گریس و ساختار آن

گریس ماده ای است جامد یا نیمه جامد كه از تركیب یك ماده پركننده و صابون (Thickener) ، در داخل روغن به دست می آید. البته ممكن است سایر موادی كه بتواند بر خاصیت آن بیفزاید نیز در آن به كار گرفته شود. روغن های معدنی (مشتقات نفتی) و یا سنتتیك ماده اصلی تشكیل دهنده گریس است كه در حدود۸۰ درصد آن را تشكیل می دهند و نقش مهمی در قوام آن دارند. در صورتی كه این ماده با كیفیت نامناسب مورد استفاده قرار گیرد ساختار گریس بسیار ضعیف و ناپایدار شده و در شرایط سخت به صورت دو فاز (روغن و صابون) در آمده و به قطعات و ماشین آلات صدمه بسیار وارد خواهد كرد.
دومین ماده اصلی تشكیل دهنده گریس، صابون است كه آن نیز دارای انواع مختلف می باشد. برای ساخت گریس، صابون در داخل روغن به وسیله حرارت تركیب و پخته می شود. دراین مرحله، صابون در روغن، كریستالیزه شده و تولید الیاف (Fibers) می كند و تركیب به صورت ژلاتینی حاصل می شود. سپس گریس در دمای قابل تخلیه درون ظروف تخلیه می شود. لازم به تذكر است كه در برخی از انواع گریس تشكیل این رشته ها در داخل گریس، بعد از اتمام پخت تا مدت طولانی ادامه پیدا می كند.
● نامگذاری:
گریس را با پایه صابونی آن می شناسند. عمده ترین صابون های سازنده گریس شامل صابون كلسیم (در گریس های كاپ وشاسی)، سدیم (در گریس های R.B.B ، فایبر یا با نام تجاری والوالین) ، صابون لیتیم (در گریس های مالتی پرپوز و ماهان) ، غیر آلی (در گریس نسوز یا بنتون) و سایر صابون ها مانند آلومینیوم.
● ساخت صابون:
این ماده خود نیز از پخت چربی ها (اسید های چرب) و مواد قلیایی به دست می آید. صابون در بسیاری از گریس ها بایستی از قبل تهیه شود. برای این منظور مواد اولیه به درون دستگاه پخت صابون بنام اتوكلاو، تزریق شده و تحت فشار قرار می گیرد. سپس این دستگاه به طور كامل بسته شده و مانند دیگ های زودپز تحت فشار قرار می گیرد. این دستگاه دارای جداره ای گرمكن از نوع روغن داغ بوده و دمای پخت آن در حدود۳۰۰ درجه سانتی گراد است. اتوكلاو هم چنین برای اختلاط كامل، دارای همزنی است كه در زمان پخت برای یكنواختی كامل مواد از آن استفاده می شود. بدین ترتیب ساخت صابون با انجام آزمایش ها و نمونه برداری تا به دست آوردن نتیجه كامل ادامه می یابد.
● ساخت گریس:
پس از پایان ساخت صابون، مواد به داخل دستگاه پخت گریس بنام ?كتل? انتقال یافته و سپس روغن به آن افزوده می شود. این دستگاه مشابه اتوكلاو عمل می كند با این تفاوت كه تحت فشار قرار نمی گیرد. در زمان پخت، صابون در داخل روغن به صورت كریستال های ریز درآمده و مخلوطی به حالت ژلاتینی به وجود می آورد. رشد كریستال ها در روغن از عمده و حساس ترین مراحل پخت گریس است. اگر از مواد اولیه به ویژه روغن پایه نامرغوب استفاده شود، ساختار كریستال های به وجود آمده ضعیف شده و در زمان كاركرد در شرایط عادی و یا سخت، صابون از روغن جدا و گریس خاصیت روانكاری را از دست خواهد داد.
● كریستال ها:
نوع و اندازه كریستال ها عمده ترین عامل ساختار گریس است. به طور كلی آنها به سه گروه الیاف بلند، متوسط و كوتاه طبقه بندی می شوند. ضخامت این رشته ها از۱۰۰ تا۰/۰۱۲ میكرون متفاوت است. هر چه نسبت طول رشته ها به قطر آنها بیشتر باشد گریس از قوام بهتری برخوردار خواهد بود.
● گرید:
گریس از نظر طبقه بندی به۹ گروه تقسیم شده است. در هر طبقه حدفاصل كوچك ترین تا بزرگترین مقدار،۳۰ و بین هر گروه۱۵ واحد فاصله وجود دارد. حداقل این مقدار،۸۵ و حداكثر آن۴۷۵ است. برای تعیین گرید گریس آن را به دمای۲۵ درجه سانتی گراد می رسانند. سپس دستگاه نفوذ پذیری را كه دارای مخروط استانداردی است، از ارتفاع معین با استفاده از نیروی طبیعی ثقل بر روی سطح گریس گرم شده می اندازند.
آنگاه مقدار نفوذ این مخروط را در داخل گریس اندازه گیری كرده و آن را به عنوان شاخص در نظر می گیرند. اعداد جدول زیر میزان نفوذ مخروط در داخل گریس را به دهم میلیمتر نشان می دهد.
هر قدر نفوذ این مخروط در داخل گریس بیشتر باشد نشانگر نرمی بیشتر گریس و اعداد كوچكتر نشان دهنده ساختار سفت گریس است.
به طور مثال گرید۶(حد۱۱۵-۸۵) جامد و به صورت بلوك و گرید سه صفر(حد۴۷۵-۴۴۵) به شكل مایع و روان است. این آزمایش طبق استاندارد (ASTM D۲۱۷) در دو مرحله و به منظور مشخص كردن قوام گریس انجام می گیرد. در مرحله اول گریس به صورت ?كارنكرد? (بدون هیچ گونه كار فیزیكی) و در مرحله دوم به صورت ?كاركرد? (با انجام كار فیزیكی) با روش اشاره شده آزمایش می شود.
در مرحله دوم گریس را وارد دستگاهی می كنند كه صفحه مشبك استانداردی در داخل آن ارتفاعی معین در حدود۶۰ بار به صورت رفت و برگشت حركت می كند. چون محفظه گریس بسته است درنتیجه صفحه مشبك از درون حفره های داخل صفحه عبور می كند و این عامل، باعث گسستگی رشته های صابونی (كریستال ها) خواهد شد.
عدد حاصل از این آزمایش را عدد كاركرد می نامند و مبنای استاندارد تعیین گرید گریس است. گریس های خوب برگشت پذیرند یعنی رشته های گسسته شده دوباره ترمیم می شوند. این خاصیت گریس را خاصیت برگشت پذیری می نامند. این خاصیت در عامه گریس ها وجود ندارد و به طور معمول این نوع گریس ها پس از كاركرد به علت گسستگی كریستال ها، نرمتر می شوند.
● رنگ:
رنگ گریس وابسته به روغن پایه و صابونی است كه با آن ساخته شده باشد. این ویژگی نقشی در مرغوبیت گریس ندارد. ممكن است برخی تصور كنند كه رنگ روشن تر نشانه مرغوبیت گریس است، این مساله از نظر علمی صحیح نیست.
● پركننده ها:
این مواد برای كاربردهای خاصی به صورت جامد و یا مایع به گریس اضافه می شوند. به طور مثال ادتیوهای افزایش دهنده تحمل فشار (EP) ، از جمله رایج ترین آنها هستند.
● نقطه قطره ای شدن:
در این درجه دما گریس از حالت جامد تبدیل به مایع شده و با بالا رفتن درجه حرارت كاملاً روان می شود.
عمر سرویس و طول عمر گریس و فواصل زمانی تعویض آن از مهم ترین سئوالات مصرف كنندگان است. به طور معمول بیشتر شركت های سازنده دستگاه ها، دستور العمل های گریس كاری و نوع آن را تعیین می كنند. در صورت عدم دسترسی به اطلاعات در این مورد مراجعه به كاتالوگ های سازندگان گریس برای انتخاب نوع گریس مناسب بهترین روش است.
لازم به تذكر است كه به علت چسبندگی گریس، بیشتر ذرات آلاینده كه در گریس باقی می ماند كه در صورت عدم تعویض به موقع، باعث سائیدگی و خورندگی بیشتر آن قطعه خواهد شد. گریس همانند روغن می بایست در فواصل معین تعویض شده و فاصله زمانی این تعویض بستگی به نوع كاربرد آن دارد و این عمل باعث روانكاری بهتر، طول عمر و تضمین سلامت كاركرد دستگاه ها خواهد شد.

منبع : پایگاه مقالات علمی ملاصدرا