چگونه الکتریسیته ساکن کیفیت روانکار در نساجی را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد؟
من، سارا مرادی، تحلیل‌گر ارشد روانکاری صنعتی در موتورازین، در این مقاله به‌صورت داده‌محور توضیح می‌دهم که الکتریسیته‌ٔ ساکن چگونه بر عملکرد روانکار در کارخانه‌های مدرن نساجی ایران اثر می‌گذارد. کلیدواژه‌ٔ کانونی ما «تأثیر الکتریسیته‌ٔ ساکن بر کیفیت روانکار نساجی» است؛ موضوعی که مستقیماً با پایداری فیلم روغن، اکسیداسیون، تشکیل وارنیش و نهایتاً سایش زودرس بیرینگ‌ها، توقف ناگهانی ماشین‌های ریسندگی و افزایش دمای کارکرد گره می‌خورد. در خطوط ریسندگی و بافندگی سرعت‌بالا (به‌ویژه اسپیندل‌ها و جت‌های بافندگی)، ترکیب فیبرها، حرکت‌های تند و پیوسته، و روغن‌های کم‌ویسکوز، محیطی ایده‌آل برای تجمع بار و تخلیه‌ٔ الکترواستاتیک می‌سازد.
- نکته‌ٔ کلیدی ۱: بار ساکن می‌تواند فیلم روغن را ناپایدار و نازک کند.
- نکته‌ٔ کلیدی ۲: تخلیه‌های میکرو‌الکتریکی در فیلتر و تریبوسوختگی، اکسیداسیون و وارنیش را تسریع می‌کنند.
- نکته‌ٔ کلیدی ۳: اثرات میدانی شامل افزایش دمای بیرینگ، گیرکردن شیرهای هیدرولیک و توقف‌های غیرمنتظره است.
- نکته‌ٔ کلیدی ۴: ترکیب انتخاب درست روغن، ارتینگ مؤثر و پایش وضعیت روغن، ریسک را به‌طور معناداری کاهش می‌دهد.
توصیه مدیریتی: یک «ارزیابی رسانایی الکتریکی روغن» به برنامه‌ٔ PM خود اضافه کنید؛ این سنجه در کنار شمارش ذرات ISO 4406، شاخصی زودهنگام از ریسک تجمع بار است.
ماهیت بارهای ساکن در خطوط ریسندگی و اهمیت مدیریت آن‌ها
در ریسندگی حلقه‌ای، بافندگی جت‌هوا و کانوایرهای انتقال بسته‌بندی، تماس و جدایش مکرر سطوح ناهمجنس (فیبر–فلز، پلیمر–فلز، روغن–فیلتر) «سری تریبوالکتریک» را فعال می‌کند. نتیجه، جدایش بار و تشکیل پتانسیل‌های بالا در نواحی عایق و نیمه‌رسانا است. روغن‌های کم‌ویسکوز و کم‌رسانا (مانند روغن‌های اسپیندل ISO VG 10–22) به‌دلیل مقاومت ویژه‌ٔ بالا، بار را به‌کندی تخلیه می‌کنند؛ این یعنی در فیلترها و گذرگاه‌های باریک، میدان‌های الکتریکی موضعی شکل می‌گیرد. این میدان‌ها در ترکیب با جریان بالا، می‌توانند تخلیه‌های میکرو ایجاد کنند که پیامدشان افزایش ناسازگاری شیمیایی، تشکیل رادیکال و رشد نامحلول‌ها است. در کارخانجات پرسرعت اصفهان و یزد که تراکم ماشین‌آلات بالاست، مدیریت بار ساکن نه‌تنها برای کیفیت پارچه، بلکه برای سلامت روانکار و تجهیزات حیاتی است.
توصیه مدیریتی: RH سالن را در محدوده‌ٔ میانی (برای بسیاری از خطوط ریسندگی 45–60٪) نگه دارید؛ رطوبت کنترل‌شده به کاهش تجمع بار ساکن کمک می‌کند بدون آن‌که به خوردگی و آلودگی آبی منجر شود.
مکانیسم‌های فیزیکی و شیمیایی اثر الکتریسیته ساکن بر فیلم روغن
1) ناپایداری فیلم روغن و تخلیه‌ٔ موضعی
تجمع بار روی سطوح عایق‌مانند شفت‌های پوشش‌دار یا رسانه‌ٔ فیلتر، میدان‌های موضعی ایجاد می‌کند. وقتی اختلاف پتانسیل به آستانه برسد، «تخلیه‌ٔ الکترواستاتیک» در مقیاس میکرو رخ می‌دهد. این تخلیه در فضای اشباع از هوا و روغن، نقاط داغ لحظه‌ای تولید می‌کند که انرژی کافی برای شکستن پیوند‌های هیدروکربنی و آغاز اکسیداسیون موضعی دارد. نتیجه، رقیق‌شدن فیلم در نقطه‌ٔ برخورد و افت ضریب جدایش هیدرودینامیک است.
2) تشدید اکسیداسیون و رشد پیش‌ماده‌های وارنیش
پلیمرشدن رادیکالی و اکسیداسیون زنجیره‌ای، با وجود منابع انرژی لحظه‌ای (ESD) و حضور هوا/کف تسریع می‌شود. محصولات اولیه‌ٔ این مسیر، لاک‌های قطبی و نامحلول‌های نرم هستند که در دماهای کاری اسپیندل و مجاری ریز، تمایل به رسوب دارند. این رسوبات به‌مرور به «وارنیش» تبدیل می‌شوند؛ لایه‌ای نازک اما چسبنده که سوپاپ‌ها، مجاری روغن‌کاری و حلقه‌های بیرینگ را دچار چسبندگی و داغی می‌کند.
3) جذب ذرات و افزایش آلودگی
بار سطحی، برهم‌کنش‌های الکترواستاتیک با الیاف معلق و گرد‌و‌غبار پنبه/پلی‌استر را تقویت می‌کند. ذرات باردار تمایل بیشتری به ماندن در فیلم روغن پیدا می‌کنند و در صورت کارایی نامناسب فیلتر، به نواحی بحرانی می‌رسند. نتیجه، رشد شاخص ISO 4406، افزایش سایش سایشی و کوتاه‌شدن عمر روغن است.
4) کف‌کردن و هواگرفتگی
بار ساکن می‌تواند مهاجرت حباب‌ها را کند و پایداری کف را افزایش دهد. کف پایدار ضمن افزایش تراکم هوا در روغن، موجب «ریز‌انفجار» حباب‌ها در نواحی پرفشار (مانند دهانه‌ٔ پمپ) و دمای موضعی بالا می‌شود؛ این پدیده، اکسیداسیون را باز هم تشدید و ویسکوزیته‌ٔ مؤثر فیلم را کاهش می‌دهد.
توصیه مدیریتی: استفاده از فیلترهایی با رسانه‌ٔ کم‌بار (low-charge media) و اتصال ارت مؤثر فریم فیلتر، می‌تواند نرخ تخلیه‌های میکرو را کاهش دهد و شاخص MPC و اختلاف فشار فیلتر را تثبیت کند.
پیامدهای عملیاتی روی بیرینگ‌ها، گیربکس‌ها و سیستم‌های هیدرولیک نساجی
بیرینگ‌های اسپیندل و موتورهای با درایو فرکانسی
در بیرینگ‌های دور‌بالا، نازک‌شدن فیلم و افزایش ناهمگنی ویسکوزیته به تماس مرزی و افزایش اصطکاک منجر می‌شود؛ دمای پوسته بالا می‌رود و صدای بیرینگ تغییر می‌کند. در حضور درایوهای فرکانسی، مسیرهای تخلیه‌ٔ الکتریکی ممکن است از روی مسیر روانکار و اجزای غلتشی عبور کنند و «فراستینگ» یا فرورفتگی‌های ریز ایجاد شود. پیامد عملی: افزایش مصرف انرژی، کوتاه‌شدن MTBF و توقف برای تعویض بیرینگ.
گیربکس‌های کاردینگ و بالابرهای بسته‌بندی
در گیربکس‌هایی با تهویه‌ٔ ناکافی، کف پایدار و اکسیداسیون موجب افزایش عدد اسیدی (TAN) و تولید لاک‌هایی می‌شود که بر دقت شیارها و سطوح دنده اثر می‌گذارند. در بلندمدت، پدیده‌ٔ «میکرو‌پیتینگ» و افزایش گرمای موضعی به‌ویژه زیر بار شوکی مشاهده می‌شود. روغن‌های با افزودنی ضد‌اکسیداسیون قوی و قابلیت دفع بار ساکن، این چرخه را کند می‌کنند.
هیدرولیک‌های بافندگی و جک‌های کنترل کشش
شیرهای پروپرشنال و سوپاپ‌های کنترل دبی به رسوب وارنیش بسیار حساس‌اند. هرگاه آستانه‌های بار ساکن کنترل نشود، ذرات نرم و لاک‌های قطبی مسیرهای باریک را می‌بندند؛ نتیجه، حرکت‌های نامنظم جک‌ها، نوسان فشار و حتی توقف ناگهانی است. در نمونه‌های میدانی، با نصب ارتینگ پیوسته، تغییر رسانه‌ٔ فیلتر به نوع کم‌بار و ارتقای روغن به پایه‌ٔ سنتتیک با افزودنی رسانا، دمای پوسته‌ٔ بیرینگ‌ها چند درجه کاهش و پایداری فشار هیدرولیک بهبود یافته است.
توصیه مدیریتی: لاگ توقف‌ها را با داده‌های دمای بیرینگ و اختلاف فشار فیلتر همگام‌سازی کنید؛ همبستگی سه‌گانه‌ٔ «دما–ΔP فیلتر–MPC» نشانه‌ٔ قوی اثر بار ساکن بر روانکار است.
معیارهای انتخاب روغن مناسب و نقش ارتینگ در کارخانه‌های نساجی
ویسکوزیته و نوع پایه
برای اسپیندل‌ها معمولاً ISO VG 10–22 انتخاب می‌شود تا افت توان و دمای اصطکاکی کمینه شود. پایه‌های PAO/POE به‌دلیل پایداری اکسیداتیو و فراریت پایین، گزینه‌های مناسبی‌اند. در هیدرولیک‌ها، HLP/HVLP با شاخص ویسکوزیته بالا و ضد‌سایش مناسب، کنترل فیلم را در نوسانات دمایی حفظ می‌کنند.
افزودنی‌های کلیدی
– ضد‌اکسیداسیون‌های ترکیبی (فنولیک/آمینی) برای کندکردن رشد لاک‌ها و افزایش عمر آنتی‌اکسیدانت‌ها.
– بهبوددهنده‌های رسانایی/آنتی‌استاتیک برای رساندن رسانایی روغن به بازه‌ای که تخلیه‌ٔ خودکار و بی‌خطر را ممکن می‌کند (در تجربه‌ٔ صنعتی، رسانایی چند صد pS/m اغلب ریسک تجمع بار را کاهش می‌دهد).
– ضد‌کف‌های کنترل‌شده و ترجیحاً بدون سیلیکون برای جلوگیری از آلودگی سطح پارچه.
– پاک‌کننده/دیسپرسنت ملایم جهت نگهداشتن پیش‌ماده‌های وارنیش در فاز محلول تا زمان فیلتراسیون.
ارتینگ و کنترل محیط
ارتینگ فریم فیلتر، لوله‌های پلیمری و مخازن، و پیوستگی ارت در ماژول‌های هیدرولیک، تخلیه‌ٔ ایمن بار را تضمین می‌کند. نوارها/برس‌های ضد‌استاتیک روی مسیرهای تماس با الیاف، بار سطحی را گرفته و به زمین می‌برند. کنترل رطوبت و سرعت هوای سالن نیز بخشی از راهکار است.
توصیه مدیریتی: در سفارش روغن اسپیندل و هیدرولیک، شرط «حداقل رسانایی در دمای کار» و «سازگاری با رسانه‌ٔ کم‌بار فیلتر» را در برگه‌ٔ فنی قید کنید؛ این بندها هزینه‌ٔ پنهان توقف‌ها را کاهش می‌دهد.
جدول مقایسه‌ٔ فنی: سناریوی کنترل‌نشده در برابر کنترل‌شده
| پارامتر | الکتریسیته‌ٔ ساکن کنترل‌نشده | الکتریسیته‌ٔ ساکن کنترل‌شده | پیام مهندسی |
|---|---|---|---|
| دمای بیرینگ اسپیندل | بالاتر، افزایش 5–12°C نسبت به پایه | پایدار، در بازه‌ٔ طراحی | هر 5°C کاهش، عمر گریس/روغن را به‌طور معناداری افزایش می‌دهد. |
| نرخ سایش (افزایش آهن/کروم در آنالیز) | افزایش پیوسته، روند صعودی | کنترل‌شده، روند تخت یا نزولی | سایش مرزی ناشی از نازک‌شدن فیلم با کنترل بار کاهش می‌یابد. |
| عمر روغن | کوتاه‌تر، تعویض‌های زودهنگام | طولانی‌تر، چرخه‌های تعویض بهینه | پایداری آنتی‌اکسیدانت‌ها حفظ می‌شود. |
| ΔP فیلتر (اختلاف فشار) | رشد سریع و نوسان‌دار | رشد آهسته و پیش‌بینی‌پذیر | رسوب لاک و ذرات نرم کمتر می‌شود. |
| کد پاکیزگی ISO 4406 | نزدیک به 19/16/13 یا بدتر | نزدیک به 16/13/10 یا بهتر | از عمر اجزای دقیق هیدرولیک محافظت می‌کند. |
| شاخص MPC (وارنیش بالقوه) | بالا، تمایل به >30 | پایین، اغلب <15 | MPC پایین‌تر یعنی خطر چسبندگی شیرها کمتر است. |
| کف/هواگرفتگی | پایدار و مزاحم | کنترل‌شده | بهبود پاسخ دینامیکی سیستم و کاهش کاویتاسیون. |
توضیح: اعداد به‌صورت حدودی و برای مقایسه‌ٔ مهندسی هستند و بسته به ماشین، روغن و شرایط محیطی هر کارخانه تغییر می‌کنند.
توصیه مدیریتی: اگر MPC به‌طور پایدار بالاست و ΔP فیلتر رشد می‌کند، هم‌زمان دو اقدام انجام دهید: ارتقای رسانه‌ٔ فیلتر به نوع کم‌بار و افزودن پاک‌سازی پولیشینگ‌فیلتر موقتی تا زمان تعویض روغن.
چک‌لیست کوتاه پایش الکتریسیته ساکن و وضعیت روانکار
- اندازه‌گیری رسانایی روغن در دمای کار (راستای روند ماهانه؛ بهبود با افزودنی رسانا/تعویض گرید).
- پایش ISO 4406 و روند ذرات ریز؛ بررسی همبستگی با RH سالن و بار تولید.
- اندازه‌گیری MPC و رنگ پچ؛ در صورت رشد، بررسی فیلتر کم‌بار و پولیشینگ.
- ثبت ΔP فیلتر و آلارم‌های نوسانی؛ نشانه‌ای از رسوب و بار ساکن.
- پایش دمای بیرینگ با حسگر مادون‌قرمز یا آنلاین؛ جست‌وجوی افزایش‌های کوچک اما پایدار.
- بازرسی ارتینگ: پیوستگی، مقاومت اتصال، و سلامت نوار/برس‌های ضد‌استاتیک.
- شنود میکرو‌جرقه در نزدیکی فیلتر/شیرها در بار بالا (با ابزار ایمن).
- آزمون کف ASTM D892 و کنترل ضد‌کف؛ پرهیز از ضد‌کف‌های سیلیکونی در تماس با پارچه.
- FTIR برای اکسیداسیون/نیتراسیون و RULER برای پایش آنتی‌اکسیدانت‌ها.
- بازنگری RH و تهویه؛ تنظیم محدوده‌ٔ میانی برای کاهش بار بدون ریسک خوردگی.
توصیه مدیریتی: داشبورد ساده‌ای بسازید که چهار شاخص «دمای بیرینگ، ISO 4406، MPC، ΔP فیلتر» را کنار هم نشان دهد؛ این چهارگانه، نقشه‌ٔ راه کنترل بار ساکن است.
پرسش‌های متداول
۱) آیا همه‌ٔ روغن‌های اسپیندل به‌یک اندازه مستعد الکتریسیته‌ٔ ساکن‌اند؟
خیر. رسانایی الکتریکی، بسته‌ٔ افزودنی و نوع پایه (مینرال، PAO، POE) تفاوت ایجاد می‌کند. روغن‌هایی که رسانایی‌شان در دمای کار چند صد pS/m است، معمولاً بار را بهتر تخلیه می‌کنند. ترکیب این ویژگی با رسانه‌ٔ فیلتر کم‌بار و ارتینگ صحیح، ریسک ESD را کاهش می‌دهد.
۲) وارنیش چگونه خود را در تجهیزات نساجی نشان می‌دهد؟
در هیدرولیک‌ها، با گیرکردن یا چسبندگی شیرهای دقیق و نوسان فشار نمود پیدا می‌کند. در بیرینگ‌ها، افزایش دمای پوسته و صدای غیرعادی و در گیربکس‌ها، تغییر رنگ روغن و رشد ΔP فیلتر دیده می‌شود. شاخص MPC بالاتر و FTIR با قله‌های اکسیداسیون، نشانه‌های تحلیلی مشترک‌اند.
۳) بهترین نقطه‌ٔ شروع برای کاهش اثر بار ساکن چیست؟
سه اقدام سریع: ارتینگ پیوسته و مؤثر تمام ماژول‌ها، تعویض رسانه‌ٔ فیلتر به نوع کم‌بار، و انتخاب روغنی با افزودنی رسانا و ضد‌اکسیداسیون قوی. سپس، پایش مستمر چهار شاخص کلیدی (ISO 4406، MPC، ΔP، دمای بیرینگ) را در برنامه‌ٔ PM وارد کنید.
۴) آیا افزودن ضد‌کف بیشتر همیشه مفید است؟
خیر. ضد‌کف بیش‌ازحد می‌تواند به ناپایداری دیگر خواص منجر شود و در صنایع نساجی، خطر آلودگی سطح پارچه را بالا ببرد. رویکرد درست، انتخاب فرمولاسیون متعادل و حل ریشه‌ای مشکل (کاهش بار ساکن، بهبود دی‌گازینگ مخزن و کنترل بازگشت روغن) است.
۵) چه تست‌هایی برای تشخیص زودهنگام مشکل مناسب‌اند؟
MPC برای پتانسیل وارنیش، FTIR برای اکسیداسیون، RULER برای سلامت آنتی‌اکسیدانت‌ها، شمارش ذرات ISO 4406 و اندازه‌گیری ΔP فیلتر. اگر امکانش هست، رسانایی روغن را نیز در دمای کار اندازه‌گیری کنید تا نقش بار ساکن را بهتر بسنجید.
جمع‌بندی مدیریتی: نگاه چرخه‌ٔ عمر و بازگشت سرمایه
الکتریسیته‌ٔ ساکن پدیده‌ای حاشیه‌ای نیست؛ اگر مدیریت نشود، مسیری شتابنده به سمت ناپایداری فیلم روغن، اکسیداسیون، وارنیش و نهایتاً سایش زودرس بیرینگ و توقف ناگهانی ایجاد می‌کند. هزینه‌ٔ چرخه‌ٔ عمر (LCC) در چنین سناریویی نه‌تنها از محل خرید روغن، بلکه از توقف خط، تعویض قطعات دقیق و انرژی مصرفی افزایش می‌یابد. ترکیب انتخاب روغن مناسب (ویسکوزیته‌ٔ درست، پایه‌ٔ پایدار، افزودنی‌های ضد‌اکسیداسیون و رسانا)، ارتینگ اصولی، رسانه‌ٔ فیلتر کم‌بار و پایش وضعیت روغن (ISO 4406، MPC، FTIR، ΔP، دمای بیرینگ) یک راهبرد عملی، کم‌هزینه و اثرگذار برای کارخانه‌های نساجی ایران است. با این رویکرد، کاهش توقف‌های ناخواسته، بهبود کیفیت محصول و افزایش طول عمر تجهیزات، قابل‌دستیابی و قابل‌اندازه‌گیری خواهد بود.
بدون نظر