زيت الأساس من المجموعة 5: الخصائص والتطبيقات الرئيسية

زيوت الأساس هي المكونات الجوهرية لجميع منتجات التشحيم تقريبًا، حيث تشكل من 80% إلى 95% من تركيبها قبل إضافة المواد المضافة. إنها ضرورية لتقليل الاحتكاك والتآكل في الآلات، من محركات السيارات الصغيرة إلى المعدات الصناعية المعقدة. وضع معهد البترول الأمريكي (API) نظام تصنيف يقسم زيوت الأساس إلى خمس مجموعات (من I إلى V) بناءً على مستويات تشبعها ومحتوى الكبريت ومؤشر اللزوجة (VI). وبينما تُشتق المجموعات I و II و III من النفط الخام البترولي، تتكون المجموعة IV من مواد صناعية خالصة (بولي ألفا أوليفينات أو PAOs). تبرز زيوت الأساس من المجموعة 5 كأكثر الفئات تنوعًا، حيث تضم جميع أنواع زيوت الأساس الأخرى التي لا تتناسب مع المجموعات السابقة، مما يجعلها الخيار للتطبيقات عالية التخصص وعالية الأداء.

التمييز بين درجات زيت الأساس وتطبيقاتها

تختلف مجموعات زيت الأساس الخمس التابعة لمعهد API بشكل كبير في تركيبها الكيميائي، وعملية التكرير، وبالتالي في خصائص أدائها ومناسبتها لمختلف التطبيقات.

يكمن الاختلاف الجوهري في مستوى النقاء والتجانس الجزيئي. المجموعتان I و II أقل نقاءً وتوفران استقرارًا معتدلًا، مما يجعلهما مناسبتين للاستخدام العام. توفر المجموعتان III و IV أداءً فائقًا بفضل النقاء العالي والتركيب الجزيئي المتجانس، وتتفوقان في بيئات الإجهاد ودرجات الحرارة العالية. ومع ذلك، فإن المجموعة V هي فئة من السوائل المتخصصة ذات الخصائص الفريدة والمصممة لأدوار متخصصة لا تستطيع المجموعات الأخرى تلبيتها.

زيت الأساس من المجموعة 5: الخصائص والتطبيقات الرئيسية

تُعرَّف المجموعة 5 على أنها الفئة “الجامعة”، وتشمل أي زيت أساس غير مصنف ضمن المجموعة I أو II أو III أو IV (PAO). تتميز هذه المجموعة بـتنوعها الكيميائي، مما يترجم إلى مجموعة واسعة من ميزات الأداء المتخصصة للغاية.

الخصائص الرئيسية

• قابلية استثنائية للذوبان (Solvency): تتمتع العديد من زيوت المجموعة 5 (وخاصة الإسترات) بقابلية ذوبان ممتازة، مما يعني أنها تستطيع إذابة المواد المضافة بفعالية والحفاظ على نظافة الأسطح، وهي ميزة تُستخدم غالبًا لتعزيز أداء خلطات زيوت الأساس الأخرى.

• استقرار حراري وتأكسدي عالٍ: توفر أنواع معينة، مثل الإسترات ومركبات البولي ألكيلين جلايكول (PAGs)، استقرارًا تحت درجات حرارة عالية للغاية ومقاومة للتدهور.

• خصائص وظيفية مستهدفة: تشمل هذه المجموعة سوائل مُصممة لسمات محددة، مثل مقاومة اللهب (إسترات الفوسفات)، أو القابلية للتحلل البيولوجي (مواد التشحيم الحيوية)، أو التشحيم والتنظيف الفائق.

• توافق جيد مع المواد المضافة: غالبًا ما تُستخدم زيوت الأساس من المجموعة 5 كـزيوت أساس مساعدة أو إضافات لتعزيز خصائص مواد التشحيم من المجموعتين III و IV.

التطبيقات الرئيسية

نظرًا لطبيعتها المتخصصة، نادرًا ما تُستخدم زيوت الأساس من المجموعة 5 بمفردها كجزء رئيسي من مادة التشحيم، ولكنها تُستخدم في المجالات المتخصصة والمتطلبة وذات المواصفات العالية:

• مواد التشحيم للطيران والفضاء: لزيوت محركات الطائرات النفاثة ذات درجات الحرارة العالية، وغالبًا ما تستخدم البوليول إسترات.

• زيوت ضواغط التبريد: تعتبر مركبات البولي ألكيلين جلايكول (PAGs) حاسمة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد الحديثة بسبب توافقها مع المبردات.

• سوائل المحولات والهيدروليك: تُستخدم إسترات الفوسفات لمقاومتها للحريق في الأنظمة الهيدروليكية الحساسة ومعدات توليد الطاقة.

• مواد التشحيم من الدرجة الغذائية والصيدلانية: يُستخدم السيليكون والمواد الصناعية المتخصصة الأخرى حيث يكون التلامس العرضي مع المواد الاستهلاكية ممكنًا.

• تعزيز حزم الإضافات: تُخلط الإسترات بشكل شائع مع PAO (المجموعة IV) لتحسين توافق الختم وقابلية ذوبان المواد المضافة.

أنواع درجات زيت الأساس من المجموعة 5 وتطبيقات كل درجة

المجموعة 5 ليست عائلة كيميائية واحدة، بل هي مجموعة من الكيميائيات المتميزة. فيما يلي أبرز الدرجات:

1. الإسترات (الديإسترات والبوليول إسترات):

   • الخصائص: استقرار حراري ممتاز، خاصية تنظيف عالية، تشحيم جيد، وتوافق أفضل مع الأختام مقارنة بـ PAO.

   • التطبيقات: زيوت المحركات الصناعية عالية الأداء، مواد تشحيم محركات الطائرات النفاثة (البوليول إسترات)، وكمادة مضافة في تركيبات المجموعة IV لتعزيز قابلية الذوبان وتقليل انكماش الختم.

2. مركبات البولي ألكيلين جلايكول (PAGs):

   • الخصائص: مؤشر لزوجة عالٍ للغاية، استقرار حراري وقص ممتاز. كما أنها معروفة بأنها غير متوافقة تمامًا مع الزيوت المعدنية، مما يجعلها متميزة.

   • التطبيقات: سوائل الفرامل، زيوت ضواغط التبريد (خاصة أنظمة R-134a)، ومواد تشحيم التروس والتروس الدودية عالية الأداء.

3. إسترات الفوسفات:

   • الخصائص: مقاومة فائقة للحريق (غير قابلة للاشتعال/ذاتية الإطفاء).

   • التطبيقات: السوائل الهيدروليكية للطيران ومواد التشحيم للمعدات الصناعية عالية المخاطر حيث يشكل خطر الحريق مصدر قلق كبير (مثل أنظمة التحكم في التوربينات).

4. السيليكونات:

   • الخصائص: أداء في نطاق درجات الحرارة القصوى، مقاومة عالية للأكسدة، وخصائص تحرير ممتازة.

   • التطبيقات: الشحوم المتخصصة، سوائل التخميد، ومواد التشحيم من الدرجة الطبية/الغذائية.

5. زيوت النافثين (Naphthenic Oils) ومواد التشحيم الحيوية (Bio-lubes):

   • الخصائص: تتميز زيوت النافثين بشكل طبيعي بنقاط انسكاب منخفضة وقابلية جيدة للذوبان. توفر مواد التشحيم الحيوية (المعتمدة على الزيوت النباتية) قابلية التحلل البيولوجي.

   • التطبيقات: غالبًا ما تُستخدم زيوت النافثين في زيوت المحولات وزيوت المعالجة. تُستخدم مواد التشحيم الحيوية في المناطق الحساسة بيئيًا (مثل الغابات، البحرية).

الخلاصة: مستقبل التشحيم عالي الأداء

تمثل زيوت الأساس من المجموعة 5 قمة تكنولوجيا مواد التشحيم المتخصصة. إنها تملأ فجوات الأداء التي خلفتها المجموعات المعدنية وPAO، حيث توفر خصائص فريدة مثل مقاومة الحريق، والقدرة الفائقة على التنظيف، والتوافق مع مبردات محددة. ومع تطلب التقنيات الصناعية والسيارات لدرجات حرارة تشغيل أعلى، وفترات تصريف أطول، ومسؤولية بيئية أكبر، ستستمر أهمية زيوت الأساس من المجموعة 5 – وخاصة الإسترات وPAGs – في النمو. إنها مكونات حاسمة في صياغة الجيل القادم من مواد التشحيم المتطورة، مما يضمن عمل المعدات الحيوية بكفاءة وأمان في ظل أصعب الظروف.