از SAE به ISO VG؛ چرا جدول‌های تبدیل همیشه دقیق نیستند و کجا خطا می‌کنند؟

یکی از سوءبرداشت‌های رایج در خرید و جایگزینی روانکار این است که «جدول‌های تبدیل SAE به ISO VG» را مثل یک مترجم دقیق و قطعی در نظر می‌گیریم؛ انگار SAE 40 همیشه معادل ISO VG 150 است و کار تمام. این نگاه، در بهترین حالت یک میان‌بر تقریبی است و در بدترین حالت می‌تواند انتخاب ویسکوزیته را به‌هم بزند؛ مخصوصاً وقتی روغن از محیط خودرو به محیط صنعتی (یا برعکس) منتقل می‌شود، یا وقتی شرایط کارکرد واقعی (دما، برش، سرعت، بار) با فرض‌های پشت جدول هم‌خوان نیست.

مسئله اینجاست که SAE و ISO VG از دو «فلسفه طبقه‌بندی» متفاوت آمده‌اند: یکی برای رفتار روغن در موتور و گیربکس (با دماهای بالا، برش شدید و محدودیت‌های استارت سرد) تعریف شده و دیگری برای ویسکوزیته سینماتیک در یک دمای مرجع (معمولاً 40°C) در ماشین‌آلات صنعتی. وقتی این دو زبان متفاوت را با یک جدول ثابت به هم تبدیل می‌کنیم، ناخواسته فرض می‌کنیم همه روغن‌ها شاخص گرانروی مشابه، رفتار برشی مشابه و دامنه دمایی مشابه دارند؛ در عمل چنین نیست. در ادامه، ابتدا چارچوب مفهومی تفاوت دو استاندارد را می‌چینیم و بعد دقیقاً نشان می‌دهیم جدول‌ها کجا خطا می‌کنند و چگونه می‌توان تصمیم مهندسی‌تر گرفت.

SAE و ISO VG دقیقاً چه چیزی را طبقه‌بندی می‌کنند؟

برای فهم چرایی خطا، باید بدانیم هر سیستم «چه چیزی» را اندازه‌گیری و دسته‌بندی می‌کند. ISO VG اساساً یک طبقه‌بندی برای ویسکوزیته سینماتیک در دمای 40°C است (با تلورانس مشخص). یعنی اگر روغنی ISO VG 68 باشد، ویسکوزیته‌اش در 40°C حول 68 cSt قرار می‌گیرد. این طبقه‌بندی برای طراحی و انتخاب روغن در سیستم‌های صنعتی (هیدرولیک، گردش روغن، گیربکس صنعتی، کمپرسور و …) که نقطه مرجع دمایی معنی‌دار دارد ساخته شده است.

در مقابل، SAE (به‌ویژه SAE J300 برای روغن موتور) صرفاً «یک عدد در 40°C» نیست. روغن‌های چنددرجه‌ای مثل 10W-40 باید هم رفتار سرد (پمپاژپذیری و ویسکوزیته ظاهری در دماهای زیر صفر) را پاس کنند و هم ویسکوزیته در 100°C را در یک بازه مشخص نگه دارند. علاوه بر آن، در روغن موتور مفهوم HTHS (ویسکوزیته در دمای بالا و برش بالا) اهمیت دارد که اصلاً با یک عدد ISO VG قابل توصیف نیست.

پس اگر کسی بگوید «این روغن SAE 40 است، پس ISO VG معادلش را بده»، در واقع از شما می‌خواهد دو سیستم طبقه‌بندی با نقاط مرجع دمایی و معیارهای آزمون متفاوت را به یک عدد تبدیل کنید؛ این کار فقط به‌صورت تقریبی و با فرض‌های اضافی ممکن است.

• ISO VG: تمرکز روی ویسکوزیته سینماتیک در 40°C (و تلورانس کلاس).
• SAE موتور: تمرکز روی رفتار در سرما (W)، ویسکوزیته در 100°C و معیارهای مرتبط با برش/کارکرد موتور.
• SAE گیربکس (J306): طبقه‌بندی جداگانه است و نباید با SAE روغن موتور قاطی شود.

تفاوت فلسفه: «نقطه مرجع» در برابر «پنجره عملکردی»

برای ساده‌سازی، ISO VG مثل این است که بگوییم «این روغن در 40 درجه چقدر رقیق/غلیظ است»، اما SAE مثل این است که بگوییم «این روغن باید در یک پنجره عملکردی گسترده کار کند». همین تفاوت فلسفه، منبع اصلی خطاست.

در صنعت، بسیاری از تجهیزها (مثلاً سیستم هیدرولیک یا یاتاقان‌های گردش روغن) حول یک دمای کارکرد نسبتاً پایدار طراحی می‌شوند و کنترل دما (با کولر/هیتر) رایج است. بنابراین یک نقطه مرجع مثل 40°C معنی عملی دارد. اما در موتور خودرو یا کامیون، روغن از استارت سرد تا دمای کارکرد بالا و همچنین سیکل‌های توقف/حرکت، ترافیک و بارهای لحظه‌ای را تجربه می‌کند. به همین دلیل SAE مجبور است دو سر طیف را پوشش دهد.

از این‌جا نتیجه می‌گیریم که «تبدیل SAE به ISO VG» اگر هم انجام شود، باید مشخص کند: تبدیل برای کدام کاربرد؟ در چه دمای کاری؟ با چه سطحی از کنترل دما؟ بدون پاسخ، جدول تبدیل بیشتر شبیه حدس کنترل‌شده است.

در تصمیم‌گیری‌های خرید و تأمین، معمولاً این سوءبرداشت رخ می‌دهد: واحد تدارکات یا تعمیرگاه، صرفاً به دنبال یک عدد «معادل» است، در حالی که واحد فنی به دنبال «معادل عملکردی در شرایط واقعی» است. این دو با هم فرق دارند.

نقش دما و رفتار سیال: چرا یک عدد کافی نیست؟

ویسکوزیته با دما رابطه بسیار حساس دارد و همین موضوع باعث می‌شود تبدیل‌های یک‌خطی دقت نداشته باشند. دو روغن می‌توانند در 40°C ویسکوزیته مشابهی داشته باشند اما در 100°C یا در سرما رفتار متفاوتی نشان دهند؛ علت، تفاوت در شاخص گرانروی (VI) و نوع روغن پایه و افزودنی‌هاست.

در روغن‌های چنددرجه‌ای موتور (مثل 10W-40)، وجود بهبوددهنده‌های شاخص گرانروی باعث می‌شود منحنی ویسکوزیته-دما «شکل دیگری» پیدا کند. این یعنی اگر شما فقط از روی یک جدول بگویید 10W-40 به ISO VG فلان نزدیک است، ممکن است در دمای واقعی کارکرد تجهیز صنعتی (مثلاً 55 تا 65°C در یک پاوریونیت) روغن بیش از انتظار رقیق شود یا برعکس، بیش از حد غلیظ بماند.

از طرف دیگر، در برخی سیستم‌ها معیار اصلی، ویسکوزیته دینامیک یا رفتار در برش است، نه صرفاً ویسکوزیته سینماتیک. مثال کلاسیک: روغن موتور در یاتاقان‌ها و نواحی با برش بالا. در چنین نقاطی، HTHS تعیین‌کننده‌تر از عدد ISO VG است. به همین دلیل است که مهندسان نت معمولاً به «منحنی ویسکوزیته در چند دما» و دیتاشیت واقعی تکیه می‌کنند، نه به یک تبدیل ثابت.

یک مسئول نت در صنایع فرآیندی معمولاً این‌طور جمع‌بندی می‌کند: «اگر فقط با جدول تبدیل جلو برویم، ویسکوزیته را روی کاغذ درست می‌زنیم؛ اما فیلم روغن روی تجهیز ممکن است درست شکل نگیرد.»

جدول‌های تبدیل کجا خطا می‌کنند؟

جدول‌های تبدیل به‌خودی‌خود بد نیستند؛ مشکل از جایی شروع می‌شود که آن‌ها را «قطعی» می‌دانیم. در ادامه، رایج‌ترین نقاط خطا را به‌صورت عملیاتی مرور می‌کنیم.

قاطی‌کردن استاندارد SAE روغن موتور با SAE گیربکس

SAE 90 گیربکس اصلاً هم‌ارز SAE 90 موتور نیست. بسیاری از جدول‌های اینترنتی یا برداشت‌های میدانی، این دو را مخلوط می‌کنند و خروجی‌های اشتباه می‌دهند. نتیجه می‌تواند انتخاب روغن بیش‌ازحد غلیظ یا رقیق برای یک گیربکس صنعتی باشد.

فرض شاخص گرانروی یکسان

اکثر جدول‌ها ضمنی فرض می‌کنند روغن‌ها VI مشابهی دارند. در بازار ایران، شما با روغن‌های مینرال، نیمه‌سنتتیک و سنتتیک با VIهای متفاوت مواجهید. این تفاوت، منحنی دمایی را تغییر می‌دهد و «معادل‌سازی» را جابه‌جا می‌کند.

نادیده‌گرفتن برش (Shear) و پایداری ویسکوزیته

در برخی کاربردها، روغن در معرض برش مکانیکی بالا قرار می‌گیرد (پمپ‌ها، یاتاقان‌های سرعت بالا، چرخ‌دنده‌های خاص). روغن‌های چنددرجه‌ای ممکن است در اثر برش، ویسکوزیته مؤثرشان افت کند. ISO VG این بُعد را مستقیم نشان نمی‌دهد.

نادیده‌گرفتن نوع کاربرد و افزودنی‌ها

حتی اگر ویسکوزیته نزدیک باشد، افزودنی‌های یک روغن موتور (پاک‌کننده/پخش‌کننده) با نیاز یک روغن هیدرولیک ضدسایش یا یک روغن گردش روغن متفاوت است. تبدیل ویسکوزیته به‌تنهایی کافی نیست و می‌تواند ریسک کف، جداشدن هوا، یا ناسازگاری با آب‌بندی‌ها را بالا ببرد.

تبدیل تقریبی یعنی چه و یعنی چه نیست؟

برای اینکه بحث عملی شود، این جدول نشان می‌دهد «تبدیل» فقط یک هم‌پوشانی تقریبی در ویسکوزیته است، نه یک معادل کامل عملکردی. اعداد زیر به‌عنوان راهنمای مفهومی ارائه می‌شود و جایگزین دیتاشیت سازنده و شرایط کاری نیست.

سناریوهای واقعی در ایران: چرا «معادل‌سازی» بیشتر دردسرساز می‌شود؟

در بازار ایران، چند عامل باعث می‌شود ریسک اتکا به جدول‌های تبدیل بیشتر شود. اول، تنوع کیفیت و فرمولاسیون در برندها و بچ‌های تولیدی است؛ یعنی دو روغن با گرید ظاهراً یکسان می‌توانند منحنی ویسکوزیته-دما یا پایداری برشی متفاوتی داشته باشند. دوم، شرایط اقلیمی و بار کاری: از گرمای بندرعباس تا سرمای مناطق کوهستانی، و از ترافیک شهری تا بار سنگین ناوگان بین‌شهری.

برای اتوسرویس‌ها، خطای تبدیل معمولاً خودش را به شکل «صدای موتور در گرما»، «افت فشار روغن در دور پایین»، یا «سختی استارت در صبح سرد» نشان می‌دهد. برای صنایع، خطا می‌تواند به «افزایش دما در پمپ/گیربکس»، «کویتاسیون»، یا «افزایش مصرف انرژی» منجر شود. در این‌جا بحث فقط انتخاب یک عدد نیست؛ بحث مدیریت ریسک توقف و هزینه است.

اگر موضوع شما تأمین و انتخاب در حوزه خودرو است، مراجعه به یک مرجع تخصصی کمک می‌کند معیارهای درست (SAE، API/ACEA، شرایط کارکرد) را کنار هم ببینید. اگر مسئله در حوزه صنعت است، نگاه تجهیزمحور و استانداردمحور به روغن صنعتی معمولاً سریع‌تر شما را از دام «معادل‌سازی عددی» بیرون می‌آورد.

راه‌حل مهندسی: به‌جای تبدیل مستقیم، «معادل‌سازی عملکردی» انجام دهید

اگر هدف شما تصمیم‌گیری قابل اتکا است، به‌جای اینکه بپرسید «SAE چند می‌شود ISO VG؟»، بهتر است این مسیر را بروید: «در دمای کاری واقعی و نوع تجهیز، چه ویسکوزیته‌ای لازم دارم و چه استاندارد عملکردی؟» این رویکرد هم در خودرو و هم در صنعت جواب می‌دهد.

چک‌لیست تصمیم‌گیری

1. دمای کارکرد پایدار سیستم را مشخص کنید (و دامنه نوسان).
2. نوع تجهیز و حساسیت به برش/سرعت/بار را مشخص کنید (پمپ پره‌ای، دنده‌ای، یاتاقان، گیربکس و …).
3. به‌جای جدول تبدیل، دیتاشیت را بررسی کنید: ویسکوزیته در 40 و 100، VI، و در صورت نیاز HTHS یا اطلاعات پایداری برشی.
4. استاندارد عملکردی را تعیین کنید: مثلاً برای هیدرولیک‌ها کلاس ضدسایش و برای موتور API/ACEA.
5. ریسک‌های سیستم را لحاظ کنید: کف و هواگیری، جداسازی آب، فیلترپذیری، سازگاری با آب‌بندها.

در پروژه‌های ناوگانی یا تأمین شهری، معمولاً بهتر است تصمیم‌گیری را با شرایط محیطی هم قفل کنید. مثلاً در شهری با ترافیک و گرمای تابستان، فشار حرارتی روی روغن متفاوت است. اگر نیاز به تأمین و انتخاب در پایتخت دارید، تامین روغن موتور در شهر تهران را می‌توان به‌عنوان نقطه شروع برای هم‌راستا کردن انتخاب گرید با شرایط کارکرد و دسترسی پایدار در نظر گرفت.

جمع‌بندی

SAE و ISO VG دو زبان یکسان نیستند و جدول‌های تبدیل، فقط یک تقریب محدود بین این دو ایجاد می‌کنند. ISO VG روی ویسکوزیته سینماتیک در 40°C متمرکز است، اما SAE (به‌خصوص در روغن موتور) یک پنجره عملکردی را پوشش می‌دهد: رفتار در سرما، ویسکوزیته در 100°C و در بسیاری کاربردها شاخص‌هایی مثل پایداری برشی و HTHS. بنابراین خطا زمانی رخ می‌دهد که تبدیل را قطعی فرض کنیم، دمای واقعی کارکرد و منحنی ویسکوزیته-دما را نادیده بگیریم، یا SAE روغن موتور را با SAE گیربکس مخلوط کنیم. راه درست این است که «معادل‌سازی عملکردی» انجام دهیم: دمای کارکرد، نوع تجهیز، حساسیت به برش و استاندارد عملکردی را مشخص کنیم و سپس با دیتاشیت و تجربه میدانی تصمیم بگیریم. این رویکرد، ریسک توقف، سایش و هزینه‌های پنهان را به‌طور محسوسی کاهش می‌دهد.

پرسش‌های متداول

آیا می‌توان گفت SAE 40 دقیقاً معادل یک ISO VG مشخص است؟

خیر. SAE 40 یک بازه ویسکوزیته در 100°C را هدف می‌گیرد، در حالی‌که ISO VG یک کلاس ویسکوزیته در 40°C است. ممکن است با فرض یک شاخص گرانروی مشخص، هم‌پوشانی تقریبی پیدا کنید، اما «دقیق و ثابت» نیست. برای انتخاب، باید دمای کاری واقعی و منحنی ویسکوزیته در چند دما را در نظر بگیرید.

چرا بعضی جدول‌ها برای یک SAE چند ISO VG مختلف پیشنهاد می‌دهند؟

چون تبدیل وابسته به فرض‌هایی مثل VI، نوع روغن پایه و رفتار سیال در دماهای مختلف است. دو روغن با SAE یکسان می‌توانند VI متفاوت داشته باشند و در 40°C به کلاس‌های ISO VG متفاوت نزدیک شوند. جدول‌هایی که دامنه می‌دهند، در واقع دارند این عدم قطعیت را نشان می‌دهند.

برای جایگزینی روغن صنعتی، آیا می‌شود از روغن موتور با SAE نزدیک استفاده کرد؟

به‌طور کلی توصیه نمی‌شود مگر با بررسی دقیق. حتی اگر ویسکوزیته نزدیک باشد، بسته افزودنی روغن موتور برای پاک‌کنندگی و شرایط احتراق طراحی شده و ممکن است با نیازهای صنعتی مثل ضدکف، جداسازی آب یا فیلترپذیری هم‌خوان نباشد. در سیستم‌های حساس، جایگزینی باید با مشخصات سازنده تجهیز و دیتاشیت انجام شود.

اگر فقط یک عدد از روی ظرف روغن داریم، حداقل اقدام درست چیست؟

حداقل کار این است که مشخص کنید آن عدد متعلق به کدام استاندارد است (SAE موتور یا SAE گیربکس) و سپس دمای کارکرد تجهیز را تخمین بزنید. بعد به‌جای اتکا به جدول، سراغ دیتاشیت همان محصول یا محصول پیشنهادی بروید و ویسکوزیته در 40 و 100 و VI را مقایسه کنید. اگر تجهیز حیاتی است، نمونه‌گیری و پایش وضعیت هم کمک‌کننده است.

نقش HTHS در این بحث چیست و چرا با ISO VG جایگزین نمی‌شود؟

HTHS ویسکوزیته روغن در دمای بالا و شرایط برش بالا را نشان می‌دهد؛ دقیقاً جایی که فیلم روغن در موتور و یاتاقان‌ها حیاتی است. ISO VG چنین آزمونی را به‌عنوان معیار طبقه‌بندی ندارد و فقط یک ویسکوزیته سینماتیک در 40°C ارائه می‌دهد. بنابراین ممکن است دو روغن با ISO VG مشابه، HTHS متفاوتی داشته باشند و در حفاظت واقعی متفاوت عمل کنند.