خسارت چندین میلیاردی خرابی پمپ

وقتی روغن تمیز به نظر می‌رسد، اما واقعاً تمیز نیست

آیا شفاف بودن روغن، به معنی پاکیزگی آن است؟

یک نمونه روغن را در مقابل نور قرار می‌دهید. شفاف است، رسوب قابل مشاهده‌ای ندارد و هیچ ذره‌ای با چشم دیده نمی‌شود. در نگاه اول، همه‌چیز طبیعی به نظر می‌رسد.

اما آیا می‌توان بر اساس همین مشاهده، درباره پاکیزگی روغن تصمیم گرفت؟

خیر.

توانایی چشم انسان برای مشاهده مستقیم ذرات محدود است و بخشی از آلودگی‌های ذره‌ای می‌تواند بدون ایجاد تغییر قابل مشاهده در ظاهر روغن باقی بماند. به همین دلیل، در سیستم‌هایی که پاکیزگی سیال بر عملکرد و طول عمر تجهیزات اثرگذار است، ظاهر روغن نمی‌تواند جایگزین اندازه‌گیری کمی آلودگی ذره‌ای شود.

در سیستم‌های هیدرولیک و روانکاری، ذرات جامد می‌توانند همراه سیال در مدار حرکت کنند و در نقاط مختلف سیستم، از پمپ‌ها و شیرها گرفته تا یاتاقان‌ها و سایر اجزای حساس، حضور داشته باشند.

آلودگی‌ای که چشم نمی‌بیند

یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های ارزیابی چشمی روغن این است که «دیده نشدن» با «وجود نداشتن» یکسان نیست.

ذراتی که در محدوده چند میکرون تا چند ده میکرون قرار دارند، ممکن است بدون ایجاد کدورت یا ذرات قابل مشاهده، در سیال حضور داشته باشند. بنابراین دو نمونه روغن می‌توانند از نظر ظاهری تقریباً یکسان باشند، اما از نظر تعداد و توزیع اندازه ذرات، شرایط کاملاً متفاوتی داشته باشند.

برای مثال، ذراتی در محدوده ۶ تا ۱۴ میکرون ممکن است با مشاهده معمولی به‌سادگی قابل تشخیص نباشند، اما همین ذرات هنگام ارزیابی با یک شمارنده ذرات (Particle Counter) به‌عنوان بخشی از جمعیت ذرات موجود در سیال ثبت می‌شوند.

نکته مهم اینجاست که در کنترل آلودگی، فقط این سؤال مطرح نیست که آیا در روغن ذره وجود دارد؟

بلکه باید پرسید: چه تعداد ذره وجود دارد و این ذرات چه اندازه‌ای دارند؟

این تغییر نگاه، تفاوت میان ارزیابی ظاهری و پایش واقعی آلودگی ذره‌ای است.

چرا اندازه ذرات اهمیت دارد؟

آلودگی ذره‌ای یک پارامتر واحد نیست. دو روغن ممکن است هر دو حاوی ذرات باشند، اما اگر توزیع اندازه و تعداد ذرات آن‌ها متفاوت باشد، وضعیت آلودگی آن‌ها نیز متفاوت خواهد بود.

در اندازه‌گیری ذرات، جمعیت ذرات معمولاً در چند محدوده اندازه‌ای بررسی می‌شود. بنابراین به جای یک پاسخ ساده مانند «روغن آلوده است»، می‌توان تصویر دقیق‌تری از وضعیت سیال به دست آورد:

• چه تعداد ذره در یک محدوده اندازه‌ای وجود دارد؟
• چه تعداد ذره بزرگ‌تر از یک اندازه مشخص وجود دارد؟
• آیا تعداد ذرات در حال افزایش است؟
• آیا وضعیت آلودگی نسبت به یک اندازه‌گیری قبلی تغییر کرده است؟
• آیا سیال با کلاس پاکیزگی مورد انتظار سیستم مطابقت دارد؟

این اطلاعات زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند که روغن برای انتقال توان، روانکاری یا خنک‌کاری اجزای مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از «تمیز به نظر می‌رسد» تا «قابل اندازه‌گیری است»

در یک سیستم صنعتی، تصمیم‌گیری بر اساس ظاهر سیال، اطلاعات بسیار محدودی در اختیار اپراتور قرار می‌دهد. اما شمارنده ذرات می‌تواند آلودگی را به یک داده قابل اندازه‌گیری تبدیل کند.

در شمارنده‌های ذرات نوری، نمونه سیال از یک مسیر اندازه‌گیری عبور می‌کند که در آن یک پرتوی لیزر از داخل جریان نمونه عبور داده می‌شود. هنگامی که یک ذره از مسیر نور عبور می‌کند، بخشی از نور را مسدود یا پراکنده می‌کند و این تغییر توسط آشکارساز ثبت می‌شود. شدت و ویژگی سیگنال ایجادشده با اندازه ذره ارتباط دارد و دستگاه می‌تواند ذرات را بر اساس اندازه از یکدیگر تفکیک کند. هر عبور ذره به‌عنوان یک رویداد اندازه‌گیری ثبت می‌شود و با شمارش این رویدادها، تعداد ذرات موجود در حجم مشخصی از سیال به دست می‌آید. با تکرار این فرآیند برای ذرات مختلف، توزیع اندازه و تعداد ذرات در نمونه مشخص می‌شود. داده‌های به‌دست‌آمده سپس می‌توانند بر اساس استانداردهایی مانند ISO 4406 یا NAS 1638  طبقه‌بندی و گزارش شوند. در نتیجه، دستگاه به جای ارزیابی ظاهری روغن، یک تصویر کمی از آلودگی ذره‌ای آن ارائه می‌دهد.

به این ترتیب، ارزیابی پاکیزگی روغن از یک قضاوت کیفی به یک فرایند کمی، قابل مقایسه و قابل پایش تبدیل می‌شود.

ISO 4406 چیست و چه چیزی به ما می‌گوید؟

یکی از استانداردهای مهم در گزارش وضعیت پاکیزگی سیالات هیدرولیک و روانکار، ISO 4406  است.

در این روش، وضعیت پاکیزگی سیال بر اساس تعداد ذرات در محدوده‌های اندازه‌ای مشخص طبقه‌بندی می‌شود. در نتیجه، گزارش آلودگی تنها یک عدد کلی نیست؛ بلکه اطلاعات مربوط به تعداد ذرات در اندازه‌های مختلف به یک سیستم کدگذاری استاندارد تبدیل می‌شود.

این رویکرد امکان می‌دهد نتایج اندازه‌گیری برای مقایسه، پایش روند و ارزیابی وضعیت سیال مورد استفاده قرار گیرند.

NAS 1638؛ وقتی اندازه ذرات بخشی از گزارش آلودگی است

NAS 1638 یکی از استانداردهای قدیمی و شناخته‌شده برای طبقه‌بندی آلودگی ذره‌ای سیالات است که در ابتدا برای کاربردهای هوافضایی توسعه یافت و بعدها در بسیاری از کاربردهای هیدرولیک و صنعتی نیز مورد استفاده قرار گرفت. این استاندارد هنوز در برخی مشخصات فنی، صنایع و پروژه‌های موجود مورد استناد قرار می‌گیرد.

در کاربردهای صنعتی، بسته به نوع تجهیز، صنعت و الزامات فنی پروژه، ممکن است استاندارد یا روش مشخصی برای ارزیابی پاکیزگی سیال تعیین شده باشد.

به همین دلیل، یک شمارنده ذرات صنعتی فقط نباید «ذرات را بشمارد»؛ بلکه باید بتواند داده‌های اندازه‌گیری را مطابق روش‌ها و استانداردهای مورد نیاز کاربر گزارش کند.

آیا اندازه‌گیری هنگام کار سیستم اهمیت دارد؟

یک نکته مهم در پایش آلودگی این است که روش نمونه‌برداری و شرایط اندازه‌گیری می‌توانند بر نتیجه اثر داشته باشند.

در برخی کاربردها، بررسی نمونه‌ای که قبلاً از سیستم گرفته شده است، اطلاعات مورد نیاز را فراهم می‌کند. اما در سیستم‌های حساس، اندازه‌گیری نمونه‌ای از سیال در حال گردش می‌تواند امکان بررسی وضعیت سیستم را در شرایط عملیاتی فراهم کند.

در اندازه‌گیری آنلاین، می‌توان نمونه‌ای از سیال در حال گردش در سیستم را به‌صورت مستقیم و تحت شرایط کنترل‌شده به مسیر اندازه‌گیری هدایت کرد. این روش امکان پایش وضعیت آلودگی را بدون محدود شدن به یک نمونه‌برداری موردی فراهم می‌کند.

این موضوع برای Condition Monitoring  اهمیت ویژه‌ای دارد.

به جای اینکه تنها در فواصل زمانی مشخص یک نمونه گرفته شود و نتیجه آن وضعیت یک لحظه خاص را نشان دهد، می‌توان تغییرات وضعیت سیال را در طول زمان تحت نظر داشت.

از نمونه‌برداری تا پایش آنلاین

برای همه کاربردها یک روش واحد وجود ندارد.

گاهی هدف، بررسی یک نمونه روغن در آزمایشگاه یا محل کار است. در این شرایط، یک Particle Counter  پرتابل می‌تواند امکان اندازه‌گیری در محل را فراهم کند.

در کاربردهای دیگر، هدف بررسی مداوم سیال در حال گردش و شناسایی تغییرات آلودگی در طول زمان است. در چنین شرایطی، استفاده از یک سیستم آنلاین می‌تواند اطلاعات پیوسته‌تری درباره وضعیت سیال در اختیار قرار دهد.

در عمل، انتخاب بین این دو رویکرد به عواملی مانند نوع سیال، شرایط فشار، روش نمونه‌برداری، محل اندازه‌گیری و هدف پایش بستگی دارد.

PAMAS S40؛ یک راهکار برای اندازه‌گیری پرتابل

برای کاربردهایی که اندازه‌گیری در محل، بررسی نمونه‌های مختلف یا کنترل سیال در شرایط عملیاتی مورد نیاز است، یک Particle Counter  پرتابل می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

PAMAS S40 از برند PAMAS، برای اندازه‌گیری آلودگی ذره‌ای در سیالاتی مانند روغن‌های هیدرولیک و روانکار طراحی شده و امکان بررسی نمونه‌های بدون فشار و همچنین اندازه‌گیری از سیستم‌های تحت فشار را فراهم می‌کند. این دستگاه امکان اندازه‌گیری تا فشار سیستم 420 bar  را دارد.

این قابلیت به کاربر اجازه می‌دهد وضعیت آلودگی سیال را تنها به نمونه‌های گرفته‌شده در شرایط آزمایشگاهی محدود نکند و در صورت مناسب بودن شرایط نمونه‌برداری، اندازه‌گیری را در محل و از خود سیستم انجام دهد.

این نوع تجهیز چه مشکلی را حل می‌کند؟

• امکان بررسی سریع آلودگی ذره‌ای در محل
• کاهش وابستگی به ارزیابی صرفاً ظاهری روغن
• امکان اندازه‌گیری از سیستم‌های تحت فشار، متناسب با پیکربندی و شرایط نمونه‌برداری
• فراهم کردن داده‌های قابل استفاده برای ارزیابی پاکیزگی سیال

PAMAS OLS4031؛ یک راهکار برای پایش آنلاین

وقتی هدف فقط بررسی یک نمونه نیست و پایش مداوم وضعیت سیال اهمیت پیدا می‌کند، رویکرد آنلاین می‌تواند مناسب‌تر باشد.

PAMAS OLS4031 از برند PAMAS، برای نصب ثابت و پایش آنلاین آلودگی ذرات طراحی شده و دارای 32 کانال اندازه‌گیری اندازه ذرات است. نسخه استاندارد آن برای فشار ورودی نمونه 0-6 bar  طراحی شده و نسخه فشاربالا نیز بازه  3-420 bar را پوشش می‌دهد.

در چنین کاربردی، اندازه‌گیری به یک بررسی موردی محدود نمی‌شود؛ بلکه می‌توان تغییرات وضعیت آلودگی را در طول زمان دنبال کرد.