روغنهای پایه بهعنوان بخش بنیادین در فرمولاسیون انواع روانکارها شناخته میشوند و کیفیت، پایداری و عملکرد نهایی یک روغن صنعتی یا خودرویی را تعیین میکنند. این روغنها بر اساس روش تولید، میزان خلوص و مشخصات عملکردی به پنج گروه اصلی تقسیم شدهاند. روغن پایه گروه 1 (Group I Base Oil) یکی از قدیمیترین و رایجترین انواع روغن پایه در صنایع مختلف است و با وجود ظهور گروههای پیشرفتهتر، همچنان سهم قابل توجهی در بازار جهانی دارد. در این مقاله تلاش میشود تا به صورت جامع به ویژگیها، روش تولید، کاربردها، مزایا و معایب این گروه از روغنها پرداخته شود.
1. تاریخچه و جایگاه روغن پایه گروه 1
تا سالها پس از پیدایش صنعت نفت، تنها تکنولوژی رایج برای تولید روغنهای پایه، فرآیندهای تصفیه با حلال بود که منجر به تولید روغنهای گروه 1 میشد. به همین دلیل، تا دهه 1980 میلادی تقریباً کل بازار روغن پایه وابسته به این گروه بود. با گذشت زمان و تحول نیازهای صنایع، گروههای 2 و 3 جایگاه پررنگتری یافتند، اما گروه 1 هنوز در حوزههایی که به ویسکوزیته بالا، خاصیت روانکاری طبیعی بیشتر یا قیمت اقتصادی اهمیت داده میشود، کاربرد فراوان دارد.
2. روش تولید روغن پایه گروه 1
روغن پایه گروه 1 عمدتاً از نفت خام بهوسیله فرآیندهای تصفیه با حلال تولید میشود. مراحل اصلی تولید آن شامل:
الف. تقطیر نفت خام
نفت خام ابتدا در برجهای تقطیر تفکیک شده و برشهای سنگین مناسب برای تولید روغن پایه استخراج میشوند.
ب. استخراج با حلال (Solvent Extraction)
در این مرحله ترکیبات آروماتیکی، ناپایدار و نامطلوب توسط حلالهایی مانند فنول یا فورفورال حذف میشود.
ج. جدا کردن واکس (Dewaxing)
برای افزایش نقطه ریزش، واکسها و پارافینهای سنگین جدا میگردند.
د. تصفیه با خاک اسیدی یا هیدروتریتینگ ملایم
در گذشته از روش خاک اسیدی استفاده میشد، اما امروز هیدروتریتینگ کمفشار نیز انجام میشود تا رنگ، پایداری و خواص روغن بهبود یابد.
این روشها نسبت به فناوریهای مدرن (هیدروکراکینگ و تصفیه پیشرفته) سادهتر و ارزانتر هستند، درست به همین دلیل روغنهای گروه 1 هزینه تولید پایینتری دارند.
3. مشخصات فنی و ساختار شیمیایی روغن پایه گروه 1
روغنهای گروه ۱ از نظر ساختار شیمیایی دارای ویژگیهای زیر هستند:
محتوای گوگرد بالا (معمولاً بیشتر از 0.03 درصد)
شاخص گرانروی (VI) پایین (بین 80 تا 90)
مقدار بالاتر ترکیبات آروماتیکی
پایداری اکسیداسیونی کمتر نسبت به گروههای 2 و 3
رنگ زرد تا قهوهای روشن
وجود ترکیبات آروماتیکی و گوگرد، هم مزیتهایی مانند روانکاری طبیعی بهتر و هم معایبی مانند کاهش پایداری دارد.
4. مزایای روغن پایه گروه 1
علیرغم اینکه نسلهای جدید روغن پایه مزایای تکنولوژیک بیشتری ارائه میدهند، گروه ۱ هنوز مزایای قابل توجهی دارد:
1. قیمت پایینتر
هزینه تولید پایین، این گروه را برای صنایع حساس به قیمت مناسب میسازد.
2. روانکاری طبیعی بهتر
ترکیبات آروماتیکی موجود در روغن، باعث چسبندگی بهتر و تشکیل فیلم روانکار قویتر در فشار بالا میشوند.
3. پایداری برشی مناسب
در برخی کاربردهای صنعتی، این ویژگی اهمیت زیادی دارد.
4. سازگاری با افزودنیهای خاص
در برخی روانکارهای قدیمی یا فرمولاسیونهای مبتنی بر سولفونات کلسیم، استفاده از گروه 1 عملکرد مطلوب ایجاد میکند.
5. معایب روغن پایه گروه 1
با وجود مزایا، این گروه محدودیتهایی دارد:
1. شاخص گرانروی پایین
به این معنا که با تغییر دما، ویسکوزیته روغن بیشتر کاهش یا افزایش پیدا میکند.
2. پایداری اکسیداسیونی کمتر
در دماهای بالا سریعتر اکسید میشود و نیاز به افزودنیهای بیشتر دارد.
3. نقطه ریزش بالاتر
برای محیطهای سرد مناسب نیست مگر با افزودنیهای ویژه.
4. رنگ کمتر شفاف و ناخالصی بیشتر
این ویژگی میتواند در برخی کاربردهای حساس مشکلساز باشد.
6. کاربردهای رایج روغن پایه گروه 1
با توجه به خواص فیزیکی و اقتصادی، روغن پایه گروه 1 در حوزههای زیر بیشترین مصرف را دارد:
الف. روانکارهای صنعتی
روغنهای حرارتی
روغنهای دنده صنعتی
روغنهای کمپرسور
روغنهای توربین با شرایط متوسط
روانکارهای ماشین ابزار
ب. روانکارهای خودرویی قدیمی
در موتورهای قدیمی یا در مناطقی که استانداردهای سختگیرانه وجود ندارد، هنوز از این روغنها استفاده میشود.
ج. گریسها
روغنهای گروه 1 به دلیل قابلیت مخلوط شدن مناسب با غلیظکنندهها، در تولید بسیاری از گریسها بهکار میروند.
د. صنایع لاستیک، پلاستیک و تزریق
بهعنوان روغن فرایندی مورد استفاده قرار میگیرد.
هـ. صنایع نساجی و چرم
در فرایند نرمسازی، روانکاری ماشینآلات و عملیات تکمیلی کاربرد دارد.
7. وضعیت تولید و بازار جهانی
کشورهایی مانند روسیه، ایران، هند و برخی کشورهای آسیای جنوب شرقی هنوز سهم قابل توجهی از تولید روغن پایه گروه 1 را در اختیار دارند. در اروپا و آمریکا تولید این گروه کاهش یافته و بیشتر تمرکز بر گروههای 2، 3 و 4 قرار گرفته است. با این حال، به دلیل کاربردهای گسترده در صنایع عمومی، انتظار میرود این گروه همچنان تقاضای پایدار داشته باشد.
8. آینده روغن پایه گروه 1
با افزایش مقررات زیستمحیطی، بسیاری از تولیدکنندگان به سمت روغنهای کمگوگرد و پایدارتر سوق پیدا کردهاند. با این حال، روغن پایه گروه 1 به دلیل هزینه پایین، روانکاری طبیعی خوب و مناسب بودن برای برخی کاربردهای سنتی، همچنان جایگاه خود را حفظ خواهد کرد. انتظار میرود این روغن در صنایع زیر همچنان تقاضا داشته باشد:
صنایع فلزکاری و ماشینکاری
تولید گریس
صنایع لاستیکسازی
روانکارهای عمومی با شرایط کاری سبک تا متوسط
به طور کلی، اگرچه سهم این گروه در روانکارهای خودرو کاهش مییابد، اما در بخشهای صنعتی جایگاه آن پایدار خواهد ماند.
جمعبندی
روغن پایه گروه 1 با وجود اینکه قدیمیترین نوع روغن پایه محسوب میشود، به دلیل ویژگیهایی مانند قیمت مناسب، قابلیت روانکاری طبیعی و سازگاری با فرمولاسیونهای صنعتی، هنوز یکی از پایههای مهم در تولید روانکارها است. محدودیتهایی مانند شاخص گرانروی پایین و پایداری حرارتی کمتر باعث شده است گروههای پیشرفتهتر جایگزین آن در برخی کاربردها شوند، اما بهطور کلی این نوع روغن همچنان یکی از عناصر کلیدی در صنعت روانکار به شمار میرود.
