نقش گوگرد در محافظت از سطح فلز

گوگرد در بیشتر روغن­‌های فشار‌پذیر و سیالات فلزکاری به عنوان افزودنی فشار‌پذیر مورد استفاده قرار می‌­گیرد. گوگرد همانند دیگر افزودنی­‌های فشار‌پذیر (EP)، با افزایش دما از طریق تشکیل لایه سولفید -فلز از سطح فلز محافظت می‌­کند. برای مثال در دنده­‌هایی از نوع استیل، لایه سولفید آهن از تماس دو سطح فلز و در نتیجه ساییدگی سطح آن­‌ها جلوگیری می‌­نمایند.

تفاوت گوگرد فعال و غیر فعال

تفاوت اساسی این دونوع ترکیب در واکنش‌پذیری آن­‌ها در دما­‌های مختلف است. به این صورت که گوگرد فعال در دما­‌های پایین تیز با فلز وارد واکنش می‌­شود. اگرچه گوگرد فعال دارای مزایایی از جمله واکنش‌پذیری بالاتر در برابر سایش به خصوص در دما­‌های پایین است اما این ماده خورندگی بالایی به خصوص برای فلزات زرد ( چدن، برنز،.... ) داشته و در نتیجه در حضور این فلزات نباید از ترکیبات گوگرد فعال استفاده شود. گوگرد به شکل­‌های مختلف در روانکار­‌ها موجود می‌­باشد. درطول فرآیند پالایش روغن پایه، ترکیبات اورگانو سولفور در روغن پایه­‌ها موجود هستند. در مقابل در فرایند هیدروکرکینگ مقدار گوگرد را به حداقل و حتی مرز صفر می‌­رساند لازم به ذکر است ترکیبات اورگانوسولفور در روغن پایه­‌ها نقش مواد افزودنی فشار‌پذیر را برعهده ندارند، اما برخی از مواد افزودنی فشار‌پذیر را برعهده دارند. به طور مشابه در روغن پایه­‌های سنتزی ترکیبات گوگرد وجود ندارند. اما برخی از مواد افزودنی حاوی گوگرد می‌­باشند. انواع گوگرد در جدول شماره ۱ قابل رؤیت است. در توضیح جدول شماره ۱ می‌­توان گفت سولفید­‌ها و سولفور­‌های فلزی شکل احیا شده­ی گوگرد هستند و به راحتی در حضور دمای کافی تشکیل سولفید فلزی می‌­دهند. سولفات­‌ها شکل اکسید شده­ی گوگرد هستند و فعالیت کمتری جهت تشکیل سولفید فلزی دارند.

انواع ترکیبات حاوی گوگرد در روانکار­‌ها

1- اسید­‌های چرب سولفور شده:

از واکنش شیمیایی گوگرد با اسید­‌های چرب بلند زنجیر تولید می‌­شوند. دمای تجزیه این ترکیبات حاوی عنصر گوگرد در حدود ۲۶۵ درجه سانتی گراد می‌­باشند. این ترکیبات در آزمون خوردگی نوار مس هیچ لکه‌­ای بر نوار مس باقی نمی‌­گذارند.

2- افزودنی­‌های فشار‌پذیر گوگرد-فسفر

معمولاً دارای دمای تجزیه‌ای ۲۵۰ تا ۲۷۰ درجه سانتی گراد می‌­باشند و این ترکیبات نیز آزمون خوردگی نوار مس را می‌­گذرانند. ترکیبات گوگرد موجود در روغن­‌پایه­‌های تصفیه شده با حلال که معمولاً به صورت سولفید هستند از لحاظ شیمیایی پایدار هستند. هم ترکیبات گوگرد موجود در روغن پایه و هم افزودنی­‌های فشار‌پذیر هر دو تحت شرایط دمایی بالاتر و در روانکاری لایه مرزی اسید­‌های چرب سولفور شده و افزودنی­‌های فشار‌پذیر حاوی گوگرد-فسفر، هر دو تجزیه شده و با سطح فلز تشکیل لایه فلز-سولفید می‌­دهند. در این شرایط هر دوی ترکیبات فعال هستند.

3- روغن­‌های معدنی سولفور شده:

روغن­‌های معدنی سولفور شده از حل کردن عنصر گوگرد در روغن در تولید می‌­شود. این نوع از گوگرد به دلیل پیوند ضعیف S-S فعالترین نوع گوگرد است. این نوع مواد؛ آزمون خوردگی نوار مس را نمی‌­گذراند و با فلزات زرد واکنش شیمیایی می‌­شوند. در مجموع می‌­توان به این جمع‌بندی رسید که گوگرد فعال تحت هر شرایطی و بدون نیاز به دمای بالا با سطح فلز واکنش می‌­دهد ولی برای فلز هم خوردگی ایجاد نکند. فعال بودن و یا غیر قعال بودن گوگرد به واکنش‌پذیری شیمیایی ترکیبات و شرایط انجام آزمون جهت دسته‌بندی افزودنی­‌ها بستگی دارد. در جدول ذیل انواع آزمون­‌های اندازه­گیری گوگرد فعال و مواد افزودنی EP به اختصار آورده شده است.