Profast
Các tin tức bất động sản mới nhất được Profast cập nhật
Trong danh mục các sản phẩm hóa dầu phục vụ bảo trì, bảo dưỡng công nghiệp (MRO), Mỡ bôi trơn (Lubricating Grease) chiếm một vị trí độc tôn mà dầu nhờn lỏng không thể thay thế. Về định nghĩa khoa học, mỡ bôi trơn là một chất phân tán từ bán rắn đến rắn (semi-solid to solid), bao gồm một chất làm đặc (Thickener) hòa quyện trong một chất bôi trơn lỏng (Base oil), cùng với các chất phụ gia (Additives) để tăng cường tính năng.
Để dễ hình dung, cấu trúc của mỡ bôi trơn hoạt động giống hệt như một "miếng bọt biển ngậm nước". Chất làm đặc đóng vai trò là khung bọt biển (chiếm từ 5% đến 20%), giữ chặt dầu gốc và phụ gia (chiếm 80% đến 95%) ở bên trong. Khi vòng bi hoặc bánh răng hoạt động, lực ma sát cơ học (shear) và nhiệt độ sinh ra sẽ "ép" miếng bọt biển này, giải phóng dầu lỏng ra để bôi trơn bề mặt kim loại. Khi máy móc dừng lại và nguội đi, chất làm đặc lại "hút" dầu ngược trở lại. Đặc tính giải phóng dầu có kiểm soát (Oil bleeding) này chính là cốt lõi của công nghệ sản xuất mỡ.
Việc cung cấp mỡ bôi trơn giải quyết những bài toán kỹ thuật mà dầu lỏng bó tay:
Chất lượng của sản phẩm mỡ được cung cấp ra thị trường được quyết định bởi sự phối trộn hoàn hảo của ba thành phần chính.
Dầu gốc thực hiện nhiệm vụ bôi trơn thực sự. Độ nhớt của dầu gốc (thường đo ở 40°C) quyết định mỡ sẽ được dùng ở đâu. Dầu gốc có độ nhớt thấp (ví dụ: ISO VG 32-68) được cung cấp cho mỡ dùng trong các vòng bi tốc độ cực cao (như spindle máy CNC). Dầu gốc có độ nhớt cao (ISO VG 220-460) được dùng cho các hệ thống chịu tải trọng nặng và tốc độ chậm. Dầu gốc có thể là dầu khoáng (Mineral - rẻ, phổ biến) hoặc dầu tổng hợp (Synthetic PAO/Ester/Silicone - chịu nhiệt siêu cao, tuổi thọ dài, giá rất đắt).
Việc phân loại tên gọi các loại mỡ trên thị trường thường dựa vào chất làm đặc này. Có hai nhóm chính:
Sà phòng kim loại (Metallic Soaps): Được tạo ra từ phản ứng giữa một axit béo và một hợp chất kim loại (Kiềm). Phổ biến nhất là Lithium (Mỡ đa dụng, cân bằng tốt giữa chịu nước và chịu nhiệt), Calcium (Kháng nước mặn cực kỳ tốt nhưng chịu nhiệt kém), và Aluminum Complex (Chịu nhiệt độ cao và kháng nước xuất sắc). Đặc biệt, công nghệ xà phòng phức (Complex Soaps) giúp tăng "Điểm nhỏ giọt" (Dropping point) của mỡ lên rất cao, chống lại sự chảy nước ở nhiệt độ trên 250°C.
Chất làm đặc phi xà phòng (Non-soaps): Như Polyurea (tuổi thọ siêu dài, chuyên cung cấp cho motor điện và khớp đồng tốc CV joints), Đất sét hữu cơ (Bentonite / Organoclay - mỡ không có điểm nhỏ giọt, dùng trong lò nung thép), và Silica Gel.
Phụ gia được pha vào mỡ tương tự như pha vào dầu, bao gồm: chất chống oxy hóa (Antioxidants), chất chống rỉ (Rust inhibitors). Đặc biệt quan trọng với mỡ công nghiệp là phụ gia Chịu cực áp (Extreme Pressure - EP) và phụ gia Chống mài mòn (Anti-wear - AW). Một số loại mỡ chuyên dụng để cung cấp cho máy xúc, máy ủi trong hầm mỏ sẽ được độn thêm Chất bôi trơn rắn (Solid Lubricants) như Molybdenum Disulfide ($MoS_2$ - Moly) hoặc Graphite (Than chì) từ 3% đến 5%. Khi màng dầu bị ép vỡ dưới tải trọng va đập hàng chục tấn, các vảy $MoS_2$ sẽ trượt lên nhau, bảo vệ bề mặt kim loại không bị hàn dính (Welding) và tróc rỗ.
Giống như việc mua quần áo phải biết size (kích cỡ), việc cung cấp và mua sắm mỡ bôi trơn bắt buộc phải tuân theo hệ thống phân loại của Viện Mỡ Bôi trơn Quốc gia Hoa Kỳ (NLGI - National Lubricating Grease Institute).
Độ đặc của mỡ được xác định bằng bài kiểm tra Độ xuyên nón (Cone Penetration - ASTM D217). Một khối nón tiêu chuẩn được thả rơi tự do vào khối mỡ ở 25°C trong 5 giây. Độ xuyên càng sâu, mỡ càng mềm. Dựa vào độ xuyên này, NLGI chia mỡ thành 9 cấp độ (Từ 000 đến 6).
Khi bị nung nóng, cấu trúc "bọt biển" của chất làm đặc sẽ bị phá vỡ, mỡ chuyển từ trạng thái bán rắn sang trạng thái lỏng hoàn toàn. Nhiệt độ tại điểm chuyển giao này gọi là Điểm nhỏ giọt (Dropping Point - ASTM D2265). Lưu ý tử huyệt: Nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa của mỡ phải thấp hơn Điểm nhỏ giọt ít nhất từ 30°C đến 50°C. Ví dụ, một loại mỡ Lithium thường có điểm nhỏ giọt là 190°C, thì chỉ nên cung cấp để vận hành an toàn dưới 140°C. Nếu cung cấp sai loại, mỡ sẽ chảy ra ngoài như nước, vòng bi bị khô và bốc cháy chỉ sau vài giờ vận hành.
Đây là thông số đánh giá sức mạnh của phụ gia EP. Bài test nén 4 viên bi thép quay cọ xát vào nhau trong mỡ dưới tải trọng tăng dần cho đến khi chúng bị hàn dính lại do nhiệt độ ma sát. Mỡ đa dụng thông thường có Weld Load khoảng 160-200 kg. Mỡ chịu tải cực áp (EP) chuyên cung cấp cho máy nghiền, máy xúc phải đạt tối thiểu từ 250 kg đến 400 kg (hoặc thậm chí 800kg nếu có $MoS_2$).
Một trong những thảm họa phổ biến nhất trong công tác bảo trì xảy ra khi nhà máy quyết định đổi nhà cung cấp mỡ (ví dụ đổi từ mỡ hãng A sang mỡ hãng B) mà không làm sạch hoàn toàn vòng bi.
Sự cố xảy ra do Tính không tương thích của chất làm đặc (Thickener Incompatibility). Ví dụ, nếu bạn bơm mỡ Barium Complex vào một vòng bi đang chứa mỡ Lithium Complex, hai chất làm đặc này sẽ phản ứng hóa học với nhau. Cấu trúc bọt biển sụp đổ lập tức, mỡ sẽ nhũn ra thành một chất lỏng như dầu và chảy mất, hoặc ngược lại, đông cứng lại như đá, gây ra sự cố kẹt cứng vòng bi hàng loạt.
Nguyên tắc vàng của mọi nhà cung cấp chuyên nghiệp khi tư vấn chuyển đổi sản phẩm là: Luôn tham khảo Bảng tương thích mỡ (Grease Compatibility Chart). Nếu hai loại mỡ không tương thích, kỹ thuật viên bắt buộc phải tháo rã vòng bi, rửa sạch bằng dung môi, sau đó mới được bơm mỡ mới vào. Nếu không thể tháo rửa, phải bơm tống (Purge) mỡ mới vào liên tục cho đến khi thấy mỡ cũ bị đẩy sạch hoàn toàn ra ngoài (tuy nhiên cách này vẫn tiềm ẩn rủi ro).
Việc cung cấp mỡ là việc cung cấp "Đúng thuốc cho đúng bệnh". Không có một loại mỡ nào là "Super Multi-purpose" (đa năng tuyệt đối) có thể dùng cho mọi trường hợp.
| Loại Mỡ (Chất Làm Đặc) | Đặc Tính Nổi Bật Nhất | Ứng Dụng Cung Cấp Tiêu Biểu |
|---|---|---|
| Lithium Complex | Chịu nhiệt tốt (Drop point >260°C), chịu tải (EP), ổn định cơ học. | Mỡ khung gầm ô tô, vòng bi bánh xe tải, băng tải công nghiệp nhẹ. Là dòng sản phẩm chủ lực. |
| Calcium Sulfonate Complex | Kháng nước cực đỉnh (kể cả nước mặn), chống rỉ xuất sắc, khả năng chịu tải EP bẩm sinh. | Nhà máy thép (Cán nóng), thiết bị trên boong tàu biển, máy giấy, vòng bi ngập trong nước. |
| Polyurea | Khả năng chống oxy hóa tuyệt vời, tuổi thọ bôi trơn rất dài, chịu nhiệt cao. | Tra một lần cho Động cơ điện (Electric Motors), vòng bi quạt gió lò hơi, khớp đồng tốc ô tô. |
| Aluminum Complex | Kháng nước tốt, có độ dính (Tackiness) cao, không bị rửa trôi. | Máy móc ngành sản xuất thực phẩm (Food-grade grease - NSF H1), máy gặt đập nông nghiệp. |
| PFPE (Teflon Thickened) | Trơ hóa học hoàn toàn, chịu nhiệt độ siêu cao (trên 300°C), không bắt cháy với khí Oxy. | Môi trường hóa chất ăn mòn mạnh, môi trường chân không sâu (Vũ trụ), lò nung gốm sứ. Giá cực đắt. |
Một sai lầm kinh điển tại các nhà máy là nhân viên bảo trì có thói quen "bơm càng nhiều mỡ càng tốt". Bơm quá nhiều mỡ (Over-greasing) là nguyên nhân gây hỏng vòng bi còn nhanh hơn cả thiếu mỡ. Khi khoang vòng bi bị nhồi đầy 100%, mỡ không có không gian để tản nhiệt và giãn nở. Quá trình "khuấy trộn" mỡ (Churning) do viên bi quay ở tốc độ cao sẽ làm nhiệt độ tăng vọt, đốt cháy mỡ, làm nổ phớt cao su (Seal blow-out) và phá hủy mô-tơ điện do mỡ trào vào cuộn dây stator.
Nhà cung cấp mỡ chuyên nghiệp sẽ huấn luyện khách hàng công thức tính lượng mỡ tra bổ sung (Relubrication Quantity):
$G = 0.005 \cdot D \cdot B$
Trong đó $G$ là lượng mỡ cần bơm (Gram), $D$ là đường kính ngoài của vòng bi (mm), và $B$ là bề rộng của vòng bi (mm). Khoang vòng bi chỉ nên được điền đầy từ 30% đến 50% thể tích trống.
Để giải quyết triệt để rủi ro con người, các dịch vụ cung cấp mỡ hiện nay được đóng gói kèm theo các Bình bơm mỡ tự động một điểm (Single-point lubricators) chạy bằng pin hoặc phản ứng khí sinh học. Khách hàng chỉ việc lắp bình này lên vòng bi, cài đặt thời gian (từ 1 đến 12 tháng), bình sẽ tự động "nhỏ giọt" lượng mỡ cực kỳ chính xác mỗi ngày. Ở cấp độ nhà máy (Plant-wide), công nghệ Siêu âm (Ultrasound-assisted lubrication) được áp dụng. Kỹ thuật viên đeo tai nghe siêu âm, khi bơm mỡ, nếu tiếng rít của ma sát kim loại dịu đi và đạt ngưỡng dB chuẩn, họ sẽ dừng bơm, đảm bảo lượng mỡ vừa đủ 100%.
