مهندسة مدنية
الهندسة المدنية, جامعة تشرين

الشحوم الصلبة

التشحيم أو التزييت هو عملية إضافة مادة ما إلى الآلات والمعدات الصناعية للتحكم في الاحتكاك والتآكل من خلال إدخال فيلم يقلل الاحتكاك بين الأسطح المتحركة المتلامسة، ومادة التشحيم قد تكون مادة سائلة أو صلبة أو بلاستيكية، وللتشحيم فوائد عديدة وهي:

  • تقليل الاحتكاك.
  • حماية المعدات من التآكل.
  • التحكم في درجة حرارة المعدات (تبريدها).
  • التقليل من تلوث المعدات (منع الملوثات من الوصول للآلة وحملها إلى مرشح أو حوض).
  • توفير مانع تسرب سائل.

وكما ذكرت لك هناك أنواع لمواد التشحيم، وفيما يلي سأشرح لك عن الشحوم الصلبة، والتي هي مادة تشحيم تتكون بشكل أساسي من شحم وبولي إيثيلين عالي البوليمر، وهذا الشحم الصلب يكون بنفس لزوجة الشحم العادي في درجة الحرارة العادية، ولكن عن طريق عملية معالجة حرارية خاصة فإن هذا الشحم يحتفظ بنسبة كبيرة من مادة التشحيم فيه ويتصلب، وبفضل هذا التصلب لا تتسرب الشحوم بسهولة من الجزء المعرض للاحتكاك (المحمل)، حتى لو تعرض هذا المحمل لقوة طرد مركزي أو اهتزازات قوية، الأمر الذي يساعد في إطالة عمر تحمل الآلة.

الجرافيت وثاني كبريتيد الموليبدينوم (MoS2) هي من أهم المواد السائدة المستخدمة كمواد تشحيم صلبة، وتكون هذه المواد بشكل مسحوق جاف وهي إضافات تشحيم فعالة بسبب هيكلها الصفائحي (رقائق)، حيث توجه الصفائح بشكل موازي للسطح في اتجاه الحركة، كما أنه حتى بين الأسطح الثابتة المحملة فإن الهيكل الصفائحي قادر على منع الاتصال، إذ أنه تقطع الصفائح فوق بعضها البعض بسهولة باتجاه الحركة مما يؤدي إلى احتكاك منخفض.

وهناك مواد أخرى تعتبر مواد تشحيم صلبة وهي: متعدد فلوريد الإيثيلين (PTFE)، والتلك، وفلوريد الكالسيوم، وفلوريد السيريوم، وثاني كبريتيد التنغستين، وسنتكلم تاليًا عن أهم المواد وهي الجرافيت وثاني كبريتيد الموليبدينوم.

الجرافيت: هو المادة الأنسب للتشحيم في جو عادي، وأهم عنصر ضروري لتزييت الجرافيت هو بخار الماء إذ يقلل امتصاص الماء من طاقة الترابط بين المستويات السداسية من الجرافيت إلى مستوى أقل من طاقة الالتصاق بين الركيزة والجرافيت، وبما أن بخار الماء مطلوب للتشحيم فإن الجرافيت غير فعال في الفراغ، ويكون الجرافيت فعال بالغلاف الجوي في درجات حرارة عالية تصل إلى 450 درجة مئوية ويمكن أن يتحمل درجات حرارة أعلى بكثير.

الجرافيت له مجموعتين رئيسيتين هما الجرافيت الطبيعي والصناعي، الجرافيت الصناعي هو منتج متكلس بدرجة حرارة عالية ويحتوي على الكربون بنقاوة عالية قد تصل إلى 99.9٪، أما الجرافيت الطبيعي فهو مشتق من التعدين وتختلف جودته بحسب جودة المعدن الخام ومعالجته، المنتج النهائي هو الجرافيت مع محتوى من الكربون، وكلما زاد محتوى الكربون ودرجة الجرافيت (بلوري عالي) كلما كان التشحيم ومقاومة الأكسدة أفضل، وبالنسبة للمعدات التي تحتاج إلى مواد تشحيم ثانوية ومطلوب بطبقة عازلة للحرارة فيتم اختيار الجرافيت غير المتبلور (80٪ كربون).

ثاني كبريتيد الموليبدينوم: هو مادة موجودة في الأوردة الرقيقة داخل الجرانيت وهو مكرر لتحقيق نقاء مناسب لزيوت التشحيم، وهو عبارة عن هيكل بلوري سداسي مع خاصية داخلية للقص السهل، وثاني كبريتيد الموليبدينوم غالبًا أداءه أفضل من أداء الجرافيت وهو فعال في الفراغ بعكس الجرافيت، حجم الجزيئات وسمك الفيلم هي معلومات مهمة يجب أن تتطابق مع خشونة السطح للركيزة، حيث أن الجزيئات الكبيرة قد تسبب التآكل المفرط بسبب التآكل الناجم عن الشوائب في MoS2، والجزيئات الصغيرة تؤدي إلى تسريع الأكسدة.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي الشحوم الصلبة"؟