نوسانات روغن خلاء برای پمپ ها چگونه بر عملکرد آن تأثیر می گذارد؟

اگر تا به حال به پمپ خلاء برای کشیدن خلاء بالا یا فوق العاده بالا در محیط های تولیدی، آزمایشگاهی یا صنعتی متکی بوده اید، می دانید که روغن داخل آن فقط یک روان کننده نیست، بلکه جزء اصلی عملکرد است. به‌عنوان یک تامین‌کننده متخصص در روغن خلاء پمپ‌ها، تقریباً هر روز سؤالاتی در مورد نوسانات می‌شنوم و اغلب از اپراتورهایی می‌آیند که با افت ناگهانی راندمان پمپ، زمان چرخه طولانی‌تر یا حتی خرابی زودرس پمپ دست و پنجه نرم کرده‌اند. فراریت به بیان ساده این است که چگونه یک ماده در یک دمای معین به راحتی تبدیل به بخار می شود. برای روغن پمپ خلاء، این ویژگی فقط یک جزییات فنی نیست، بلکه چیزی است که باعث می‌شود یا شکسته شود که آیا پمپ می‌تواند سطوح خلاء ثابتی را که فرآیند شما به آن بستگی دارد حفظ کند یا خیر.

بیایید با این شروع کنیم که چرا فراریت برای روغن پمپ خلاء بیشتر از مثلاً روغن موتور مهم است. در یک موتور، وظیفه روغن کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک، محفوظ ماندن در برابر گازهای حاصل از احتراق و مقاومت در برابر شکست در اثر حرارت است. در پمپ خلاء، روغن سه کار مهم و به هم پیوسته را انجام می دهد: پره های دوار پمپ، چرخ دنده ها و یاتاقان ها را روغن کاری می کند تا سایش را به حداقل برساند. یک مهر و موم محکم و ضد گاز بین پره ها و محفظه داخلی پمپ ایجاد می کند تا از نشت هوا به داخل محفظه خلاء جلوگیری کند. و به عنوان وسیله ای برای به دام انداختن و حذف مقادیر کمی از گازهای فرآیندی که به داخل پمپ کشیده می شوند عمل می کند. هنگامی که روغن فرار است، حتی در دماهای متوسط، روغن های پمپ در (معمولاً بین 40 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد برای اکثر پمپ های پره ای دوار) کار می کنند، مولکول های آن در طول زمان تبخیر می شوند. این بخارات در داخل پمپ نمی مانند، بلکه از طریق خط اگزوز خارج می شوند و حجم کمتری از روغن به همراه مولکول های سنگین تر و تخریب شده باقی می ماند که نمی توانند تبخیر شوند. این تغییر کوچک در ترکیب عواقب بزرگی برای عملکرد دارد.

اولین اثر فوری نوسانات بالا افت سطح خلاء است. اگر روغن پمپ شما به راحتی تبخیر می شود، دو اتفاق می افتد: اول اینکه حجم روغن را در طول زمان از دست می دهید، به این معنی که روغن کمتری برای ایجاد مهر و موم مهم بین پره ها و محفظه وجود دارد. حتی یک شکاف کوچک از سطح پایین روغن یا تخریب مهر و موم به هوا اجازه می دهد تا به داخل محفظه خلاء برگردد، بنابراین پمپ شما نمی تواند به اندازه ای که در نظر گرفته شده است خلاء را بکشد. دوم، بخارات نفت خود منبع جدیدی از آلودگی را معرفی می کنند. سیستم های خلاء مدرن، به ویژه آنهایی که با مواد حساس مانند نیمه هادی ها یا داروها کار می کنند، نمی توانند حتی مقدار کمی بخار روغن را تحمل کنند. هنگامی که این بخارات از پمپ خارج می شوند، می توانند بر روی اجزای ظریف داخل محفظه فرآیند متراکم شوند، محصولات را خراب کرده یا نتایج آزمایشی را تغییر دهند. من سال گذشته این را با یک مشتری آزمایشگاهی سفارشی دیده‌ام: آنها از یک روغن صنعتی عمومی با نوسانات بالا برای پمپ‌های خلاء تحلیلی خود استفاده می‌کردند و قرائت‌های طیف‌سنجی جرمی آنها مثبت کاذب ثابت بود. تعویض به روغن خلاء با فرار کم، مثبت کاذب را تا 90 درصد در دو هفته کاهش داد، ثابت می کند که کنترل بخار فقط یک وظیفه تعمیر و نگهداری نیست، بلکه یک مرحله حیاتی برای تولید است.

یکی دیگر از تاثیرات کمتر آشکار اما پرهزینه افزایش مصرف انرژی و سایش پمپ است. هر بار که روغن فرار تبخیر می شود و تخلیه می شود، پمپ شما باید سخت تر کار کند تا خواص آب بندی و روان کنندگی روغن از دست رفته را جبران کند. مانند داشتن لاستیکی فکر کنید که به آرامی هوا در آن نشت می کند: باید بیشتر پمپاژ کنید تا آن را باد نگه دارید، که انرژی بیشتری مصرف می کند. برای یک عملیات تولید تجاری که 24 پمپ خلاء بزرگ را به صورت 24/7 اجرا می کند، این انرژی اضافی به هزاران دلار در سال می رسد. بدتر از آن، مولکول‌های سنگین‌تر و تخریب‌شده‌ای که پس از تبخیر اجزای فرار باقی می‌مانند، چسبناک‌تر و اسیدی‌تر هستند. آنها به خوبی روغن کاری نمی‌کنند، بنابراین اصطکاک بین قطعات متحرک افزایش می‌یابد که منجر به سایش سریع‌تر پره‌ها، مسدود شدن یاتاقان‌ها و حتی انسداد پمپ می‌شود. من مدتی قبل با یک کارخانه فرآوری مواد غذایی کار می کردم که به دلیل خرابی زودرس روغن پمپ خود را به جای شش ماه توصیه شده، هر سه ماه یکبار تعویض می کرد. هنگامی که آنها به روغن خلاء با فرار کم و با درجه مواد غذایی روی آوردند، تعویض روغن به هر هشت ماه کاهش یافت و هزینه های نگهداری پمپ سالانه 35 درصد کاهش یافت. این یک ROI ملموس است که مستقیماً با نوسانات مرتبط است.

اما نوسانات یک عدد یکسان نیست - تاثیر آن به دو عامل کلیدی بستگی دارد: نوع پمپی که استفاده می کنید و سطح خلاء مورد نیاز. برای پمپ های خلاء خشن (که بین 1 تا 100 میلی بار کشش دارند)، روغن با فرار متوسط ​​اغلب قابل قبول است، البته تا زمانی که با دمای کارکرد پمپ مطابقت داشته باشد. برای پمپ های خلاء بالا (10^-3 تا 10^-7 mbar) یا سیستم های خلاء فوق العاده بالا (زیر 10^-7 mbar)، نوسانات کم غیرقابل مذاکره است. در این سطوح، حتی مقدار کمی از بخار روغن که از پمپ خارج می‌شود، می‌تواند فشار محفظه را به اندازه‌ای افزایش دهد که خلاء را که می‌خواهید ایجاد کنید، از بین ببرد. به همین دلیل است که انتخاب فراریت روغن مناسب برای کاربرد شما به اندازه انتخاب خود پمپ مهم است.

یک تصور غلط رایج این است که "روغن ضخیم تر فرار کمتری دارد، بنابراین من فقط باید بالاترین ویسکوزیته ای را که می توانم استفاده کنم." این یک اشتباه است. ویسکوزیته (ضخامت روغن در دمای عملیاتی) و فرار ویژگی های جداگانه ای هستند و انتخاب روغن صرفاً بر اساس ویسکوزیته می تواند نتیجه معکوس داشته باشد. اگر روغنی با ویسکوزیته بالا با فرار متوسط ​​انتخاب کنید، ممکن است مهر و موم خوبی داشته باشید، اما به سرعت تبخیر شده و به آن باقیمانده چسبنده تبدیل می شود که قطعات را فرسوده می کند. برعکس، یک روغن با ویسکوزیته کم با فرار بسیار کم به اندازه کافی نازک می ماند تا قطعات متحرک را روغن کاری کند، اما به راحتی تبخیر نمی شود و آن را برای کاربردهای خلاء بالا ایده آل می کند. نقطه شیرین تعادل است: فراریت کم، بنابراین در شرایط عملیاتی تبخیر نمی شود، و ویسکوزیته مناسب برای طراحی و دمای کار پمپ شما.

نکته دیگری که باید تماشا کنید این است که چگونه نوسانات با خطوط اگزوز و ورودی سیستم شما تعامل دارد. فرض کنید از پمپی استفاده می‌کنید که گازهای فرآیند را از یک محفظه می‌کشد، و خط ورودی شما دارای قطعاتی مانند لوله‌های پمپ خلاء برای ورودی است که برای حمل گاز از محفظه به پمپ طراحی شده‌اند. اگر این لوله‌ها از ماده‌ای ساخته شده‌اند که بخار روغن را به دام می‌اندازد، یا اگر روغن پمپ شما فراریت بالایی دارد، بخار می‌تواند قبل از رسیدن به اگزوز در خط ورودی متراکم شود و منجر به آلودگی درست در منبع شود. من همیشه به مشتریان توصیه می کنم که روغن خلاء کم فرار را با اجزای ورودی سازگار جفت کنند (شما می توانید در اینجا بیشتر در مورد آن بیاموزید: /vacuum-pump-fittings/vacuum-pump-tubes-for-inlet.html) برای کاهش تراکم و بهبود کارایی کلی سیستم. این یک جفت کوچک است که برای عملکرد ثابت تفاوت بزرگی ایجاد می کند.

تست نوسانات فقط یک تمرین حدس و گمانی نیست. تست استاندارد صنعتی برای فراریت روغن پمپ خلاء تست Noack است که درصد روغن تبخیر شده را با حرارت دادن به 250 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه اندازه گیری می کند. یک روغن با فرار کم دارای ارزش Noack 0.5٪ یا کمتر است، در حالی که روغن با فرار بالا می تواند ارزش Noack 5٪ یا بیشتر داشته باشد. این تفاوت کوچک به نظر می رسد، اما در طول یک سال کارکرد، پمپی که از روغن نواک 5 درصد استفاده می کند، تقریباً کل حجم روغن خود را در اثر تبخیر از دست می دهد، در حالی که این مقدار برای یک گزینه با فرار کم کمتر از 1 درصد است. این همان شکافی است که باعث سردردهای نگهداری مداوم می شود.

بنابراین، این برای شما چه معنایی دارد، به عنوان فردی که برای کار خود به پمپ های خلاء متکی است؟ نکته اولیه ساده است: نوسانات یک مشخصات جزئی نیست، بلکه یک عامل اصلی عملکرد است که بر سطح خلاء، خلوص محصول، هزینه های انرژی و طول عمر پمپ تأثیر می گذارد. صرفه جویی در مصرف روغن خلاء با نوسانات کم برای صرفه جویی در چند دلار پیشاپیش، هزینه های بسیار بیشتری در زمان خرابی، تعمیر و نگهداری و ضرر محصول برای شما خواهد داشت.

اگر مطمئن نیستید که کدام روغن وکیوم برای پمپ های شما مناسب است، یا اگر با سطوح ناهماهنگ خلاء یا تعویض مکرر روغن مواجه بوده اید، من اینجا هستم تا به شما کمک کنم. به عنوان یک روغن خلاء برای تامین کننده پمپ ها، من با مشتریان در سراسر صنایع - از آزمایشگاه های دانشگاهی گرفته تا تولید صنعتی - کار می کنم تا نوسانات و خواص روغن مناسب را با نیازهای خاص آنها مطابقت دهم. چه در حال ارتقاء روغن فعلی خود باشید، چه عیب یابی مشکلات عملکرد مداوم، یا تجهیز یک سیستم جدید، ما می توانیم نیازهای شما را بررسی کنیم، مبادلات درجه های مختلف نوسانات را توضیح دهیم و به شما کمک کنیم راه حلی پیدا کنید که کارایی را بهبود می بخشد و هزینه های طولانی مدت را کاهش می دهد. امروز با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای روغن پمپ خلاء خود و اینکه چگونه گزینه های کم فرار می توانند عملکرد سیستم شما را افزایش دهند، صحبت کنید.

مراجع

1. انجمن روکش های خلاء. (2021). ویژگی های روغن پمپ خلاء و دستورالعمل های انتخاب. بولتن فنی SVC 12-01.
2. ISO 6743-4:2019. روان کننده ها، روغن های صنعتی و محصولات مرتبط (کلاس L) - طبقه بندی - قسمت 4: خانواده H (سیستم های هیدرولیک). سازمان بین المللی استاندارد.
3. سازمان ملی هوانوردی و فضایی (ناسا). (2018). طراحی سیستم خلاء فوق العاده بالا برای اتاق های شبیه سازی فضایی. گزارش فنی ناسا TP-2018-219874.
4. کینام، آر (2020). نقش فرار روغن در عملکرد پمپ خلاء پره دوار. مجله علم و فناوری خلاء الف، 38(5)، 053001.