زيت اصطناعي
الزيت الاصطناعي هو مادة تشحيم تتكون من مركبات كيميائية معدلة أو مصنعة صناعيًا. يُستخدم الزيت الاصطناعي كبديل للزيوت المكررة من البترول عند التشغيل في درجات حرارة قصوى، وفي عمليات تشكيل المعادن لتحقيق فوائد بيئية وغيرها، ولتشحيم ساعات البندول . توجد أنواع مختلفة من الزيوت الاصطناعية. تشمل مزايا استخدام زيوت المحركات الاصطناعية أداءً أفضل من حيث اللزوجة في درجات الحرارة المنخفضة والعالية، ومؤشر لزوجة أعلى ، وثباتًا كيميائيًا وثباتًا ضد القص . أما عيوبها فتتمثل في ارتفاع سعرها (لكل وحدة حجم) مقارنةً بالزيوت المعدنية ، واحتمالية تعرضها لمشاكل التحلل.
وصف
يتكون زيت التشحيم الاصطناعي من مركبات كيميائية معدلة أو مصنعة صناعيًا. يمكن تصنيع زيوت التشحيم الاصطناعية باستخدام مكونات بترولية معدلة كيميائيًا بدلًا من النفط الخام الكامل ، ولكن يمكن أيضًا تصنيعها من مواد خام أخرى. ومع ذلك، تظل المادة الأساسية في الغالب هي النفط الخام المقطر ثم المعدل فيزيائيًا وكيميائيًا. تُعد عملية التصنيع الفعلية وتركيبة الإضافات سرًا تجاريًا، وتختلف بين المنتجين. [ 1 ]
يستخدم
- يُستخدم الزيت الاصطناعي كبديل للزيوت المكررة من البترول عند التشغيل في درجات حرارة قصوى. [ 2 ] على سبيل المثال، تتطلب محركات الطائرات النفاثة استخدام الزيوت الاصطناعية، بينما لا تتطلب محركات الطائرات المكبسية ذلك . [ 3 ]
- تُستخدم الزيوت الاصطناعية أيضًا في تشكيل المعادن بالختم لما توفره من مزايا بيئية وغيرها مقارنةً بالمنتجات التقليدية القائمة على البترول والدهون الحيوانية. [ 4 ] وتُعرف هذه المنتجات أيضًا باسم "غير الزيتية" أو "الخالية من الزيت".
- يُستخدم زيت البولي ألكانوات الاصطناعي على نطاق واسع لتزييت ساعات البندول .
الأنواع
ممتلىء
تُصنع بعض الزيوت الاصطناعية من زيوت أساسية من المجموعة الثالثة، وبعضها الآخر من المجموعة الرابعة، بينما قد تكون زيوت اصطناعية أخرى مزيجًا من المجموعتين. رفعت شركة موبيل دعوى قضائية ضد شركة كاسترول، وكسبت كاسترول القضية بإثبات أن زيتها الأساسي من المجموعة الثالثة قد خضع لتعديلات كافية تجعله مؤهلًا ليكون زيتًا اصطناعيًا بالكامل. ومنذ ذلك الحين، أزال معهد البترول الأمريكي (API) جميع الإشارات إلى الزيوت الاصطناعية من وثائقه المتعلقة بالمعايير. إن مصطلح "اصطناعي بالكامل" هو مصطلح تسويقي وليس معيارًا للجودة قابلًا للقياس.
المجموعة الرابعة: PAO
بولي ألفا أوليفين (PAO) هو بوليمر غير قطبي يُصنع عن طريق بلمرة ألفا أوليفين. يُصنف ضمن المجموعة الرابعة من تصنيف API، وهو مركب كيميائي اصطناعي بالكامل. يُعد نوعًا محددًا من الأوليفينات (العضوية) يُستخدم كمادة أساسية في إنتاج معظم مواد التشحيم الاصطناعية. [ 5 ] ألفا أوليفين (أو α-أوليفين) هو ألكين تبدأ فيه الرابطة الثنائية بين ذرتي الكربون من ذرة الكربون ألفا، أي أن الرابطة الثنائية تقع بين ذرتي الكربون رقم 1 ورقم 2 في الجزيء. [ 6 ]
المجموعة الخامسة: مواد اصطناعية أخرى
تُعرّف زيوت الأساس من المجموعة الخامسة من قبل معهد البترول الأمريكي (API) بأنها أي نوع آخر من الزيوت بخلاف الزيوت المعدنية أو مواد التشحيم PAO.
تُعدّ الإسترات أشهر المركبات الاصطناعية في المجموعة الخامسة، وهي مركبات كيميائية اصطناعية بالكامل تتكون من مجموعة كربونيل مجاورة لرابطة إيثر . تُشتق الإسترات من تفاعل حمض أكسجيني مع مركب هيدروكسيلي مثل الكحول أو الفينول . عادةً ما تُشتق الإسترات من حمض غير عضوي أو حمض عضوي استُبدلت فيه مجموعة هيدروكسيل (-OH) واحدة على الأقل بمجموعة ألكيل (-O-alkyl ) ، وغالبًا ما يكون ذلك من الأحماض الكربوكسيلية والكحولات. أي أن الإسترات تتكون من تكثيف حمض مع كحول.
تُستخدم العديد من "الإسترات" المختلفة كيميائياً - نظراً لقطبيتها وخصائصها التشحيمية الممتازة عادةً - لأسباب مختلفة إما كمضافات أو كمواد أساسية للتشحيم. [ 6 ]
زيت بولي ألكيلين جليكول (PAG) الاصطناعي
مجموعة أدوات صناعية
- يُستخدم مصطلحا بولي ألكيلين جليكول وبولي جليكول بشكل متبادل. [ 7 ]
- تشكل مواد التشحيم الاصطناعية حوالي 4% من سوق مواد التشحيم، بينما تشكل مواد التشحيم البولي أكريلونيتريل جلايكول (PAGs) حوالي 24% من سوق مواد التشحيم الاصطناعية.
- الإيثيلين هو المادة الخام الأساسية المستخدمة في صناعة زيوت التشحيم الاصطناعية من نوع بولي جليكولات. عند تفاعل الإيثيلين والبروبيلين مع الأكسجين ، نحصل على أكسيد الإيثيلين (EO) وأكسيد البروبيلين (PO)، ومنهما تُصنع بولي ألكيلين جليكولات عن طريق البلمرة. تُصنع بولي ألكيلين جليكولات عادةً من خلال دمج أكسيد الإيثيلين و/أو أكسيد البروبيلين مع الكحول أو الماء.
- تؤثر نسبة الخلط بين أكسيد الإيثيلين وأكسيد البروبيلين، بالإضافة إلى الأكسجين المرتبط في التركيب الكيميائي، بشكلٍ حاسم على سلوك البولي جليكولات. تستخدم صناعة التروس بشكلٍ أساسي بولي جليكولات بنسبة أكسيد الإيثيلين إلى أكسيد البروبيلين تتراوح بين 50:50 و60:40، والتي تُظهر سلوكًا مشابهًا جدًا. تُعرف البولي جليكولات التي تتميز بهذا التركيب عمومًا باسم البولي جليكولات القابلة للذوبان في الماء. [ 8 ]
- تتكون الزيوت الأساسية من بولي ألكيلين جليكول عن طريق تفاعل الكحول مع واحد أو أكثر من أكاسيد الألكيلين: يوفر أكسيد البروبيلين عدم الذوبان في الماء، ويوفر أكسيد الإيثيلين الذوبان في الماء.
خصائص PAG
تتميز مواد البولي أكريلونيتريل جلايكول (PAGs) بقدرة عالية على التزييت، وقطبية عالية، وخصائص احتكاك منخفضة، ومؤشر لزوجة عالٍ، وسرعات تبريد مضبوطة، وثبات حراري جيد، وتآكل منخفض. وهي متوفرة في كل من الأشكال القابلة للذوبان في الماء وغير القابلة للذوبان فيه. [ 9 ]
يستخدم PAG
تُستخدم زيوت البولي أكريليك أسيد (PAGs) على نطاق واسع في سوائل التبريد، وسوائل تشغيل المعادن، وزيوت التروس، وزيوت السلاسل، ومواد التشحيم المستخدمة في صناعة الأغذية، بالإضافة إلى استخدامها كمواد تشحيم في أنظمة الهيدروليك من نوع HFC ومعدات ضواغط الغاز. [ 9 ] وتستخدم أكبر شركتين أمريكيتين مصنعتين لضواغط الهواء زيوت PAG في ضواغط الهواء اللولبية الدوارة. [ 7 ] كما تُستخدم زيوت PAG ذات درجات اللزوجة المختلفة (عادةً ISO VG 46 أو ISO VG 100) كمواد تشحيم لضواغط أنظمة تكييف الهواء في السيارات التي تستخدم مواد تبريد ذات قدرة منخفضة على إحداث الاحتباس الحراري .
مزايا PAG
- تتوفر مواد التشحيم متعددة الحلقات (PAGs) بمجموعة واسعة من درجات اللزوجة ومجموعات الإضافات لتناسب استخدامات متنوعة. بعض خصائص هذه المواد، مثل قابليتها للذوبان في الماء، لا تتوفر عادةً في مواد التشحيم الاصطناعية الأخرى، مثل البولي ألفا أوليفينات (PAO).
- تمنع البولي أكريلاميدات (PAGs) تكوّن الرواسب والورنيش عند درجات الحرارة العالية. تتميز البولي أكريلاميدات بمؤشرات لزوجة أعلى من البولي أكريلاميدات العضوية (PAOs). [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
- في التروس الكبيرة، أدى استخدام مادة التشحيم PAG إلى احتكاك أقل من مادة التشحيم PAO. [ 8 ]
- زيوت PAG قطبية، مما يعني أن طبقة الزيت تتشكل بسهولة على جميع الأجزاء المعدنية المتحركة، مما يقلل من تآكل بدء التشغيل.
- يمكن أن تكون البولي أكريلاميدات قابلة للتحلل الحيوي بدرجة عالية، وخاصة البولي أكريلاميدات القابلة للذوبان في الماء. [ 13 ]
- تؤدي مولدات الطاقة الكهروضوئية أداءً أفضل في ظروف الطقس القاسية. [ 14 ]
عيوب PAG
- لا تتوافق مواد البولي أكريلونيتريل مع الزيوت المعدنية ، ومعظم موانع التسرب، والدهانات ، والورنيشات . [ 15 ] [ 7 ]
- الزيوت الاصطناعية أغلى ثمناً من الزيوت المعدنية. [ 16 ]
توافق ختم PAG
- عادةً ما يكون PAG متوافقًا مع مواد الفلوروإيلاستومر القائمة على الفلوروكربون ومطاط السيليكون فينيل ميثيل السيليكون (VMQ) .
- يعمل PAG كمذيب، حيث يذيب ويزيل الشحوم المعدنية التي تسبب بطء الحركة وتسرب الهواء، وقد يؤدي إلى توقف الصمامات رباعية الاتجاه عن العمل. [ 17 ] [ 18 ]
- لا يتوافق المطاط الطبيعي، ومطاط بونا-إن، ومعظم موانع التسرب العادية مع زيوت PAG، وخاصةً موانع التسرب المطلية بالشحم المعدني. قد تتسبب زيوت PAG في انكماش أو انتفاخ موانع التسرب، مما يؤدي إلى تسرب شديد أو تعطلها. تستخدم أسطوانات الهواء المضغوط والصمامات رباعية الاتجاهات عادةً موانع تسرب من مطاط بونا-إن مطلية بالشحم المعدني. [ 7 ]
زيت شبه اصطناعي
الزيوت شبه الاصطناعية (وتسمى أيضاً "المزيجات الاصطناعية") هي مزيج من الزيوت المعدنية والزيوت الاصطناعية، مصممة لتوفير العديد من مزايا الزيوت الاصطناعية الكاملة دون تكلفتها. وقد طرحت شركة موتول أول زيت محركات شبه اصطناعي في عام 1966. [ 19 ]
يمكن اعتبار مواد التشحيم التي تحتوي على زيوت أساسية اصطناعية بنسبة أقل من 30%، ولكنها مزودة بمواد مضافة عالية الأداء تتكون من الإسترات، زيوت تشحيم اصطناعية أيضاً. وبشكل عام، تُستخدم نسبة الزيت الأساسي الاصطناعي لتحديد رموز السلع في البيانات الجمركية لأغراض ضريبية.
تساعد أنواع أخرى من الزيوت الأساسية في صناعة مواد التشحيم شبه الاصطناعية
تُسهم زيوت الأساس من النوعين API Group II و API Group III في تركيب زيوت تشحيم شبه اصطناعية أكثر اقتصادية. وتُستخدم زيوت الأساس المعدنية من الأنواع API Group I و II و II+ و III على نطاق واسع مع إضافات ومواد مُحسِّنة للأداء، بالإضافة إلى الإسترات و/أو بولي ألفا أوليفينات API Group IV، وذلك لتركيب زيوت تشحيم شبه اصطناعية. تُعتبر زيوت الأساس API Group III أحيانًا اصطناعية بالكامل، ولكنها لا تزال تُصنَّف ضمن أفضل زيوت الأساس المعدنية. كيميائيًا، تُعرَّف المادة الاصطناعية بأنها مادة مُنتَجة من خلال دمج أو بناء وحدات فردية في كيان موحد. زيوت الأساس الاصطناعية، كما وُصِفت أعلاه، مُصنَّعة ومُصمَّمة خصيصًا لتكون ذات بنية جزيئية مُتحكَّم بها وخصائص يُمكن التنبؤ بها، على عكس زيوت الأساس المعدنية، التي هي عبارة عن مخاليط مُعقَّدة من الهيدروكربونات والبارافينات الطبيعية. [ 20 ] [ 21 ]
أداء الزيت الاصطناعي
تشمل مزايا استخدام زيوت المحركات الاصطناعية تحسين أداء اللزوجة في درجات الحرارة المنخفضة والعالية القصوى، [ 22 ] وتحسين مؤشر اللزوجة ، [ 23 ] وتعزيز الثبات الكيميائي ومقاومة القص . [ 24 ] كما يساهم ذلك في تقليل الفاقد الناتج عن التبخر. [ 23 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] وهي مقاومة للأكسدة والتحلل الحراري ومشاكل ترسبات الزيت ، [ 28 ] وتوفر فترات تغيير زيت أطول، مع فائدة بيئية تتمثل في تقليل كمية الزيت المستخدم المُهدر. كما توفر تزييتًا أفضل في ظروف البرد القارس. [ 23 ] ويضمن استخدام الزيوت الاصطناعية عمرًا أطول للمحرك ، [ 23 ] مع حماية فائقة ضد تراكم الرماد والرواسب الأخرى في المناطق الساخنة للمحرك (خاصة في الشواحن التوربينية والشواحن الفائقة)، مما يقلل من احتراق الزيت ويحد من احتمالية انسداد قنوات الزيت. [ 22 ] يتحسن أداء السيارات مع زيادة صافية في القدرة الحصانية وعزم الدوران نتيجة انخفاض الاحتكاك الداخلي على المحرك. [ 28 ] علاوة على ذلك، يمكن أن يحسن ذلك من كفاءة استهلاك الوقود بنسبة تتراوح بين 1.8% و5%، كما هو موثق في اختبارات أساطيل المركبات. [ 23 ]
ومع ذلك، فإن زيوت المحركات الاصطناعية أغلى بكثير (لكل وحدة حجم) من الزيوت المعدنية [ 29 ] ، ولها مشاكل تحلل محتملة في بيئات كيميائية معينة (وخاصة في الاستخدام الصناعي). [ 30 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "كيف يُصنع الزيت الاصطناعي" . napaonline.com . 2016-11-28.
- ↑ تشحيم الآلات. "الزيوت التقليدية مقابل الزيوت الاصطناعية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2010-04-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-03-24 .
- ↑ "الزيت الاصطناعي: هل هو مناسب لطائرتك؟" . أخبار الطيران العام . 11 مارس 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 مارس 2017 .
- ↑ "أسئلة وأجوبة حول تشكيل المعادن" . شركة كيتس للتصنيع . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-03-2017 .
- ↑ "شرح مواد التشحيم المصنوعة من البولي ألفا أوليفين (PAO)" . www.machinerylubrication.com . تاريخ الاسترجاع: 26-06-2022 .
- 1 2 شركة سينلوب المحدودة.كل ما يتعلق بالزيوت الاصطناعية
- 1 2 3 4 " شرح زيت البولي ألكيلين جليكول الاصطناعي (PAG)" . www.machinerylubrication.com
- 1 2 "كلوبير | ورقة بيضاء عن الزيوت القائمة على البولي جليكول" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-10-2019 .
- زيوت التشحيم من كرودا | زيوت أساسها بولي ألكيلين جليكول
- ↑ "فهم بولي ألكيلين جليكول | ويل إسكوبار | علم الاحتكاك وتكنولوجيا التشحيم | مايو 2008" (PDF) .
- ↑ "وكالة حماية البيئة الأمريكية | مواد التشحيم المقبولة بيئياً | 2.3 بولي ألكيلين جليكولات (الصفحة 5)" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 16 فبراير 2017.
- ↑ "رخصة البيانات المفتوحة القياسية لوكالة حماية البيئة" . edg.epa.gov .
- ↑ "مواد التشحيم المقبولة بيئياً من قبل وكالة حماية البيئة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 16 فبراير 2017.
- ↑ "فوائد التحول إلى زيت المحركات الاصطناعي" . 10 فبراير 2020.
- ↑ "وكالة حماية البيئة الأمريكية | مواد التشحيم المقبولة بيئياً | 3.4 مزايا وعيوب مواد التشحيم القائمة على بولي ألكيلين جليكول (صفحة 8)" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 16 فبراير 2017.
- ↑ "هل يجب عليك استخدام الزيت الاصطناعي في سيارتك؟" . تقارير المستهلك . 10 يناير 2025.
- ↑ "سلسلة موبيل جلايجويل | مادة تشحيم التروس والمحامل والضواغط من بولي ألكيلين جلايكول (PAG)" .
- ↑ هيتش، جون (6 فبراير 2016). "فوائد استخدام مواد التشحيم القائمة على بولي ألكيلين جليكول" . ملخص المعدات الجديدة .
- ↑ تاريخ دلفي
- ↑ دليل ASTM للوقود ومواد التشحيم، كيمياء الهيدروكربونات، الصفحات 169-184، القسم 7
- ↑ ويلز، ج. جورج (من شركة موبيل أويل) (1980). أساسيات التشحيم . إم. ديكر. ISBN 9780824769765.
- 1 2 "الزيت الاصطناعي مقابل الزيت التقليدي | زيوت محركات موبيل" . mobiloil.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-03-2017 .
- 1 2 3 4 5 "زيت المحركات الاصطناعي - مجلة جنرال موتورز للأداء عالي التقنية" . سوبر شيفي . 1 يناير 2002. تاريخ الاسترجاع: 24 مارس 2017 .
- ↑ ماركوفا، ل. ف.؛ ماكارنكو، ف. م.؛ كونغ، هـ.؛ هان، هـ. - ج. (2014). "تأثير مُعدِّلات اللزوجة على الخصائص الريولوجية للزيوت الاصطناعية". مجلة الاحتكاك والتآكل . 35 (5): 351-358 . doi : 10.3103/S1068366614050092 . S2CID 110320631 .
- ↑ "الزيوت الاصطناعية مقابل الزيوت المعدنية في التشحيم | أ. جاكسون | شركة موبيل للأبحاث والتطوير | ديسمبر 1987 | الصفحة 7، الشكل 5. مقارنة تقلب (ASTM D1160) زيوت البوليديسين والزيوت المعدنية SAE 10W-30" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 30 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يوليو 2017 .
- ↑ "تطوير وتطبيق نموذج لتركيب مواد التشحيم لدراسة تأثيرات نقل الزيت، والتبخر، وتخفيف الوقود، وتلوث السخام على خواص التشحيم واحتكاك المحرك" بقلم غريس شيانغ غو، بكالوريوس هندسة ميكانيكية، جامعة ميشيغان، 2012 | الصفحة 96 ... نظرًا لارتفاع درجات الحرارة بالقرب من النقطة الميتة العليا للمكبس، تتبخر الهيدروكربونات الخفيفة المتطايرة وتغادر النظام. تختفي المركبات ذات عدد ذرات الكربون المنخفض بمعدل أسرع نظرًا لتقلبها العالي ومعدلات تبخرها. | الصفحة 64 الشكل 5-4: منحنى اللزوجة لنوعين مختلفين من الزيت باستخدام صيغة والثر | الصفحة 68 الشكل 5-5: نقطة غليان أنواع الزيت ووزنها الجزيئي" (ملف PDF) .
- ↑ "الصفحة الرئيسية" . 17 مايو 2014. مؤرشف من الأصل في 17 مايو 2014.
- 1 2 "لماذا نستخدم زيت المحركات الاصطناعي الممتاز؟ الزيت الاصطناعي الممتاز مقابل الزيت العادي" . رويال بيربل . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15-10-2018 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-03-2017 .
- ↑ "زيت المحركات الاصطناعي مقابل زيت المحركات المعدني" . شبكة هوت رود . 1 أغسطس 2002. تاريخ الاسترجاع: 24 مارس 2017 .
- ↑ "مساوئ استخدام زيت المحركات الاصطناعي" . لا يزال يعمل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-07-02 .
- زيوت المحركات
- مواد تشحيم غير بترولية
- علم القبائل
