روانکاری پمپ دوغابی چیست و چرا در نفت و پتروشیمی حیاتی است؟
پمپهای دوغابی، قلب انتقال سیالات حاوی ذرات جامد در واحدهایی مانند FCC، ککسازی تأخیری، انتقال ماسه، لجنهای فرآیندی و پالایش کاتالیست هستند. «روانکاری پمپ دوغابی» یعنی مدیریت فیلم روغن/گریس در یاتاقانها و عناصر آببند بهنحوی که تماس فلز با فلز به حداقل برسد، نفوذ ذرات کنترل شود و حرارت دفع گردد. مشخصهٔ اصلی این پمپها، در معرض بودن یاتاقانها و سیلها به آلودگی ذرهای، رطوبت و هوادهی است؛ عواملی که ویسکوزیتهٔ موثر و ضخامت فیلم هیدرودینامیک/الاستوهیدرودینامیک را تغییر میدهند و به سایش شتاب میدهند. در شرایط ایران، از بندر امام و ماهشهر تا عسلویه و آبادان، تنوع دوغابها (از ریزدانههای کاتالیستی تا ماسهٔ سیلیسی) و تغییرات اقلیمی، انتخاب روغن مناسب برای Slurry Pump و طراحی سیستم روانکاری را به یک موضوع استراتژیک تبدیل میکند. هدف این راهنما، ارائهٔ چارچوبی عملی برای انتخاب و مدیریت روانکار، طراحی سیل/فلاشینگ و پایش وضعیت است تا از توقف تولید، سایش پرهزینه و شکست یاتاقان جلوگیری شود.
مکانیزمهای سایش ذرهای و اثر بر فیلم روغن
ذرات جامدِ معلق در دوغاب، در سه مسیر اصلی به ناسالم شدن روانکاری منجر میشوند: ۱) نفوذ به ناحیهٔ یاتاقان از طریق آببندهای ناکافی یا تنفس کارتر و ایجاد سایش سهجسمی (three-body abrasion)؛ ۲) مهاجرت به ناحیهٔ مکانیکالسیل و ایجاد خراش روی سطوح لغزشی و افزایش نشتی؛ ۳) اختلال در تشکیل فیلم روغن با ایجاد نقاط تمرکز تنش، افزایش زبری مؤثر و تخریب شرایط EHL. هرچه قطر ذره به مقیاس ضخامت فیلم نزدیکتر شود (مثلاً ۱–۵ میکرون برای یاتاقانهای غلتشی با سرعت متوسط)، احتمال عبور از فیلتر و ورود به تماس افزایش مییابد. ذرات تیز سیلیسی و فاینهای کاتالیستی (FCC) بهعلت سختی بالا، نرخ سایش را بهصورت نمایی افزایش میدهند. در چنین شرایطی حتی تغییر کوچک در ویسکوزیتهٔ روغن یا افت پاکیزگی، ضخامت فیلم را از مرز ایمنی پایینتر میبرد و میتواند تماس مرزی (Boundary) را غالب کند. راهبرد کلیدی، جلوگیری از ورود ذرات با آببند مناسب، فشار مثبت گریس/روغن، فلاشینگ هدفمند و فیلتراسیون با رتبهٔ بتای بالا است.
آلودگی جامد، آب و هوا: اثر بر ویسکوزیته و عملکرد تریبولوژیک
آلودگی فقط به معنی «ذره» نیست؛ آب و هوادهی نیز در پمپهای دوغابی شایعاند. آب میتواند از فرآیند یا از شستوشو وارد کارتر شود و با افزودنیهای ضدسایش واکنش دهد، اسیدیته را بالا ببرد و به زنگزدگی یاتاقان بینجامد. از منظر ویسکوزیته، آب آزاد باعث امولسیون و کاهش پایداری فیلم میشود؛ هوا نیز با ایجاد کف، دمای موضعی و اکسیداسیون را بالا میبرد. در عمل، هر ۱٪ آب میتواند بهطور معناداری عمر یاتاقان را کاهش دهد. همچنین افزایش بار ذرهای ویسکوزیتهٔ ظاهری را بالا میبرد اما روانکاری را بهبود نمیدهد؛ برعکس، با ایجاد «خمیر ساینده» تماس مرزی را تشدید میکند. هدفگذاریهای عملی توصیهشده برای محیطهای دوغابی: کد پاکیزگی ISO 4406 برای کارتر یاتاقانها در بازهٔ 18/16/13 یا بهتر؛ آب کمتر از ۵۰۰ ppm (KF) برای روغن یاتاقان؛ و کنترل کف با افزودنی ضدکف سیلیکونی سازگار. تهویهٔ مناسب با برِیدر رطوبتگیر، انتخاب روغن صنعتی با خاصیت جداسازی آب (Demulsibility) و طراحی صحیح سطح روغن/توربولانس، سه ستون عملیاتیِ کنترل این ریسکها هستند.
سیل و فلاشینگ در پمپهای دوغابی (API 682): ورود ذرات را از مرجع قطع کنید
در پمپهای دوغابی، انتخاب و بهرهبرداری از مکانیکالسیل تعیینکننده است. در سیالات ساینده، اجرای پلانهای API 682 مانند Plan 32 (فلاش خارجی تمیز به محفظهٔ سیل) یا Plan 54 (سیستم سیرکولاسیون سیال سد تحت فشار برای دابل سیل) باعث ایجاد محیطی پاکیزه پیرامون صورتهای سیل میشود. برای دوغابهای سنگین، دابلکارتر با Plan 54 و سیال سد با ویسکوزیتهٔ 32–46 cSt در 40°C، ضدکف و با جداسازی آب خوب توصیه میشود. در محیطهای با ذرات ریز کاتالیستی، Plan 32 با فیلتر 3–5 میکرون و بوش گلو (Throat Bushing) کلیرنس تنگ، تعادل خوبی میان هزینه و محافظت ایجاد میکند. از بهکارگیری لیپسیل ساده بهعنوان تنها سد یاتاقان پرهیز کنید؛ ایزولاتورهای لَبیرنتی دینامیک/استاتیک با فشار مثبت گریس Purge، ورود ذرات و بخار را بهطور محسوسی کم میکند. مهم است که فلاشینگ موجب سردکردن بیش از حد و شوک حرارتی سیل نشود؛ دمای سیال ورودی و نرخ فلو باید کنترلشده باشد.
انتخاب روغن مناسب برای Slurry Pump: ویسکوزیته، پایه و افزودنیها
برای یاتاقانهای پمپ دوغابی، کلاس ویسکوزیتهٔ روغن از ISO VG 68 تا 150 رایج است. انتخاب دقیق تابع سرعت شفت، بار و دماست: در 1500–1800 rpm و دمای کار 60–80°C، روغنهای ISO VG 100 یا 150 معمولاً فیلم ایمنتری میسازند. در اقلیم گرم و بارهای شوکدار، روغنهای PAO (پایهٔ سنتتیک) با شاخص گرانروی بالا، پایداری اکسیداتیو بهتر و نقطه ریزش پایین، گزینهای مطمئنتر از مینرال گروه I/II هستند. افزودنیهای کلیدی: ضدسایش/EP سازگار با یاتاقان، ضدکف سیلیکونی کنترلشده، آنتیاکسیدانت پرقدرت و ضدزنگ. برای محیطهایی با نفوذ آب، روغن با Demulsibility بالا انتخاب شود تا آب آزاد بهراحتی تهنشین و تخلیه شود؛ استفاده از روغنهای Emulsifying فقط زمانی منطقی است که فلسفهٔ تعمیرات پذیرش امولسیون را داشته باشد (نادر در پتروشیمی). کنترل پاکیزگی با فیلتراسیون بایپس و نصب لبِولاویلرِ ثابت سطح، سلامت فیلم را پایدار میکند. برای کاربریهای FCC با فاینهای 3–20 میکرون، هدف ISO 4406 برابر یا بهتر از 18/16/13 و پایش تراکم فرّوذرات توصیه میشود.
استراتژیهای گریسکاری یاتاقان: انتخاب NLGI، تغلیظکننده و Purge
در بسیاری از پمپهای دوغابی، یاتاقانها با گریس NLGI 2 روانکاری میشوند و Purge گریس نقش سد فشار مثبت را بازی میکند. انتخاب گریس با پایهٔ روغنی 220–460 cSt (در 40°C) برای سرعتهای متوسط، تعادل خوبی میان فیلم و پمپاژپذیری میدهد. از نظر تغلیظکننده، «کلسیم سولفونات کمپلکس» در محیطهای مرطوب/ساینده بهعلت مقاومت عالی در برابر آبشویی، زنگزدگی و EP ذاتی، بر لیتیومکمپلکس ارجح است. پلییوره گزینهٔ کمکف و پایدار دمایی است اما در آب شور عملکرد کمتری نسبت به کلسیم سولفونات دارد. بازهٔ دمایی عملیاتی و نقطهٔ قطرهای باید با شرایط سایت تطبیق داشته باشد. فاصلهٔ گریسکاری مجدد در پمپهای دوغابی معمولاً ۰٫۵ تا ۰٫۷ برابر توصیهٔ کاتالوگیِ محیط تمیز در نظر گرفته میشود. Purge آرام و پیوسته بهجای تزریقهای حجیم، از برش مکانیکی و گرمشدن گریس جلوگیری میکند. برای جلوگیری از آلودگی، کارتریجهای مهرومومشده و کوپلرهای سریع با درپوش توصیه میشوند.
طراحی سیستم روانکاری، فیلتراسیون و تهویه: از کارتر تا کیدنیلوپ
گزینش معماری روانکاری بهاندازهٔ انتخاب روغن مهم است. سیستمهای Oil Bath/بدون گردش برای سرعتهای متوسط رایج هستند اما به تهویهٔ خشک و ثابتنگهداشتن سطح روغن حساساند. رینگاویلر در سرعتهای بالا ممکن است ناپایدار شده یا در اثر واپیچش متوقف شود؛ در این حالت، اسپری یا اویلمیستِ کنترلشده پایداری بهتری میدهد. نصب برِیدر رطوبتگیر، اُیلسایتگِلاس دیدبان، مگنتپلاگ، ایزولاتور لَبیرنتی و لِوِلاویلر استاندارد، حداقلهای مهندسیاند. برای کارترهای در معرض ذرات ریز، یک کیدنیلوپ آفلاین با فیلتر β≥200 @ 5 μm و دبی 0.5–1 برابر حجم کارتر بر ساعت، بههمراه کوالسِر یا وکیومدیهایتراتور (در صورت آب بالا) توصیه میشود. هواگیری مناسب مسیر برگشت و زمان آرامش، از کف و هوادهی جلوگیری میکند. طراحی مسیر فلاشینگ سیل باید طوری باشد که تلاطم به یاتاقانها منتقل نشود.
جدول فنی مقایسه سناریوها: غلظت، دما، سرعت و استراتژی روانکاری
| سناریو عملیاتی | غلظت دوغاب | دما/°C | سرعت شفت | روغن/گریس پیشنهادی | سیل/فلاشینگ | فیلتراسیون/هدف پاکیزگی | استراتژی نت |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| دوغاب سبک آبمحور | ۵–۱۰٪ | ۴۰–۶۰ | ۱۸۰۰ rpm | روغن ISO VG 68 PAO با ضدکف؛ یا اویلمیست سبک | Plan 11 یا 32 با فیلتر ۱۰→۵ μm | کیدنیلوپ β200@5 μm؛ ISO 4406: 18/16/13 | آنالیز ماهانه ذرات و KF؛ تعویض تنفّسگیر فصلی |
| دوغاب متوسط با ریزدانه کاتالیستی (FCC) | ۱۰–۲۵٪ | ۶۰–۸۰ | ۱۵۰۰ rpm | روغن ISO VG 100–150 با Demulsibility بالا | Plan 32 با بوش تنگ؛ محافظ ایزولاتور لَبیرنت | β200@5 μm + مگنتفیلتر؛ هدف 18/16/13 | فروگرافی/PQ؛ پایش ارتعاش؛ سطح روغن ثابت |
| دوغاب سنگین ساینده | ۲۵–۴۰٪ | ۷۰–۹۰ | ۱۲۰۰ rpm | روغن ISO VG 150 مینرال با آنتیاکسیدانت قوی؛ گریس NLGI 2 کلسیمسولفونات | دابلسیل Plan 54؛ سیال سد VG 32–46 تمیز | کیدنیلوپ + وکیومدیهایتراتور؛ هدف آب < ۵۰۰ ppm | بازبینی هفتگی نشتی سیل؛ Purge پیوسته |
| آبشیرین+ماسه در محوطهٔ روباز | متغیر | ۳۰–۴۵ | ۱۸۰۰ rpm | روغن ISO VG 68–100 با ضدزنگ قوی؛ گریس NLGI 2 پلییوره | Plan 11؛ شِل پروتکتور و اسپلشگارد | β200@10 μm؛ برِیدر رطوبتگیر | Drain آب دورهای؛ بازدید Sight Glass روزانه |
نمونههای رایج در ایران
در واحدهای FCC جنوب کشور، فاینهای کاتالیستی با سایز ۳–۲۰ میکرون وارد محفظهٔ سیل میشوند؛ Plan 32 با فیلتر ۵ میکرون و ایزولاتور لَبیرنتی، نرخ خرابی سیل را بهطور محسوسی کاهش داده است. در خطوط ککسازی، دابلسیل Plan 54 و سیال سد VG 46 با ضدکف کنترلشده، پایداری نشتی را بهبود میدهد. در ایستگاههای پمپاژ ماسه، جایگزینی گریس لیتیومکمپلکس با کلسیمسولفونات کمپلکس، پدیدهٔ زنگزدگی یاتاقان پس از بارندگی را کاهش داده است.
نکتهٔ کلیدی: هدفگذاری پاکیزگی ISO 4406 برای کارتر یاتاقانِ پمپ دوغابی را محافظهکارانه انتخاب کنید (۱۸/۱۶/۱۳ یا بهتر) و روی کنترل آب آزاد تمرکز کنید؛ این دو پارامتر، عمر یاتاقان را تعیین میکنند.
پایش وضعیت، آنالیز روغن و چکلیست اجرایی
بدون پایش، بهترین روانکار هم ضامنِ دوام نیست. ترکیب آنالیز روغن (کنتور ذرات، کد ISO، KF برای آب، ویسکوزیته، عدد اسیدی، فروگرافی/FDX) با ارتعاشسنجی و دمای یاتاقان، تصویر دقیقی از سلامت میدهد. در پمپهای دوغابی، نرخ نمونهگیری کوتاهتر از نُرم متعارف توصیه میشود: ماهانه برای کارکرد پیوسته و فصلی برای نوبتکاری. نصب سنسور رطوبت/دما روی کارتر و شمارندهٔ ذرات آنلاین در مدار آفلاین، واکنش سریع به نفوذ آب/ذرات را ممکن میکند. گزارشها را با روند طولی مقایسه کنید؛ تصمیم تعویض روانکار بر مبنای Trend باشد نه اعداد منفرد.
چکلیست نکات کلیدی برای بهرهبرداران
- کد پاکیزگی هدف برای کارتر یاتاقان: 18/16/13؛ آب کمتر از ۵۰۰ ppm؛ کف کنترلشده.
- انتخاب ویسکوزیته: 68–150 بر حسب سرعت/دما؛ در اقلیم گرم، PAO با VI بالا ارجح.
- سیل: برای دوغاب سنگین، دابلسیل Plan 54؛ برای ریزدانهها، Plan 32 با فیلتر ≤۵ μm.
- گریس: NLGI 2 با پایهٔ 220–460 cSt؛ تغلیظکنندهٔ کلسیمسولفونات کمپلکس برای محیط مرطوب.
- تهویه: برِیدر رطوبتگیر، ایزولاتور لَبیرنتی و Level Oiler استاندارد.
- فیلتراسیون: کیدنیلوپ آفلاین β≥200@5 μm؛ در صورت آب بالا، وکیومدیهایتراتور.
- بازدیدهای روزانه: Sight Glass، نشتی سیل، دمای یاتاقان، سطح روغن.
- نمونهگیری منظم و Trendمحور؛ اقدام اصلاحی سریع در صورت رشد آب/ذرات.
جمعبندی
پمپهای دوغابی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی با ریسکهای منحصربهفردی مواجهاند: آلودگی ذرهای، نفوذ آب و هوادهی که مستقیم بر ویسکوزیتهٔ موثر و ضخامت فیلم اثر میگذارند. راهبرد موفق، تکیه بر یک اقدام منفرد نیست؛ بلکه ترکیب مهندسیشدهای از انتخاب روانکار صحیح، سیل/فلاشینگ استاندارد، فیلتراسیون پیوسته و پایش وضعیت است. از منظر روانکار، روغنهای ISO VG 68–150 با Demulsibility بالا و ضدکف کنترلشده، و برای یاتاقانهای گریسی، NLGI 2 با کلسیمسولفونات کمپلکس، نقطهٔ شروع مطمئنی هستند. در بخش آببند، Plan 32 با فیلتر ریز یا Plan 54 با سیال سد تمیز، ورود ذرات به منطقهٔ حساس سیل را عملاً میبندد. فیلتراسیون آفلاینِ β200@5 μm، برِیدر رطوبتگیر و ایزولاتور لَبیرنتی، سه تجهیز کمهزینه و پربازدهاند که معمولاً نسبت هزینه/فایدهٔ مطلوبی دارند. در نهایت، آنالیز روغنِ منظم و تصمیمگیری مبتنی بر روند، به شما امکان میدهد قبل از شکست، اصلاح کنید؛ کاهش توقفات برنامهریزینشده و کاهش مصرف قطعات یدکی، نتیجهٔ مستقیم همین انضباط است. موتورازین بهعنوان مرجع تأمین و توزیع روانکار صنعتی در سراسر ایران، با سبدی از روغنها و گریسهای تخصصی و خدمات پایش، کنار تیم نگهداری شما میایستد تا پمپهای دوغابی با کمترین سایش و بیشترین دسترسپذیری کار کنند.
پرسشهای متداول
چه کد پاکیزگی ISO برای روغن کارتر پمپ دوغابی مناسب است؟
برای یاتاقانهای پمپ دوغابی، دستیابی به 18/16/13 یا بهتر، نقطهٔ شروع خوبی است. در کاربردهای حساس مانند فاینهای کاتالیستی، هدفگذاری محافظهکارانهتر مفید است. اگر منابع آلودگی شدید است، کیدنیلوپ آفلاین با فیلتر ۵ میکرون و برِیدر رطوبتگیر را در اولویت قرار دهید و روند کنتور ذرات را ماهانه پایش کنید.
در صورت نفوذ آب، روغن Demulsifying بهتر است یا Emulsifying؟
برای اغلب پمپهای دوغابی در پتروشیمی، روغن Demulsifying ارجح است چون آب آزاد را سریع جدا میکند و میتوان آن را از پایین کارتر تخلیه کرد. روغنهای Emulsifying فقط در سناریوهای خاصی که تخلیهٔ آب ممکن نیست توصیه میشوند و معمولاً به افزایش اکسیداسیون و زنگزدگی میانجامند.
کدام گریس برای یاتاقان پمپ دوغابی مناسبتر است؟
گریس NLGI 2 با پایهٔ روغنی 220–460 cSt و تغلیظکنندهٔ کلسیمسولفونات کمپلکس، در محیطهای مرطوب/ساینده بهترین توازن را میان پایداری مکانیکی، مقاومت در برابر آب و قابلیت EP فراهم میکند. پلییوره در دماهای بالا پایدار است اما در آب شور ضعیفتر از کلسیمسولفونات عمل میکند.
چه زمانی از Plan 54 (دابلسیل با سیال سد) استفاده کنیم؟
وقتی غلظت ذرات بالاست، اندازهٔ ذرات ساینده است یا خرابی سیل تبعات توقف تولید قابلتوجه دارد، دابلسیل با Plan 54 انتخابی ایمنتر است. سیال سد باید تمیز، با ویسکوزیتهٔ 32–46 cSt، ضدکف کنترلشده و با فشار مناسب نسبت به فرآیند تنظیم شود.
چه فاصلهای برای نمونهگیری و آنالیز روغن مناسب است؟
برای بهرهبرداری پیوسته، نمونهگیری ماهانه توصیه میشود؛ در نوبتکاری یا شرایط پایدار، هر فصل. در رخدادهای غیرعادی مانند افزایش دما، صدای یاتاقان یا نشتی سیل، نمونهٔ فوری بگیرید. شاخصهای کلیدی شامل کنتور ذرات، ISO 4406، آب (KF)، ویسکوزیته، TAN و فروگرافی هستند.
بدون نظر