الزيوت المعدنية
زيوت معدنيه
Mineral oils - Huiles minérales
الزيوت المعدنية
الزيوت المعدنية mineral oils فحوم هدروجينية، لزجة، درجة حرارة غليانها عالية، ناعمة الملمس، تستخرج من النفط عن طريق التقطير الصناعي أو من بقايا التقطير، أو من مزج نواتج التقطير الفراغي مع بقايا التقطير، وتنقى من المكونات غير المرغوب فيها، وتضاف إليها إضافات تساعد على تحسين أدائها في أثناء الاستخدام والتداول والتخزين.
لمحة تاريخية
اشتهر قدماء المصريين وبلاد الرافدين والإغريق والرومان في زمن الفراعنة بدراسة علم الحركة والروافع، واخترعوا آلات خشبية قابلة للانزلاق، كما هو مبين في لوحات منقوشة على جدران المعابد والمواقع الأثرية، واستخدموا السوائل وخاصة الماء لتخفيف الحرارة الناتجة من احتكاك الزلاقات، واستخدموا كذلك زيت عباد الشمس وزيوت الكتان والزيتون [ر:الزيوت النباتية] والشحوم الحيوانية لتزليق العجلات والقطع المتحركة، واستخدم العرب إضافة إلى ذلك، الزيوت والشحوم المعدنية الطبيعية والأنفاط التي كانت تستخرج من مناطق مختلفة. ومع توصل العلم إلى استخراج النفط وتكريره وتكسيره منذ أوائل القرن التاسع عشر تنوعت منتجات النفط والزيوت المستخرجة منها وغدت ضرورة لايستغنى عنها لتزليق [ر. التزليق] مختلف القطع المتحركة في المركبات والمعدات والرافعات وغيرها.
الخواص العامة للزيوت المعدنية
إن وظيفة زيوت التزليق المعدنية عامة تشكيل طبقة رقيقة بين السطوح المنزلقة تحول الاحتكاك الجاف (الذي ترافقه حرارة) إلى احتكاك لين (من دون حرارة) ناتج من تزليق جيد لسطوح الاحتكاك، ويؤدي ذلك إلى توفير الطاقة الضائعة والحفاظ على جودة السطوح ومنع تآكلها أو جرحها. أو بعبارة أخرى يخفض التزليق من خسارة الطاقة والمواد بوساطة مادة زلقة فوق أماكن احتكاك قطع الآلات والمحركات. ويجب أن تتوافر في الزيوت المعدنية الخواص الآتية:
ـ لزوجة تسهل انزلاق القطع الميكانيكية في المحركات في درجات الإجهاد المختلفة بأدنى ضياعات.
ـ أن تكون ملائمة لعمل المحركات والقطع المتحركة في مختلف شروط الطقس وخاصة في المناطق القطبية.
ـ أن تتوافر فيها القدرة على تنظيف الرواسب ونواتج الاحتكاك من القطع المتحركة في المحركات وغيرها.
ـ أن تتمتع بخواص مقاومة للتآكل ومنع الأكسدة والتخفيف من اهتراء القطع.
ـ زيادة إحكام تماس القطع المتحركة ومنع الغازات والسوائل الأخرى من التسرب وخاصة في المحركات.
ـ مراعاة متطلبات السلامة والأمن الصناعي والبيئي، ولا تحتوي على مركبات سامة.
تصنيع وإنتاج الزيوت المعدنية
أكثر الزيوت انتشاراً في المجالات المختلفة هي:
1ـ الزيوت النفطية: وهي الزيوت التي تستخرج من بقايا عمليات تكرير النفط وتكسيره، وتقسم ثلاثة أنواع:
أ ـ الزيوت المقطّرة: وتستخرج من بقايا تكرير النفط بطريقة التسخين المباشرة، وينتج منها زيت خام خفيف يصلح زيوتاً لمحركات الاحتراق الداخلي.
ب ـ الزيوت الرسوبية: وتستخرج من نواتج عملية التسخين السابق لبقايا التكرير، وينتج منها زيت خام متوسط. يستخدم في تصنيع زيوت بعض الآلات والمكنات والمحركات ذات الخدمة المتوسطة.
ت ـ الزيوت المختلطة: وهي مزيج من النوعين السابقين، بعد التخلص من الشوائب الأسفلتية وغيرها.
2ـ الزيوت الصنعية[ر]: وهي زيوت مشابهة لزيوت النفط مصنعة من بعض المواد الكيمياوية منها الزيوت السيليكونية العضوية. وهذه الزيوت قليلة الاستخدام بسبب التكلفة الكبيرة لتصنيعها، وتستخدم في حالات خاصة.
المعايير المعتمدة عالمياً لتحديد صلاحية الزيوت المعدنية
يخضع الزيت في أثناء استخدامه لتغيرين أساسيين:
ـ تغير كيمياوي داخلي يطرأ على الزيت نفسه، وينشأ عن أكسدة الزيت وتحوله إلى مركبات أكسيجينية ذوابة أو غير ذوابة، تؤثر تأثيراً سلبياً في المعادن والقطع المتحركة. ويتغير معدل أكسدة الزيت والإضافات بفعل الحرارة، فتزداد لزوجته وحموضته، ويميل لونه إلى السواد، وتتشكل فيه رواسب شديدة اللزوجة أو صلبة غير ذوابة.
ـ تغير خارجي يحدث على الزيت نتيجة تأثير عوامل خارجية، ويخضع هذا التأثير إلى جودة زيت الأساس والإضافات، والوقود المستعمل، وشروط عمل القطع المتحركة (حمل، سرعة، حرارة)، والصيانة، وتصميم الآلات ودقة صناعتها.
وللتأكد من صلاحية زيت ما، يتم إجراء عدة اختبارات دورية لعينات من الزيت لمعرفة الحدود الاحترازية، ويعطي ذلك فكرة عن حالة الزيت، وحالة القطع المتحركة والتنبؤ عن الأعطال، والأسباب المحتملة للأعطال. ومقارنة النتائج مع الحدود الاحترازية للمواصفات الفيزيائية والكيمياوية والميكانيكية (الناتجة من التحاليل المخبرية) باستخدام تقنيات مختلفة لقياس مدى تحلل الزيت ولزوجته وحموضته وقلويته، وقياس معدلات الاهتراء والتلوث، والتحليل بالأشعة تحت الحمراء.
تصنيف الزيوت المعدنية
تصنف زيوت التزليق وفق ما يأتي:
1ـ بحسب منشئها:
أ ـ زيوت مقطرة: ناتجة من التقطير الفراغي.
ب ـ زيوت رسوبية: ناتجة من بقايا التقطير.
ت ـ زيوت مختلطة: مزيج من نواتج التقطير الفراغي وبقايا التقطير.
2 ـ بحسب استعمالاتها:
أ ـ تبعاً للزوجة الزيوت، وفق معطيات اتحاد مهندسي الآلات بالتعاون مع مهندسي صناعة النفط، بحيث تلبي هذه الزيوت متطلبات الاستخدام. وقد ساد هذا التصنيف معظم أنحاء العالم تقريباً وحدد لكل نوع منها لزوجة معينة تحدد مجال استخدامه وطريقة استخدامه.
ب ـ تبعاً للغاية من استعمالها، وفقاً لمواصفات لجنة التزليق في معهد البترول الأمريكي وتصنف ثلاثة أصناف هي:
1ـ زيوت المحركات ذات المتطلبات السهلة.
2ـ زيوت المحركات ذات المتطلبات العالية.
3ـ زيوت المحركات ذات المتطلبات الشاقة.
ت ـ تبعاً لنوع المحركات وطريقة خدمة المحرك، وتقسم إلى ما يأتي:
1ـ زيوت محركات البنزين وزيوت محركات الديزل.
2ـ زيوت معالجة المعادن.
3ـ زيوت الآلات (المكنات).
4ـ زيوت المغازل.
5ـ زيوت الصناعات الغذائية.
أنواع الزيوت المعدنية
للزيوت المعدنية أنواع كثيرة مختلفة ومتنوعة منها:
ـ زيوت محركات الاحتراق الداخلي في السيارات، وزيوت الجرارات، وزيوت القاطرات وزيوت الطائرات.
ـ الزيوت الصناعية: كزيوت الآلات والمكنات، وزيوت أعمدة الدوران التي تعمل في مجالات حرارية منخفضة نسبياً.
ـ زيوت العنفات: زيوت مضاجع العنفات البخارية والمائية، وزيوت مولدات التيار الكهربائي وغيرها.
ـ زيوت المحولات المستخدمة وسطاً عازلاً وماصاً للحرارة في المحولات والمقاومات وغيرها.
ـ زيوت الضواغط المستخدمة لتزييت الضواغط الترددية والدورانية.
ـ زيوت نقل الحركة في السيارات والجرارات، ومجموعات التروس المسننة وتجهيزات القيادة وغيرها.
ـ زيوت الآلات البخارية المستخدمة في ظروف التماس المباشر مع البخار المحرض.
تخزين الزيوت المعدنية
تحفظ الزيوت في براميل، وتخزن في مستودعات تتوافر فيها شروط محددة وهي الطريقة المثلى للتخزين. تصف براميل الزيوت قائمة (مع مراعاة أن تكون فتحتا كل برميل موازية للأرض) فوق ألواح خشبية.
اختبارات الزيوت المعدنية
يمكن اختبار زيوت التزليق بأساليب مختلفة أهمها:
ـ اختبارات فيزيائية: تتمثل الاختبارات الفيزيائية باختبار الكثافة واللزوجة واللون وتأثير درجات الحرارة المنخفضة وقرنية الانكسار والوزن الجزيئي ونقطة الوميض ونقطة الاحتراق وصفات الاحتراق الذاتي وقابلية التبخر والخسارة بالتبخر والتقطير والاستخلاص والمجالات والامتزاج الانتقائي وحل الغازات ومشكلات تكوّن الرغوة.
ـ اختبارات كيمياوية: تتمثل الاختبارات الكيمياوية بالكشف عن المحتوى الملحي وقرينة التعادل وقرينة التصبن والمحتوى بالكلور ووجود الفينول والماء والرماد والأسفلت وقابلية الزيت للكلل والأكسدة والانحلال في حمض الكبريت ونقطة الأنيلين والمحتوى البرافيني ومحتواه من الفوسفور والكبريت والزنك والكلسيوم والرصاص والحديد وغير ذلك.
الاستثمار الفني للزيوت المعدنية
قبل استخدام أي برميل للزيت، يدحرج على أرض مستوية وخالية من الحصى والغبار والأوساخ خمسة أمتار على الأقل إلى الأمام والخلف عدة مرات، ثم يقلب إلى الأعلى والأسفل وبالعكس حتى تمتزج محتويات البرميل تماماً، ثم تنزع عنه أختام الشركة الصانعة، ويركب له صنبور زيت مخصص، أو يسحب الزيت منه بوساطة مضخة يدوية تستعمل لنوع واحد من الزيوت ولا يجوز استخدامها لأكثر من نوع.
نفايات الزيوت المعدنية (الزيوت المحروقة أو المستهلكة)
تتدنى جودة الزيوت ونوعيتها في أثناء التشغيل، فتتغير لزوجتها وتزداد حموضتها، وتزداد كذلك نسبة الشوائب المعدنية والماء فيها وغيرها. ويرافق هذا التغير في الخواص الفيزيائية والكيمياوية، تغير جذري بتركيب الزيوت بمرور الزمن. وأهم المؤشرات الأولية لهذا التغير: اللون الداكن والرائحة الحادة، وظهور الرواسب والشوائب والاستحلاب في بعض الحالات.
تسمى الزيوت التي فقدت خواصها ومواصفاتها بالزيوت المستهلكة، وتبدل مباشرة، ويتوقف ذلك على ساعات العمل و الفترات الزمنية للتخزين، وإن استمرار استخدامها يعوّق العمل الطبيعي للآلات أو الأجهزة أو الآليات بازدياد ظاهرة الاحتكاك والتآكل بين الأجزاء المحتكة، ويظهر الصدأ والشوائب والأوساخ وخاصة في مصافي الزيت، وفي دارات التزييت. تجمع الزيوت المستهلكة في براميل أو أحواض، ويمنع منعاً باتاً استخدامها مرة ثانية، ويمكن أن يعاد تصنيعها ومعالجتها من جديد وتسمى بعد هذه العملية بالزيوت المجددة.
عدنان يوسف عبود
| الموضوعات ذات الصلة: |
التزليق ـ الزيوت النباتية ـ الزيوت الصنعية ـ الصناعات النفطية ـ النفط،
| مراجع للاستزادة: |
ـ فاروق الصوفي، المدخل إلى تكنولوجيا النفط (منشورات جامعة دمشق 1992).
ـ علي صبح، الوقود والزيوت والشحوم (منشورات جامعة دمشق 1993).
- Prospects of Arab Petroleum Refining Industry (OAPEC & ENT KUWAIT, Kuwait 1983).
- التصنيف : الصناعة - النوع : صحة - المجلد : المجلد العاشر - رقم الصفحة ضمن المجلد : 526 مشاركة :
متنوع
اخترنا لكم
المجلدات الصادرة عن الموسوعة العربية
