در طول قرن گذشته استفاده از روش گرم کردن غیر مستقیم در گرمایش دقیق واحد صنعتی، گسترش زیادی یافته است. در واحدهایی که در فشارهای کمتر از فشاره های اتمسفریک کار می کنند و در دماهای حدود c°۳۴۰ عمدتاً از روغن های معدنی به منظور انتقال گرما استفاده می شود روغن های معدنی، سیالات غیررسمی و غیر خورنده بوده و حمل و نقل آن آسان است. ضمنا خاصیت پمپ شدن این روغن ها در دمای پایین نیز مناسب می باشد. ظرفیت گرمایی این روغن ها با افزایش دما ، افزایش می یابد.

از آنجا که در مدت زمان کارکرده در روغن های انتقال حرارت تغییراتی به وجود می آید که بر خواص کیفی آن ها مانند تشکیل لجن و غلظت تاثیر گذارد یا خطرات ایمنی مانند کاهش نقطه جوش و نقطه اشتعال را به همراه دارد، همواره توصیه می شود تا پس از مدت زمان کار کرده معینی ، خواص روغن مورد بررسی قرار گیرد.

Dاستاندارد (DIN 51 522)به منظور تعیین حداقل شرایط مورد نیاز روغن های انتقال حرارت به کار می رود.

انتخاب یک روغن معدنی برای یک واحد تحت فشار اتمسفریک، قبل از هر چیزی به دمای مخزن بستگی دارد. به منظور دستیابی به عملکرد کم زحمت و زمان کارکرد طولانی ، دمای مخزن باید حداقل c° ۴۰ کمتر از دمای شکست هیدروکربن ها (c°۶۸۰ -c°۳۶۰) باشد و همچنین  از دمای c°۳۴۰ تجاوز نکند. نقطه جوش اولیه روغن انتقال گرما نیز حداقل c°۲۰ بالاتر از دمای مخزن باشد.

روغن های انتقال حرارت که در دماهای بالا به کار می روند باید برش های نازک روغنی باشند و نباید با تقطیرات سبک به منظور تعدل گرانروی ترکیب شوند.

روغن های پایه مورد استفاده در روغن های انتقال حرارت مراحل تصفیه خاصی را به منظور بهبود خواص می گذرانند. ابتدا خواص نامطلوب روغن که منجربه تشکیل لجن و چسبناکی روغن در اثر کارکرده می شود را با استفاده از روش تصفیه به وسیله حلال از بین می برند. سپس در صورت استفاده از حلال، به منظور افزایش مقاومت روغن در برابراکسیدشدن، آن را تحت عمل عمل  آوری با هیدروژن قرار می دهند. این کار همچنین باعث بهبود سازگاری روغن با مواد افزودنی مورد استفاده در آن می شود. به منظور افزایش کارایی روغن در انتقال گرما آن را ، تحت عملیات واکس زدایی نیز قرار می دهند.

علاوه بر استفاده از مراحل تصفیه و پالایش خاص در تولید این روغن ها، ممکن است از مواد افزودنی بازدارنده اکسیداسیون بسیار گران قیمت نیز به منظور افزایش طول عمر این روغن ها استفاده می شود.

بیشتر روغن های انتقال حرارت، روغن های پارافینی می باشند که شاخص گرانروی بالایی دارند. با توجه به خاصیت رسانایی و ظرفیت گرمایی ویژه خوب این روغن ها، می توان از آن ها در سیستم هایی که دارای نرخ انتقال گرمای بالایی هستند استفاده کرد.

روغن های نفتنیک دارای برخی ویژگی های مفید در دماهای پایین می باشند مثلا رسوبات واکس در آن ها در دماهایی خیلی پایین صورت می گیرد ولی پایداری گرمایی این روغن ها به خوبی روغن های پارافینیک نبوده و خاصیت گرانروی –دمای روغن های نفتنیک از روغن های پارافینیک بدتر است.

پایداری در برابر اکسید شدن روغن های انتقال گرما بر روی مدت زمان کارکرد آن ها مؤثر است. به علت استفاده از این روغن ها در یک سیستم بسته و عدم تماس پیوسته با هوا، عوامل ایجاد اکسیداسیون در این روغن ها چندان شدید نیست. با وجود پایداری بسیار خوب روغن انتقال حرارت دربرابر کهنگی تنش های دمایی بیش از حد می تواند منجر به ایجاد کهنگی و تخریب روغن شود. وجود زنگ آهن و ذرات مسی در لوله ها نیز فرایند تخریب و کهنگی را افزایش می دهد .

از ویژگی های مورد نیاز روغن انتقال حرارت می توان به موارد زیر اشاره کرد :

۱)  شاخص گرانروی بالا – داشتن شاخص گرانروی بالا به منظور جلوگیری از تغییرات زیاد گرانروی بر اثر تغییرات زیاد دما ضروری است.

۲)  پایداری گرمایی و مقاومت دربرابر اکسید شدن – و جود پایداری گرمایی و مقاومت خوب روغن دربرابر اکسید شدن جهت جلوگیری از تشکیل سطوح صیقلی، لجن و شکستگی هیدرو کربن ها در مدت زمان قرار گرفتن روغن در شرایط دمایی شدید ضروری است .

۳)  فرایت کم – فرایت کم روغن های پایه پارفینی موجب کاهش اتلاف روغن از طریق تبخیر و کاهش تشکیل حفره در روغن می گردد. همانطور که می دانیم، تشکیل حفره سبب تخریب پره های پمپ های گریز از مرکز می شود.

۴)  نقطه احتراق و اشتعال بالا

• علاوه بر موارد فوق، از دیگر ویژگی های یک روغن انتقال گرما با کیفیت خوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• بازده گرمایی بالا به منظور انتقال سریع و کارامد گرما
• فشار بخار کم در دما های بالا و نقطه جوش بالا که از افزایش فشار جلوگیری می کند.
• عدم ایجاد خوردگی در اجزای سیستم
• پایداری خوب در مقابل هیدرولیز شدن و مقاومت دربرابر تشکیل امولسیون با آب
• سازگاری با دیگر روغن های گرما
• سازگاری با اجزای سیستم مانند کاسه نمدها
• غیرسمی و بدون بو بودن
• طول عمر کارکرد طولانی

علاوه بر روغن های معدنی ترکیبات آلی دیگر مانندآلکیل بنزن های با زنجیره کوتاه، مشتقات و ترکیبات دی بنزیل بنزن، دی متیل دی فنیل اکسیدها، پلی فنیل هایی به صورت موضعی هالوژنه شده اند، ترکیبات تری فنیل ها و هم چنین ترکیبات دی فنیل اکسید و دی فنیل نیز در سیستم های انتقال گرما تحت فشار اتمسفریک استفاده می شود. حداکثر دما مجاز برای ترکیباتc°۴۰- ۲۰ بالاتر از روغن های معدنی است. ویژگی های این ترکیبات بسته به ساختار شیمیایی آن ها در دماهای پایین تر از روغن های معدنی نامطلوب تر است.

چگالی روغن های انتقال حرارت سنتزی همواره از روغن های معدنی بیشتر است. این امر منجر به کاهش ظرفیت گرمایی ویژه این روغن ها می شود. در واحدهایی که دما آغاز به کار بسیار پایینی دارند، معمولا از آلکین سیلیکات ها استفاده می شود. آلکیل سیلیکات ها را می توان در مواردی که دما مخزن تا حدودc°۱۸۰ است، استفاده کرد. این موارد باید از رطوبت محافظت شوند تا از تشکیل لجن در اثر هیدرولیز جلوگیری شود.

آزمایش های لازم برای کنترل کیفیت روغن های انتقال حرارت، عبارتند از:

• گرانروی سینماتیک ( ASTM D445 )
• شاخص گرانروی ( ASTN D2270 )
• نقطه اشتعال ( ASTM D92 )
• چگای در دما c°۱۵ ( ASTM D1298 )
• کف (ASTM D892 )

ترجمه:تامین روانکار دایان