أهمية التشحيم فيلم النفط

سمك 1 من فيلم النفط
عندما يتعلق الأمر بالتزييت ، ما هو رأيكم؟ يجب أولاً إنتاج طبقة من الغشاء بسماكة لفصل الزيت الأساسي للسطحي المعدني ، لأن دور التزييت هو تجنب التماس السطحي بين المعادن. لذلك ، تحت هذا الطلب ، يجب أن يكون الزيت قادراً على توفير القدرة على فصل أسطح الاحتكاك ، الأمر الذي يتطلب ثلاثة عوامل داعمة - السرعة النسبية ، لزوجة الزيت الأساسية والحمل. هذه العوامل الثلاثة تتأثر أيضا بالحرارة والتلوث وعوامل أخرى. عندما سماكة الفيلم من رصيد هذه العوامل، يتم إنشاء أي السرعة النسبية عن طريق الفيلم السائل اللزج مفصولة تماما سطحين الاحتكاك، والضغط المتولد من الفيلم السائل هو موازنة الحمولة الخارجية، ويسمى تزييت الهيدروديناميكية.
في التطبيقات ذات التلامس المتدحرج (حركة انزلاقية نسبية ضئيلة) ، حتى مع وجود نقاط ضغط محلية كبيرة ، قد يتأثر سمك طبقة الزيت بين الأسطح المعدنية. في الواقع ، تلعب نقاط الضغط هذه دورًا مهمًا أيضًا. العلاقة بين الضغط وقاعدة النفط اللزوجة تسمح لزوجة النفط بسبب ارتفاع الضغط وزيادة مؤقتة، وهو ما يسمى مرونة تزييت الهيدروديناميكية، على الرغم من أن الفيلم النفط رقيقة، لكنها ما زالت قادرة على انتاج فصل كامل من الفيلم.
في الممارسة العملية ، فإن الحالة المثالية لسطح الآلة هي تحقيق الفصل التام ، حيث أن سماكة الفيلم هي توفير أفضل حماية للاحتكاك والتآكل. ولكن ما الذي يحدث إذا لم تكن هناك ظروف للوفاء بسماكات الأفلام النفطية ، مثل عندما يكون معدل التدفق النسبي غير كاف ، أو أن اللزوجة غير كافية ، أو أن الحمل كبير للغاية؟ في الواقع ، تسمح معظم معايير تصميم الماكينة ومعلمات التشغيل بسرعات غير كافية ، مثل عند بدء التشغيل أو إيقاف الحركة أو تغيير الاتجاه. عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، سوف تنخفض اللزوجة ، والتلوث المفرط سوف يتسبب أيضًا في اتصال الحبوب الكاشطة في الفجوة بفيلم الزيت.
عندما شروط مسبقة تزييت الهيدروديناميكية أو مرونة الهيدروديناميكية هو غير راض، وسيتم دعم قاعدة النفط في ما يسمى تسعى اتصال مع شروط الحدود، تحتاج هذه العناصر الدعم للعثور على مادة مضافة وجود احتكاك للرقابة وارتداء خصائص. وهكذا، تم إنتاج الزيوت الأساسية والمواد المضافة للزيوت التوفيق بين الاحتياجات المحددة للمنتج، مما يقلل من المتوقع أن تنتج مواد التشحيم الحدود، وقوة الفيلم زيوت التشحيم ولها خصائص التشحيم الحدود.
2 الحديث عن دور فيلم النفط
تعتبر قوة طبقة الزيت عامل مهم في تقليل الاحتكاك والتحكم في التآكل بالإضافة إلى سمك طبقة الزيت. كما ذكرنا أعلاه ، في ديناميكيات السوائل والتشحيم الهيدروديناميكي المرن ، تعتبر اللزوجة هي المفتاح للتأثير على سمك طبقة الزيت. عندما تكون لزوجة الزيوت الأساسية غير كافية للتغلب على الاحتكاك بين المعادن ، فمن الضروري إنتاج تأثير كيميائي تآزري بين الزيت الأساسي والمضاف لتشكيل آلية لحماية السطح. في ظل هذه الظروف الحدود، سوف تتأثر تزييت الحدود من خصائص الكيمياء السطحية والمادية، فضلا عن أي عوامل بيئية الميكانيكية الأخرى، حتى إذا كان الحمل ثقيلا، ودرجة حرارة منخفضة نسبيا أو سرعة سطح عالية، سيتم زيادة قوة الفيلم .
3 تفاعل سطح غير مشحم
إذا نظرت إلى أسطح التلامس الميكانيكية على المستوى الجزيئي تحت المجهر ، ستجد أنه على الرغم من أنها تتم معالجتها بسلاسة تامة ، إلا أنها في الواقع خشن نسبيًا. يشبه هذا رائد فضاء من منظور فضاء بعيد ، فالأرض عبارة عن كرة ناعمة تمامًا ، في حين يرى أولئك الذين يقفون على سطح الأرض أن الأرض مليئة بالجبال والوديان العالية والمنخفضة.
ويرجع ذلك إلى أنه عندما يكون السطحان المعدنيان في حالة اتصال ، تكون منطقة التماس الفعلية أقل بكثير من مساحة التماس الظاهرية. من "المجهرية" تحت المجهر ، هذه السطوح الملامسة هي أعلى نقطة في المقعرة والمحدبة ، وانخفاض معدل تلامس السطح الخشن منخفض. يتم تشويه هذه الأسطح الخشنة بشكل مرهق من خلال قوة القص المقابلة من المعدن. ولذلك ، فإن نقطة الاتصال الأولية تنتج أولاً تشوهًا مرنًا ، وبعد ذلك يتم توصيل المزيد من نقاط الاتصال ، وستزداد مساحة التماس الفعلية كلما زادت شدة الحمل.
4 ما هو الاحتكاك؟
الاحتكاك هو العملية التي بواسطتها تخضع حركة الانزلاق السطحي المتفاعل لعدة عوامل تأثير. يعتقد معظم الناس أن خشونة السطح هي العامل الرئيسي في الاحتكاك ، ومع ذلك ، عند النظر إلى أن منطقة التماس الفعلية قد تكون أقل من 1٪ من مساحة التماس الظاهرية ، تصبح خشونة الفعل الفعلية أقل أهمية. يجب أن يكون سبب الاحتكاك نتيجة للترابط على المستوى الجزيئي للتلامس الخام.
5 كيف يتم ارتداء ارتداء؟
في حالة عدم كفاية سماكة طبقة التشحيم على السطح المعدني ، قد تتسبب نقاط التماس الخام في اللحام البارد ، وهو شرط أساسي للارتداء اللاصق. التصاق في هذه النقاط الخام يخضع لعملية تصلب وتصلب ، وبالتالي ، فإن نقطة القص عادة تحدث عند مستوى أقل من نقطة الاتصال الخام حيث لا يتم تقوية المعدن. كقص معدني ، يتم نقل الطرف الخام إلى سطح آخر أو يتم تقسيمه إلى حبيبات كاشطة.
يعتبر الالتصاق بشكل عام هو الشكل الأولي للارتداء الميكانيكي. نظرًا لارتداء المصادر الخارجية بالإضافة إلى إرتداء جزيئات الكاشطة بنفسها ، يصبح ارتداء المواد الكاشطة أكثر تدميراً ، ويشار إلى هذا النوع من التآكل على أنه تآكل ثلاثي الجسم. ينتج التآكل ثنائي الجسم عن نقاط اتصال سطحية حادة ناجمة عن القطع أو التخطيط.
يحدث الإجهاد السطحي أثناء التلامس المتدحرج ، وتنشأ آلية التعب من تكوين تشققات على سطح العمل أو داخل الطبقة السطحية ، ويسبب الإجهاد العالي تحت ظروف درفلة السطح تآكلًا في التعب.
6 كيف للسيطرة على الاحتكاك وارتداء؟
تضاف المادة المضافة للاحتكاك والتآكل إلى الزيت الأساسي بكمية صغيرة لإضفاء قطبية تعزز الإمتزاز على سطح المعدن. ونظرًا لظروف التفاعل ، تتفاعل قوى الامتصاص هذه كيميائيًا مع السطح بنسبة عكسية مع ظروف إنتاج سمك الفيلم الكافي: ارتفاع الضغط وارتفاع درجة الحرارة.
عندما يتفاعل سطح الماكينة مع ضغوط ودرجات حرارة أعلى ، تخفف مادة الإضافة من تلامس المعادن إلى المعدن (التآكل) عن طريق إنشاء طبقة جزيئية أولية أكثر مرونة على سطح الماكينة تقلل بشكل مباشر الاتصال أثناء الاتصال. تصبح قوة القص "الأضحية". يمكن تخفيف الطبقة الأولية عن طريق إطلاق القوة للرابطة الجزيئية الضعيفة لمواد التشحيم والشروط الحدودية الفاصلة بين المعدن والمعدن لإنتاج رابطة قوية. يتأثر أيضًا تشكيل طبقات قوة القص المنخفضة بنوع المخزون الأساسي والمعادن الميتالورجية السطحية.
هناك ثلاثة أنواع من إضافات مواد التشحيم التي تساعد على تقليل الاحتكاك ومقاومة التآكل ، وهي عبارة عن معدّلات احتكاك ومضافات مضادة للإرتداء ومضافات ضغط شديدة.
أ) معدل الاحتكاك
تؤدي المركبات القطبية مثل الأحماض الدهنية المضافة إلى الزيت الأساسي إلى تقليل الاحتكاك عند سرعات منخفضة منزلقة عن طريق تشكيل فيلم صابون. وهي تُستخدم عادةً للمكونات التي تتطلب اقتصادًا للوقود لتقليل الاحتكاك وزلة العصا عند السرعات المنخفضة ، مثل المحركات أو عمليات النقل. لديهم تأثير إضافات مضادة للإرتداء ، لكنها أكثر فاعلية من عوامل مقاومة التآكل في الأحمال الخفيفة ولا تتطلب ظروف درجة حرارة عالية. ومع ذلك ، عندما يتفاعل السطح المعدني بقوة أكبر مع الأحماض الدهنية لتشكيل الصابون المعدني ، فإن درجة حرارة التحلل ستكون أعلى.
ب) إضافات antiwear
هذه المركبات القطبية عموما الكبريت أو بناء الفوسفور، مثل dithiophosphate الزنك الألكيل (من ZDDP) المضافات نوع، والتي تطورت إلى تفاعل كيميائي يحدث فقط في سطح المعدن وشروط الحدود. تعتبر الإضافات المضادة للتآكل أكثر فعالية في درجات الحرارة الأعلى ، وتصبح أكثر نشاطًا وتخلق غشاء حاجزًا في درجات حرارة عالية. تم استخدام إضافات ZDDP على نطاق واسع لحماية التآكل وكذلك مضادات الأكسدة في الزيوت.
ج) مضافات الضغط الشديد (المضافة المضادة للألياف)
عندما تكون درجة الحرارة السطحية مرتفعة للغاية ، فإن تأثيرات معدّل الاحتكاك وحتى المادة المضادة للإهتراء تبدأ في الضعف. كما تعتمد إضافات الضغط الشديد على الكبريت والفوسفور ، وهو أفضل خيار تحت ظروف درجة الحرارة العالية. هذه الإضافات تشكل طبقة صابونية منخفضة القوة وقابلة للشفاء تتفاعل مع سطح المعدن ويمكن أن تتحمل درجات حرارة عالية نسبيا. على الرغم من أن هذا التفاعل مفيد لتشكيل فيلم زيتي ، فإنه قد يؤدي أيضًا إلى التآكل الكيميائي لمعادن أكثر تفاعلًا ، لذا يلزم إجراء عملية حذر.