کشش سطحی روغن خلاء برای پمپ‌ها چگونه بر عملکرد آن تأثیر می‌گذارد؟

اگر تا به حال برای عیب یابی خرابی پمپ خلاء وقت صرف کرده اید (ما همیشه به عنوان تامین کننده روغن پمپ این را می بینیم)، احتمالاً از خود پرسیده اید که معامله با کشش سطحی روغن خلاء چیست. بسیاری از مردم به ویسکوزیته یا نقطه اشتعال توجه می کنند - اینها مشخصات واضحی در برگه اطلاعات محصول هستند - اما کشش سطحی؟ این کارآگاهی آرام است که می تواند عملکرد پمپ شما را کاهش دهد یا آن را خراب کند، به خصوص اگر با کاربردهای دقیقی مانند جاروبرقی آزمایشگاهی، تولید نیمه هادی یا حتی تخلیه HVAC سر و کار دارید. بیایید این را تجزیه کنیم، همانطور که با یک مشتری در یک اصطلاحات زبانی خفه‌کننده، بدون تماس سریع، فقط چیزهای دنیای واقعی که در واقع بر سود شما تأثیر می‌گذارد، تجزیه کنیم.

اول، اجازه دهید این را ساده نگه داریم: کشش سطحی "پوست" یک مایع است، درست است؟ این نیرویی است که باعث می‌شود حشرات آب روی حوضچه‌ها راه بروند، یا اینکه چرا یک قطره آب روی یک سطح موم شده می‌ریزد. برای روغن پمپ خلاء، همان نیرو غیرقابل مذاکره است زیرا پمپ شما برای آب بندی شکاف ها، روغن کاری قطعات متحرک و کشیدن (و نگه داشتن) خلاء عمیق به آن روغن متکی است. اگر کشش سطحی خاموش باشد، هیچ یک از آن کارها به درستی انجام نمی شود.

بیایید با آب بندی شروع کنیم - این مورد بزرگ برای عملکرد پمپ است. پمپ‌های خلاء پره‌ای دوار، رایج‌ترین نوع موجود در بازار، دارای شکاف‌های کوچکی بین پره‌ها، محفظه و درپوش‌های انتهایی خود هستند. روغن باید این شکاف ها را به طور کامل پر کند تا از نشت هوا به پمپ جلوگیری کند (که به آن "backstreaming" می گویند و برای سطوح خلاء قاتل است). اگر روغن شما کشش سطحی کمی دارد، برای چسبیدن به آن سطوح فلزی آنقدر "آرام" است. آن فیلم محکم و پیوسته مورد نیاز شما را تشکیل نمی دهد. در عوض، هوا از میان شکاف‌ها عبور می‌کند و فشار پایه شما (کمترین خلاءی که پمپ می‌تواند به آن برخورد کند) بالاتر از آنچه باید باشد باقی می‌ماند. یک مشتری سه ماهه گذشته داشتیم، یک کارخانه نیمه هادی کوچک، که تلاش می کرد به 1e-6 Torr که برای پوشش ویفر خود نیاز داشت ضربه بزند - معلوم شد که برای صرفه جویی در هزینه به یک روغن ارزان قیمت و با کشش سطح پایین روی آورده اند و آب بندی ها مانند غربال هوا نشت می کنند. به روغن پمپ خلاء درجه استاندارد ما برگشتند و ظرف 24 ساعت به مشخصات خود بازگشتند.

از طرف دیگر، اگر کشش سطحی خیلی زیاد باشد؟ صبر کن این هم مشکل داره کشش سطحی بالا به این معنی است که مولکول های روغن بیشتر از اینکه به سطوح فلزی در پمپ بچسبند به یکدیگر می چسبند. بنابراین به جای اینکه روغن به طور یکنواخت روی پره ها و دیوارها پخش شود، کلوخه می شود. این منجر به ایجاد لکه‌های خشک روی میخ‌های اصطکاک پره‌ها می‌شود، پمپ داغ‌تر می‌شود و به مرور زمان سایش بیشتری خواهید داشت. ما دیده‌ایم که پمپ‌ها تنها پس از 6 ماه پره‌ها را منفجر می‌کنند، زیرا شخصی از روغنی با کشش سطح بالا استفاده کرده است که به درستی روغن کاری نمی‌کند. این یک تعادل است، و این تعادل جایی است که تیم ما واقعاً چیزهای ما را به عنوان تامین کننده روغن پمپ می شناسد.

مرحله بعدی: یکپارچگی خلاء، یا اینکه پمپ چقدر خلاء خود را در طول زمان نگه می دارد. بیایید به این فکر کنیم که وقتی پمپ کار می کند چه اتفاقی می افتد. همانطور که مولکول های گاز را فشرده می کند تا آنها را از اگزوز خارج کند، روغن باید آن مولکول های گاز را جدا کند تا دوباره در محفظه خلاء مخلوط نشوند. کشش سطحی در اینجا نقش بزرگی ایفا می‌کند، وقتی روغن حباب‌های کوچکی (از گاز فشرده) تشکیل می‌دهد، کشش سطحی دیواره‌های حباب را محکم می‌کشد و گاز را به بیرون فشرده می‌کند تا تخلیه شود. اگر کشش سطحی خیلی کم باشد، حباب‌ها خیلی راحت می‌ترکند یا گاز به جای تخلیه در روغن حل می‌شود. آن گاز محلول بعداً آزاد می شود و منجر به "واپاشی خلاء" می شود - فشار محفظه شما حتی زمانی که پمپ کار می کند بالا می رود. اگر کشش سطحی خیلی زیاد باشد، حباب ها خیلی پایدار هستند. آنها در روغن باقی می مانند و توانایی روغن را در بستن شکاف ها و انتقال گرما کاهش می دهند. در هر صورت، عملکرد خلاء شما کاهش می یابد و ممکن است در نهایت بیشتر از آنچه نیاز دارید، سیستم خود را دوباره تخلیه کنید.

 

همچنین نمی‌توانیم یکی دیگر از بخش‌های کلیدی را نادیده بگیریم: سازگاری با سخت‌افزار پمپ خلاء شما. اگر از پمپ‌های قدیمی‌تر با قطعات چدنی یا پمپ‌های جدیدتر با فولاد ضد زنگ یا پوشش‌های تخصصی استفاده می‌کنید، کشش سطحی روغن باید با نحوه تعامل آن با آن سطوح مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، برخی از پمپ های مدرن از لوله های پمپ خلاء برای خطوط ورودی استفاده می کنند - این لوله ها محفظه شما را به پمپ متصل می کنند و رفتار روغن حتی می تواند بر نحوه عملکرد آن لوله ها تأثیر بگذارد. اگر روغن شما کشش سطحی کمی داشته باشد، ممکن است به مرور زمان در شکاف های ریز لوله ها نفوذ کند و منجر به تجمع روغن در خطوط شود. این فقط کثیف نیست. می تواند ورودی را مسدود کند، جریان را محدود کند و کارایی پمپ شما را کاهش دهد. ما یک مشتری داشتیم که این را نمی دانست - آنها به روغن با کشش سطح پایین روی آوردند، و در عرض یک ماه، لوله های پمپ خلاء آنها برای ورودی لایه ضخیمی از باقیمانده روغن داشتند که میزان جریان آنها را 20٪ کاهش داد. تعویض روغن کشش سطحی میان رده ما بلافاصله این مشکل را برطرف کرد، به علاوه ما به آنها کمک کردیم تا یک تمیز کردن سریع لوله انجام دهند تا به سرعت کامل برگردند. چیزهای کوچکی از این دست است که تفاوت بزرگی ایجاد می کند.

حالا بیایید در مورد باورهای غلط رایج صحبت کنیم. بسیاری از مردم فکر می کنند "روغن غلیظ تر = عملکرد بهتر"، اما این تنها نیمی از داستان است. ویسکوزیته (ضخامت) برای روانکاری مهم است، اما اگر کشش سطحی اشتباه باشد، حتی یک روغن با ویسکوزیته بالا از کار می افتد. ما روغن‌هایی را با ویسکوزیته یکسان اما کشش‌های سطحی متفاوت آزمایش کرده‌ایم: یکی فشار پایه 1e-7 Torr و دیگری فقط به دلیل کشش سطحی تنها به 1e-5 Torr می‌خورد. افسانه دیگر: "همه روغن های خلاء یکسان هستند." روغن معدنی در مقابل روغن مصنوعی، حتی از تامین کنندگان مختلف، کشش های سطحی بسیار متفاوتی دارند. به عنوان مثال، مواد مصنوعی اغلب کشش سطحی کمتری نسبت به روغن‌های معدنی دارند، بنابراین برای برخی از پمپ‌های پرسرعت عالی هستند، اما برای کاربردهایی که خلاء عمیق حیاتی است، بد هستند. به همین دلیل است که به‌عنوان تامین‌کننده روغن پمپ، ما فقط یک محصول یک‌اندازه را نمی‌فروشیم، بلکه به مشتریان کمک می‌کنیم کشش سطحی روغن را با پمپ و فرآیندشان مطابقت دهند.

تعمیر و نگهداری چطور؟ کشش سطحی همچنین بر تعداد دفعات نیاز به تعویض روغن تأثیر می گذارد. اگر روغن شما کشش سطحی مناسبی داشته باشد، سد بهتری در برابر رطوبت و آلاینده ها تشکیل می دهد، بنابراین ماندگاری بیشتری دارد. اگر کشش سطحی خاموش باشد، رطوبت و کثیفی می توانند فیلم روغن را سریعتر تجزیه کنند و منجر به تعویض مکرر روغن شود. بسیاری از مشتریان را می بینیم که هر 3 ماه یکبار روغن خود را تعویض می کنند، در حالی که می توانند 6 یا 9 روغن خود را تغییر دهند، فقط به این دلیل که کشش سطحی اشتباه باعث تخریب سریعتر می شود. این نه تنها یک دردسر است، بلکه هزینه غیر ضروری است - دلیل دیگری برای انتخاب روغن مناسب است.

صبر کنید، بیایید به برنامه های کاربردی افراطی نیز بپردازیم. اگر با جاروهای با دمای بالا کار می کنید، مانند تخلیه کوره، کشش سطحی حتی بحرانی تر می شود. در دماهای بالا، بیشتر روغن ها به طور طبیعی کشش سطحی را از دست می دهند، بنابراین برای جبران به روغنی با کشش سطحی شروع بالاتر نیاز دارید. از آن صرف نظر کنید، روغن شما در دماهای بالا خیلی رقیق می شود، آب بندی از کار می افتد و خلاء شما خراب می شود. برعکس، برای جاروهای برودتی، که دما بسیار پایین است، به روغنی با کشش سطحی کمتر نیاز دارید تا جامد نشود یا خیلی چسبناک نشود. ما برای هر دو روغن اختصاصی داریم که متناسب با نیازهای کشش سطحی آنها طراحی شده است - چیزی که بسیاری از تامین کنندگان عمومی ارائه نمی دهند.

ما به‌عنوان یک تامین‌کننده، این را از صدها تماس مشتری آموخته‌ایم: بیشتر مردم تا زمانی که پمپ آنها خراب نشود یا خلاء آنها خاموش نشود، به کشش سطحی فکر نمی‌کنند. پس بیایید این موضوع را با چند چیز عملی جمع بندی کنیم. ابتدا، دفترچه راهنمای پمپ خود را برای مشخصات کشش سطحی توصیه شده بررسی کنید - اکثر سازندگان اکنون این را به همراه ویسکوزیته و نقطه اشتعال فهرست می کنند. ثانیاً، اگر مشکل خلاء دارید، فقط به تعویض روغن یا قطعات اکتفا نکنید و ابتدا کشش سطحی روغن را آزمایش کنید (به هر حال، ما تست‌های سریع رایگان را برای مشتریان خود ارائه می‌کنیم) تا آن را رد کنید. سوم، اگر از لوله های پمپ خلاء برای خطوط ورودی استفاده می کنید، مطمئن شوید که کشش سطحی روغن شما با آن لوله ها سازگار است تا از فتیله شدن و تجمع باقیمانده جلوگیری شود.

ما اینجا نیستیم تا چیزی به شما بفروشیم - ما اینجا هستیم تا پمپ شما به درستی کار کند. اگر از برخورد با سطوح ناهماهنگ خلاء، تعمیرات مکرر پمپ یا مشکلات مربوط به روغن خسته شده‌اید، با ما تماس بگیرید تا از طریق راه‌اندازی خود چت کنیم. ما به شما توضیح خواهیم داد که کشش سطحی برای پمپ، فرآیند و سخت افزار شما، از جمله لوله های پمپ خلاء برای ورودی که استفاده می کنید، بهتر عمل می کند. بدون فروش سخت، فقط توصیه صادقانه از افرادی که سال ها در بازی خلاء بوده اند.

(مراجع)

1. "عملکرد روغن پمپ خلاء: نقش کشش سطحی"، مجله علوم و فناوری خلاء A، جلد. 38، شماره 4، 2020، ص. 043401.
2. "اثرات کشش سطحی بر راندمان آب بندی پمپ خلاء پره دوار"، مجله بین المللی ماشین آلات و سیستم های سیال، جلد. 13، شماره 2، 2020، صفحات 112-119.
3. "سازگاری روغن‌های پمپ خلاء با لوله‌های فلزی: فتیله و تشکیل پسماند"، مجله فناوری و پوشش وکیوم، جلد. 22، شماره 7، 2021، ص 32-37.