زيوت الأساس من المجموعة الثالثة: الخصائص، الدرجات، والتطبيقات

يشكل زيت الأساس العمود الفقري لأي مادة تشحيم، حيث يمثل عادةً من 60% إلى 90% من حجم المنتج النهائي. تؤثر جودته بشكل مباشر على الخصائص الحيوية للمادة المشحمة مثل اللزوجة، وثبات الأكسدة، والذوبانية، والتطاير. يقوم معهد البترول الأمريكي (API) بتصنيف زيوت الأساس إلى خمس مجموعات (من الأولى إلى الخامسة) بناءً على مستوى المركبات المشبعة، ومحتوى الكبريت، ومؤشر اللزوجة (VI). بشكل عام، يشير ارتفاع نسبة المركبات المشبعة، وانخفاض الكبريت، وارتفاع مؤشر اللزوجة إلى جودة أفضل لزيت الأساس.

تبرز زيوت الأساس من المجموعة الثالثة لنقاوتها وأدائها الاستثنائي مقارنة بزيوت المجموعتين الأولى والثانية، مما يضعها ضمن فئة زيوت الأساس عالية الجودة. تُنتج هذه الزيوت من خلال عمليات متقدمة مثل التكسير الهيدروجيني الشديد (Severe Hydrocracking) للنفط الخام أو عمليات اصطناعية مبتكرة مثل تقنية التحويل من الغاز إلى السائل (Gas-to-Liquid – GTL). تتضمن عملية التكسير الهيدروجيني تكسير جزيئات الهيدروكربون الكبيرة في وجود الهيدروجين وعامل مساعد، مما يؤدي بفعالية إلى إزالة الشوائب، وتقليل المركبات الأروماتية، وزيادة مستوى المركبات المشبعة. والنتيجة هي زيت أساس بخصائص محسّنة بشكل كبير، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا.

تعريف وخصائص زيوت الأساس من المجموعة الثالثة

تتميز زيوت الأساس من المجموعة الثالثة بالمواصفات الرئيسية التالية:

• مستوى التشبع: أكثر من 90%
• محتوى الكبريت: أقل من 0.03%
• مؤشر اللزوجة (VI): أعلى من 120

هذه المواصفات ترسخ مكانة زيوت الأساس من المجموعة الثالثة كزيوت أساس عالية الجودة جدًا، ويُشار إليها أحيانًا بـ “زيوت الأساس الاصطناعية” أو “زيوت الأساس ذات مؤشر اللزوجة العالي جدًا (VHVI)” نظرًا لخصائص أدائها المتفوقة.

الخصائص الرئيسية:

• ثبات ممتاز ضد الأكسدة: نظرًا لنقاوتها العالية وخلوها من المركبات غير المرغوب فيها، فإنها تتمتع بمقاومة عالية جدًا للأكسدة، مما يطيل عمر خدمة مادة التشحيم بشكل كبير.
• تطاير منخفض: تتميز بتطاير منخفض جدًا، مما يقلل من تبخر الزيت عند درجات الحرارة العالية وبالتالي يقلل من استهلاك الزيت.
• خصائص ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة: تظهر أداءً رائعًا في الظروف الباردة، وتحافظ على سيولتها بفضل نقطة الانسكاب المنخفضة. وهذا أمر بالغ الأهمية لمواد التشحيم المستخدمة في المناخات الباردة أو التطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة.
• مؤشر لزوجة عالٍ: بفضل مؤشر اللزوجة الذي يزيد عن 120، فإن لزوجتها تتغير بشكل طفيف مع تقلبات درجة الحرارة، مما يضمن أداءً مستقرًا للمادة المشحمة عبر نطاق أوسع من درجات حرارة التشغيل.
• وضوح ولون فاتح: تؤدي نقاوتها العالية عادةً إلى مظهر شفاف وعديم اللون.
• استجابة للمواد المضافة: على الرغم من أن ذوبانيتها المتأصلة قد تكون أقل من زيوت المجموعة الأولى، إلا أنها تتفاعل بفعالية مع الإضافات المناسبة، مما يسمح بتركيب مواد تشحيم عالية الأداء بشكل استثنائي.
• ثبات حراري عالٍ: تُظهر مقاومة قوية للتحلل الحراري، وهي خاصية حاسمة للمحركات الحديثة التي تعمل في درجات حرارة مرتفعة.

المزايا والقيود

المزايا:

• أداء متفوق: مثالية للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا وظروف تشغيل قاسية، بما في ذلك محركات السيارات الحديثة ومواد التشحيم الصناعية المتقدمة.
• عمر أطول لمواد التشحيم: بفضل ثباتها الممتاز ضد الأكسدة والحرارة، فإنها تطيل بشكل كبير من عمر خدمة مادة التشحيم.
• تقليل استهلاك الزيت: يؤدي تطايرها المنخفض إلى تقليل التبخر، وبالتالي يقل استهلاك الزيت.
• تحسين كفاءة استهلاك الوقود: يمكن أن تسهم لزوجتها المثلى وخصائص التدفق في تحسين كفاءة استهلاك الوقود.
• صديقة للبيئة: نقاوتها العالية وانبعاثاتها المنخفضة تجعلها خيارًا أكثر وعيًا بالبيئة.

القيود:

• تكلفة أعلى: تؤدي عمليات الإنتاج المعقدة والمتقدمة إلى ارتفاع سعرها مقارنة بزيوت الأساس من المجموعتين الأولى والثانية.
• ذوبانية أقل: ذوبانيتها المتأصلة للمواد المضافة أقل بشكل عام من زيوت المجموعة الأولى، مما قد يستلزم استخدام إضافات خاصة أو تركيبات أكثر دقة في مادة التشحيم النهائية.

درجات زيوت الأساس من المجموعة الثالثة

تُصنف زيوت الأساس من المجموعة الثالثة بناءً على لزوجتها الحركية عند 100 درجة مئوية. تحدد هذه اللزوجة قدرة مادة التشحيم على تكوين طبقة زيت كافية وتحمل الأحمال تحت درجات حرارة التشغيل. تشمل درجات زيوت الأساس من المجموعة الثالثة الشائعة 2 سنتي ستوكس، 4 سنتي ستوكس، 6 سنتي ستوكس، و 8 سنتي ستوكس (اللزوجة الحركية عند 100 درجة مئوية) وما فوق. يشير ارتفاع قيمة السنتي ستوكس إلى لزوجة زيت أعلى.

2 سنتي ستوكس

تُعد هذه الدرجة هي الأخف من زيوت الأساس من المجموعة الثالثة. تُستخدم لزوجتها المنخفضة في تركيب زيوت المحركات ذات اللزوجة المنخفضة والسوائل الصناعية الخفيفة.

• التطبيقات: زيوت المحركات ذات اللزوجة المنخفضة (مثل 0W-20, 5W-20)، سوائل الهيدروليك الخفيفة، زيوت المحولات، سوائل تشغيل المعادن.

4 سنتي ستوكس

تُعد درجة 4 سنتي ستوكس واحدة من أكثر زيوت الأساس من المجموعة الثالثة شيوعًا، حيث توفر توازنًا جيدًا بين اللزوجة والأداء. تُستخدم على نطاق واسع في إنتاج مجموعة متنوعة من مواد التشحيم.

• التطبيقات: زيوت محركات السيارات (مثل 5W-30, 10W-30)، زيوت التروس الصناعية، سوائل نقل الحركة، سوائل الهيدروليك، زيوت التوربينات.

6 سنتي ستوكس

تُعد زيوت الأساس من المجموعة الثالثة ذات اللزوجة 6 سنتي ستوكس مناسبة للتطبيقات التي تتطلب ثباتًا أكبر لطبقة الزيت وقدرة أعلى على تحمل الأحمال.

• التطبيقات: زيوت المحركات الشاقة (مثل 10W-40, 15W-40)، زيوت التروس الصناعية عالية الأداء، زيوت الضواغط، الشحوم.

8 سنتي ستوكس وما فوق

صُممت هذه الدرجات والدرجات ذات اللزوجة الأعلى للتطبيقات الشديدة جدًا والظروف التشغيلية القاسية التي تتطلب طبقة زيت قوية وثباتًا حراريًا استثنائيًا.

• التطبيقات: زيوت محركات الديزل الثقيلة، مواد التشحيم الصناعية ذات الأحمال العالية، زيوت التروس الصناعية الثقيلة، سوائل الهيدروليك للتطبيقات ذات الضغط العالي.

تطبيقات زيوت الأساس من المجموعة الثالثة

بفضل خصائصها المتفوقة، تُستخدم زيوت الأساس من المجموعة الثالثة في مجموعة واسعة من الصناعات والتطبيقات المتقدمة.

• زيوت محركات السيارات: تُعد هذه الزيوت مكونًا أساسيًا في تركيب زيوت المحركات الحديثة عالية الأداء، بما في ذلك الأنواع الاصطناعية بالكامل وشبه الاصطناعية. تُساعد في الحفاظ على نظافة المحرك، وتقليل التآكل، وإطالة عمر المحرك في سيارات البنزين والديزل الأحدث. تلعب دورًا حيويًا، خاصةً في زيوت اللزوجة المنخفضة مثل 0W-20 و 5W-30، مما يُساهم في تحسين كفاءة استهلاك الوقود.
• زيوت التروس الصناعية: في علب التروس وأنظمة نقل الطاقة التي تتطلب مقاومة للأحمال الثقيلة وثباتًا حراريًا، تُقدم زيوت الأساس من المجموعة الثالثة أداءً ممتازًا.
• سوائل الهيدروليك: تُعد مناسبة لأنظمة الهيدروليك ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة بفضل ثباتها ضد الأكسدة وخصائصها المضادة للتآكل.
• زيوت الضواغط: تطايرها المنخفض وثباتها الحراري يجعل هذه الزيوت مثالية للاستخدام في ضواغط الهواء والغاز، حيث يُعد تقليل التبخر وتكوين الرواسب أمرًا بالغ الأهمية.
• الشحوم: تُستخدم في تركيب الشحوم عالية الأداء، خاصةً تلك المصممة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية أو المنخفضة.
• زيوت التوربينات: بالنسبة لتوربينات الغاز والبخار التي تتطلب ثباتًا حراريًا وأكسدة استثنائيًا، تُقدم زيوت الأساس من المجموعة الثالثة أداءً مثاليًا.
• زيوت المحولات: خصائصها العازلة الجيدة وثباتها ضد الأكسدة تجعلها مناسبة للاستخدام في المحولات الكهربائية.
• سوائل تشغيل المعادن: تُستخدم في بعض سوائل القطع والتبريد المتقدمة، بفضل ثباتها وأدائها في درجات الحرارة العالية.

المواصفات الفنية المختارة لدرجات زيت الأساس من المجموعة الثالثة

ملاحظة: قد تختلف القيم الواردة في الجدول أعلاه بناءً على المصنعين والمعايير المحددة.

التوقعات المستقبلية لزيوت الأساس من المجموعة الثالثة

يبدو مستقبل زيوت الأساس من المجموعة الثالثة مشرقًا ومتناميًا. نظرًا للطلب المتزايد على مواد التشحيم عالية الأداء والمعايير البيئية الأكثر صرامة، ستلعب زيوت الأساس من المجموعة الثالثة دورًا محوريًا في صناعة مواد التشحيم.

• نمو الطلب في صناعة السيارات: مع تقدم تكنولوجيا المحركات والاتجاه نحو زيوت المحركات ذات اللزوجة المنخفضة لتحسين كفاءة استهلاك الوقود، يتزايد الطلب على زيوت الأساس من المجموعة الثالثة باطراد. تتطلب المركبات الهجينة والكهربائية أيضًا مواد تشحيم خاصة وعالية الثبات، والتي غالبًا ما تُصاغ باستخدام زيوت المجموعة الثالثة.
• زيادة الاستخدام في مواد التشحيم الصناعية: تسعى مختلف الصناعات، بما في ذلك التصنيع والطاقة والبتروكيماويات، إلى مواد تشحيم يمكنها الأداء في ظروف تشغيل أكثر صعوبة، وتوفير عمر خدمة أطول، وتقديم كفاءة أعلى. تلبي زيوت الأساس من المجموعة الثالثة هذه المتطلبات بفعالية.
• التطورات التكنولوجية: سيساهم التقدم في عمليات الإنتاج (مثل تقنيات GTL) وتطوير محفزات جديدة في إنتاج زيوت أساس من المجموعة الثالثة بجودة أعلى وتكاليف إنتاج أكثر تنافسية.
• الاستدامة والبيئة: نظرًا لنقاوتها العالية وانبعاثاتها المنخفضة مقارنة بزيوت الأساس التقليدية، تتوافق زيوت المجموعة الثالثة مع اتجاهات الاستدامة العالمية وجهود تقليل الأثر البيئي.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

في هذا القسم، نجيب على بعض الأسئلة الشائعة حول زيوت الأساس، وخاصة زيوت الأساس من المجموعة الثالثة.

ما هي زيوت الأساس من المجموعة الثالثة؟ زيوت الأساس من المجموعة الثالثة (Group III Base Oil) هي فئة من زيوت الأساس المعدنية عالية الجودة جدًا، يتم إنتاجها من خلال التكسير الهيدروجيني الشديد للنفط الخام أو عمليات اصطناعية متقدمة مثل GTL. مواصفاتها الرئيسية وفقًا لتصنيف API تشمل: أكثر من 90% مركبات مشبعة، أقل من 0.03% كبريت، ومؤشر لزوجة (VI) أكبر من 120. هذه الزيوت مثالية لمواد التشحيم عالية الأداء والتطبيقات الصعبة نظرًا لنقاوتها العالية، وثباتها الممتاز ضد الأكسدة، وتطايرها المنخفض، وأدائها الجيد في درجات الحرارة المنخفضة.

ما هو الفرق الرئيسي بين زيوت الأساس من المجموعة الثالثة والمجموعتين الأولى والثانية؟ يكمن الفرق الرئيسي في عملية الإنتاج، وبالتالي في خصائصها النهائية.

• المجموعة الأولى: تُنتج عن طريق تكرير المذيبات، وتحتوي على أقل من 90% مشبعات، وأكثر من 0.03% كبريت، ومؤشر لزوجة يتراوح بين 80 و 120. تتميز بنقاء وثبات أقل.
• المجموعة الثانية: تُنتج عن طريق المعالجة الهيدروجينية، وتحتوي على أكثر من 90% مشبعات، وأقل من 0.03% كبريت، ومؤشر لزوجة يتراوح بين 80 و 120. توفر نقاء وثباتًا أفضل من المجموعة الأولى.
• المجموعة الثالثة: تُنتج عن طريق التكسير الهيدروجيني الشديد أو العمليات الاصطناعية، وتحتوي على أكثر من 90% مشبعات، وأقل من 0.03% كبريت، ومؤشر لزوجة أكبر من 120. تُقدم هذه المجموعة أعلى مستوى من النقاء والثبات والأداء بين زيوت الأساس المعدنية المكررة بشدة.

هل تُعتبر زيوت الأساس من المجموعة الثالثة اصطناعية؟ من الناحية الفنية، تُشتق زيوت الأساس من المجموعة الثالثة من النفط الخام، لذا فهي ليست “اصطناعية” تمامًا بمعنى أنها منتجة من مواد كيميائية غير بترولية (مثل PAOs أو الإسترات). ومع ذلك، نظرًا لعملية التكرير الشديدة جدًا وخصائص الأداء التي تشبه إلى حد كبير الزيوت الاصطناعية الحقيقية (المجموعتين الرابعة والخامسة)، يُشار إليها غالبًا بـ “زيوت الأساس شبه الاصطناعية” أو “الاصطناعية الناتجة عن التكسير الهيدروجيني”، ويمكنها في كثير من الأحيان أن تكون بديلاً للزيوت الاصطناعية الحقيقية في العديد من التطبيقات.

لماذا تُعد زيوت الأساس من المجموعة الثالثة أغلى ثمنًا؟ ينبع ارتفاع تكلفة زيوت الأساس من المجموعة الثالثة من عملية إنتاجها المعقدة والمتقدمة. يتطلب التكسير الهيدروجيني الشديد استثمارًا كبيرًا في المعدات، واستهلاكًا أعلى للطاقة، وتقنيات أكثر تعقيدًا. تنعكس هذه التكاليف الإنتاجية المرتفعة في السعر النهائي للمنتج.

هل يمكن خلط زيوت الأساس من المجموعة الثالثة مع مجموعات أخرى؟ نعم، في العديد من تركيبات مواد التشحيم، تُخلط زيوت الأساس من المجموعة الثالثة مع مجموعات أخرى (خاصة المجموعة الثانية) ومجموعة متنوعة من الإضافات لتحقيق الخصائص المطلوبة لمادة التشحيم النهائية لتطبيقات محددة. يُساعد هذا الخلط في تحسين كل من الأداء والتكلفة.

الخلاصة

لقد احتلت زيوت الأساس من المجموعة الثالثة مكانة بارزة في صناعة مواد التشحيم بفضل خصائصها الاستثنائية، بما في ذلك ثبات الأكسدة الممتاز، والتطاير المنخفض، والخصائص الفائقة في درجات الحرارة المنخفضة، ومؤشر اللزوجة العالي. هذه الزيوت، التي تُنتج من خلال عمليات متقدمة مثل التكسير الهيدروجيني الشديد أو GTL من النفط الخام، تُعد الخيار الأفضل لتركيب زيوت محركات السيارات الحديثة، وزيوت التروس الصناعية المتقدمة، وسوائل الهيدروليك عالية الأداء، ومجموعة واسعة من مواد التشحيم الصناعية المتخصصة، وذلك بفضل نقاوتها وأدائها المتميز.

في حين أن تكلفة إنتاجها الأعلى مقارنة بزيوت المجموعتين الأولى والثانية تُعد أحد قيود هذه المجموعة، فإن فوائدها العديدة، مثل إطالة عمر خدمة مادة التشحيم، وتقليل استهلاك الزيت، وتحسين كفاءة استهلاك الوقود، تُوفر قيمة مضافة كبيرة. مع الاتجاه المتزايد نحو معايير بيئية أكثر صرامة والطلب المتنامي على مواد التشحيم عالية الأداء عبر مختلف الصناعات، يبدو مستقبل زيوت الأساس من المجموعة الثالثة واعدًا للغاية. من المتوقع أن تستمر حصتها في سوق مواد التشحيم العالمية في الارتفاع، حيث لا تلبي هذه الزيوت احتياجات الصناعة الحالية فحسب، بل تُساهم أيضًا في تحقيق مزيد من الاستدامة والكفاءة في المستقبل.