چیست؟

MPC یا Membrane Patch Colorimetry یکی از مهم‌ترین شاخص‌های ارزیابی میزان آلودگی ناشی از وارنیش در روغن‌های صنعتی است. این آزمون میزان ذرات نرم و محصولات اکسیداسیون موجود در روغن را اندازه‌گیری می‌کند و نشان می‌دهد که روغن تا چه اندازه مستعد تشکیل رسوبات وارنیش است.

در صنایع نیروگاهی، پتروشیمی، فولاد، سیمان و صنایع نفت و گاز، کنترل مقدار MPC اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا افزایش آن می‌تواند موجب کاهش راندمان تجهیزات، خرابی شیرهای هیدرولیک، افزایش دمای یاتاقان‌ها و توقف خطوط تولید شود.

 

MPC چگونه ایجاد می‌شود؟

تشکیل MPC نتیجه فرآیندهای مختلف تخریب روغن است. مهم‌ترین عوامل ایجاد آن عبارت‌اند از:

۱. اکسیداسیون روغن

مهم‌ترین عامل افزایش MPC، اکسیداسیون روغن است. هنگامی که روغن مدت زیادی در دمای بالا کار می‌کند، مولکول‌های آن شکسته شده و ترکیبات قطبی تولید می‌شوند.

این ترکیبات در نهایت به وارنیش تبدیل خواهند شد.

 

۲. افزایش دمای سیستم

هرچه دمای کاری روغن بیشتر باشد، سرعت اکسیداسیون افزایش پیدا می‌کند.

دمای بالا باعث تولید:

  • رزین
  • لاک
  • وارنیش
  • لجن

می‌شود.

 

۳. ورود هوا به روغن

هوادهی بیش از حد باعث افزایش سرعت واکنش‌های شیمیایی شده و فرآیند تخریب روغن را تسریع می‌کند.

 

۴. وجود آب در روغن

آب یکی از مهم‌ترین عوامل کاهش عمر روغن است.

وجود رطوبت باعث:

  • اکسیداسیون سریع‌تر
  • خوردگی قطعات
  • تشکیل وارنیش

می‌شود.

 

۵. آلودگی‌های خارجی

ورود گردوغبار، ذرات فلزی و آلودگی‌های محیطی نیز موجب افزایش مقدار MPC خواهد شد.

 

عوامل مؤثر بر افزایش MPC

عوامل زیر بیشترین تأثیر را در افزایش عدد MPC دارند:

  • افزایش زمان کارکرد روغن
  • دمای زیاد
  • ورود اکسیژن
  • آلودگی فلزی
  • آب
  • کیفیت پایین روغن
  • استفاده از روغن نامناسب
  • اختلاط روغن‌های مختلف
  • کاهش آنتی‌اکسیدان‌ها

 

انواع روش‌های کنترل MPC

کنترل MPC نیازمند مجموعه‌ای از اقدامات پیشگیرانه و اصلاحی است.

۱. پایش دوره‌ای روغن

انجام آزمایش‌های منظم شامل:

  • MPC
  • TAN
  • ISO Cleanliness
  • Water Content
  • Viscosity

باعث تشخیص زودهنگام مشکلات خواهد شد.

 

۲. کنترل دمای روغن

هر ۱۰ درجه افزایش دما، سرعت اکسیداسیون را تقریباً دو برابر می‌کند؛ بنابراین استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده مناسب اهمیت زیادی دارد.

 

۳. حذف رطوبت

استفاده از تجهیزات آب‌گیر باعث کاهش سرعت تشکیل وارنیش می‌شود.

 

۴. جلوگیری از ورود هوا

رفع نشتی‌ها و جلوگیری از کف کردن روغن از تشکیل محصولات اکسیداسیون جلوگیری می‌کند.

 

۵. استفاده از سیستم‌های حذف وارنیش

امروزه تجهیزات تخصصی حذف وارنیش بهترین روش کنترل MPC محسوب می‌شوند.

 

وارنیش چیست؟

وارنیش نوعی رسوب نرم و چسبنده است که از محصولات اکسیداسیون روغن تشکیل می‌شود.

این رسوبات معمولاً روی:

  • شیرهای هیدرولیک
  • یاتاقان‌ها
  • سروو ولوها
  • پمپ‌ها
  • توربین‌ها

تشکیل می‌شوند.

 

مشکلات ناشی از وارنیش

افزایش وارنیش باعث ایجاد مشکلات زیر می‌شود:

  • گیر کردن شیرهای هیدرولیک
  • کاهش روانکاری
  • افزایش اصطکاک
  • افزایش دمای تجهیزات
  • خرابی یاتاقان
  • توقف تولید
  • افزایش هزینه تعمیرات

 

انواع فیلتراسیون وارنیش

برای حذف وارنیش روش‌های مختلفی وجود دارد.

۱. فیلتراسیون الکترواستاتیکی

در این روش ذرات بسیار ریز وارنیش توسط میدان الکتریکی جذب می‌شوند.

مزایا:

  • راندمان بالا
  • حذف ذرات زیر یک میکرون
  • افزایش عمر روغن

 

۲. فیلتراسیون عمقی (Depth Filter)

این فیلترها با استفاده از لایه‌های متعدد، ذرات نرم را جذب می‌کنند.

مزایا:

  • هزینه مناسب
  • نگهداری آسان
  • عملکرد پایدار

 

۳. فیلتراسیون با رزین جاذب

در این روش، رزین‌های مخصوص ترکیبات قطبی حاصل از اکسیداسیون را جذب می‌کنند.

مزایا:

  • کاهش سریع MPC
  • حذف وارنیش محلول
  • افزایش عمر روغن

 

۴. فیلتراسیون سلولزی

فیلترهای سلولزی توانایی جذب بخشی از محصولات اکسیداسیون را دارند و در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

۵. سیستم‌های ترکیبی

جدیدترین دستگاه‌های حذف وارنیش از ترکیب چند فناوری استفاده می‌کنند:

  • فیلتر عمقی
  • رزین جاذب
  • فیلتراسیون بسیار ریز
  • حذف آب

این تجهیزات بالاترین راندمان را در کاهش MPC دارند.

بیشتر بخوانیم:

https://www.spectro-oil.com/MPC_Membrane_Patch_Colourimetry_Industrial.html#:~:text=MPC%20is%20used%20to%20measure,sample%20onto%20a%20filter%20membrane.

 

مزایای کنترل MPC

کنترل مناسب MPC مزایای فراوانی دارد، از جمله:

  • افزایش عمر روغن
  • کاهش مصرف روغن
  • جلوگیری از تشکیل وارنیش
  • کاهش خرابی تجهیزات
  • افزایش عمر یاتاقان‌ها
  • کاهش توقف خطوط تولید
  • کاهش هزینه‌های تعمیرات
  • افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات

تفاوت MPC با شاخص‌های NAS و ISO 4406

یکی از اشتباهات رایج در پایش روغن‌های صنعتی، یکسان دانستن شاخص MPC با استانداردهای NAS و ISO 4406 است. در حالی که NAS و ISO تنها تعداد ذرات جامد و سخت موجود در روغن را ارزیابی می‌کنند، آزمون MPC میزان محصولات اکسیداسیون محلول، ذرات نرم زیرمیکرونی و پیش‌سازهای تشکیل وارنیش را نشان می‌دهد. به همین دلیل ممکن است یک سیستم هیدرولیک از نظر NAS و ISO کاملاً تمیز باشد، اما مقدار MPC همچنان بالا باقی بماند و خطر تشکیل وارنیش وجود داشته باشد. بنابراین، کاهش تعداد ذرات جامد به معنای کاهش ریسک وارنیش نیست و این دو شاخص باید در کنار یکدیگر بررسی شوند.

 

چرا فیلترهای معمولی نمی‌توانند MPC را کاهش دهند؟

فیلترهای متداول یک، سه یا حتی شش میکرون برای حذف ذرات جامد طراحی شده‌اند و عملکرد بسیار مناسبی در کاهش آلودگی‌های ذره‌ای دارند؛ اما محصولات ایجادکننده MPC عمدتاً به صورت مولکول‌های محلول یا ذرات نرم با اندازه‌ای کمتر از یک میکرون در روغن حضور دارند. این آلاینده‌ها به‌راحتی از فیلترهای معمولی عبور می‌کنند و به همین دلیل استفاده از فیلترهای ریزتر به تنهایی تأثیر قابل‌توجهی بر کاهش MPC ندارد. برای حذف این ترکیبات باید از فناوری‌هایی استفاده شود که توانایی جذب یا جداسازی محصولات اکسیداسیون و وارنیش را داشته باشند.

 

مؤثرترین فناوری‌های حذف وارنیش و کاهش MPC

براساس تجربه صنایع نیروگاهی، پالایشگاهی و سیستم‌های هیدرولیک حساس، مؤثرترین روش کاهش MPC استفاده از یونیت‌های حذف وارنیش رزینی (Resin-Based Varnish Removal Unit) است که با جذب مولکول‌های قطبی حاصل از اکسیداسیون، مقدار MPC را مستقیماً کاهش می‌دهند. پس از آن، تجهیزات الکترواستاتیکی، فیلترهای عمقی سلولزی و سیستم‌های Charge Agglomeration نیز می‌توانند در حذف ذرات نرم و وارنیش مؤثر باشند. با این حال، بهترین نتیجه زمانی حاصل می‌شود که این فناوری‌ها در کنار فیلتراسیون ذرات، حذف آب و کنترل دمای روغن به کار گرفته شوند تا از تشکیل مجدد وارنیش جلوگیری شود.

جهت مطالعه بیشتر: 

https://www.lubriad.com/blog/

نکات مهم در استفاده از یونیت‌های رزینی

اگرچه یونیت‌های رزینی یکی از مؤثرترین تجهیزات حذف وارنیش محسوب می‌شوند، اما استفاده دائمی از آن‌ها همیشه توصیه نمی‌شود. دلیل این موضوع آن است که برخی رزین‌ها علاوه بر محصولات اکسیداسیون، ممکن است بخشی از افزودنی‌های قطبی مفید روغن مانند آنتی‌اکسیدان‌ها، مواد ضدسایش و بازدارنده‌های خوردگی را نیز جذب کنند. به همین علت در بسیاری از صنایع، این تجهیزات تنها زمانی وارد مدار می‌شوند که مقدار MPC از حد مجاز بالاتر باشد و پس از رسیدن به مقدار هدف، از مدار خارج می‌شوند. همچنین پس از استفاده از واحدهای رزینی، پایش شاخص‌هایی مانند RBOT، FTIR، TAN و در صورت امکان RULER توصیه می‌شود تا از حفظ کیفیت روغن اطمینان حاصل شود.

 

بهترین راهکار برای کنترل پایدار MPC

تجربه عملی در سیستم‌های هیدرولیک و روانکاری نشان می‌دهد که کنترل پایدار MPC تنها با نصب یک دستگاه حذف وارنیش حاصل نمی‌شود، بلکه نیازمند یک برنامه جامع مدیریت روغن است. این برنامه شامل کنترل آلودگی ذرات با فیلتراسیون مناسب، کاهش رطوبت به کمتر از 100 ppm، حفظ دمای روغن در محدوده کمتر از 50 درجه سانتی‌گراد، جلوگیری از ورود هوا و انجام آزمون‌های دوره‌ای مانند MPC، NAS و ISO 4406 است. در چنین شرایطی نرخ تشکیل وارنیش به میزان قابل توجهی کاهش یافته، عمر روغن و تجهیزات افزایش پیدا می‌کند و نیاز به استفاده مداوم از یونیت‌های حذف وارنیش نیز کمتر خواهد شد.

 

MPC یکی از مهم‌ترین شاخص‌های پایش سلامت روغن‌های صنعتی است و افزایش آن نشان‌دهنده شروع تشکیل وارنیش و محصولات اکسیداسیون در سیستم روانکاری است. عواملی مانند دمای بالا، ورود آب، آلودگی، هوادهی و کاهش کیفیت روغن، نقش مهمی در افزایش MPC دارند. با پایش منظم روغن، کنترل شرایط بهره‌برداری و استفاده از سیستم‌های مناسب فیلتراسیون وارنیش مانند فیلترهای الکترواستاتیکی، عمقی و رزینی، می‌توان از تشکیل رسوبات جلوگیری کرد، عمر روغن و تجهیزات را افزایش داد و هزینه‌های تعمیرات و توقف تولید را به میزان قابل توجهی کاهش داد.