أظهر تقرير تحليل زيتك مؤخرًا أن نسبة TBN تبلغ 4.2 ملغ من هيدروكسيد البوتاسيوم/غرام. بدأتَ بـ 9.5 ملغ من هيدروكسيد البوتاسيوم/غرام قبل 300 ساعة فقط. هناك شيء ما يستهلك احتياطي القلوية في زيتك أسرع مما ينبغي، وعليك معرفة السبب قبل أن يصل هذا الرقم إلى الصفر.
يقيس الرقم الأساسي الإجمالي (TBN) قدرة زيتك على تحييد الأحماض المتكونة أثناء الاحتراق والتشغيل. عندما ينخفض الرقم الأساسي الإجمالي بشكل كبير، تهاجم الأحماض محامل المحرك وجدران الأسطوانات والأسطح الحساسة الأخرى. والنتيجة هي تآكل تآكلي يكلف آلاف الدولارات لإصلاحه.
تحييد الأحماض من الاحتراق
يُنتج محركك حمضًا عند احتراق الوقود. وهذا هو السبب الرئيسي لانخفاض TBN.
يحتوي وقود الديزل على الكبريت، بل بكميات كبيرة أحيانًا. عند ارتفاع درجة حرارة الاحتراق إلى 1,000 درجة مئوية أو أكثر، يتحول هذا الكبريت إلى ثاني أكسيد الكبريت، ثم يتحد مع الرطوبة مُكوّنًا حمض الكبريتيك.
درجات حرارة الاحتراق التي تزيد عن 1,200 درجة مئوية تُجبر النيتروجين والأكسجين في الهواء على الاتحاد، مُنتجةً أكاسيد النيتروجين (NOx). تتفاعل هذه المركبات مع بخار الماء في علبة المرافق لإنتاج حمض النيتريك. تُعيد أنظمة إعادة تدوير غاز العادم (EGR) تدوير هذه الغازات إلى مدخل الهواء، مما يزيد من التعرض لأكاسيد النيتروجين ويُسرّع استهلاك النيتروجين.
أكسدة الزيت والتحلل الحراري
يُنتج أكسدة الزيت مركبات حمضية تُؤثر على احتياطياتك القلوية من زاوية مختلفة عن أحماض الاحتراق. عندما تتفاعل جزيئات الزيت مع الأكسجين عند درجات حرارة مرتفعة، تُشكل أحماضًا عضوية، ورواسب، وورنيشًا. يجب أن تُعادل إضافات TBN هذه الأحماض أيضًا.
درجة الحرارة تجعل الأكسدة أسيّة، وليست خطية. تُظهر الاختبارات الصناعية عند 150 درجة مئوية أن استنفاد TBN يتسارع بشكل كبير مقارنةً بالتشغيل عند 100 درجة مئوية. مع كل زيادة قدرها 10 درجات مئوية في درجة حرارة التشغيل فوق 100 درجة مئوية، يتضاعف معدل أكسدة الزيت تقريبًا.
تلوث المياه
يدخل الماء إلى نظام التزييت عبر التكثيف، أو تسربات سائل التبريد، أو بيئات التشغيل الرطبة. بمجرد دخوله، يتفاعل مع مركبات الكبريت والنيتروجين لتسريع تكوين الأحماض. كلما طالت مدة ملامسة الماء للزيت، زاد استهلاكه من TBN.
تخفيف الوقود في علبة المرافق
يدخل الوقود إلى علبة المرافق عبر حلقات المكبس البالية، أو من خلال عطل في أختام الحاقن، أو من الاحتراق غير الكامل أثناء التشغيل البارد. يُسبب تخفيف وقود الديزل بنسبة تزيد عن 2-3% مشاكل متعددة، واستنزاف TBN مشكلة لا يُمكن تجاهلها.
يُسرّع التخفيف من تكوين الأحماض. يحتوي الوقود على الكبريت ومركبات أخرى تتأكسد داخل علبة المرافق، مما يُنتج أحماضًا إضافية تستهلك احتياطياتك القلوية. كلما زادت كمية الوقود في الزيت، زادت الأحماض المُولّدة.
التلوث الناتج عن النفخ واحتراق الغازات
إن غازات الاحتراق التي تتسرب من حلقات المكبس الخاصة بك تخلق سلسلة من المشاكل التي تؤثر سلبًا على TBN الخاص بك.
يدفع النفخ غازات الاحتراق الساخنة إلى علبة المرافق. تحتوي هذه الغازات على ثاني أكسيد الكبريت، وأكاسيد النيتروجين، ووقود محترق جزئيًا، وبخار الماء. تتفاعل جميع هذه المركبات مع الزيت لتكوين الأحماض.
استنزاف المواد المضافة تحت أحمال المحرك العالية
يؤدي التشغيل المستمر تحت أحمال عالية إلى زيادة درجات حرارة الاحتراق، مما يزيد من تكوّن الأحماض. عند تشغيل معداتك بطاقتها المقدرة بنسبة 80-100% لفترات طويلة، تُنتج نواتج احتراق ثانوية أكثر في الساعة مقارنةً بتشغيل المعدات بين أحمال خفيفة ومتوسطة.
ما هي ظروف التشغيل التي تؤدي إلى تسريع انخفاض TBN؟
تُهيئ ظروف تشغيل مُعينة ظروفًا مثالية لاستنزاف TBN. إليك ما يُسرّع العملية:
1. استخدام الوقود عالي الكبريت
يُنتج الوقود الذي يحتوي على نسبة كبريت أعلى من 15 جزءًا في المليون من حمض الكبريتيك كمية أكبر بكثير أثناء الاحتراق. تحتوي بعض أنواع الوقود الصناعي والبحري على ما بين 500 و2,700 جزء في المليون من الكبريت. يمكن لهذه الأنواع من الوقود استنفاد TBN أسرع بخمس إلى عشر مرات من الديزل منخفض الكبريت للغاية (ULSD) الذي يحتوي على أقل من 15 جزءًا في المليون.
2. ارتفاع درجات حرارة التشغيل
تُسرّع درجات حرارة الزيت التي تزيد عن 100 درجة مئوية عملية الأكسدة بشكل كبير. المعدات التي تعمل باستمرار بدرجة حرارة زيت تتراوح بين 120 و140 درجة مئوية ستستنزف مادة TBN أسرع بمرتين تقريبًا من المعدات المماثلة التي تعمل بدرجة حرارة تتراوح بين 90 و100 درجة مئوية. درجات الحرارة التي تزيد عن 150 درجة مئوية قد تُسبب انهيارًا كارثيًا في مادة TBN خلال ساعات.
3. حالة المحرك أو المعدات سيئة
تزيد حلقات المكبس البالية من معدل النفخ بنسبة 50-300%. كما أن تسرب حشوات رأس الأسطوانة يُسبب تلوث سائل التبريد. ويؤدي تلف أختام الحاقن إلى تخفيف مستوى الوقود. كل عطل ميكانيكي يُؤدي إلى استنزاف أسرع لـ TBN. يمكن للمعدات ذات الحالة السيئة أن تستهلك TBN أسرع بمرتين إلى أربع مرات من المعدات جيدة الصيانة.
4. فترات تصريف الزيت الممتدة
إن تجاوز عمر الزيت الافتراضي المُصمم له يُعطي الأكسدة والتلوث وتكوين الأحماض وقتًا أطول للعمل. استنزاف TBN غير خطي، بل يتسارع مع مرور الوقت. تمديد فترة تصريف الزيت من 500 ساعة إلى 750 ساعة لا يمنحك عمرًا أطول بنسبة 50%. قد تحصل فقط على 20-30% زيادة في الوقت قبل أن يصل TBN إلى مستويات حرجة.
5. دورات العمل الشاقة والأحمال الثقيلة
يؤدي التشغيل المتقطع مع التشغيل البارد المتكرر إلى زيادة التكثف وعدم اكتمال الاحتراق. كما يؤدي التشغيل المستمر بحمولة عالية إلى زيادة أحماض الاحتراق وارتفاع درجات الحرارة. ويؤدي كلا الوضعين إلى استنزاف TBN أسرع من التشغيل المستمر بحمولة متوسطة. تحتاج المعدات شديدة التحمل عادةً إلى زيت ذي TBN بداية أعلى بنسبة 20-30% للوصول إلى فترات تغيير الزيت نفسها التي تحتاجها المعدات خفيفة التحمل.
6. بيئات التشغيل الملوثة
تُسرّع الظروف المتربة أو الرطبة استنفاد النيكل المعدني عبر آليات متعددة. يُسبب الغبار تآكلًا كاشطًا يزيد من النفخ. تُدخل الرطوبة الرطوبة التي تُسرّع تكوين الأحماض. يُمكن أن تزيد البيئات التعدينية والبناءية والبحرية الساحلية من معدلات استنفاد النيكل المعدني بنسبة 50-100% مقارنةً بالمنشآت الصناعية النظيفة المُكيّفة.
