انتخاب گريس براي روانكاري شيرآلات صنعتي
يكي از مهمترين عوامل مهم در طراحي و ساخت شيرآلات، انتخاب نوع روانكار(Lubricant) و خواص آن است. اين مقاله تاثير عواملي همچون فشار خط لوله، ميزان لقي مجرابند در بدنه، چسبندگي سيال (Viscosity) در انتخاب نوع روانكار و خواص مكانيكي آن را بررسي و حالت بهينه را توضيح داده است.
كليه سطوح هر قدر صاف، شفاف و صيقلي به نظر بيايند باز هم داراي ناهمواري ها و ناصافي هايي هستند كه فقط به كمك ذره بين و يا ميكروسكوپ هاي قوي قابل مشاهده اند. خلل و فرج و ناصافي هاي روي سطوح عامل بروز اصطكاك است. اصطكاك نيرويي است كه در برابر حركت دو جسم در تماس (Plug & Body)، مقاومت مي كند و از حركت نسبي آن دو جلوگيري مي كند. در شيرآلات (Taper Plug Valve) سطوح بدنه و مجرابند در تماس با يكديگر و تحت فشار خط لوله قرار دارند و به منظور تقليل اصطكاك بين اين دو سطح، بايد از روانكاري مناسب استفاده كرد.
در اين نوع شيرآلات كه گفته شد، با دو نوع اصطكاك مواجهيم: اول اصطكاك لغزشي (Sliding Friction) كه در اثر لغزش مجرابند روي بدنه پيدا مي شود و دوم اصطكاك مايعي گريس (Fluid Friction) يعني مقاومتي كه در نتيجه نيروي جاذبه بين ذرات گريس و نيروي چسبندگي اين ذرات با سطوحي كه گريس روي آن قرار دارد و مي خواهد در ضمن حركت، گريس را با خود بكشد.
از ديگر عوامل مؤثر در انتخاب گريس، ويسكوزيته يا خاصيت چسبندگي ملكول هاست كه ميزان آن بايد در نظر گرفته شود، زيرا نيروي جاذبه و نيروي چسبندگي به سطح، در گريس هاي مختلف متفاوت است. در بعضي گريس ها، نيروي جاذبه بين ذرات زياد و نيروي چسبندگي شان به سطح كم است و در برخي ديگر بر عكس، در هر صورت سيالي كه بين دو سطح قرار مي گيرد، لزوماً بايد دو سطح را از هم جدا كرده و اصطكاك لغزشي را به اصطكاك مايعي تبديل كند. بنابراين انتخاب نوع گريس كه نسبت مناسبي بين خاصيت چسبندگي به سطح و خاصيت جاذبه بين ذراتش داشته باشد بسيار مهم است.
از ديگر عوامل مؤثر در انتخاب روانكار، فشار روي سطح است. شيرآلات به علت قرار گرفتن در خط لوله (Pipe Line) تحت فشار قرار دارند. براي ايجاد و تامين يك روانكاري خوب (Complete - Film) براي شيرآلات بايد قشر گريس بين دو سطح حفظ شود زيرا هر قدر فشار وارده بين دو سطح زياد شود نگهداري فيلم گريس سخت تر مي شود. براساس تئوري لانگ مور(Langmuir) قشر گريس بين دو سطح از چندين لايه از ملكولها تشكيل شده است، زماني كه دو سطح جدا شده نسبت به هم به حركت در مي آيند لايه ها روي هم مي لغزند و لايه هايي كه در مجاورت سطح، به آن مي چسبند و قشرهاي دورتر از جسم، نسبت به هم جذب مي شوند. تئوري لانگ مور تاكيد مي كند كه براي ايجاد يك روانكاري كامل بين دو سطح، بايد تعداد لايه هاي ملكولي5 و يا بيشتر باشد زيرا ملكولهاي سنگين بيش از ملكول هاي سبك بهم مي چسبند. اگر ملكول ها بسيار سنگين باشند بين بدنه و مجرابند تحت فشار خط جريان، متراكم مي شوند و اگر بسيار سبك باشند نمي توانند فشار وارده را تحمل كنند به عبارتي نيروي جاذبه بين ملكول ها آنقدر زياد نيست كه آنها را بهم بچسباند تا بتوانند فشار را تحمل كنند. به اين ترتيب گريسي مناسب است كه ملكول هاي آن داراي اندازه صحيحي باشند.
از ديگر عوامل مؤثر در انتخاب نوع روانكار، ميزان لقي بين سطوح بدنه و مجرابند است. هر قدر ميزان لقي مجرابند در داخل بدنه بيشتر باشد و هر چه فشار خط جريان بيشتر باشد. لازم است ويسكوزيته گريس كه انتخاب مي شود، زيادتر بوده تا بين سطوح باقي بماند و قشر خود را حفظ كند و مانع پراكندگي آن شود. از ديگر وظايف گريس در شيرآلات مخروطي، علاوه بر روانكاري، آب بندي، جلوگيري از سايتي، حفاظت از سطوح بدنه و مجرابند و ضربه گيري آن است.
مهندس محمدجعفري: كارشناس طراحي شيرآلات