روغنهای پایه یکی از مهمترین اجزای تشکیل دهنده روانکارها هستند و کیفیت آنها به طور مستقیم بر عملکرد، پایداری و طول عمر روغنهای موتوری، صنعتی و هیدرولیکی اثر میگذارد. استاندارد API روغنهای پایه را به پنج گروه تقسیم میکند که در این میان روغن پایه گروه 3 جایگاه ویژهای دارد. این گروه با اینکه از نظر منشا جزو روغنهای معدنی محسوب میشود، اما از نظر کیفیت و عملکرد بسیار شبیه به روغنهای سنتتیک است. در ادامه، بررسی کاملی از ویژگیها، روش تولید، مزایا، کاربردها و مقایسه آن با سایر گروههای پایه ارائه میشود.
روغن پایه گروه 3 چیست؟
روغن پایه گروه 3 یک نوع روغن باکیفیت است که از نفت خام تولید میشود اما طی فرآیندهای پیشرفتهای مانند هیدروکراکینگ (Hydrocracking) و هیدروایزومریزاسیون (Hydroisomerization) به مرحلهای میرسد که ساختار مولکولی آن تقریباً مشابه روغنهای سنتتیک میگردد.
طبق استاندارد API، روغن پایههای گروه 3 باید:
شاخص گرانروی (VI) بالاتر از 120 داشته باشند.
درصد ترکیبات اشباع آنها بیشتر از 90 درصد باشد.
گوگرد آنها کمتر از 0.03 درصد باشد.
این ویژگیها باعث میشود که روغنهای گروه 3 نسبت به روغنهای پایه گروه 1 و 2 عملکرد بسیار بهتری در دماهای بالا و پایین داشته باشند.
فرآیند تولید روغن پایه گروه 3
روغن گروه 3 از نفت خام به دست میآید، اما برخلاف روغن پایههای گروه 1 و 2 که بیشتر با فرآیندهای سادهتر تصفیه میشوند، روغن گروه 3 تحت عملیات پیچیدهتر و دقیقتری قرار میگیرد. مراحل اصلی شامل:
1. هیدروکراکینگ عمیق
در این فرآیند مولکولهای بزرگ هیدروکربنی با استفاده از هیدروژن و کاتالیست تحت فشار و دمای بسیار بالا شکسته شده و به ساختارهای پایدارتر و اشباعشده تبدیل میگردند. این عملیات باعث:
کاهش گوگرد
بهبود پایداری حرارتی
افزایش درصد اشباع
میشود.
2. هیدروایزومریزاسیون
در این مرحله ساختار مولکولی اصلاح شده و مولکولهای خطی به ساختارهای ایزومری با پایداری بیشتر تبدیل میشوند. این مرحله باعث:
افزایش شاخص گرانروی (VI)
بهبود عملکرد در دماهای پایین
کاهش تمایل به اکسیداسیون
میشود.
3. تصفیه نهایی و Dewaxing
در این مرحله، مواد مومی و ناخالصیها حذف میشوند تا محصول نهایی قابلیت کارکرد در دماهای پایین را داشته باشد.
ویژگیهای شاخص روغن پایه گروه 3
روغن پایه گروه 3 دارای خواص برجستهای است که آن را از گروههای دیگر متمایز میکند:
• شاخص گرانروی بسیار بالا (VI>120)
این شاخص نشاندهنده پایداری گرانروی در دماهای مختلف است. روغنهای گروه 3 با افزایش یا کاهش دما، تغییرات شدید در ویسکوزیته ندارند.
• پایداری اکسیداسیونی بسیار بهتر
به دلیل میزان بالای ترکیبات اشباع، این روغنها در برابر اکسیداسیون مقاوم هستند و دیرتر دچار تخریب میشوند.
• نقطه ریزش پایین
این ویژگی باعث میشود روغن در دماهای سرد بهتر جریان پیدا کند و برای موتورهای مدرن مناسب باشد.
• گوگرد بسیار پایین
میزان گوگرد پایین باعث کاهش ایجاد رسوبات و افزایش طول عمر روغن میشود.
• فراریت پایین و کاهش مصرف روغن
این امر به ویژه برای موتورهای توربوشارژ مدرن اهمیت زیادی دارد.
مزایای استفاده از روغن پایه گروه 3
به دلیل کیفیت بالای این روغن پایه، استفاده از آن در تولید روانکار مزایای زیر را به همراه دارد:
1. سازگاری با موتورهای مدرن کممصرف
امروزه موتورهای مجهز به توربو، تزریق مستقیم و سیستمهای کنترل آلایندگی، به روغنی نیاز دارند که در دماهای بالا مقاوم و در سرمای شدید روان باشد. روغن پایه گروه 3 پاسخ دقیقی به این نیازهاست.
2. طول عمر بالاتر روغن
پایداری حرارتی و مقاومت اکسیداسیونی بالاتر باعث میشود روغن دیرتر تخریب شود و دوره تعویض روغن افزایش یابد.
3. کاهش مصرف سوخت
به دلیل گرانروی پایدار و کاهش اصطکاک، روغنهای با پایه گروه 3 به بهبود راندمان موتور کمک میکنند.
4. کاهش رسوبات و لجن روغن
گوگرد کم و اشباع بالا باعث کاهش تشکیل رسوبات (Sludge) در موتور میشود.
5. قیمت مناسبتر نسبت به روغنهای سنتتیک پلیمری کامل (گروه 4 و 5)
با اینکه کیفیت نزدیک به سنتتیک دارد، اما هزینه تولید آن پایینتر است و از نظر اقتصادی جذابتر محسوب میشود.
مقایسه روغن پایه گروه 3 با سایر گروهها
گروه 1
شاخص گرانروی پایین
اکسیداسیون ضعیف
مناسب برای روغنهای صنعتی قدیمی
کیفیت به مراتب پایینتر از گروه 3
گروه 2
کیفیت خوب
گوگرد پایینتر نسبت به گروه 1
اما همچنان در مقاومت دمایی و VI از گروه 3 ضعیفتر است
گروه 3
بهترین کیفیت در روغنهای معدنی
عملکرد نزدیک به مصنوعی
مناسب برای روغنهای خودروهای مدرن
گروه 4 (PAO)
سنتتیک واقعی
بهترین عملکرد در شرایط سخت
اما بسیار گرانتر از گروه 3
گروه 5
شامل استرها و انواع سنتتیک خاص
عمدتاً در روغنهای ریسینگ و بسیار خاص کاربرد دارند
قیمت بالا و حساسیتهای خاص
از این مقایسه میتوان نتیجه گرفت که گروه 3 نقطه تعادل بسیار خوبی بین قیمت و کیفیت ارائه میدهد.
کاربردهای روغن پایه گروه 3
روغن پایه گروه 3 در طیف وسیعی از محصولات روانکار کاربرد دارد، از جمله:
• روغن موتور خودرو (بنزینی و دیزلی)
بیشترین کاربرد روغن پایه گروه 3 در فرمولاسیون روغن موتورهای مدرن است.
• روغنهای صنعتی
مانند روغنهای توربین، کمپرسور، هیدرولیکهای کمریزشی.
• گریسها
به عنوان روغن پایه گریسهای با کیفیت بالا استفاده میشود.
• روانکارهای دنده و انتقال قدرت
• روغنهای دریایی و هوایی (در شرایط خاص)
آیا روغن پایه گروه 3 یک روغن سنتتیک است؟
از نظر ماهیت شیمیایی، گروه 3 هنوز یک روغن معدنی محسوب میشود، اما در بسیاری از کشورها مانند اروپا و آمریکا، روغنهای با پایه گروه 3 را میتوان با عنوان Fully Synthetic به فروش رساند. دلیل این موضوع کیفیت بسیار بالا و عملکرد نزدیک به روغنهای سنتتیک واقعی (گروه 4) است.
جمعبندی
روغن پایه گروه 3 را میتوان یک نقطه تعادل بینظیر میان کیفیت، بازدهی و قیمت دانست. این روغن که از فرآیندهای پیشرفته مانند هیدروکراکینگ و هیدروایزومریزاسیون حاصل میشود، دارای ویژگیهایی نظیر شاخص گرانروی بالا، مقاومت حرارتی و اکسیداسیونی عالی، نقطه ریزش پایین و گوگرد کم است. تمامی این ویژگیها موجب شدهاند که روغنهای گروه 3 در صنعت روانکار بسیار پرکاربرد باشند و به عنوان یک گزینه جذاب برای تولید روغنهای موتوری مدرن و روغنهای صنعتی با کیفیت بالا مطرح شوند.
