تعریف گریس
گریسGrease ماده روغنی غلیظ جامد یا نیمه جامدی است که عمدتاً به عنوان روان کننده در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده از یک روغن مشتق شده از نفت یا روغن سنتیک (مصنوعی)، غلیظ کننده که خاصیت ژل مانند را به روغن می‌دهد و افزودنی‌های مختلف، در مقدار گوناگون تشکیل شده است.
معمولاً روغن پایه 80 تا 95 درصد، غلیظ کننده 5 تا 20 درصد و افزودنی‌ها 0 تا 10 درصد از گریس را به خود اختصاص داده‌اند. هر یک از اجزای تشکیل دهنده گریس کاربرد متفاوتی دارد.
روغن گریس
روغن جزء سیال و اصلی گریس است. این جزء می‌تواند روغن معدنی یا سنتیک باشد. گریس‌هایی که مبتنی بر روغن معدنی هستند، عموماً عملکرد رضایت بخشی را در بیشتر کاربردهای صنعتی دارند و گریس‌های مبتنی بر روغن سنتیک پایداری بهتری را در کاربردهایی با دمای زیاد (خیلی پایین یا خیلی بالا) ایجاد می‌کنند.
غلیظ کننده Thickener
غلیظ کننده میزان اصطکاک بین سطوح را کاهش می‌دهد. این ماده همچون یک اسفج عمل می‌کند؛ روغن پایه را در خود نگه می‌دارد و هنگامی‌که در معرض حرکت، لغزش یا تغییر دما قرار می‌گیرد، روغن را برای روان کاری قطعات آزاد می‌کند.
افزودنی‌ها
افزودنی‌های گریس که درصد کمی از گریس را به خود اختصاص داده‌اند، قدرت و توانایی روانکاری روغن پایه را افزایش می‌دهند. در واقع وجود افزودنی‌ها خواصی که روغن دارد نظیر کاهش میزان اصطکاک، سایش، خوردگی و زنگ‌زدگی را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.
نحوه تولید گریس
مواد اولیه مورد استفاده برای تولید گریس چربی‌ها، هیدروکسیدهای فلزی، روغن‌ها و مواد افزودنی نظیر گرافیت و بنتون است.
چربی‌ها موادی هستند که عمدتاً در دمای اتاق جامد می‌باشند، این مواد می‌توانند، چربی حیوانی، روغن گیاهان مختلف و یا روغن ماهی باشند.
هیدروکسیدهای فلزی به موادی نظیر لیتیوم، کلسیم، آلومینیوم، سدیم و باریم که در واکنش برای ایجاد صابون مورد استفاده قرار می‌گیرند، اطلاق می‌گردد.
روغن، ماده‌ای است که در دمای بیست و پنج درجه سانتی‌گراد به صورت مایع مشاهده می‌شود؛ این جزء برای تولید گریس یا روغن معدنی مشتق شده از مواد نفتی است و یا یک روغن سنتیک است.
افزودنی‌ها نیز مواد مختلفی هستند که برای بهبود عملکرد یا ظاهر گریس به مواد اضافه می‌گردند.
پروسه تولید انواع گریس
برای تولید گریس ابتدا باید فرآیند صابون‌سازی انجام شود. این فرآیند در دستگاهی به نام اتوکلاو صورت می‌گیرد. در حقیقت هیدروکسیدهای فلزی با چربی‌ها در این دستگاه به نسبت مناسب قرار می‌گیرند تا تحت فشار و حرارت زیاد پخته شده و در نهایت صابون فلزی یکدست تشکیل شود.
در ادامه صابون فلزی تولید شده به دستگاهی به نام کتل که عملکردی مشابه با دستگاه اتوکلاو دارد، منتقل شده، روغن و افزودنی‌ها به آن اضافه می‌شوند تا با یکدیگر مخلوط شده و ماده‌ای ژلاتینی مانند به نام گریس به دست آید. البته لازم به ذکر است که در دستگاه کتل مواد تنها تحت حرارت بالا با یکدیگر مخلوط می‌شوند و به مواد فشار وارد نمی‌شود.
ناگفته نماند که روغن مورد استفاده به عنوان روغن پایه گریس بخش مهمی از محصول است و کیفیت آن قطعاً بر محصول نهایی تأثیر فراوان می‌گذارد. در حقیقت روغن تعیین‌کننده ویژگی‌ها و عملکرد نهایی گریس برای کاربردهای مختلف است. از این رو لازم است علاوه بر انتخاب روغن مناسب، به‌آرامی آن را به محلول صابون فلزی که داغ است، اضافه نمود تا گریس به دست آمده قوام خوبی داشته باشد.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی
ویسکوزیته
این پارامتر نشان دهنده میزان مقاومت روان کننده در برابر جاری شدن است. ویسکوزیته به اصطکاک داخلی نیز شناخته می‌شود و یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی است که در زمان ارزیابی روان کارها و تعیین ویژگی‌هایی چون گرید روان کننده و مناسب بودن آن، در نظر گرفته می‌شود.
روان کننده‌هایی که ویسکوزیته بالا دارند مقاومت بالاتری در برابر جاری شدن دارند. برای روانکاری موتورهای سنگین یا تجهیزات صنعتی پالایشگاه‌ها یا کارخانه‌های تولید فرآورده‌های غذایی عموماً روان کننده با ویسکوزیته بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد تا در فشار بالا مقاومت خوبی داشته باشد.
پایداری شیمیایی
پایداری شیمیایی در حقیقت مدت زمانی است که عامل شیمیایی می‌تواند تأثیر خود را در منطقه عملیاتی نشان دهد. روغن‌های روانکاری که دارای پایداری خوبی هستند نباید در معرض اکسیداسیون، کربن شدن و یا هر نوع واکنش نامطلوبی که اکسیژن در آن دخیل است، قرار گیرد.
محتوای گوگرد
محتوای گوگرد در روان کننده‌ها یک ویژگی مهم است که در هنگام خرید گریس باید به آن توجه کرد. این ماده شیمیایی اگر که مقدار مناسب به برخی از روغن‌ها اضافه شود برای بهبود قابلیت روانکاری مناسب خواهد بود.
گرانش API
گرانش API چگالی یک روان کننده را بر اساس سبک یا سنگین بودن محصول در مقایسه با آب اندازه‌گیری می‌کند. روان کننده‌هایی که دارای گرانش API کم‌تر از 10 هستند، روان کننده سنگین و روان کننده‌هایی با API بالاتر از 10 سبک شناخته می‌شوند.
امولسیون پذیری
امولسیون توانایی یک روان کننده برای جدا شدن از آب را نشان می‌دهد. عموماً روغن‌هایی که دارای قابلیت امولسیون بالا هستند ترجیح داده می‌شوند چرا که آب می‌تواند خواص روان کنندگی یک محصول را به خطر اندازد.
پایداری اکسیداسیون
اکسیداسیون یا اکسید شدن واکنشی شیمیایی است که از برهم‌کنش اکسیژن با روان کننده رخ می‌دهد.
متغیرهایی نظیر آب، اسید، کاتالیزور و دما بر واکنش اکسیداسیون مؤثر بوده و بر طول عمر و خصوصیات عملکردی روان کننده تأثیر منفی می‌گذارد.
برای کاربردهایی که روان کننده برای مدتی طولانی بدون تغییر در گردش است نظیر سیستم‌های مکانیکی بزرگ پایداری اکسیداسیون خوب، ضروری خواهد بود.
نقطه ریزش (روان شدن)
به کم‌ترین دمایی که در آن یک روان کننده به شکل مایع جاری می‌شود (در آن نقطه روان کننده ویژگی‌های جریان خود را از دست خواهد داد)، اطلاق می‌گیرد.
نقطه ریزش یکی از ویژگی‌های مهمی است که لازم است به آن توجه شود چرا که تعیین‌کننده مناسب بودن روان کننده‌ها برای آب و هوای سرد یا زمانی که فشار اعمال نمی‌شود، میباشد.
مزایا و معایب گریس
گریس همچون دیگر محصولات شیمیایی مزایا و معایبی دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهد شد.
مزایا گریس
عملکرد خوب
نشتی کم
آب بند بودن
مورد استفاده در گستره دمایی وسیع
تحمل فشار و دمای بالا
کاهنده صوت
معایب گریس
کاهش انتقال سرما یا گرما
توانایی ذخیره‌سازی ضعیف‌تر
نگهداری طولانی‌مدت می‌تواند منجر به جدا شدن روغن پایه و غلیظ کننده شود.
گریس قابلیت نفوذ در مجاری و روان کاری قطعات ریز را ندارد.
انواع گریس، ویژگی‌ها و کاربردها
گریس‌ها بر اساس نوع غلیظ کننده یا افزودنی به انواع مختلفی تقسیم شده‌اند که خریداران می‌توانند طبق نیاز و کاربرد نوع مناسب را انتخاب و خریداری نمایند.
گریس پایه کلسیم
گریس پایه کلسیم جزء اولین نوع گریس‌های تولید شده هستند که به‌دلیل ارزان بودن و داشتن قیمتی مناسب و به‌صرفه بودن از لحاظ اقتصادی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روانکار صنعتی با پایه کلسیم با استفاده از مواد چرب و آهک هیدراته تولید می‌شوند. این نوع روغن صنعتی در دمای تا حدود ۱۵۰ درجه فارنهایت و ۸۰ درجه سانتی‌گراد و دمای پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد. با بالا رفتن درجه حرارت ساختار این نوع گریس تغییر کرده ولی تحمل بسیار خوبی در برابر آب دارد و به‌دلیل همین پایداری خوب در برابر آب به آن گریس شاسی یا گریس ضد آب هم گفته می‌شود. گریس پایه کلسیم دارای میزان مصرف بالا در صنایع فولاد و روانکاری شاسی خودروها دارد.
گریس پایه لیتیوم
این روانکار صنعتی چند منظوره بوده و دارای بافتی روغنی و نقطه افت بالای ۳۵۰ درجه فارنهایت است، که در دمای بالای ۳۰۰ درجه فارنهایت هم می‌توان از آن استفاده نمود. گریس لیتیوم دارای کارکردی بسیار عالی در برابر نرم شدن آب و خرابی دارد. قابلیت پمپاژ، یکی دیگر از قابلیت‌های این روغن صنعتی است. به گریس لیتیوم گریس چند منظوره هم می‌گویند چرا که در یک محصول ترکیبی از چندین ویژگی مطلوب که به‌طور معمول در چند محصول مختلف وجود دارد را در بر می‌گیرد
مزایای این روانکار صنعتی موارد زیر را شامل می‌شود:
داشتن مقاومت بسیار بالا در مقابل حرارت‌های بسیار کم و بسیار زیاد
داشتن خاصیت ضد آب بودن
ضخیم کننده‌ای است که به‌منظور ضخیم شدن روغن از آن استفاده می‌شود و زمانی‌که غلیظ شود چربی بوده و دیگر روغن نیست.
رایج‌ترین نوع گریس روانساز در دنیا محسوب می‌شود.
دارای کاربردهای زیادی در صنایع فولاد ومعادن به‌عنوان یک روان‌کننده در شاسی و بلبرینگ کارایی زیادی دارد.
داشتن مقاومت بالا دربرابر حرارت و آب نشان دهنده مرغوبیت و کیفیت زیاد این نوع روانکار است.
این قابلت عالی دوگانه در این روغن صنعتی به‌معنای جابه‌جایی چربی‌های سدیم و کلسیم سنتی به‌شکلی گسترده در آن است که قابلیت استفاده از آن در همه موارد را دارد.
گریس POE
گریس POE پلی اول استر گریسی است که به طور ویژه برای روان کاری برخی از سیستم‌های تبرید تولید شده است. این گریس آبگریز بوده و نارسانا میباشد. همچنین پایداری خوبی در دماهای بالا و خواصی عالی در دماهای پایین دارد.
این نوع گریس به عنوان عایق الکتریکی شناخته می‌شود و روان کار خوبی به شمار می‌رود. سمیتی برای این نوع گریس به ثبت نرسیده است و علاوه بر روان کاری، برای آب‌بندی و حفاظت از یاتاقان‌ها و قطعه‌های فلزی متحرک مناسب است.
گریس PAO
گریس پایه PAO که با نام تجاری گرول 75 Greol 75 شناخته می‌شود، از دیگر انواع گریس موجود در بازار است.
پایه این گریس روغن مصنوعی پلی آلفا الفین است. پلی آلفا الفین روغنی با شاخص ویسکوزیته بالا، سازگاری خوب با روغن معدنی، نوسانات کم، محدوده دمای عملیاتی گسترده و پایداری اکسیداسیون بالا است. استفاده از این روغن به عنوان روغن پایه در برخی از گریس‌های با کیفیت برای روانکاری موتور یا دنده هیدرولیک به جهت خواص منحصربه‌فردی که دارد، کاملاً توجیه‌پذیر است.
گریس تفلونی
گریس تفلونی Greol EHT2گریسی سفید رنگ است که به طور وسیع در صنایع مختلفی نظیر خودرو، مواد غذایی، معدن، صنایع دریایی و فولاد برای روان کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این گریس کاهنده اصطکاک است و از ایجاد رسوب به وسیله آلاینده‌های جامد ممانعت می‌کند گریس تفلونی به جهت وجود افزودنی تفلون یا همان پلی تترا فلوئورو اتیلن به این نام شناخته می‌شود. به جهت وجود این افزودنی با خواص منحصربه‌فردی که دارد از جمله دوام و ماندگاری بالا، مقاومت خوب در برابر مواد شیمیایی و استحکام کششی گریس تفلونی برای روان کاری تجهیزات صنعتی گران‌قیمت که حفاظت و نگهداری از آن‌ها اهمیت بالایی دارد نظیر تراکتورها، قایق، ابزارهای برقی و صنعتی بسیار مناسب است.
گریس پایه مس
گریس پایه مس Greol HSCگریسی با ظرفیت تحمل بار بالا و رسانایی الکتریکی خوب (به جهت وجود فلز مس) است که علاوه بر کاهش میزان اصطکاک از خوردگی فلزات جلوگیری می‌کند.
این گریس در دماهای بالا مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد و به عنوان یک روان کننده عالی برای استفاده در صنایع مختلف نظیر خودروسازی، صنعت نساجی و معدن شناخته می‌شود.
آب‌بندی اتصالات فلز- فلز، روان کاری قطعه‌های فلزی که در معرض خوردگی قرار دارند و روان کاری یاتاقان‌ها برخی از کاربردهای بیان شده برای این نوع گریس است.
رتبه‌بندی NLGI
درواقع اولین شاخصی که نشان می‌دهد چه گریسی برای یک کاربرد مشخص مناسب است، همین رتبه NLGI میباشد.
این رتبه بر اساس غلظت یا همان قوام گریس صورت می‌گیرد به این شکل که تمامی گریس‌ها در 9 گروه از 000، 00، 0 تا عدد 6 قرار گرفته‌اند.
گریس‌هایی که رتبه پایینی دارند میزان روغن پایه آن‌ها بالاتر و حالت فیزیکی آن‌ها رو به مایع است به گونه‌ای که گریس با رتبه 000 کاملاً مایع است و عموماً برای روانکاری چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌شود. این در حالی است که گریس با رتبه 6 کاملاً سفت بوده و معمولاً برای آب‌بند کردن دستگاه‌ها به کار گرفته می‌شوند.
نکته 1: در آب و هوای گرم‌تر نظیر خاورمیانه یا آفریقا، برای ایجاد ثبات و جلوگیری از انحلال، استفاده از گرید (رتبه) بالاتر بهتر است. البته برای برخی از کاربردها، ممکن است چنین نباشد.
نکته 2: گریس‌هایی که دارای رتبه 2 هستند، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
گرانروی گریس
دومین فاکتوری که می‌بایست در هنگام انتخاب و خرید انواع گریس به آن توجه شود، میزان گرانروی یا همان ویسکوزیته روغن پایه است.
مهم‌ترین ویژگی هر روان‌کننده، میزان گرانروی آن است. مقدار گرانروی با گرید ISO بر روی بسته‌بندی محصول نشان داده می‌شود.
در کاربردهای سرعت بالا، اگر که ضریب سرعت بالا باشد برای عملکرد مناسب می‌بایست گریسی با درجه ویسکوزیته پایین انتخاب شود. به عنوان مثال برای ماشین‌آلات صنعتی سنگین ممکن است به گریسی با ویسکوزیته 450 نیاز باشد، در حالی که برای ماشین‌آلاتی چون تراکتور این میزان کم‌تر بوده و برای کامیون‌هایی که عمدتاً به یک برنامه پرسرعت نیاز دارند، برای حفظ کردن عملکرد بهینه یاتاقان‌ها از گریس با گرانروی روغن پایه 220 استفاده شود.
نوع غلیظ کننده
از اصلی‌ترین اجزاء تشکیل‌دهنده گریس، غلیظ کننده است. غلیظ کننده Thickener همچون اسفنج به هم پیوستن روغن پایه در انواع مختلف را با افزودنی‌های گریس ممکن می‌سازد و باعث می‌شود که روغن از حالت مایع یا همان سیال به نیمه سیال تبدیل شود.
غلیظ کننده همچنین عملکرد گریس را بهبود بخشیده و میزان تحمل فشار توسط آن را افزایش می‌دهد.
غلیظ کننده‌ها در انواع مختلف و بر پایه فلزاتی چون لیتیوم، آلومینیوم، سدیم، کلسیم، پلی اوره و خاک رس تولید شده و برای ساخت گریس با ویژگی‌های مناسب برای کاربردهای خاص به روغن پایه اضافه می‌شوند.
توجه به نقطه افت یا ریزش گریس dropping point
نقطه افت یا ریزش گریس به درجه دمایی اطلاق می‌گردد که در آن گریس حالت جامد خود را از دست داده و به مایع تبدیل می‌شود. این تغییر فیزیکی در گریس، نشان‌دهنده از دست رفتن عملکرد بهینه گریس است.
درواقع زمانی که دما به نقطه ریزش برسد، گریس کارایی خود را از دست خواهد داد (نقطه ریزش درواقع میزان مقاومت حرارتی گریس است). به همین دلیل زمانی که قرار است گریسی برای کاربردی خاص انتخاب شده و خریداری گردد، بهتر است به ماهبت آن کاربرد دقت شود به این معنا که اگر برای یک برنامه خاص دمای گفته شده 250 درجه سانتی‌گراد باشد، گریسی انتخاب و خریداری گردد که دارای نقطه ریزش 350 درجه سانتی‌گراد باشد.
نوع روغن پایه
اصلی‌ترین جزء گریس روغن پایه است. این روغن می‌تواند مصنوعی (سنتیک) یا معدنی باشد. بر اساس نوع کاربرد و شرایط نظیر مقدار دما، بار و فشار می‌بایست نوع مناسب از میان این دو را انتخاب کرد.
روغن سنتیک نسبت به روغن معدنی عملکرد بهتری در طیف وسیع‌تری از دما و در شرایط سخت‌تر دارد. از این رو در هنگام خرید گریس بر اساس شرایط، بهتر است نوع مناسب گریس طبق روغن پایه انتخاب شود.
از انواع مناسب گریس برای روان کاری می‌توان به گریس PAO اشاره کرد. روغن پایه این گریس، روغن سنتیک پلی آلفا الفین میباشد که به جهت برخورداری از خصوصیات منحصربه‌فرد و بسیار خوب در جهت کاهش اصطکاک و بالا رفتن میزان بهره‌وری و عملکرد برای روان کاری در صنایع مختلف از جمله صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
افزودنی EP
از دیگر نکاتی که در هنگام انتخاب و خرید انواع گریس باید به آن توجه کرد، دقت به برچسب EP” است. این برچسب نشان‌دهنده‌ی وجود افزودنی‌های تحت فشار در گریس است. در گریس‌هایی که این برچسب را دارند مکمل‌هایی چون گرافیت و مولبیدن دی سولفید قرار دارند. وجود چنین افزودنی‌هایی مقاومت گریس را در برابر اصطکاک و سایش نسبت به گریس‌های معمولی بیشتر کرده و آن را برای استفاده به عنوان روانکار در صنایع مختلف مناسب می‌کند. البته باید توجه داشت که برای یاتاقان‌های موتور الکتریکی نمی‌توان از چنین گریس‌هایی استفاده کرد چرا که در صورت چرب شدن بیش از اندازه سیم پیچ‌های موتور، احتمال خوردگی آن‌ها بیشتر می‌گردد.