گرانروی+سوخت).

جمع‌بندی: آنالیز روغن چگونه به تصمیم‌های اقتصادی و قابل دفاع در ناوگان ریلی می‌رسد؟

آنالیز روغن در ناوگان ریلی وقتی ارزش واقعی ایجاد می‌کند که از سطح گزارش آزمایشگاهی به سطح «اقدام نگهداری» برسد. شاخص‌های سلامت روغن مثل گرانروی و اکسیداسیون، به شما می‌گویند عمر روغن رو به پایان است یا هنوز ظرفیت دارد. شاخص‌های آلودگی مثل گردوغبار، آب، سوخت و دوده نشان می‌دهند مشکل از محیط، فرایند سرویس یا وضعیت احتراق است. فلزات سایشی و شمارش ذرات هم نقشه خرابی را کامل می‌کنند و مسیر ریشه‌یابی را کوتاه می‌سازند. با ترند کردن داده‌ها، تعریف خط مبنا و ساخت یک ماتریس تصمیم‌سازی، می‌توان توقف‌های ناخواسته را کمتر و هزینه روغن و تعمیرات را قابل مدیریت‌تر کرد.

موتورازین به‌عنوان مرجع تخصصی روانکار، می‌تواند در استانداردسازی انتخاب روغن، یکسان‌سازی تأمین و تبدیل نتایج آنالیز به برنامه عملیاتی کنار تیم‌های نت و ناوگان باشد. اگر هدف شما تصمیم‌گیری داده‌محور، کاهش ریسک خرابی تکراری و کنترل اقتصادی هزینه روانکار است، موتورازین مسیر را از «حدس» به «مهندسی» نزدیک‌تر می‌کند. همچنین با دسترسی سراسری و تجربه میدانی، امکان هماهنگی تأمین پایدار و مشاوره فنی برای سناریوهای ریلی را فراهم می‌سازد.

پرسش‌های متداول

۱) برای ناوگان ریلی، هر چند وقت یک‌بار باید آنالیز روغن انجام شود؟

بازه ثابت برای همه ناوگان‌ها نسخه دقیق نیست؛ اما قاعده عملی این است: ابتدا با بازه‌های کوتاه‌تر شروع کنید تا خط مبنا ساخته شود، سپس بر اساس ترند شاخص‌ها بازه را بهینه کنید. اگر گردوغبار، دمای کاری بالا یا نوسان کیفیت سوخت دارید، نمونه‌برداری باید فشرده‌تر شود. در تجهیزات حساس، تغییرات کوچک در ترند از خود عدد مهم‌تر است.

۲) اگر فقط یک شاخص را انتخاب کنیم، کدام برای تصمیم‌سازی مهم‌تر است؟

انتخاب یک شاخص به‌تنهایی ریسک خطای تصمیم را بالا می‌برد، اما اگر مجبور باشید، گرانروی معمولاً یک شاخص پایه و سریع برای تشخیص رقیق‌شدن یا تخریب روغن است. با این حال، گرانروی باید حداقل با یک شاخص آلودگی (مثل آب یا سوخت) یا یک شاخص سایش (مثل آهن) همراه شود تا نتیجه به اقدام قابل دفاع برسد.

۳) آیا تعویض روغن همیشه مشکل آلودگی و ذرات را حل می‌کند؟

نه. اگر مسیر ورود آلودگی باز باشد یا فیلتراسیون ناکافی باشد، روغن جدید هم خیلی زود آلوده می‌شود و دوباره همان نتایج تکرار می‌گردد. در چنین شرایطی باید علت را پیدا کرد: آب‌بندی، فیلترها، روش شارژ، نگهداری بشکه‌ها و نظافت تجهیزات. تعویض روغن فقط یک اقدام کوتاه‌مدت است، نه درمان ریشه‌ای.

۴) چرا نتایج آنالیز روغن بین دیپوها یا شهرهای مختلف متفاوت می‌شود؟

اختلاف شرایط محیطی (گردوغبار و رطوبت)، تفاوت در روش نمونه‌برداری، کیفیت تأمین روغن، و حتی نوع کارکرد (بار و توقف) می‌تواند نتایج را جابه‌جا کند. راه‌حل عملی، استانداردسازی فرایند نمونه‌برداری و ثبت دقیق اطلاعات هر نمونه است. بدون داده زمینه‌ای، مقایسه بین دیپوها ممکن است شما را به تصمیم اشتباه برساند.

۵) از کجا بفهمیم افزایش فلزات سایشی طبیعی است یا هشدار خرابی؟

کلید تشخیص، ترند و نرخ رشد است. یک عدد بالا در یک نمونه، ممکن است ناشی از خطای نمونه‌برداری یا رخداد موقت باشد؛ اما افزایش پیوسته در چند نمونه متوالی، مخصوصاً اگر با آلودگی یا تغییر گرانروی همراه شود، هشدار جدی است. همچنین ترکیب فلزات اهمیت دارد: مثلاً بالا رفتن آهن همراه با سیلیس بیشتر به سایش ساینده اشاره می‌کند تا سایش طبیعی.

منابع

ASTM D4378 Standard Practice for In-Service Monitoring of Mineral Turbine Oils for Steam, Gas, and Combined Cycle Turbines
International Council on Combustion Engines (CIMAC) Guidelines on Lubrication of Medium Speed Diesel Engines