گرانروی روغن مسئله‌ای است که در دنیای کنونی تأثیر بسزایی دارد. همچنین، این مسئله در صنعت روغنهای گیاهی و حیوانی نیز تأثیرات گسترده‌ای داشته است. در این مقاله به تبیین مفهوم گرانروی روغن، علل این مشکل، تأثیرات آن و راه‌حل‌ها پرداخته می‌شود. گرانروی انواع روغن صنعتی به وضعیت نقطه جوش روغن اشاره دارد. در اصطلاحات علمی، ویسکوزیته به معنای مقاومت یک مایع در برابر جریان است. در صنایع روغنی، ویسکوزیته به عنوان نشان‌دهنده‌ای از ضخامت و غلظت روغن در نظر گرفته می‌شود. این ویژگی مهم باعث می‌شود که روغن بتواند به خوبی در دماها و شرایط مختلف کاربرد داشته باشد.
در جهانی که همه چیز به سرعت رو به توسعه است، کمتر دیده شده که پدیده ای در حدود یک قرن پایدار بماند. اما سیستم درجه بندی گرانروی، ویسکوزیته روغن موتورها با نام استاندارد SAE J300 ، استثنایی در صنعت روانکاری است که توانسته نزدیک به یک قرن اعتبار خود را حفظ کند. روانکارها یکی از انواع مواد شیمیایی موثر در صنعت پتروشیمی هستند که برای تهیه جنس مرغوب و با کیفیت آن می‌توانید به شرکت ایروشل مراجعه نمایید.
تدوین این استاندارد توسط انجمن مهندسان خودرو Society of Automotive Engineers بیش از9 دهه قبل انجام گرفته است. در سطور اول دستورالعمل این استاندارد – که هسته اصلی را تشکیل می دهد- در مورد سیستم درجه بندی گرانروی روغن های موتوری تعریف شده است. طراحان و سازندگان موتورها به منظور تعیین نوع روغن مورد نیاز خود و شرکت های تولیدکننده روانکارها برای تدوین فرمولاسیون شامل مشخصات روغن پایه و مواد افزودنی از این سیستم استفاده می کنند. جدول یک استاندارد، محدوده گرانروی را برای تمامی گروهها به وسیله اعداد و حروفی مانندSAE10، SAE 5W-20، SAE 20W-40 مشخص می کند. برای مثال اگر یک روغن تک درجه دیزل و یا چند درجه بنزینی باشد نشان دهنده این است که در سرمای زمستان و یا گرمای تابستان بخوبی روانکاری را انجام خواهد داد.
J300 سند بسیار جامعی است که پس از گذشت95 سال همچنان روشهای دستیابی به اطلاعات جزیی مورد نیاز را برای کاربران ارایه می کند و خود را با نیازهای در حال تغییر صنایع تطبیق داده است. امروزه ادامه کاربرد این سیستم به عنوان سیستم جهانی طبقه بندی گرانروی روغنهای موتوری مورد بحث قرار گرفته است.
بر اساس تاریخچه استاندارد گرانروی روغن های موتوری عده ای بر این عقیده هستند که این سیستم باید ساده نگهداری شده و از ورود پارامترهای جدید به آن جلوگیری شود. برخی دیگر از صاحبنظران بر این عقیده هستند که باید تغییرات بسیاری در سیستم J 300 برای کاربرد در فناوری روانکارهای موتوری، صنعتی و نظایر آن داده شود. J300 می بایست آنقدر قابل انعطاف باشد که بتواند هر گونه تغییر در فناوری را برای مرتفع ساختن نیازهای سازنده و مصرف کنندگان شامل شود و آنچه از تاریخچه آن مشهود است، این سیستم در گذشته از عهده این امر مهم بخوبی برآمده است. از ابتدای تدوین این برنامه تا به امروز- به غیر از هشت سال در دهه1940 میلادی در دوران جنگ جهانی دوم- این تنها درجه بندی گرانروی روغنهای موتوری در جهان بوده است و تاکنون هیچگونه روش دیگری برای آن وجود نداشته است.
اهمیت گرانروی در روغن صنعتی
گرانروی روغن در صنعت‌های مختلف دارای اهمیت بسیاری است. به طور خاص، در زمینه تولید موتورهای دیزلی و بنزینی، انتخاب روغن با ویسکوزیته مناسب امری بسیار حیاتی است. این ویژگی بهینه‌سازی شده به موتور کمک می‌کند تا در دماها و سرعت‌های مختلف، عملکرد بهتری داشته باشد.
مروری بر تاریخچه استاندارد SAE J300
در سال1289 خورشیدی(1910 میلادی) برای نخستین بار مفاد اولیه استاندارد SAE J300 تدوین شد. سیزده سال بعد اولین مشخصات این استاندارد، کد گذاری و در10 گروه طبقه بندی شد که میزان تعیین شده نقطه جرقه و اشتعال، رنگ، نقطه ریزش، باقیمانده کربنی و آزمایش های خوردگی در آن گنجانده شد. در سال1305(1926 میلادی) این طبقه بندی دوباره مورد بررسی قرار گرفت و فقط در6 عدد (نه به عنوان گرید) تعریف شد
(SAE 10~60) . در آن زمان این اعداد هنوز بنام گرید شناخته نمی شدند. دمای مورد محاسبه130 و210 درجه فارنهایت بود و در این برنامه فقط گرانروی منظور شده و سایر پارامترها حذف شد.
در سال1312(1933 میلادی) یک عدد جدید (SAE 70) به درجه بندی این استاندارد اضافه شد. در سال1320(1941 میلادی) انجمن خودرو آمریکا یک طبقه بندی جدیدی را برای روغنهای موتوری خارج از سیستم J300 طراحی کرد که8 سال از آن استفاده کردند. در این طبقه بندی برای نخستین بار گروه W شامل10W و 20W تعریف شد. پس از پایان جنگ، در سال1948 انجمن خودروی آمریکا، دوباره سیستم SAE را بکار گرفت و تغییراتی را در آن ایجاد کرد. در سال1329(1950 میلادی) J300 دوباره بازنگری شد و جدول کامل مشخصات گرانروی- که تا امروز وجود دارد- تعیین شد. در این زمان علاوه بر گریدهای 20W و 10W گرید 5W نیز اضافه شد و گروههای SAE 60،70 حذف شدند. حد دما برای روغنهای گروه W ، صفر و مابقی210 درجه فارنهایت تعیین شد. در سالهای 1338 مالتی ویسکوزیته ها معرفی شد و هفت طبقه ای که در سال1329 تعیین شده بود کماکان باقی ماند. ازسال1346 تا1354 تغییرات و تصحیحات بسیاری در استاندارد SAE اعمال شد. سیستم های متریک در این دوره معرفی و حداقل دمای پمپاژ نیز در زیرنویس های استاندارد اضافه شد. از سال1356 تا1359 تغییرات عمده ای انجام گرفت که شامل استفاده از گرید به جای عدد گرانروی، استفاده کامل از سیستم متریک، اضافه کردن حد مرز پمپاژ (5 درجه سانتیگراد کمتر از هر گرید با توجه به دمای کارتل در هوای سرد) و اضافه کردن حد دمای کارتل در چند درجه ها بود. همچنین گریدهای SAE 0W،15W، 25W معرفی شدند و آزمایش های آن با عنوان دما در ارتباط با گریدهای W تعیین شد و در نهایت کوچکترین مقدار W در بسته بندی ها و تاریخ آن، SAE J300 SEP80 تدوین و نوشته شد.
بین سالهای1363 تا1370 به دلیل عدم نتایج خوب آزمایش پمپاژ در حین کار، یک آزمایش ثابت برای روغنهای SAE 5W،10W معرفی شد. تغییرات دیگر انجام شده در طول این سالها شامل چگونگی تدوین و نوشتن W بر روی بسته بندی ها، معرفی گرید SAE 60 ثبت ستون حداقل دمای پمپاژ بر روی جدول استاندارد، معرفی مفاهیم برش بالا/ دمای بالا، High temprature/High shear بود و تمامی این پارامترها به عنوان حد مرز بحرانی معیین شدند. در سال1372 حد HTHS برای روغنهای غیر گریدهای W تعیین شد. الزامات پمپاژ در دمای کم به مقدار5 درجه سانتیگراد در سال1374 کاهش یافت و حد تغییرات ویسکوزیته از30 هزار به60 هزار CP تغییر یافت. در سال1378(1999 میلادی) دماهای پایین شبیه سازی کارتل (CCS) پنج درجه کاهش و حد گرانروی برای روشن کردن موتورهای جدید تنظیم شد. در سال1383(2004 میلادی) روش ثابت ریزش پس از گذشته2 سال برداشته شد و برخی از سازندگان موتور، گرید SAE 5w-20 را پیشنهاد کردند.
در نهایت می توان گفت J300 سندیست که توسط انجمن مهندسان خودرو (SAE) طراحی شده و تاکنون تغییرات لازم در زمانهای مختلف بر روی آن انجام شده است. اگر چه این استاندارد توسط یک سازمان آمریکایی ارایه شده ولی در سایر کشورها مورد قبول بوده و تمامی سازندگان موتور و تولید کنندگان روانکار (به ویژه تولیدکنندگان روغن های موتوری) همیشه قادرند برای بهبود و تکمیل آن نظرات خود را به این سازمان ارایه کنند.
ویسکوزیته روغن یکی از عوامل اساسی در عملکرد موتورها و ماشین‌آلات مختلف است. انتخاب مناسب روغن پایه، استفاده از افزودنی‌های افزایش‌دهنده ویسکوزیته، و بهینه‌سازی دماها از جمله راهکارهایی هستند که می‌توانند به افزایش ویسکوزیته و بهبود عملکرد روغن کمک کنند. این تغییرات باعث می‌شوند که روغن به طور موثر‌تر در شرایط مختلف عمل کند و عمر مفید موتورها و ماشین‌آلات را افزایش دهد.