هل تساءلت يومًا ما الذي يحدد سيولة الزيت عند درجات الحرارة المنخفضة؟
نقطة الصب هي أدنى درجة حرارة يبقى فيها الزيت قابلاً للصب قبل أن يتجمد. وهي خاصية أساسية تؤثر على أداء زيوت التشحيم والوقود وقدرته على التعامل في الظروف الباردة.
ما هي نقطة الصب
نقطة الصب هي أدنى درجة حرارة يحافظ عندها المنتج البترولي على خصائص تدفقه. وهي خاصية أساسية لتحديد مدى صلاحية الزيوت والوقود للاستخدام في درجات الحرارة الباردة.
تُستخدم طرق اختبار قياسية، مثل ASTM D97 وASTM D5949، لقياس نقطة الصب. تتضمن هذه الاختبارات تبريد عينة الزيت ومراقبة سلوك تدفقها. تتحقق الطريقة اليدوية (ASTM D97) من حركة السطح عند فترات زمنية محددة من درجات الحرارة، بينما تستخدم الطريقة الآلية (ASTM D5949) كواشف بصرية لمراقبة حركة العينة.
تتأثر نقطة الصب بعوامل مثل محتوى البارافين وتكوين بلورات الشمع. مع انخفاض درجة الحرارة، قد تتشكل بلورات الشمع، مما يعيق تدفق الزيت.
أهمية نقطة الصب
- أداء درجات الحرارة المنخفضة:تشير نقطة الصب إلى أدنى درجة حرارة يحتفظ عندها الزيت بخصائص التدفق، وهو أمر بالغ الأهمية لضمان التشحيم الكافي في الظروف الباردة.
- اختيار زيوت التشحيمنقطة الصب معيار أساسي لاختيار زيوت التشحيم للتطبيقات منخفضة الحرارة. يجب أن تكون نقطة صب الزيوت أقل من أدنى درجة حرارة تشغيل متوقعة.
- حماية المعدات:إن استخدام مواد التشحيم ذات نقاط الصب المناسبة يمنع الضرر الناتج عن تصلب الزيت، والذي يمكن أن يؤدي إلى زيادة التآكل وفشل المعدات.
- كفاءة إستهلاك الطاقة:إن الحفاظ على اللزوجة المثالية عند درجات الحرارة المنخفضة يقلل من الاحتكاك الداخلي في الآلات، مما يسمح للمعدات بالعمل بكفاءة أكبر وتقليل استهلاك الطاقة.
قياس نقطة صب المنتجات البترولية
طريقة دليل ASTM D97
يتم تحديد نقطة صب المنتجات البترولية باستخدام طريقة ASTM D97 اليدوية.
تتضمن العملية تبريد عينة الزيت في حوض. عند درجة حرارة 9 درجات مئوية فوق نقطة الصب المتوقعة، ثم كل 3 درجات مئوية بعد ذلك، يُقلب وعاء العينة للتحقق من حركة السطح.
عند عدم وجود تدفق، يُثبّت الوعاء أفقيًا لمدة 5 ثوانٍ. إذا استمر عدم تدفق الزيت، تُضاف 3 درجات مئوية إلى تلك الدرجة لتحديد نقطة الصب.
ASTM D5949 الطريقة التلقائية
يوفر معيار ASTM D5949 بديلاً آليًا لقياس نقطة الصب. تستخدم هذه الطريقة جهازًا يبرد العينة ويكتشف الحركة باستخدام مستشعرات بصرية.
يُبرَّد الزيت بمعدل ١٫٥±٠٫١ درجة مئوية/دقيقة. بفاصل ١ أو ٣ درجات مئوية، تُطبَّق نبضة من الغاز المضغوط على سطح العينة.
ترصد عدة كاشفات بصرية أي حركة. تُسجَّل أدنى درجة حرارة تُكتشف عندها الحركة كنقطة صب.
ما هو مثبط نقطة الصب؟
مثبطات نقطة الصب هي مواد مضافة تستخدم لتحسين خصائص التدفق عند درجات الحرارة المنخفضة لمنتجات البترول ومواد التشحيم.
تشمل الأنواع الشائعة من مُخفِّضات نقطة الانسكاب النفثالينات المؤلكلة، والبولي ميثاكريلات، وبوليمرات أسيتات الإيثيلين-فينيل. تعمل هذه المواد عن طريق تعديل تكوين ونمو بلورات شمع البارافين التي تتكون طبيعيًا في الزيوت مع انخفاض درجات الحرارة.
تُغيّر مُخفِّضات نقطة الصب شكل وحجم بلورات الشمع، مما يمنع تكوّن هياكل كبيرة متشابكة قد تعيق تدفق الزيت. هذا يسمح للزيت بالبقاء قابلاً للضخ عند درجات حرارة أقل من نقطة صبّه الطبيعية.
نقطة صب زيوت التشحيم المختلفة
| نوع الزيت/المزلق | نقطة الصب (درجة مئوية) |
|---|---|
| الزيوت الخام | -40 ل30 |
| الزيوت الأساسية البارافينية | -15 إلى -40 |
| زيوت معدنية | -9 إلى -40 |
| إسترات البوليول | -40 إلى -70 |
| وقود الديزل | -35 إلى -55 |
| زيوت هيدروليكية | -30 إلى -60 |
| زيوت المحرك | -30 إلى -50 |
| سوائل ناقل الحركة | -40 إلى -55 |
| زيوت التروس | -30 إلى -45 |
| زيوت التشحيم للتبريد | -50 إلى -70 |
العوامل المؤثرة على نقطة الصب
تركيبة الزيت
تتأثر نقطة صب النفط الخام بشكل كبير بتركيبته، وخاصةً بمحتوى شمع البارافين. وعادةً ما تتميز الزيوت الخام ذات المحتوى الأعلى من البارافين بنقاط صب أعلى.
يلعب مصدر النفط الخام دورًا حاسمًا أيضًا، إذ تُنتج المواقع الجغرافية المختلفة زيوتًا ذات تركيبات كيميائية متباينة. على سبيل المثال، غالبًا ما تختلف خصائص نقطة صب النفط الخام من بحر الشمال مقارنةً بالنفط الخام من مناطق أخرى.
إضافات
مُخفِّضات نقطة الصب (PPDs) هي إضافات تُخفِّض نقطة صب المنتجات البترولية بفعالية. تعمل هذه الإضافات، مثل كوبوليمرات الأوليفين والنفثالينات المؤلكلة، على تعديل تكوين بلورات الشمع.
تتداخل PPDs مع النمو البلوري الجانبي لجزيئات الشمع، مما يمنعها من تكوين هياكل متشابكة كبيرة تعيق تدفق الزيت في درجات الحرارة المنخفضة.
لزوجة
اللزوجة ونقطة الانسكاب خواص مترابطة في زيوت التشحيم. عمومًا، تميل الزيوت ذات مؤشرات اللزوجة العالية إلى أن تكون نقاط الانسكاب منخفضة.
درجة حرارة ظهور الشمع: الفرق بين نقطة الصب والأهمية
تختلف درجة حرارة ظهور الشمع (WAT)، المعروفة أيضًا بنقطة السحب، عن نقطة الصب، ولكنها تُعدّ بنفس الأهمية لفهم سلوك الزيت في درجات الحرارة المنخفضة. درجة حرارة ظهور الشمع هي درجة الحرارة التي تبدأ عندها بلورات الشمع بالتشكل في الزيت، بينما نقطة الصب هي أدنى درجة حرارة يستمر عندها الزيت بالتدفق.
الأسئلة الشائعة
كيف تؤثر نقطة الصب على أداء زيت المحرك؟
تضمن نقطة الصب المنخفضة تدفق زيت المحرك وتزييت الأجزاء المتحركة بشكل فعال، حتى في درجات الحرارة الباردة، مما يمنع تلف المحرك أثناء التشغيل البارد.
كيف تقارن نقطة صب الديزل الحيوي بالديزل التقليدي؟
يتمتع الديزل الحيوي عمومًا بنقطة صب أعلى من الديزل التقليدي، وهو ما قد يحد من استخدامه في المناخات الباردة دون إضافات أو مزجه بالديزل القائم على البترول.
في الخلاصة
نقطة الصب خاصية أساسية في زيوت التشحيم والوقود. فهي تشير إلى أدنى درجة حرارة يمكن أن يتدفق عندها السائل، وهو أمر أساسي للحفاظ على التزييت الجيد وتدفق الوقود في مختلف التطبيقات.
يُساعد فهم نقطة الصب في اختيار مواد التشحيم والوقود المناسبة لظروف التشغيل المحددة. لمعرفة المزيد عن نقطة الصب وأهميتها، يُرجى استشارة خبراء الصناعة أو مراجعة المصادر التقنية الموثوقة.
