روانکارها (به انگلیسی lubricants) محصولات و ترکیبات بسیار مهمی هستند که حرکت ماشین‌ها و صنعت، بدون آنها امکان پذیر نیست. روانکارها به طور کلی شامل بیش از 600 نوع محصول متنوع با سطوح کیفیت متفاوت و ویسکوزیته های مختلف هستند. روغن موتور، روغن دنده، روغن هیدرولیک، روغن توربین، روغن کمپرسور و گریس را می توان جزو مهم ترین و پرکاربرد ترین روانکارها نام برد. علم روانکاری و روانکارها در برگیرنده علوم مختلفی نظیر: شیمی، فیزیک، مواد و مکانیک می شود.

علم روانکاری و روانکارها یکی از مهم ترین و پرکاربردترین علوم در سطح جهان است چرا که انسان ها همواره و همه روزه به این علم و کاربردهای آن وابسته هستند. این علم در حال حاضر به صورت جامع و در قالب دروس دانشگاهی وجود ندارد و لذا ضرورت پرداختن به آن و تشریح کاربردهای بسیار زیاد آن، حائز اهمیت فراوان است. در ادامه، ضمن تشریح علم روانکاری و معرفی انواع روانکارها، روانکارهای مایع که بخش عمده این صنعت را تشکیل می دهند.

روانکار lubricants چیست؟

روانکارها (به انگلیسی lubricants) موادی هستند که برای کاهش میزان اصطکاک بین سطوح متحرک و ثابت استفاده می‌شوند، مانند انواع روغن، گریس و غیره. در یک تعریف ساده، روانکاری، روشی است برای جلوگیری از اصطکاک و سایش سطوح متحرکی که روی یکدیگر قرار می‌گیرند. آنچه از یک روانکار انتظار می رود این است که در کنار کاهش اصطکاک و سهولت حرکت قطعات دستگاه، قابلیت کاهش مصرف انرژی، محافظت قطعات از خوردگی، سایش و زنگ زدگی را نیز داشته باشد. به طور کلی مهم ترین وظایف یک روانکار عبارتند از: انتقال قدرت هیدرولیک، جلوگیری از تنش و ضربه، جابجا کردن آلاینده ها و آب بندی قطعات متحرک.

انواع روانکارها

همانطورکه در شکل زیر مشاهده می کنید روانکارها را در یک نگاه کلی می توان به دو دسته بزرگ روانکارهای خودرو و روانکارهای صنعتی تقسیم کرد. روانکارهای صنعتی نیز به سه دسته عمده روغن‌های صنعتی، گریس‌ها و روانکارهای ویژه دیگر مثل روانکارهای فلزکاری و … تقسیم می‌شوند.

البته روانکارها را از نظر نوع حالت نیز می توان طبقه‌بندی کرد. که به چهار دسته روان‌کننده‌های گازی، روان‌کننده‌های مایع، گریس‌ها و روان‌کننده‌های جامد تقسیم می‌شوند.

روانکارهای گازی

روانکارهای گازی مثل هوا، هلیوم، بخار مایعات و … در موارد درجه حرارت‌های خیلی بالا و یا پایین‌، سرعت بسیار زیاد و بارکم و یا در مواردی که پرتوهای هسته‌ای در محیط وجود دارند، استفاده می‌شوند. یکی از خصوصیات بسیار مهم روانکارهای گازی اینست که گرانروی آنها با تغییر درجه حرارت تغییر چندانی نمی‌کند و به همین دلیل این روانکارها قادرند در گستره‌ی وسیعی از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این چون گازها سبک‌ تر از مایعات هستند و می‌توان وزن آنها را نادیده گرفت، این موضوع باعث می‌شود در سرعت‌‌های خیلی بالا همچنان جریان آنها آرام و یکنواخت باقی بماند. به همین جهت در یاتاقان‌های با سرعت خیلی زیاد بهتر از روانکارهای مایع عمل می کنند.

روانکارهای گازی اصطکاک کمی دارند، عاری از نا خالصی‌اند و خاصیت سر ریزی که در مورد روانکارهای مایع و گریس‌ها پیش می‌آید را ندارند. علاوه بر آن این نوع روانکارها بدلیل سر ریز نکردن می‌توانند مواد مطمئنی در صنایع غذایی، داروئی و شیمیایی نیز باشند.

روانکاری اولتراسانتریفیوژها، ماشین‌های ابزار سنگ‌زنی دقیق که با سرعت زیاد کار می‌کنند‌، چرخ مته دندانپزشکی، راکتورهای اتمی، ماشین‌های ریسندگی پرسرعت، توربین‌های گازی، موتور جت و … از جمله موارد کاربرد این دسته از روانکارها هستند.

روانکارهای مایع

مهمترین روانکارهای مایع روغن‌ها هستند که خود به دو دسته بزرگ روغن‌های معدنی و روغن‌های سنتزی تقسیم‌ بندی می‌شوند. این نوع روانکارها رایج‌ ترین و پرمصرف‌ ترین نوع روانکارها هستند. هر دو دسته به نوعی از مشتقات نفت خام به حساب می‌آیند، با این تفاوت که روغن‌های معدنی از انجام یک سری عملیات تفکیک بر روی نفت خام و حداکثر یک واکنش شیمیایی کنترل شده به‌دست می‌آیند درصورتیکه برای تولید روغن‌های سنتزی واکنش‌های شیمیایی کنترل شده بیشتری مورد نیاز است و به همین دلیل قیمت تمام شده روغن‌های سنتزی بیشتر از روغن‌های معدنی خواهد بود. به‌طور کلی روغن‌های معدنی بدلیل کاربرد فراوانی که در تولید روانکارها دارند نسبت به روغن‌های سنتزی، بیشتر تولید می‌شوند. البته قابلیت‌های یک روغن سنتزی بدلیل واکنش‌های مخصوصی که روی آن انجام شده بیشتر از یک روغن‌ پایه معدنی است، زیرا روغن‌های کاملاً مناسب به‌طور مصنوعی تولید شده و در طبیعت قابل کشف نیستند.

البته به جز روغن‌های سنتزی و روغن‌هایی که منبع اصلی آنها نفت خام است روغن‌های دیگری نیز وجود دارند که از جانوران، ماهی‌ها و گیاهان به‌ دست می‌آیند که روغن‌ های طبیعی نام دارند. استفاده از این روغن‌ها به‌ عنوان روانکار در گذشته بسیار مرسوم بوده است ولی امروزه نفت خام منبع اصلی تولید روانکارها است. یکی از خصوصیات روغن‌ های طبیعی تجزیه بیولوژیکی آسان آنها است که از این لحاظ نسبت به روغن‌ های پایه معدنی و سنتزی برتری دارند. این روغن‌ها برای مدت طولانی قابل نگهداری نیستند، ضمن اینکه هزینه‌ی تولید زیادی هم دارند. اما با توجه به محدود بودن منابع نفتی برای تولید انرژی، روغن‌های طبیعی می‌توانند جایگزین مناسبی برای مشتقات نفتی در عرصه تولید روانکار باشند.

گریس‌ها

گریس‌ها جزء معروف‌ترین روانکارها هستند که نه مایع و نه جامدند. گریس‌ها از یک روغن‌ پایه معدنی یا سنتزی و یک سفت‌ کننده به‌ دست می‌آیند. در مواردی که روانکاری با روانکارهای مایع مشکل بوده و امکان روانکاری مجدد دارای محدودیت می باشد، این نوع روانکارها کاربرد فراوانی خواهند داشت.

روانکارهای جامد

این نوع روانکارها برای کار در شرایط بخصوص مثل خلاء، بار زیاد و یا حرارت بالا و مكان‌هایی مثل راکتورهای هسته‌ای که در برابر اشعه‌های رادیو‌اکتیو قرار دارند استفاده می‌شوند.

مقاوم بودن در حالت خلا، فراریت کم، درجه‌حرارت‌های بالا و همچنین در برابر انرژی‌های ناشی از تابش مواد رادیواکتیو از مهمترین خواص یک روانکار است و روانکارهای جامد دارای این خصوصیات هستند.

گرافیت، مولیبونیوم‌ دی‌سولفید، بورنیترید، تنگستن دی‌سولفید و برخی ترکیبات آلی جامد مثل فتالوسیانین و تترا‌فلوئورو‌اتیلن، میکا، تالك و … از انواع روانکارهای جامد هستند که در این بین گرافیت و مولیبونیوم دی‌سولفید، بیشترین کاربرد را دارند.