اثر فیبرهای ریز معلق نساجی بر آلودگی روغن هیدرولیک

اگر به یک سالن ریسندگی یا بافندگی ایرانی در شهرهایی مثل یزد، اصفهان یا قزوین سر زده باشید، «گرد نساجی» را همه‌جا می‌بینید؛ رشته‌های سفیدِ ریز که مثل مه روی هوا شناورند، روی تابلو برق و کابینت‌ها می‌نشینند و با هر باز و بسته‌کردن درِ مخزن، همراه جریان هوا وارد سیستم هیدرولیک می‌شوند. این فیبرها فقط سطح را کثیف نمی‌کنند؛ آن‌ها به روغن هیدرولیک راه پیدا می‌کنند، به شیرهای پروپورشنال و سروو می‌چسبند، و با افزایش اصطکاک داخلی، دمای سیستم را بالا می‌برند. در این مقاله تخصصی، اثر فیبرهای ریز معلق نساجی بر آلودگی روغن هیدرولیک، کد پاکیزگی ISO 4406 و عمر سیستم را کالبدشکافی می‌کنیم و راهکارهای عملی، کم‌هزینه و قابل‌اجرا برای کارخانه‌های ایران ارائه می‌دهیم.

تصویری از واقعیت سالن‌های ریسندگی ایران و مسیر ورود فیبر به هیدرولیک

در سالن‌های ریسندگی، جریان مداوم هوا برای حمل پرز، سرعت‌های بالای دوک‌ها و تماس مداوم نخ با سطوح، ابرِ دائمی از فیبرهای ریز می‌سازد. این ذرات سبک و شناور به‌راحتی از مسیرهای زیر وارد روغن هیدرولیک می‌شوند: تنفس مخزن از طریق درپوش‌های ساده یا Breatherهای ناکارآمد، نشتی‌های ریز از آب‌بندهای پیستون و شفت‌ها، پرکردن دستی روغن با قیف‌های بدون درپوش، بازکردن درب مخزن در حین کار برای بازدید سطح روغن، و حتی بازگشت روغن از مدارهایی که در نزدیکی منابع الیافی قرار دارند. به‌دلیل بار الکترواستاتیک سطحی و رطوبت نسبی سالن، فیبرها به سطوح فلزی و لاستیکی جذب می‌شوند و با هر تنفس مثبت/منفی مخزن، بخشی از آن‌ها وارد روغن می‌گردند.

• نکته برجسته: فیبرها به‌دلیل جرم حجمی کم، مدت طولانی‌تری معلق می‌مانند و ته‌نشینی سریع ندارند.
• چالش کلیدی: ورود فیبر از Breatherهای عمومی بدون فیلتر ریزدانه یا رطوبت‌گیر.
• نیاز فوری: بسته‌بودن زنجیره انتقال روغن (ذخیره، انتقال، سرریز) با اتصالات سریع و فیلتر روی‌خط.

ویژگی‌های فیزیکی فیبر نساجی در روغن و تفاوت با گرد فلزی

فیبرهای نساجی معمولاً از پنبه (سلولزی)، پلی‌استر، ویسکوز یا مخلوط‌ها تشکیل می‌شوند. قطر معمول آن‌ها در محدوده چند میکرون تا ده‌ها میکرون است، اما طولشان می‌تواند به صدها میکرون برسد. این «نسبت طول به قطر» بالا باعث می‌شود رفتار سیالی آن‌ها در روغن با ذرات گرد فلزی کاملاً متفاوت باشد. ذرات فلزی کروی/نامنظم معمولاً تراکم بالاتری دارند، سریع‌تر ته‌نشین می‌شوند و در فیلترهای سطحی با اندازه منافذ مشخص گیر می‌افتند. در مقابل، فیبرها تمایل به «پل‌زنی» میان چین‌های فیلتر دارند، لایه نمدی تشکیل می‌دهند و افت فشار را به‌صورت ناگهانی افزایش می‌دهند.

فیبرهای سلولزی قطبی‌اند و رطوبت را جذب می‌کنند؛ در روغن‌های قطبی‌تر (مثل استرهای زیست‌پایه) پایداری معلق بیشتری دارند. فیبرهای مصنوعی مثل پلی‌استر آب‌گریزند اما به‌خاطر بار الکترواستاتیک می‌توانند به سطوح پلیمری و فلزی بچسبند. نتیجه عملی تفاوت‌ها این است که شمارش‌گرهای ذرات لیزری ممکن است فیبرهای طویل را کمتر از واقع گزارش کنند (به‌دلیل جهت‌گیری در مسیر نور)، درحالی‌که آزمون پَچ‌تست میکروسکوپی (ISO 4407) تصویر دقیق‌تری از حضور الیاف می‌دهد.

• رفتار فیبر در فیلتر: تشکیل لایه نمدی و افزایش ΔP.
• رفتار گرد فلزی: گرفتاری نقطه‌ای متناسب با اندازه منافذ و چگالی بالاتر.
• پیامد تحلیلی: لزوم ترکیب شمارش ذرات با بازرسی میکروسکوپی و تفسیر مهندسی.

اثر آلودگی فیبری بر ISO 4406، شیرهای پروپورشنال/سروو و دمای سیستم

حضور فیبرها کد پاکیزگی ISO 4406 را به‌سرعت بدتر می‌کند. در عمل، کدهایی مانند 21/19/16 یا حتی 23/21/18 در سالن‌های بدون کنترل آلودگی مشاهده می‌شوند؛ حال آن‌که برای شیرهای پروپورشنال و سروو، پاکیزگی هدف اغلب 16/14/11 یا بهتر است. فیبرها با طول‌های 100–500 میکرون می‌توانند روی لندهای اسپول شیرها «پل» بزنند و باعث گیرکردن لحظه‌ای، پدیده استیک‌–اسلیپ و جِرک در حرکت سیلندر شوند. علاوه‌براین، لایه نمدی روی فیلتر باعث افزایش افت فشار و کار بیشتر پمپ می‌شود؛ همین موضوع دمای روغن را بالا می‌برد و اکسیداسیون را تسریع می‌کند.

در سرووولوها با لقی‌های میکرونی، حتی یک رشته فیبر می‌تواند مسیر ارتشاح را مختل و سیگنال کنترل را نویزی کند. در نتیجه، حلقه‌های کنترلی ناپایدار می‌شوند، کیفیت بافت یا کشش نخ نوسان می‌گیرد و نرخ اسکرپ افزایش می‌یابد. از طرفی، فیبرهای مرطوب می‌توانند رطوبت را به روغن بیاورند و به همراه میکروحباب‌ها، خطر میکرو‌دیزلینگ را بالا ببرند.

برای هر 2 درجه افزایش دمای روغن بالاتر از سطح طراحی، سرعت اکسیداسیون تقریباً دو برابر می‌شود؛ در حضور فیبر، افزایش دما با گرفتگی فیلتر تشدید می‌گردد.

نقش انتخاب روغن: HVLP، HLPD، Bio-Based و بسته افزودنی

انتخاب نوع روغن هیدرولیک در مواجهه با آلودگی فیبری تعیین‌کننده است. روغن‌های HVLP با شاخص ویسکوزیته بالا و پلیمرهای پایدار در برش، پایداری ویسکوزیته را حفظ می‌کنند و به‌دلیل ویژگی ضدسایش (AW) و ضدکف مناسب، در شیرهای دقیق عملکرد قابل اعتماد می‌دهند. روغن‌های HLPD (با افزودنی‌های دترجنت/دیسپرسانت) آلودگی نرم مثل فیبر را در سوسپانسیون نگه می‌دارند تا توسط فیلتر خارج شود؛ این یک مزیت است به‌شرط آن‌که ظرفیت و ریزندگی فیلتر کافی باشد. در محیط‌های بسیار آلوده، HLPD می‌تواند بار فیلتراسیون را افزایش دهد و دوره تعویض فیلتر را کوتاه کند.

روغن‌های Bio-Based (استری) قطبیت بالاتری دارند، پاک‌کنندگی خوبی نشان می‌دهند و با فیبرهای سلولزی برهم‌کنش بیشتری دارند. این موضوع هم فرصت است (شست‌وشوی بهتر و کاهش رسوبات نرم) و هم تهدید (حمل طولانی‌تر فیبر در مدار). در همه انواع، بسته‌های افزودنی ضدسایش مبتنی بر زینک‌دی‌تی‌پی (ZDDP) یا بدون‌خاکستر، آنتی‌اکسیدانت‌ها و اصلاح‌کننده‌های رهاسازی هوا اهمیت دارند. اگر Servo Valve دارید، روغنی با رهاسازی هوا سریع، ضدکف کنترل‌شده و پایداری اکسیداسیون بالا انتخاب کنید.

• رسانه فیلتراسیون پیشنهادی: الیاف شیشه‌ای عمقی با β200≥ در 6–10 میکرون برای خط برگشت و 3–5 میکرون برای Loop آفلاین.
• پرهیز: فیلترهای سلولزی در کنار روغن‌های استری می‌توانند رطوبت بگیرند و افت عملکرد دهند.
• هماهنگی سیل‌ها: در روغن‌های زیست‌پایه، سازگاری با الاستومرها (NBR/FKM) بررسی شود.

طراحی و نگهداری: فیلتراسیون، مخزن، Air Breather، نمونه‌برداری

برای کنترل آلودگی فیبری، طراحی و نگهداری باید هم‌زمان اصلاح شوند. نخست، مخزن را «ایزوله تنفسی» کنید: به‌جای درپوش ساده، از Breather ترکیبی خشک‌کن رطوبت + فیلتر ذرات ≤3 میکرون استفاده کنید. Breather را به‌صورت Remote روی نقطه‌ای دور از جریان الیاف نصب و با شیلنگ به مخزن متصل کنید تا فیبر مستقیم به آن نخورد. کلیه دریچه‌های بازرسی را آب‌بندی کنید و نمایشگر سطح روغن خارجی را با تیوب بسته و محافظ گردوغبار تجهیز نمایید.

دوم، فیلتراسیون را چندمرحله‌ای کنید: فیلتر مکش با 100–125 میکرون برای حفاظت پمپ، فیلتر برگشت 6–10 میکرون β200≥ و یک Kidney Loop آفلاین 3–5 میکرون با دبی 10–20 درصد ظرفیت مخزن. شاخص اختلاف فشار (DP Indicator) را روی فیلترها فعال کنید تا قبل از بای‌پس‌کردن، تعویض انجام شود. سوم، زنجیره ذخیره و انتقال را ببندید: روغن نو را از بشکه‌های دربسته با پمپ تمیز و Quick-Coupler عبور دهید و هنگام توزیع، هم‌زمان فیلتر کنید. چهارم، برنامه نمونه‌برداری منظم ماهانه/فصلی با هدف‌گذاری ISO 4406 انجام دهید و نتایج را به اقدام نگهداری (تعویض فیلتر، شست‌وشوی مخزن) گره بزنید.

• هدف پاکیزگی برای سروو/پروپورشنال: 16/14/11 یا بهتر؛ برای مدارهای استاندارد: 18/16/13.
• هرگز درب مخزن را در حین کار باز نکنید؛ از نشانگر سطح مغناطیسی خارجی استفاده کنید.
• نشت‌های ریز سیل‌ها را سریع رفع کنید؛ هر نشت، نقطه مکش فیبر است.

جدول مقایسه سطوح کنترل آلودگی و هزینه چرخه عمر

مقایسه زیر سه رویکرد رایج را نشان می‌دهد. مقادیر نمونه‌اند و بسته به ماشین، روغن و محیط ممکن است متفاوت باشند؛ اما جهت تصمیم‌گیری عملی مفیدند.

انتقال از «ضعیف» به «متوسط» معمولاً با نصب Breather مناسب، فیلتر برگشت ریزتر و بستن زنجیره انتقال روغن محقق می‌شود. رسیدن به «پیشرفته» نیازمند Kidney Loop آفلاین، پایش منظم و استانداردسازی روغن است.

برنامه نمونه‌برداری و آنالیز روغن مخصوص صنایع نساجی ایران

در محیط‌های پرالیاف، تفسیر فقط با شمارش‌گر ذرات کافی نیست. برنامه پیشنهادی: در فاز بهبود، ماهانه نمونه‌گیری از خط برگشت و نقطه آرام مخزن؛ پس از تثبیت، هر فصل. آزمون‌های کلیدی: ISO 4406 (شمارش خودکار)، پچ‌تست ISO 4407 با میکروسکوپ برای تشخیص فیبر از گرد فلزی، ویسکوزیته در 40/100°C، شاخص آلودگی آب (مثل Karl Fischer در صورت احتمال رطوبت)، عدد اسیدی (TAN) و FTIR برای ردیابی اکسیداسیون و مولفه‌های سلولزی. در گزارش، نوع ذرات را کیفی‌سازی کنید: «فیبری/طویل»، «فلزی درخشان»، «غیرفلزی تیره». این زبان مشترک بین تیم‌های نگهداری و تأمین را می‌سازد.

• محل نمونه‌گیری ثابت و تمیز باشد؛ از شیر نمونه‌گیری با کوییک‌کانکت استفاده کنید.
• بطری نمونه درپوش فولادین یا پلیمری کم‌پرز داشته باشد؛ از دستمال‌های پرزدار دوری کنید.
• هدف‌گذاری تدریجی ISO 4406 انجام دهید: هر فصل یک پله بهبود.

چک‌لیست اقدامات سریع و کم‌هزینه برای مدیر نگهداری

1. تعویض درپوش تنفسی با Breather ترکیبی ذره‌گیر ≤3µm و رطوبت‌گیر، نصب دور از جریان الیاف.
2. بستن زنجیره انتقال: پمپ دستی/الکتریکی تمیز با فیلتر 5µm و اتصال سریع به درگاه پرکن.
3. پوشش‌دار کردن قیف‌ها یا حذف آن‌ها؛ استفاده از مخزن توزیع دربسته با نشانگر سطح.
4. نصب فیلتر برگشت با رسانه الیاف شیشه‌ای و شاخص DP؛ تعیین نقطه تعویض قبل از بای‌پس.
5. تمیزکاری هفتگی اطراف مخزن و شیرها با جاروبرقی صنعتی مجهز به فیلتر HEPA؛ پرهیز از باد فشرده.
6. آموزش ۱۵‌دقیقه‌ای اپراتورها درباره خطر بازکردن درب مخزن و لمس قیف‌ها.
7. ثبت دمای روغن و فشار فیلتر در شیت روزانه؛ هر جهش ناگهانی علامت گرفتگی فیبری است.
8. تغییر به روغن سازگار با سروو و افزودنی ضدکف کنترل‌شده در ماشین‌های حساس.

جمع‌بندی: پایداری سیستم هیدرولیک در محیط‌های نساجی آلوده

در کارخانه‌های نساجی ایران، فیبرهای ریز معلق یک واقعیت گریزناپذیرند. اما با درک رفتار الیاف در روغن، هدف‌گذاری واقع‌بینانه برای ISO 4406 و اجرای چند اقدام ساده، می‌توان سیستم‌های هیدرولیک را پایدار و قابل‌اعتماد نگه داشت. کنترل تنفس مخزن، فیلتراسیون چندمرحله‌ای با رسانه عمقی، بستن زنجیره انتقال روغن و نمونه‌برداری برنامه‌محور، نرخ خرابی شیرهای دقیق را به‌شدت کاهش می‌دهد و دمای کاری را به محدوده طراحی برمی‌گرداند. نتیجه مستقیم این رویکرد، افزایش راندمان، چرخه فعالیت یکنواخت ماشین و کاهش توقف‌های ناگهانی است. در موتورازین، ما با ترکیب انتخاب روغن مناسب، کیت‌های فیلتراسیون و برنامه آنالیز، به تیم‌های نگهداری کمک می‌کنیم تا از محیط‌های پرالیاف، «سیستم‌های پاک و پایدار» بسازند.

سوال متداول: آیا فیبرها در شمارش‌گر ذرات لیزری کمتر از واقع دیده می‌شوند؟

بله، به‌دلیل شکل طویل و جهت‌گیری فیبر در مسیر نور، ابزارهای اپتیکی ممکن است برخی فیبرها را به‌عنوان ذرات کوچک‌تر بشمارند یا اصلاً ثبت نکنند. ترکیب شمارش خودکار با پَچ‌تست میکروسکوپی (ISO 4407) و گزارش کیفی نوع ذره، تصویر کامل‌تری ارائه می‌دهد.

سوال متداول: برای سرووولوها چه کد ISO 4406 را هدف بگیریم؟

برای اکثر سروو و شیرهای پروپورشنال حساس، 16/14/11 یا بهتر هدف مناسبی است. اگر محیط بسیار آلوده است، به‌صورت تدریجی از 18/16/13 به سمت 16/14/11 حرکت کنید و در این مسیر از Kidney Loop آفلاین و Breather باکیفیت بهره ببرید.

سوال متداول: HVLP بهتر است یا HLPD در محیط پرالیاف؟

هر دو قابل‌استفاده‌اند، اما فلسفه‌شان متفاوت است. HLPD آلودگی نرم را معلق نگه می‌دارد تا فیلتر شود؛ مناسب زمانی است که فیلتراسیون قوی دارید. HVLP پایداری ویسکوزیته و عملکرد عالی شیرها را تضمین می‌کند. انتخاب نهایی به ظرفیت فیلتراسیون، حساسیت شیرها و برنامه نگهداری شما بستگی دارد.

سوال متداول: نشانه‌های گرفتگی فیبری فیلتر چیست؟

افزایش ناگهانی اختلاف فشار روی فیلتر، بالا رفتن دمای روغن، کندی پاسخ شیرها، و وجود لایه نمدی روی سطح فیلترِ بازشده نشانه‌های رایج‌اند. ثبت روزانه DP و دما کمک می‌کند قبل از بای‌پس‌کردن فیلتر، تعویض انجام شود.