روغن سیستم‌های هیدرولیک کنترل توربین؛ انتخاب گرید و کنترل آلودگی در سرویس سخت

ساعت ۲:۴۰ بامدادِ یک شیفتِ پیک مصرف، اپراتور اتاق کنترل گزارش می‌دهد که پاسخ کنترل توربین به تغییر بار «کند» شده و در چند نقطه، نوسان دور و اختلاف موقعیت ولوهای کنترل دیده می‌شود. تیم نت به‌سرعت فشار سیستم هیدرولیک را چک می‌کند: فشارِ خط فرمان روی کاغذ بد نیست، اما در لحظه‌های تغییر بار، افت‌های کوتاه‌مدت رخ می‌دهد. دمای روغن در تانک بالاتر از معمول است و روی سایت، صدای «هیس» ریز از اطراف سرووولو شنیده می‌شود؛ نشانه‌ای از نشتی داخلی یا چسبندگی. در بررسی اولیه، دو سرنخ هم‌زمان پیدا می‌شود: یکی تغییر اخیر در گرید روغن (به‌بهانه تأمین سریع‌تر) و دیگری افزایش آلودگی (ذرات و آب) بعد از یک عملیات سرویس فیلتر. این سناریو در نیروگاه‌ها و واحدهای توربین بخار/گاز ایران، بارها با شکل‌های مختلف تکرار می‌شود: انتخاب گرید نامناسب و کنترل‌نشدن آلودگی، مستقیم روی پاسخ کنترلی اثر می‌گذارد.

چرا روغن سیستم هیدرولیک کنترل توربین «فقط یک روغن» نیست؟

در سیستم هیدرولیک کنترل توربین، روغن هم‌زمان چند نقش حیاتی دارد: انتقال توان، ایجاد لایه روانکاری در پمپ/سروو، انتقال حرارت، و محافظت در برابر خوردگی و اکسیداسیون. این یعنی کوچک‌ترین تغییر در ویسکوزیته، هواگیری، یا آلودگی می‌تواند به «رفتار کنترلی» تبدیل شود؛ نه صرفاً یک مسئله روانکاری.

در سرویس سخت نیروگاهی (استارت/استاپ‌های زیاد، تغییرات سریع بار، دماهای محیطی بالا مثل تابستان جنوب، یا گردوغبار)، دو متغیر اصلی باید کنار هم مدیریت شوند:

• انتخاب گرید و ویسکوزیته مناسب برای پنجره دما و معماری سیستم
• کنترل آلودگی (ذرات، آب، هوا و محصولات اکسیداسیون) با فیلتراسیون و پایش

در تجربه میدانی تیم‌های بهره‌برداری، یک جمله تکرار می‌شود: «توربین وقتی بد کنترل می‌شود، اول دنبال برق و سنسور نگرد؛ اول روغن را ببین.» البته این به معنی نفی عیوب ابزار دقیق نیست؛ بلکه تأکید می‌کند که روغن در این سیستم، جزئی از حلقه کنترل است.

اثر علت–معلولی گرید نامناسب و آلودگی بر پاسخ کنترل توربین

برای اینکه توصیه‌ها قابل پایش باشند، باید رابطه علت–معلولی را روشن کنیم. در کنترل توربین، سرووولو/پروپورشنال‌ولو با تلرانس‌های میکرونی کار می‌کند؛ بنابراین هر تغییری در ویسکوزیته یا آلودگی، خودش را در «دینامیک» نشان می‌دهد.

۱) ویسکوزیته بالاتر از نیاز (روغن غلیظ‌تر از طراحی)

• علت: انتخاب گرید بالاتر (مثلاً ISO VG 68 به‌جای VG 46) یا افت دما در زمستان بدون درنظرگرفتن
• اثر مستقیم: افزایش افت فشار در اوریفیس‌ها و مسیرهای باریک سروو، کندشدن پرشدن سیلندرهای فرمان
• اثر کنترلی: تاخیر در حرکت ولوها → افزایش زمان پاسخ → نوسان در کنترل بار/دور، مخصوصاً در رمپ‌های سریع

۲) ویسکوزیته پایین‌تر از نیاز (روغن رقیق‌تر از طراحی)

• علت: انتخاب گرید پایین‌تر (مثلاً VG 32 به‌جای VG 46) یا افزایش دما و رقیق‌شدن بیش از حد
• اثر مستقیم: افزایش نشتی داخلی در پمپ و سرووولو، افت فشار در لحظه تغییر فرمان
• اثر کنترلی: «کم‌آوردن فشار» در پیک فرمان → شکار (hunting) و جبران‌های پی‌درپی کنترلر

۳) آلودگی ذره‌ای

• علت: فیلتراسیون ناکافی، ورود گردوغبار در تنفس تانک، آلودگی ابزار و شیلنگ‌های نمونه‌گیری/پُرکنی
• اثر مستقیم: گیرکردن اسپول، سایش لبه‌های ولو، افزایش لقی و نشت
• اثر کنترلی: حرکت پله‌ای ولو و عدم تکرارپذیری موقعیت → اختلاف فرمان و فیدبک

۴) آلودگی آب و هوا

• علت: کندانس، نشتی مبدل‌ها، شست‌وشوهای نامناسب، تنفس نامناسب تانک
• اثر مستقیم: افت خاصیت روانکاری، خوردگی، کف و هواگیری ضعیف
• اثر کنترلی: تراکم‌پذیری بیشتر سیال (به‌خاطر هوا) → رفتار اسفنجی در عملگرها و ناپایداری فشار

این زنجیره علت–معلولی یک پیام روشن دارد: «گرید درست» بدون «تمیزی درست» کافی نیست و برعکس؛ هر دو باید هم‌زمان طراحی و اجرا شوند.

انتخاب گرید و ویسکوزیته: از دستورالعمل کارخانه تا واقعیت سرویس سخت

برای انتخاب گرید روغن هیدرولیک در کنترل توربین، نقطه شروع همیشه مستندات OEM است؛ اما در نیروگاه‌های ایران معمولاً چند چالش عملی وجود دارد: تغییرات شدید دما، تامین دوره‌ای، و کارکرد مداوم با بار بالا. بنابراین یک چارچوب قابل اجرا لازم است که «گرید» را بر اساس پنجره دما و حساسیت اجزا انتخاب کند.

قاعده اجرایی این است: ویسکوزیته باید در دمای کارکردِ واقعی، در بازه‌ای قرار بگیرد که هم نشتی داخلی کم باشد و هم افت فشار بیش از حد ایجاد نشود. چون ما معمولاً روی سایت ویسکوزیته در دمای کار را مستقیم نمی‌خوانیم، از گرید (ISO VG) و کنترل دما استفاده می‌کنیم.

اگر در سازمان شما تصمیم‌ها هنوز با جمله «همین روغن توی انبار بود» گرفته می‌شود، بهتر است یک خط‌مشی رسمی تدوین کنید: گرید مجاز، گرید جایگزین، و شروط جایگزینی (دما، نوع پمپ، محدودیت سرووولو). برای هم‌راستاکردن سیاست روانکارهای سایت، استفاده از چارچوب‌های انتخاب محصول در دسته‌بندی روغن صنعتی می‌تواند کمک کند که زبان مشترک بین تدارکات و نت شکل بگیرد.

کنترل آلودگی و فیلتراسیون: تعیین هدف عددی، نه توصیه کلی

در کنترل توربین، آلودگی یعنی «ذرات»، «آب» و گاهی «محصولات اکسیداسیون/وارنیش». تفاوت سیستم‌های حساس با سیستم‌های عمومی هیدرولیک این است که اینجا حتی آلودگی متوسط هم خودش را در پاسخ کنترلی نشان می‌دهد. پس باید هدف عددی تعریف شود.

هدف‌گذاری تمیزی (نمونه عملی)

• کد پاکیزگی ذرات: هدف را بر اساس حساسیت سروو تعیین کنید (به‌صورت سیاست داخلی). مهم‌تر از عدد نهایی، «ثبات» و «عدم جهش» بعد از سرویس است.
• آب: به‌جای توصیف «کم باشد»، آستانه قابل پذیرش تعریف کنید (مثلاً بر اساس ppm یا درصد اشباع در دمای کار).
• هوا: کنترل نشتی مکش پمپ، سطح روغن، و طراحی مسیر برگشت برای جلوگیری از کف.

طراحی عملی فیلتراسیون

فیلتراسیون فقط «تعویض فیلتر» نیست؛ یک برنامه است شامل محل فیلتر، دقت فیلتر، و زمان‌بندی بر اساس اختلاف فشار. در سرویس سخت، پیشنهاد اجرایی این است:

1. تعریف حد هشدار اختلاف فشار فیلتر (ΔP) و ثبت آن در هر شیفت/هر روز
2. درنظرگرفتن فیلتر آف‌لاین (kidney loop) برای پولیشینگ هنگام آلودگی بالا یا بعد از تعمیرات
3. کنترل تنفس تانک با تجهیز مناسب برای جلوگیری از ورود گردوغبار و رطوبت

در عمل، تیم‌های صنعتی که به‌جای واکنش بعد از گیرکردن سروو، «پولیشینگ برنامه‌ریزی‌شده» اجرا کرده‌اند، افت‌های ناگهانی کیفیت کنترل را کمتر تجربه می‌کنند. برای هم‌راستا کردن این نگاه با ساختار نگهداری، ارجاع به منابع «برنامه نگهداری پیشگیرانه» می‌تواند کمک کند؛ در موتورازین این رویکرد در محتوای روغن صنعتی و برنامه‌های PM صنعتی قابل پیگیری است.

چارچوب تصمیم‌گیری: انتخاب گرید + برنامه کنترل آلودگی (قابل اجرا در سایت)

در ادامه یک چارچوب تصمیم‌گیری ارائه می‌شود که در نیروگاه‌ها و کارگاه‌های سرویس توربین، قابل تبدیل به دستورکار است. هدف این است که انتخاب روغن و برنامه کنترل آلودگی «قابل سنجش» باشد.

گام ۱: تعریف پنجره دما و نقاط اندازه‌گیری

• دمای روغن در تانک (steady-state)
• دمای روغن در برگشت (در پیک بار)
• دمای محیط و وضعیت خنک‌کاری

گام ۲: تثبیت گرید مجاز

• گرید اصلی مطابق OEM
• گرید جایگزین فقط با شرط: ثبت تغییرات فشار/زمان پاسخ قبل و بعد (A/B test عملیاتی)

گام ۳: تعیین هدف آلودگی و ابزار کنترل

• هدف کد پاکیزگی ذرات (سیاست داخلی بر اساس حساسیت سروو)
• حد مجاز آب و اقدام اصلاحی (آب‌گیری، رفع نشتی، کنترل تنفس)
• برنامه فیلتراسیون: آنلاین + آف‌لاین، با معیار ΔP و زمان

گام ۴: تعریف آزمون پذیرش بعد از سرویس یا تعویض روغن

پذیرش کار فقط با «روشن شدن سیستم» انجام نشود. باید معیارهای عددی داشته باشد که در بخش «پایش، مستندسازی و معیار پذیرش کار» دقیق می‌کنیم.

اگر واحد شما چند سایت در شهرهای مختلف دارد، یکسان‌سازی سیاست روانکار و کنترل آلودگی بین سایت‌ها بسیار تعیین‌کننده است. برای مثال، تیم‌های مستقر در جنوب معمولاً با دما و گردوغبار درگیرند و در شهرهای پرگردوغبار نیاز به سخت‌گیری بیشتر در تنفس تانک و فیلتراسیون دارند؛ در چنین سناریوهایی، استفاده از خدمات تامین و مشاوره صنعتی موتورازین در صفحات پوشش مثل روغن صنعتی در اهواز (برای سایت‌های صنعتی همان منطقه) می‌تواند مسیر تصمیم‌گیری را استانداردتر کند.

ریسک‌های اجرایی در تعمیرگاه و سایت

بخش زیادی از مشکلات کنترل توربین نه از انتخاب تئوریک، بلکه از اجرای سرویس می‌آید. در ادامه خطاهای رایج و راه‌حل‌های قابل پایش را می‌بینید.

• مخلوط‌کردن روغن‌ها بدون تحلیل سازگاری: نتیجه می‌تواند افت عملکرد افزودنی‌ها، افزایش کف، یا ناپایداری ویسکوزیته باشد. راه‌حل قابل پایش: هرگونه تاپ‌آپ/تعویض با ثبت نام محصول، گرید، بچ‌نامبر، و نمونه‌گیری ۲۴–۷۲ ساعت بعد از راه‌اندازی.
• استفاده از قیف/پمپ انتقال آلوده: حتی یک درپوش باز روی زمینِ کارگاه می‌تواند منبع آلودگی باشد. راه‌حل قابل پایش: تعریف تجهیزات انتقال اختصاصی و بسته، و ثبت وضعیت تمیزی (بازرسی چشمی + شمارش ذرات در نمونه بعد از پرکنی).
• تعویض فیلتر بدون کنترل ΔP و بدون پولیشینگ بعد از تعمیرات: نتیجه، جهش آلودگی و گیرکردن سروو در روزهای بعد است. راه‌حل قابل پایش: ثبت اختلاف فشار فیلتر قبل/بعد، و اجرای آف‌لاین فیلتراسیون تا رسیدن به هدف تمیزی.
• هواگیری ناقص بعد از بازکردن مدار: باعث نوسان فشار و پاسخ اسفنجی عملگر می‌شود. راه‌حل قابل پایش: تعریف پروسیجر هواگیری و ثبت زمان رسیدن به فشار پایدار و تعداد سیکل‌های لازم.
• بی‌توجهی به دما: در سرویس سخت، دما «متغیر فرآیندی» است نه صرفاً عدد روی نمایشگر. راه‌حل قابل پایش: آلارم و ترند دما در رمپ بار، و الزام ثبت در گزارش شیفت.

نکته فرهنگی-اجرایی در بسیاری از سایت‌های ایرانی این است که کار «زود تمام شود»؛ اما در سیستم هیدرولیک کنترل توربین، سرویس سریع بدون کنترل آلودگی اغلب یعنی برگشتِ دوباره به همان تجهیز با هزینه توقف بالاتر.

پایش، مستندسازی و معیار پذیرش کار

برای اینکه توصیه‌ها قابل پیگیری باشند، باید بدانیم چه چیزهایی را اندازه بگیریم و چه زمانی «کار پذیرفته می‌شود». این بخش یک چک‌لیست پذیرش عملیاتی ارائه می‌دهد.

۱) شاخص‌های وضعیت روغن (پایداری شیمیایی و فیزیکی)

• ویسکوزیته در دمای مرجع آزمایش: تغییرات خارج از محدوده سیاست داخلی، نشانه رقیق‌شدن/اکسیداسیون یا اختلاط است.
• عدد اسیدی (TAN) یا شاخص‌های اکسیداسیون: افزایش روندی می‌تواند با وارنیش و چسبندگی ولوها مرتبط شود.
• آب: اندازه‌گیری کمی (ppm یا درصد اشباع) و روند آن، به‌خصوص بعد از تعمیرات مبدل یا تغییر فصل.
• کف و هوا: ثبت رخدادهای کف در تانک و ارتباط آن با افت فشار یا نویز پمپ.

۲) شاخص‌های تمیزی و آلودگی

• کد پاکیزگی ISO 4406: به‌عنوان معیار عددی برای ذرات. معیار پذیرش باید «هدف + بازه مجاز» داشته باشد و بعد از هر مداخله روی مدار (تعویض شیلنگ، بازکردن ولو، تعمیر پمپ) دوباره سنجیده شود.
• ΔP فیلترها: معیار عملی برای زمان تعویض/پولیشینگ و شاخص غیرمستقیم بار آلودگی.

۳) معیار پذیرش عملکردی سیستم (کنترل محور)

• پایداری فشار در رمپ بار: تعریف کنید در یک سناریوی مشخص (مثلاً افزایش بار مرحله‌ای)، افت فشار لحظه‌ای از چه حدی بیشتر نشود.
• زمان پاسخ عملگر/ولو: با یک تست تکرارپذیر (قبل/بعد سرویس) ثبت شود.
• دما در شرایط پایدار: اگر دما از حد طراحی بالاتر است، تغییر گرید نباید اولین راه‌حل باشد؛ ابتدا خنک‌کاری و مسیر برگشت بررسی شود.

نمونه یک قاعده اجرایی که در برخی سایت‌ها جواب داده: «بعد از هر تعویض روغن یا بازشدن مدار، تا وقتی کد پاکیزگی و آب به هدف تعریف‌شده نرسد و ترند فشار/دما در رمپ بار پایدار ثبت نشود، کار نهایی تحویل نمی‌شود.»

برای پیاده‌سازی این سطح از پایش، معمولاً نیاز به هم‌راستایی نت و تدارکات است. در چنین سناریویی، موتورازین می‌تواند علاوه بر تامین، در تعریف سبد روغن‌های صنعتی و برنامه نمونه‌گیری کمک کند؛ از همین جنس خدمات، در صفحات منطقه‌ای مثل روغن صنعتی در تهران برای صنایع و نیروگاه‌های مستقر در این محدوده قابل استفاده است.

جمع‌بندی اجرایی: یک نسخه عملیاتی برای سرویس سخت نیروگاهی

در سیستم هیدرولیک کنترل توربین، روغن، گرید و ویسکوزیته مستقیماً روی پاسخ کنترلی اثر می‌گذارند و آلودگی (ذرات، آب و هوا) این اثر را تشدید می‌کند. اگر گرید نامناسب انتخاب شود، یا روغن در دمای کارکرد خارج از پنجره قرار بگیرد، افت فشار لحظه‌ای، افزایش نشتی داخلی و تاخیر پاسخ رخ می‌دهد؛ نتیجه در اتاق کنترل به‌شکل نوسان، کندی و عدم تکرارپذیری موقعیت ولو دیده می‌شود. نسخه اجرایی برای سرویس سخت این است: اول گرید مجاز را بر اساس OEM و پنجره دما تثبیت کنید، سپس هدف عددی برای تمیزی تعریف کنید، فیلتراسیون را با ΔP و پولیشینگ آف‌لاین کنترل کنید، و در نهایت پذیرش کار را با سه معیار «تمیزی»، «پایداری روغن» و «تست عملکردی فشار/زمان پاسخ» ببندید. هر تصمیمی که نتوانید بعداً با داده‌اش ثابت کنید، در این سیستم ریسک توقف و خطای کنترلی را بالا می‌برد.

پرسش‌های متداول

آیا در گرمای تابستان می‌توان برای جلوگیری از افت فشار، گرید بالاتر انتخاب کرد؟

در بسیاری از توربین‌ها افزایش گرید می‌تواند افت فشار در مسیرهای باریک و کندی پاسخ سروو ایجاد کند. رویکرد قابل پایش این است: ابتدا دمای واقعی روغن در پیک بار و ترند افت فشار لحظه‌ای را ثبت کنید؛ اگر مشکل از دما و خنک‌کاری است، اصلاح خنک‌کاری اولویت دارد. تغییر گرید فقط وقتی قابل دفاع است که OEM اجازه دهد و قبل/بعد آن، زمان پاسخ و پایداری فشار با تست ثابت ثبت شود.

بهترین شاخص برای فهمیدن اینکه آلودگی روی کنترل اثر گذاشته چیست؟

یک نشانه کاربردی، هم‌زمانی «نوسان یا تاخیر پاسخ ولو» با «جهش کد پاکیزگی ذرات» یا افزایش ΔP فیلتر است. اگر بعد از سرویس، رفتار کنترلی بدتر شد، نمونه‌گیری فوری و شمارش ذرات (ISO 4406) به‌همراه بررسی آب و کف، معمولاً سریع‌تر از تعویض بی‌هدف قطعات به نتیجه می‌رسد. معیار باید عددی و قابل تکرار باشد، نه توصیفی.

هر چند وقت یک‌بار باید نمونه‌گیری روغن کنترل توربین انجام شود؟

زمان‌بندی به ریسک سرویس سخت و میزان مداخلات بستگی دارد، اما یک قاعده قابل اجرا این است: نمونه‌گیری دوره‌ای ثابت (مثلاً ماهانه/فصلی طبق برنامه داخلی) + نمونه‌گیری رویدادمحور. رویدادمحور یعنی بعد از هر بازشدن مدار، تعویض فیلتر، تعمیر پمپ یا مشاهده ناپایداری فشار/دما، نمونه در ۲۴–۷۲ ساعت اول گرفته شود تا جهش آلودگی زود دیده شود.

اگر روغن از نظر ظاهری شفاف باشد، باز هم ممکن است مشکل آلودگی داشته باشیم؟

بله. آلودگی ذره‌ایِ خطرناک برای سرووولو می‌تواند در حد میکرون باشد و با چشم دیده نشود. همچنین آبِ محلول یا شروع اکسیداسیون ممکن است بدون تغییر رنگ شدید رخ دهد. بنابراین معیارهای پذیرش باید شامل شمارش ذرات (ISO 4406)، سنجش آب و ثبت ΔP فیلتر باشند. «شفاف بودن» فقط یک مشاهده اولیه است و جایگزین اندازه‌گیری نمی‌شود.

در زمان تعویض روغن، مهم‌ترین کار برای جلوگیری از برگشت مشکل چیست؟

سه اقدام که قابل پایش هستند: ۱) استفاده از تجهیزات انتقال تمیز و بسته و ثبت مشخصات روغن (گرید و بچ)، ۲) پولیشینگ آف‌لاین تا رسیدن به هدف تمیزی تعیین‌شده، ۳) انجام تست عملکردی بعد از راه‌اندازی (ترند فشار و دما در رمپ بار و ثبت زمان پاسخ). اگر فقط تخلیه و پرکنی انجام شود ولی آلودگی خط و تانک کنترل نشود، احتمال برگشت گیرکردن سروو و نوسان کنترل بالا می‌ماند.

آیا افزایش فشار تنظیمی می‌تواند اثر گرید نامناسب یا آلودگی را جبران کند؟

معمولاً این کار یک «پنهان‌کاری کوتاه‌مدت» است و ریسک را بالا می‌برد. اگر ویسکوزیته پایین باشد، با افزایش فشار ممکن است نشتی داخلی و دما بیشتر شود؛ اگر آلودگی ذره‌ای وجود داشته باشد، فشار بالاتر می‌تواند سایش و گیرکردن را تشدید کند. راه‌حل قابل پایش این است که ابتدا علت را با داده (ویسکوزیته، کد پاکیزگی، آب، ΔP فیلتر، ترند فشار/دما) مشخص کنید و سپس اقدام اصلاحی انجام دهید.