Oksidasi : Mengapa pelumas berubah menjadi buruk

Oksidasi dapat digambarkan sebagai degradasi dari minyak yang baik menjadi rusak/buruk. Pelumas yang awalnya bagus dan stabil menjadi lumpur dan varnis berkerak yang menyebabkan gangguan dalam sistem peralatan Anda. Bagaimana oksidasi ini bisa terjadi?

Lingkungan yang buruk dapat berdampak buruk pada kualitas dan masa pakai pelumas. Untuk menjaga pelumas Anda dalam kondisi optimal, maka lingkungan yang buruk harus diidentifikasi dan langkah-langkah apa yang diambil untuk mencegah kerusakan oil.

Pelumas rentan terhadap gangguan. Sebagian besar pelumas non-sintetis terdiri dari dua komponen: minyak mineral dan aditif. Minyak merupakan sekelompok molekul yang terbuat dari atom hidrogen dan karbon.

Atom-atom ini memiliki daya tarik positif satu sama lain, sehingga atom saling menghubungkan dengan metode yang disebut ikatan atau rantai karbon. Jika jumlah hidrogen dan karbon yang tepat tersedia, molekul dikatakan jenuh. Ini berarti mereka stabil dan tidak akan bereaksi dengan elemen berpotensi buruk lainnya.

Masalah muncul ketika beberapa atom hidrogen tidak ada, menyebabkan rantai karbon putus. Molekul menjadi tidak jenuh dan cukup reaktif. Ini bisa menjadi awal dari kerusakan pada pelumas. 

Berikut beberapa hal penyebab oksidasi :

Oksigen

Lingkungan yang buruk salah satu penyebabnya berasal dari sumber yang tidak terduga yaitu oksigen. Oksigen adalah unsur ketiga paling melimpah di bumi. Itu ada di udara yang Anda hirup dan air yang Anda minum serta zat lain yang tak terhitung jumlahnya. Oksigen sebagai unsur sebenarnya adalah dua atom yang terikat bersama dan umumnya bukanlah merupakan sumber masalah utama.

Namun, jika atom-atom ini terpisah, maka atom ini akan mencari unsur lain untuk mengikat dan menghasilkan reaksi. Pemisahan unsur oksigen ini disebabkan oleh peningkatan energi. Atom oksigen yang dipisahkan bertemu dengan hidrokarbon tak jenuh, mereka berikatan menjadi unsur air, dan reaksinya bersifat asam menghancurkan. Asam yang terbentuk akan menyerang minyak dan menghasilkan oksidasi. Udara adalah sumber utama oksigen yang dibutuhkan untuk membuat oli yang baik menjadi buruk.

Panas

Energi yang dibutuhkan untuk memisahkan atom oksigen dan sampai batas tertentu hidrokarbon, itu berasal dari energi yang berbentuk panas. Panas dapat berasal dari berbagai sumber, termasuk proses mekanik, lingkungan eksternal, gesekan, dll.

Untuk memisahkan elemen oksigen, hanya sejumlah kecil energi yang diperlukan (sekitar 495 kilojoule). Ini setara dengan 120 kalori, yang kira-kira sama dengan setengah irisan kue ulang tahun. Hidrokarbon sedikit lebih buruk dan membutuhkan lebih sedikit energi. Setiap peningkatan panas menciptakan lingkungan yang mudah menguap, menambah potensi oksidasi dan pembentukan varnis / plak atau kerak.

Lingkungan Buruk Lainnya

Lingkungan buruk lainnya yang dapat memengaruhi umur pelumas. Misalnya, kontamiasi air yang  dapat menghambat masa pakai pelumas. Air membutuhkan banyak energi untuk dipecah. Selain itu, logam dapat bereaksi dengan minyak mineral, menyebabkan lumpur. 

Cairan proses atau uap dapat merusak juga. Asam proses dapat menyebabkan kerusakan besar. Penyebab lainnya adalah sinar ultraviolet dan sinar matahari adalah sumber energi lain yang dapat menyebabkan degradasi minyak.

Mengontrol Oksidasi

Mencegah pelumas dari proses oksidasi dengan meminimalkan ketersediaan udara dan mengendalikan panas. Penting untuk diingat bahwa panas saja tidak akan menyebabkan oksidasi. Itu hanya dapat mempercepat proses reaksi antara dua elemen yang tidak stabil. Karena pengurangan atau kontrol panas mungkin sulit dicapai, mengendalikan ketersediaan udara adalah pilihan yang lebih baik. 

Berikut adalah beberapa tindakan untuk mengontrol udara dan panas dengan lebih baik di sistem Anda.

Kontrol Udara

Dalam sistem pelumasan yang bersirkulasi, pastikan packing, seal, baut dan koneksinya rapat dan kencang. Udara dapat disedot ke pelumas melalui koneksi yang longgar. Begitu masuk, ada banyak agitasi untuk memungkinkan oksigen dan hidrokarbon bereaksi. Selain itu, jaga seal bantalan Anda dalam kondisi yang baik. Udara dapat menyusup melalui seal yang rusak, memungkinkan oksigen dan hidrokarbon bereaksi dan membentuk produk oksidasi.

Pada sistem reservoir, pertahankan tekanan positif. Menggunakan gas lembam (inert gas ) seperti nitrogen mencegah udara masuk ke sistem. Akhirnya, pertimbangkan kabut minyak. Meskipun kabut minyak sebagian besar udara, suhunya cukup rendah untuk mencegah pemisahan atom oksigen. Ini juga memberikan tekanan positif untuk menjaga kontaminan eksternal seminimal mungkin.

Kontrol Panas

Selalu gunakan tingkat viskositas / jenis kekentalan pelumas yang tepat. Pelumas dengan viskositas lebih rendah memungkinkan kontak logam-ke-logam, yang menghasilkan gesekan dan menghasilkan energi berlebih dari panas yang dihasilkan. Viskositas yang lebih tinggi dapat menyebabkan gesekan internal dan menyebabkan masalah serupa. Pabrik pelumas dan pabrikan peralatan Anda dapat membantu Anda menentukan tingkat viskositas yang tepat untuk aplikasi Anda.

Getaran peralatan juga harus dijaga agar tetap minimum. Getaran berlebih dapat terjadi karena berbagai alasan dan menyebabkan peningkatan kontak dan panas logam-ke-logam. Selain itu, cobalah untuk membatasi panas eksternal jika memungkinkan. Gunakan kipas atau penutup sirip untuk menghambat panas yang diserap dari lingkungan. Pertimbangkan untuk menambahkan pendingin untuk mengurangi penumpukan panas pada pelumas.

Hindari Lingkungan yang Buruk

Bagaimana Anda menjaga agar minyak yang baik tidak rusak? Analisa sistem pelumas Anda, cari tempat potensi jalannya udara dapat masuk ke dalam sistem. Minimalkan jumlah titik masuk ini sebisa mungkin. Temukan sumber-sumber panas dan metode engineering untuk mengurangi atau mengendalikan energi itu.

Pelumas bisa memiliki umur lebih panjang jika bebas dari oksidasi. Peralatan yang dioptimalkan dengan cara ini akan memberikan tingkat produksi yang tinggi dan waktu henti yang minimal. HIndari sejauh mungkin dari lingkungan yang buruk.

source : https://www.machinerylubrication.com/Read/31545/oxidation-turns-oil-bad

mengenal lebih dalam tentang Polyalphaolefin (PAO)

Sejauh ini Polyalphaolefin (PAO) adalah salah satu base oil sintetik yang banyak digunakan dalam pelumas industri dan otomotif. PAO termasuk dalam hidrokarbon sintetis (Synthetic Hydrocarbon / SHC) yang merupakan struktur tiruan terbaik yang menyerupai bentuk struktur hidrokarbon (bercabang)  pada oli mineral.

Karakteristik Polyalphaolefin

Polyalphaolefin tidak mengandung struktur cincin, ikatan rangkap, belerang, komponen nitrogen atau hidrokarbon berlilin. Tidak adanya struktur dan bahan-bahan ini menghasilkan minyak dasar yang sangat non-polar dengan indeks viskositas tinggi (sekitar 130), dapat mengalir dengan baik pada suhu rendah dan karakteristik titik tuang (pour point), stabilitas oksidasi yang baik dan kompatibilitas dengan minyak mineral, cat dan segel yang umumnya ditemukan dalam sistem minyak pelumas. 

Karena strukturnya yang terkendali, PAO tidak mengandung hidrokarbon yang lebih ringan, lebih mudah menguap. Ini menurunkan volatilitasnya, mengurangi emisi knalpot hidrokarbon dan meningkatkan titik nyala.

PAO secara luas digunakan pada pelumas otomotif, oli hidraulik, roda gigi / gear, dan bantalan/bearing. Mampu bekerja di iklim yang sangat dingin ataupun aplikasi yang panas sekalian. PAO juga digunakan sebagai base oil dalam beberapa gemuk yang memiliki servis range suhu sangat yang luas. Namun PAO kurang bekerja pada kompresor udara reciprocating suhu tinggi (tekanan tinggi) di mana deposit katup telah menjadi masalah.

Namun, tidak ada yang sempurna, base oil polyalphaolefin memiliki beberapa karakteristik negatif. Ini termasuk kecenderungan untuk menyusut seal / segel karet dan kesulitan melarutkan aditif minyak biasa. Oleh karena itu, PAO biasanya dicampur atau dikombinasikan dengan base oil ester sintetis organik untuk memberikan base oil campuran agar tidak memiliki karakteristik negatif ini. Polyalphaolefin juga memiliki ketahanan terhadap api yang buruk dan biodegradabilitas.

Istilah sintetis hidrokarbon (Synthetic Hydrocarbon /SHC) adalah istilah umum. Beberapa jenis minyak dasar sintetis termasuk dalam kategori SHC. Ini termasuk PAO dan juga polyisobutenes (PIB) yang relatif umum, yang kadang-kadang digunakan sebagai aditif oli atau sebagai oli dasar dalam mesin dua langkah.

Kekuatan

• Indeks viskositas tinggi
• Stabilitas oksidatif termal yang tinggi
• Volatilitas rendah
• dapat mengalir dengan baik pada suhu rendah
• Tak beracun
• Kompatibel dengan minyak mineral

Kelemahan

• Biodegradabilitas terbatas
• Kelarutan aditif terbatas
• Segel risiko terjadi penyusutan

Aplikasi

• Oli mesin
• Minyak roda gigi / gear
• Minyak bantalan / beraing
• Minyak kompresor
• Gemuk suhu tinggi / high temp grease
• Aplikasi pelumas jangka panjang / long life lubricant

Sejarah dan Fakta Polyalphaolefin

• Dikembangkan pada 1930-an; oli mesin komersial pertama di tahun 1970-an
• Terbuat dari gas etilen; masih tergantung minyak mentah / gas alam
• Tahan suhu lebih tinggi dari minyak mineral
• PAO hingga sekitar 160 ° C (320 ° F) layanan berkelanjutan; 270 ° C (520 ° F) terputus-putus
• Tidak ada kandungan lilin, oleh karena itu suhu rendah terbaik dari semua sintetis (sekitar minus 50 ° C hingga minus 60 ° C atau minus 70 ° F)
• Lebih tinggi VI (sekitar 130 hingga 140) daripada minyak mineral (hampir 100)
• Lebih tidak stabil daripada minyak mineral (titik nyala lebih tinggi, lebih mudah terbakar, emisi hidrokarbon lebih rendah)
• Pelumasan alami lebih rendah dari minyak mineral
• Minyak dasar polyalphaolefin tidak serta merta lebih sedikit keausan dibandingkan minyak dasar mineral (sifat ketergantungan-aditif)
• Kompatibel dengan minyak mineral
• Masalah - sangat non-polar (solvabilitas alami rendah, kelarutan aditif, pelumasan lebih rendah dan kekuatan film)
• Membentuk endapan keras pada kompresor bolak-balik
• Harus dicampur dalam 5 hingga 20 persen minyak dasar ester untuk membengkak seal, kelarutan aditif dan pelumasan
• Tidak dapat terurai secara hayati
• Biayanya empat kali lebih banyak daripada minyak mineral, tapi lebih murah dari sintetis lainnya

source : https://www.machinerylubrication.com/Read/31106/polyalphaolefin-pao-lubricants