روغن سخت‌کاری یک سیال تخصصی است که برای خنک‌سازی کنترل شده در فرایندهای عملیات حرارتی طراحی شده است، در حالی که روغن سوخته به روغنی اطلاق می‌شود که دچار تخریب حرارتی شده و دیگر برای هدف اصلی خود مناسب نیست. روغن سوخته تغییرات فیزیکی و شیمیایی را نشان می‌دهد که نشان‌دهنده کاهش کارایی و اثربخشی است.

تعمیر و نگهداری منظم مانند فیلتراسیون، کنترل دما و مدیریت مواد افزودنی برای جلوگیری از رسیدن روغن به حالت سوخته و اطمینان از عملکرد بهینه آن در کاربردهای صنعتی ضروری است. در بخش‌های پیش رو ما با تعریف کاربرد و ترکیبات هر یک از این روغن‌ها به شما نشان می‌دهیم روغن سخت‌کاری با روغن سوخته چه تفاوتی دارد؟

اهداف، اجزا، کاربرد و مشخصات روغن سخت‌کاری

روغن کوئنچ یا سخت‌کاری یک سیال تخصصی است که در عملیات حرارتی فلزات، به ویژه در فرآیند کوئنچ یا خنک کردن استفاده می‌شود. فرآیند کوئنچ یک مرحله مهم در عملیات حرارتی فلزات است که برای دستیابی به خواص مکانیکی خاص مانند سختی، استحکام و دوام طراحی شده است. روغن‌های عملیات حرارت نقش مهمی در کنترل سرعت و خنک‌شدن فلز داغ دارند و بر ریزساختار حاصله و در نتیجه خواص نهایی مواد تاثیر می‌گذارند. البته لازم به یادآوری است که ترکیبات خاموش‌کننده جایگزین دیگری مانند آب، محلول‌های پلیمری و حمام نمک نیز وجود دارند. بنابراین صحیح است بگوییم انتخاب محیط خنک‌کننده به ماده تحت فراوری و نتیجه عملیات حرارتی مورد نظر بستگی دارد.

در اینجا جنبه‌های کلیدی روغن سخت‌کاری توضیح داده می‌شود. هدف اصلی از خاموش کردن با استفاده از روغن، سرد کردن سریع فلز داغ از دماهای بالا برای دستیابی به سختی و خواص مکانیکی مطلوب است. این عمل به کنترل تبدیل ریزساختار فلز در طول فرایند کوئنچ (سخت‌کاری) کمک می‌کند. روغن‌های سخت‌کاری معمولاً روغن‌های معدنی هستند که از نفت به دست می‌آیند، اما می‌توانند به عنوان روغن‌های مصنوعی با افزودنی‌های خاص نیز فرموله شوند. این افزودنی‌ها عملکرد روغن را با بهبود پایداری حرارتی، کاهش اکسیداسیون و ارائه ویژگی‌های خنک‌کننده کنترل شده افزایش می‌دهند.

روغن موتورهای جدید و کارکرده را نیز می‌توان برای خاموش کردن استفاده کرد. آن‌ها به دلیل هزینه کم بسیار محبوب هستند و عملکرد مناسبی را ارائه می‌دهند. روغن موتور کارکرده نسبتاً ارزان یا حتی رایگان است، اما می‌تواند حاوی آلاینده‌های ناشی از استفاده قبلی باشد. متاسفانه، هر دو نوع روغن موتور دارای مواد افزودنی هستند که می‌توانند سموم بد بو را در طول فرایند خاموش کردن آزاد کنند. توجه داشته باشید استنشاق این سموم ممکن است بیماری‌زا باشد. روغن‌های غذایی نسبتاً ارزان، به راحتی در دسترس و سازگار با محیط‌زیست هستند. روغن‌های زیست‌تخریب‌پذیر به‌ویژه زمانی که به‌ عنوان روغن خاموش‌کننده استفاده می‌شوند، تاثیرگذاری بهتری دارند. البته روغن‌هایی با پایه‌های گیاهی مختلف خواص متفاوتی دارند.

سرعت خنک‌سازی ارائه شده توسط روغن سخت‌کاری یک عامل حیاتی در فرآیند عملیات حرارتی است. انواع مختلف روغن‌های خاموش‌کننده، نرخ‌های خنک‌کنندگی متفاوتی ارائه می‌دهند که امکان سفارشی‌سازی بر اساس فلز مورد فراوری را فراهم می‌کند.

توجه داشته باشید روغن‌های سخت‌کاری قابل اشتعال هستند و در طول استفاده از آن‌ها باید اقدامات احتیاطی رعایت شود. تهویه و تجهیزات مناسب و اقدامات پیشگیرانه در برابر آتش‌سوزی برای اطمینان از محیط کار ایمن ضروری است. همچنین باید بدانید توجه به نکاتی در نگهداری منظم روغن سخت‌کاری برای حفظ اثربخشی آن بسیار اهمیت دارد. این نکات شامل مواردی پیرامون نظارت و کنترل دمای روغن، فیلتراسیون برای حذف آلاینده‌ها و تجزیه و تحلیل دوره‌ای برای ارزیابی وضعیت روغن است. در نهایت همیشه توصیه‌های ارائه شده توسط سازنده روغن سخت‌کاری را دنبال کنید و از بهترین شیوه‌های صنعت برای فرایندهای عملیات حرارتی پیروی کنید.

روغن سوخته چیست؟

روغن سوخته به روغنی اطلاق می‌شود که به دلیل قرار گرفتن در معرض دماهای بالا برای مدت طولانی یا در شرایط نامساعد، دچار تخریب حرارتی شده است. این فرآیند باعث تغییراتی در خواص فیزیکی و شیمیایی روغن شده و آن را برای هدف مورد نظر خود کم اثر می‌کند.

روغن سوخته نوع خاصی از روغن نیست، بلکه شرایطی است که می‌تواند بر انواع روغن‌ها از جمله روغن‌های روان‌کننده، روغن‌های هیدرولیک و روغن‌های سخت‌کاری تاثیر بگذارد.

روغن سوخته دارای چندین ویژگی قابل مشاهده است که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

تغییر رنگ: روغن سوخته اغلب دچار تغییر رنگ قابل توجهی می‌شود. ممکن است تیره‌تر شود و تغییر رنگ بسته به نوع روغن و شدت تخریب حرارتی متفاوت است.

افزایش ویسکوزیته: تخریب حرارتی می‌تواند منجر به افزایش ویسکوزیته شود و روغن را ضخیم‌تر کند. این تغییر ویسکوزیته می‌تواند بر توانایی روغن در جریان یافتن و انجام وظایف مورد نظر خود تاثیر بگذارد.

بو: روغن سوخته معمولاً به دلیل آزاد شدن ترکیبات فرّار در طول فرآیند تخریب، بوی نامطبوع از خود متصاعد می‌کند. بو می‌تواند از بوی تند یا سوخته تا بوی قوی و متمایز متغیر باشد.

تشکیل رسوبات: تجزیه مولکول‌های روغن در دماهای بالا می‌تواند منجر به تشکیل رسوبات کربن یا لجن شود. این رسوبات می‌توانند در ماشین‌آلات یا مبدل‌های حرارتی انباشته شوند و منجر به کاهش راندمان و عملکرد شوند.

از دست دادن خواص روانکاری: برای روغن‌های روان‌کننده، روغن سوخته اثر روانکاری را کاهش می‌دهد. تغییرات در ویسکوزیته، وجود آلاینده‌ها و تجزیه مواد افزودنی روان‌کننده به از بین رفتن خواص روان‌کنندگی روغن کمک موثری می‌کند.

کاهش استحکام فیلم: استفاده از روغن سوخته ممکن است سبب کاهش استحکام فیلم (لایه محافظ) و محافظت ناکافی از سطوح دستگاه شود. این امر می‌تواند منجر به افزایش اصطکاک، سایش و آسیب احتمالی قطعات شود.

نقطه ریزش کاهش یافته: تخریب حرارتی می‌تواند نقطه ریزش روغن را کاهش دهد و آن را مستعد اشتعال در دماهای پایین‌تر کند. این افزایش اشتعال‌پذیری خطرات ایمنی را به همراه دارد، به ویژه در کاربردهایی که از روغن‌های قابل اشتعال استفاده می‌شود.

تاثیر منفی بر انتقال حرارت: در کاربردهای انتقال حرارت، روغن سوخته می‌تواند منجر به کاهش راندمان انتقال حرارت و ایجاد رسوب در سطوح مبدل حرارتی شود. خواص حرارتی به خطر افتاده می‌تواند بر عملکرد کلی سیستم تأثیر بگذارد.

کاهش راندمان فرایند سخت‌کاری: در فرایندهای حرارتی مانند سخت‌کاری، استفاده از روغن سوخته می‌تواند منجر به خواص ناسازگار و نامطلوب در فلزات تحت فراوری شود و سرعت سرد شدن ممکن است غیرقابل پیش‌بینی شود که هر دوی این موارد بر سختی و ریزساختار به دست آمده تأثیر منفی می‌گذارد.

موارد زیر به پیشگیری از ایجاد روغن سوخته کمک می‌کند:

کنترل دمای عملیاتی: نظارت و کنترل دمای عملیاتی تجهیزات یا سیستمی که روغن در آن استفاده می‌شود بسیار اهمیت دارد. از قرار دادن روغن در دمایی که بیش از حد پایداری حرارتی آن است، خودداری کنید. به توصیه‌های سازنده روغن جهت یافتن دمای عملیاتی مناسب رجوع کنید.

تجزیه و تحلیل روغن معمولی: تجزیه و تحلیل روغن را به طور منظم برای ارزیابی وضعیت روغن انجام دهید. این تجزیه و تحلیل شامل آزمایش ویسکوزیته، اسیدیته، سطوح آلودگی و سایر خواص مرتبط است. تجزیه و تحلیل سلامت روغن می‌تواند به شناسایی مشکلات احتمالی قبل از اینکه منجر به تخریب حرارتی شود کمک کند.

فیلتراسیون و کنترل آلودگی: پیاده‌سازی سیستم‌‎های فیلتراسیون موثر برای حذف آلاینده‌ها از روغن بسیار اهمیت دارد. ذرات، لجن و ناخالصی‌ها می‌تواند به تخریب حرارتی کمک کنند. طبق توصیه سازنده تجهیزات یا سازنده روغن، فیلترها را به طور مرتب تعویض یا تمیز کنید.

از روغن با کیفیت بالا استفاده کنید: روغن‌هایی با کیفیت بالا را انتخاب کنید که به طور خاص برای کاربرد مورد نظر طراحی شده‌اند. برای انتخاب روغن‌هایی با پایداری حرارتی، ویسکوزیته و مواد افزودنی مناسب برای شرایط کاری خاص، با تولیدکنندگان روغن مشورت کنید.

به برنامه‌های تعمیر و نگهداری پایبند باشید: از برنامه‌های تعمیر و نگهداری توصیه شده برای تعویض روغن و بازرسی سیستم پیروی کنید. برای اطمینان از عملکرد بهینه و جلوگیری از رسیدن روغن به حالت سوخته، به طور مرتب روغن را بر اساس دستورالعمل‌های سازنده تعویض کنید.

نگهداری و جابجایی مناسب: روغن را در ظروف تمیز و در بسته نگهداری کنید تا از آلودگی در حین نگهداری جلوگیری شود. از قرار گرفتن در معرض دمای شدید و نور خورشید خودداری کنید. روغن را به درستی حمل و نقل کنید تا خطر تخریب به حداقل برسد.

از مایعات انتقال حرارت با خواص مناسب استفاده کنید: هنگام استفاده از سیالات انتقال حرارت، سیالاتی را انتخاب کنید که دارای خواصی باشد که با نیازهای خاص سیستم مطابقت داشته باشد. عواملی مانند پایداری حرارتی، نقطه اشتعال و توانایی سیال در انتقال موثر گرما را در نظر بگیرید.
بازرسی منظم تجهیزات: به طور منظم تجهیزاتی مانند مبدل‌های حرارتی یا سیستم‌های خاموش‎کننده را برای هر گونه نشانه‌ای از نقص یا تخریب بررسی کنید. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و آسیب احتمالی روغن، مشکلات را هر چه سریع‌تر برطرف کنید.

عواقب استفاده از روغن سوخته در فرایند سخت‌کاری

استفاده از روغن سوخته در فرآیند کوئنچ می‌تواند چندین عواقب منفی داشته باشد. در اینجا برخی از پیامدهای احتمالی ذکر شده است:

خنک‌کننده ناسازگار: روغن سوخته ممکن است خواص حرارتی مناسب خود را به دلیل تخریب و اکسیداسیون از دست داده باشد. به عبارتی ممکن است ویسکوزیته بالاتر و راندمان انتقال حرارت کمتری نسبت به روغن خنک‌کننده تازه داشته باشد. این می‌تواند منجر به خنک‌کنندگی نامناسب و غیرقابل پیش‌بینی در طول فرآیند خاموش کردن شود. سرد شدن ناکافی می‌تواند منجر به سختی ناهموار یا سایر خواص نامطلوب در فلز تحت فراوری شود.

پوشش ضعیف سطح: روغن سوخته ممکن است حاوی ذرات کربنیزه و آلاینده‌هایی باشد که می‌توانند در حین خاموش شدن به سطح فلز بچسبند. این ترکیبات می‌‌تواند منجر به پرداخت ضعیف سطح با زبری یا لکه‌هایی شود که ممکن است نیاز به پردازش یا دوباره‌کاری اضافی داشته باشد.

افزایش خطر ترک خوردگی: اگر روغن سوخته برای خاموش کردن استفاده شود، ممکن است خنک‌کننده کافی برای جلوگیری از تشکیل ریزساختارهای نامطلوب یا سطوح بالای تنش‌های داخلی ایجاد نکند. این عوامل می‌توانند خطر ترک خوردن یا دفرمگی در فلز را افزایش دهد.

آسیب به تجهیزات: روغن سوخته می‌تواند حاوی ذرات کربنیزه باشد که روی تجهیزات خاموش‌کننده مانند مخازن پمپ‌ها یا مبدل‌های حرارتی رسوب کرده و جمع می‌شوند. این مشکل می‌تواند منجر به کاهش کارایی، افزایش نیاز به تعمیر و نگهداری و آسیب احتمالی به تجهیزات در طول زمان شود.

نگرانی‌های مربوط به ایمنی محل کار: روغن سوخته ممکن است بوی ناخوشایند و بخارهای بالقوه مضر را در صورت قرار گرفتن در معرض دمای بالا منتشر کند. این امر یک محیط کاری ناخوشایند یا خطرناک را برای اپراتورها و پرسنل به همراه دارد.

نتیجه‌گیری

در مجموع باید گفت روغن سوخته به روغنی اطلاق می‌شود که به دلیل قرار گرفتن در معرض دماهای بالا برای مدت طولانی، دچار تخریب یا اکسیداسیون حرارتی شده است. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که روغن‌های روان‌کننده یا هر نوع روغن دیگری در معرض حرارت بیش از حد قرار گیرند. هنگامی که روغن می‌سوزد، ترکیب شیمیایی آن تغییر می‌کند، در نتیجه ترکیبات مضر در آن تشکیل می‌شود و خواص اولیه آن از بین می‌رود.

روغن سوخته معمولاً رنگ تیره و بوی نامطبوع دارد و ممکن است حاوی ذرات کربنیزه باشد. اما روغن سخت‌کاری محصولی متفاوت است که در فرایند سخت‌کاری جهت خنک کردن فلز تحت فراوری استفاده می‌شود. این محصول نیز مانند هر روغن دیگری در طول زمان بافت و خواص خود را از دست داده و به روغن سوخته تبدیل می‌شود. اگر چه روغن سخت‌کاری می‌تواند با محصولات دیگری مانند روغن موتور کارکرده جایگزین شود اما هرگز نمی‌توان از یک روغن سخت‎‌کاری شده سوخته استفاده کرد زیرا نه تنها بر ساختار فلز یا آلیاژ تاثیر منفی می‌گذارد بلکه خطر اشتعال نیز افزایش می‌یابد.