انتخاب بین روانکارهای سنتزی و روغنهای معمولی

روغنهای سنتزی به لطف خواص عملکردی بهتر علیرغم داشتن قیمت بالا همچنان در اغلب كاربردها سهمی از بازار روانکارها را به خود اختصاص داده اند. به گونه اي كه تقاضا برای روغنهای سنتزی در ایالات متحده آمریکا به مبلغ 2.2 میلیارد دلار در سال رسیده است.
عملا همه مشتریان در مورد "روغنهای معدنی در برابر روغنهای سنتزی" بحث و بررسی می کنند. در برخی شرایط؛ آن بخشی از برنامه ریزی براي تقاضا، و در برخی شرایط دیگر برای ارزیابی طول عمر تاسیسات می باشد.

روغنهای معدنی
عوامل و فاکتورهای زیادی وجود دارند که باعث اختلاف بین روغنهای معدنی و سنتزی می شوند، تركيب آنها و وظایفی که آنها انجام می دهند از جمله این عوامل می باشند.
نفت خام طبیعی ترکیبی از هیدروکربنهاست. حتی بعد از تصفیه با حلال، هزاران ترکیب هیدروکربنی بعلاوه ترکیبات آلی اکسیژن، گوگرد و نیتروژن دار در ترکیب روغن معدنی باقی می مانند. این سه ترکیب به طور خاص به خاطر فعالیت اکسیداسیون و تولید اسید، بعلاوه به خاطر کمک به تولید لجن در دماهای بالا مشکل ساز می شود.
مولکولهای مختلف روغنهای معدنی همچنین دارای اشکال مختلفی می باشند که سطوح روانکاری نامنظمی را در سطح مولکولی ایجاد می کنند. این نامنظم بودن بین مولکولهای روانکار اصطکاک ایجاد می کند که نیروی لازم براي انجام كار را افزایش داده و کارایی کاهش می یابد.

روغنهای سنتزی
در مقابل، روغنهای سنتزی محصولات مهندسی شده ای هستند که طی فرایتد شیمیایی در فشار و دمای مشخص و دقیق، و طبق دستورالعمل ساخت می شوند. تمام اجزا دارای درجه خلوص بالا و پیوندهای قوی مولکولی هستند. در نتیجه محصول نهایی یک ترکیب خالص است که دارای آسیب پذیری کمتر در برابر اکسیداسیون، مقاومت بالا در برابر تجزیه و دارای اندازه های مولکولی یکنواخت می باشد. یکنواختی اندازه مولکولها، روغنهای سنتزی را از سفت شدن در دماهای پایین محافظت می کند (آنها فاقد پارافین می باشند)، و ساختار مولکولی خاص روغنهای سنتزی از رقیق شدن آنها در اثر گرما جلوگیری می کند. بنابراین خصوصیات حفاظتی روانکارها قابل پیش بینی است. همچنین موکولهای اشباع که طی فرایند شیمیایی ایجاد می شوند آبگریز بوده و تمایل به تشکیل امولسیون و یا تشکیل محصولات ثانویه نامطلوب در محیط های با رطوبت بالا ندارند.

ضريب كشش
اندازه مولكولي نيز يكي از موارد تعيين كننده خواص عملياتي روانكارهاي سنتزي مي باشد كه مربوط به ضريب كشش آن يا اصطكاك داخلي سيال (مقاومت) است. ضريب كشش عبارت است از نيروي برشي يا مماسي لازم براي حركت دادن بار تقسيم بر فشار بار است. عدد مربوط به ضريب كشش بيانگر سهولت برش فيلم روانكار مي باشد.
روانكارهاي سنتزي در مقايسه با مولكولهاي روغن معدني، براي مثال، تا 30 درصد بيش از روغنهاي معدني در ضريب كشش مزيت دارند. بدين معني است كه نيروي كمتري براي حركت يك بار لازم است، يعني توان كمتري براي انجام كار لازم خواهد شد. در چرخدنده كاهنده، روانکار در چرخدنده دچار استرس و برش می شود، در نتیجه هر اندازه ضریب کشش پایین تر باشد اتلاف انرژی در اثر برش روانکار کمتر خواهد بود. اختلاف بوسیله آمپراژ کم اعمال شده به موتور و کاهش دمای چرخدنده/روانکار تحقق پیدا می کند.
در تبدیل روانکار به سنتزی با ضریب کشش پایین، قدرت لازم در چرخدنده حلزونی با هر کاهش در ضریب کشش تا نیم درصد کاهش می یابد، و در چرخدنده های مارپیچی با کاهش زیاد ضریب کشش این مقدار تا 8 درصد می باشد.

سایش دنده
سایش دنده نیز موضوعی است که باید مورد بررسی قرار گیرد. مطالعات نشان داده اند که روانکارهای سنتزی بیشتر از روغنهای معدنی کارایی چرخ دنده ها را افزایش می دهند. یک پلی گلایکول بالاترین کارایی را از خود نشان داده است (18 درصد بیشتر از روغن معدنی با عملکرد بالا). همچنین روغن دنده از نوع هیدروکربنهای سنتزی (SHC) کارایی چرخدنده ها را هشت تا نه درصد افزایش می دهد.

طول عمر
یک موضوع عمومی که اختلاف بین روغنهای معدنی و روانکارهای سنتزی را آشکار می سازد طول عمر آنهاست. روانکارهای سنتزی به عنوان یک گروه روانکار، بویژه در دماهای بالا، معمولا طول عمر زیادی دارند. اغلب، در دمای عملیاتی یکسان فاصله تعویض روغنهای سنتزی چندین مرتبه بزرگتر از روغنهای معدنی است که البته وابسته به شرایط عملیاتی، افزودنی ها و نوع سنتزی مورد استفاده می باشد.
روانکارهای سنتزی دارای ضریب اصطکاک پایین در جعبه دنده، استحکام بهتر فیلم روانکار و شاخص گرانروی بهتر (ارتباط بین ویسکوزیته و دما) می باشند. بیانگر اینست که روانکارهای سنتزی می توانند با درجه های گرانروی پایین تر و در دماهای پایین تر استفاده شوند. با این توصیف شکاف میان روغنهای معدنی و سنتزی به طور قابل ملاجظه ای افزایش می یابد.
فاصله تعویض روغن در ارتباط با کم کردن روغن ناشی از تبخیر و دفع آن می باشد. در استفاده از روغنهای معدنی لجن و رسوبات به سهولت تشکیل می شوند و تلفات تبخیری روغنهای سنتزی بدلیل فقدان ساختارهای هیدروکربنی سبک کمتر می باشد.

ایمنی
در خصوص خطرات ایمنی، نقطه اشتعال سنتزی ها به عنوان یک گروه روانکار همیشه بالاتر بوده، و کاهش اشتعال پذیری عامل کلیدی برای محبوبیت رو به رشد سنتزی ها در کاربردهای با دمای بالا می باشد.

معایب
سنتزی ها، همانند اغلب سایر روانکارها، دارای معایبی هستند. مسائل مربوط به سازگاری مواد با برخی درزگیرها و کاسه نمدها، فلزات، رنگها، پوشش دهنده ها و پلاستیکها می تواند اتفاق بیافتد. بیشتر سنتزی های از نوع استر در حضور آب به خوبی عمل نکرده و از طریق هیدرولیز تجزیه خواهد شد. آنها همچنین براساس حجم مصرف نه بر اساس دوره کارکرد می توانند هزینه بر باشند.

خلاصه
سنتزی ها در برخی محل های روانکاری که درجه حرارت، بار زیاد و اشتعال پذیری فاکتورهای مهم هستند ترجیح داده می شوند. آنها همچنین در عملکردهایی که نیازمند شرایط ویژه و پیچیده هستند به خوبی عمل می کنند. روغنهای سنتزی به منظور داشتن خواص عملکردی هدفمند، طراحی و به منطور دارا بودن هر ترکیبی از خواص مورد استفاده در صنعت فرموله می شوند.

Reference
1. Dennis Lauer. "Synthetic Gear Oil Selection." Kluber Lubrication North America LP, May-June 2001.