ලිහිසි තෙල්වල විද්‍යාත්මක සංදර්භය හා දේශීය පරීක්ෂණවල අනාගතය

ආචාර්ය ආර් චින්තක එල් ද සිල්වා
ජේෂ්ඨ පර්යේෂණ විද්‍යාඥ-කාර්මික තාක්ෂණ ආයතනය
සාමාජික: ශ්‍රී ලංකා විද්‍යාභිවර්ධන සංගමය (SLAAS)
ශ්‍රී ලංකා භෞතික විද්‍යායතනය (IPSL)

 

චලනයවිමකදී ඊට අදාළ ගැටෙන පෘෂ්ඨ අතර ගෙවීම අවම කිරීමටත්, ප්‍රතිරෝධය නිසා ඇතිවන උෂ්ණත්වය අවම කර තබාගැනීමටත් අප ලිහිසි තෙල් යොදාගන්නවා. ඒ වාගේම මලකඩ බැඳීමට හේතුවන ඔක්සිකරණ අවහිර කරන්නත් ලිහිසි තෙල් නොහොත් ලුබ්රිකන්ට් තෙල් වලට පුළුවන්. තරල තුල සිදුවන හයිඩ්රොලික් යාන්ත්‍රික බලය සම්ප්‍රේක්ෂණය කිරීමට පමණක් නොව විදුලි ට්‍රාන්ස්ෆෝමර වලට මෙන්ම ජලය-දුවිල්ල වලක්වා මුද්‍රා කිරීමටත් මේ ලිහිසි තෙල් පාවිච්චි කරනවා.

ඔස්බෝන් රෙනොල්ඩ් (1842-1912) නම් වූ පර්යේෂකයා ජර්නල්බෙයාරින් තුල චලනය වන ශාෆ්ට් එකක් සඳහා මුලින්ම ලිහිසිතෙල් රිංගවා කල පරීක්ෂණයකින් අනතුරුව චලනවේගය වැඩිවන බවට මුල්වරට තහවුරු කරගත්තා. ඊට හේතුව ලෙස සොයාගත්තේ මෙම තෙල් වල අඩංගු දුස්ශ්‍රාවීතාවත් චලනයේ දී ඇතිවන පීඩනයත් නිසා පෘෂ්ඨ වෙනවෙනම චලනයට තුඩු දෙන බවයි. තවද ජර්නල් බේයාරීමක් හෙවත් වළලු බෙයාරිමක් ඇසුරෙන් වේගය, බර, දුස්ශ්‍රාවීතාව, තෙල් කොටසේ ඝනකම හා ප්‍රතිරෝධය අතර සම්බන්ධයක් ගඩනැගීමටත් ඔහුට පුළුවන් වුනා. මුලරට එවවැන්නක ප්‍රතිරෝධතා සංගුණකයට නැතහොත් හ්ර්සි අගයට සමීකරනයකුත් ඔහුගේ සොයාගැනීම් අතර වනවා.

හ්ර්සි අගය (ZN)/P = (ලිහිසි තෙල්වල දුස්ශ්‍රාවීතාව x චලන වේගය) / බෙයාරීමේ පිඩනය.
ප්‍රතිරෝධතා සංගුණකය µ යනු (ZN)/P වේ.

කෙසේ වෙතත් එක් එක් යෙදවුම අනුව ගැලපෙන ලිහිසිතෙල යොදාගැනීම වැදත් වනවා. රුපයේ පරිදි මැද කැරකැවෙන ලෝහ ශාෆ්ට්-දන්ඩේ බර වැඩිවීත්, කරකැවීමට පටන් ගන්නාවිටත් අවසන් වන විටත්, සෙමින් කරකැවෙන විටත් එහි බර හා ස්වභාවය නිසා ලෝහ පෘෂ්ට දෙක ගැටෙන ප්‍රවනතාව වැඩිවෙනවා. ඒ නිසා ගැලැපෙන දුස්ශ්‍රාවීතාව සහිත ලිහිසි තෙලක් යොදා ගන්න වෙනවා. අපි හිතමු නියමිත දුස්ශ්‍රාවීතාවයට වඩා වැඩි ලිහිසි තෙලක් අපි යොදා ගත්තා යැයි කියලා. එහෙමවුනොත් වෙන්නේ තෙල් අණුඅණු අතර චලනයට අදාළ වන ප්‍රතිරෝධය වැඩිවී අතිරේඛ හා අනවශ්‍ය උෂ්ණත්වයක් ජනනයවීමෙන් ශක්ති හානියක් සිදුවවීමයි. (හයිඩ්රෝඩයිනමික් අවස්තාව) මේ ගැටලුවට නම් විශේෂයෙන් සැදූ ෆුලි ෆෝමියුලේටඩ් තෙලක් භාවිතා කලයුතුවනවා. ෆුලි ෆෝමියුලේටඩ් තෙලක විශේෂයෙන් අධි උෂ්ණත්වවලටත්, අධි පීඩනවලටත් ඔරොත්තුදෙන මෙටලික් ඇඩිටිව් ජාති වගේම ගෙවීම වලකන සන්යෝගද අන්තර්ගතවනවා. තවත් ෆුලි ෆෝමියුලේටඩ් තරල තියනවා වෙනස් ක්‍රියාවලියක් සිදුකරන. ඒ ගැටෙන පෘෂ්ඨවල ඇති ඇසට නොපෙනෙන රළු පෘෂ්ඨ සමග ක්‍රියාකර සුවිකාර්ය පටලයක් නිර්මාණය කිරීමයි. එමගින් ප්‍රතිරෝධය අවමකර උෂ්ණත්වය අවම කරවනවා. “ඉලාස්ටෝහයිඩ්රොඩයිනමික්” ලිහිසිකරණය ට භාජනය වන්නේ අන්න ඒ පෘෂ්ඨ අතර නොගැලපෙන පිහිටීම් (formation) ඇතිවිටයි. තවද පෘෂ්ඨ වල රළු බව නිසාද ගැටෙන අවස්තාවේ ඇතිවන අධිපිඩනයද සැලකිල්ලට ගෙන එය වලකාලීමට අධි පීඩනවලටත් ඔරොත්තුදෙන ඇඩිටිව්ස් වර්ග යොදාගෙනයි එක්. එක් ආකාරයේ ෆෝමියුලේටඩ් තරල වර්ග නිෂ්පාදනය කරන්නේ. ඉතින් “ඉලාස්ටෝහයිඩ්රොඩයිනමික්” අවස්ථාවට යොදවන තෙල් තට්ටුවේ ඝනකම නම් හයිඩ්රෝඩයිනමික් අවස්තාවේදී යෝදාගන්න තෙල් තට්ටුවට වඩා අඩුයි. හැබැයි වරද්දගන්නෙපා මම අදහස් කලේ තෙල්වල ඝනකම නෙවි තෙල් තට්ටුවේ නැත්නම් තෙල් ප්රෝෆයිලයේ ඝනකම ගැනයි.

අපි දන්නා කරුණ නම් පෙට්‍රෝලියම් කියන්නේ ස්වාභාවිකව හමුවන හයිරෝකාබන් වලටයි. බොරතෙල් පෙට්‍රෝලියම් වල ගැස්, බිටුමින් වර්ග,වැක්ස් වර්ග අඩන්ගු වනවා කිව්වොත් නිවැරදියි. කාබනික ද්‍රව්‍ය පොලව යට ඉතා විශාල කාලයක් අධික උෂ්ණත්වයටත් පිඩනයටත් ලක්වෙලා පෙට්‍රෝලියම් ලෙස හමුවුනත් ලතින් භාෂාවෙන් “පෙට්‍රා” කියල කියන්නේ පාෂාණ වලටත් “ඔලියුම්” කියල කියන්නේ තෙල් වලට බවත් ඔබ දැනසිටියාද? ඉතින් එම වචන එක්කොට තමයි පෙට්‍රෝලියම් කියල අද අපි භාවිතා කරන්නේ.

ඇතටම පොලව යට පාෂාණ යටින් පෙට්‍රෝලියම් හමුවුනත් සමහර අවස්ථා තියනවා පීඩනය අධිකවෙලා පිපිරීම් සහිතව පොලව මතුපිටට තාර ලෙස ලගාවන. කෙසේවෙතත් ආදී මානවයා පවා පෙට්‍රෝලියම් වලවල් ගැන දන සිටි බවටත් ඔවුන් ඒවා අඳුනාගෙන තිබුනේ සතුන් වැටි මියයන අනාරක්ෂිත පරිසර හැටියට බවටත් ඉපැරණි මුඋලාශ්‍ර තහවුරු කරනවා. ඉතින් ඔය පෙට්‍රෝලියම් ආසවනය කරලා පිරිපහදු කරලා තමයි වෙන වෙන ඉන්ධන හා අතුරු නිෂ්පාදන සාදන්නේ.

රූපයෙන් දැක්වෙන්නේ බොරතෙල් ආසවනය (distillation) කිරීමෙන් ලබාගන්නා නිෂ්පාදනයි. නොයෙකුත් ආකාරයේ හයිඩ්රෝකාබන් දාම වල ප්‍රමාණය අනුව තමයි වෙන වෙනම පෙට්‍රෝලියම් නිෂ්පාදන හඳුනාගන්නේ. උදාහරනයක් ලෙස හයිඩ්රෝ කාබන්වල ප්‍රමාණ අනුව සැහල්ලුම හා කුඩාම දාමය ඇත්තේ ගෑස්වලටයි.

දැන් ඔය කෘඩ් ඔයිල් නොඑසේනම් බොරතෙල් ආසවනයෙන් තමයි බේස් ඔයිලුත් උකහා ගන්නේ. බේස් ඔයිල් සාමාන්‍යයෙන් උදාසීන ප්‍රතික්‍රියකයක්. අප පාවිච්චිකරන ලිහිසි තෙල්වල බේස් ඔයිල් තමයි සියයට 85-95 ත් අතර තියෙන්නේ. ඉතුරු ටික තමයි ඔය ඊට එක්කරන “ඇඩිටිව්ස්” විශේෂ. එම නිසා මේ ලිහිසි තෙල්වල භෞතික ලක්ෂණ වලට වැඩි ප්‍රමාණයක් බලපාන්නේ මේ බේස් ඔයිල් වල ගුණාංග කියල පැහැදිලියි නේද?. බේස් ඔයිල් වර්ග තුනක් තියනවා. බයලොජිකල් (ජෛව), මිනරල් (ඛනිජ), සින්තටික් (කෘතීම) යනුවෙන් ඒවා වෙන්වෙනවා. බයලොජිකල් (ජෛව) ඔයිල් සාමාන්‍යයෙන් බෙහෙත් හා ආහාර තාක්ෂණයට යෝදාගන්නා අතරම මුලාශ්‍ර ලෙස සත්ව හා ශාක කොටස්වලින් නිස්සාරනය කරගන්නවා. ඉතින් ඔය පාම් ඔයිල් වර්ග කැස්ටර් ඔයිල් වර්ග වලට අයත්වන කාණ්ඩය උදාහරණ ලෙස පෙන්වවා දිය හැකිවනවා.

ගියර පද්ධති, බෙයාරින්, වාහන හා කර්මාන්ත සඳහා යොදාගන්නා ඇන්ජින්, ටර්බයින වගේ සාමාන්‍ය උෂ්ණත්ව වල යාන්ත්‍රික මෙවලම් වලටත් මිනේරල් ඔයිල් තමයි යෝදාගන්නේ. හැබැයි ඊට ඔබ්බට ගිහින් අධිඋෂ්ණත්ව විශේෂ කාර්යන් සඳහා නම් සින්තටික් ඔයිල් වර්ග තමයි පාවිච්චිකරන්නේ. කොහොම වුනත් ලිහිසි තෙල්වර්ගය අනුව තමයි යාන්ත්‍රයක ජීවකාලය රඳා පවතින්නේ. වර්තමාන ලිහිසි තෙල් වලනම් තවත් අතිරේඛ ලක්ෂණ තිබෙනවා. ඒවානම් ජල ප්‍රතිරෝධී බව, මල බැඳීම නැතිකිරීමේ හැකියාව, සලකන උෂ්ණත්ව පරාසයක නියත ස්ථාවරත්වය, ප්‍රතිරෝධඋෂ්ණත්ව යාන්ත්‍රික කොටසින් බැහරට යොමුකිරීමේ ඇති හැකියාව වගේ දේවල් තමයි. කොහොම වුනත් විවිධ අවශ්‍යතාවයන්ට සරිලන විවිධ ලිහිසිතෙල් නිපදවීමට මිනිසා මේ වෙද්දී සමත්වෙලා තියනවා. ඒවගේම ඒවයේ ලක්ෂනද අවශ්‍ය පරිදි වෙනස්කොට සකසා ගැනීමටත් නිෂ්පාදකයාට පුළුවන්.

සාමාන්‍යයෙන් රථවාහන සඳහා තමයි වැඩිපුරම පෙට්‍රෝලියම් ලිහිසි තෙල් වර්ග යොදාගන්නේ. ලොව වටා කොපමණ රථවාහන ඇද්ද?

ලොවවටා කොපමණ පෙට්‍රෝලියම් ලිහිසි තෙල් වර්ග නා නා පැහැයෙන් ඒවා තිබුනත් මුලද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂනයෙන් ඒවා අධ්‍යයන කරන්නට පුළුවන්. මේවායේ කාබන් 83%-87% පරාසයකත් හයිඩ්රිජන් 11%-14% අතර අගයක හමුවන අතර ඉතිරිය ඔක්සිජන්, නයිට්‍රිජන්, සල්ෆර්, හා ලෝහ සංයෝග වනවා. ඉතින් මුලද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂනයේදී මේවායේ භෞතික මෙන්ම රසායනික ලක්ෂනත් කුඨ වාණිජ පරමාර්ථයෙන් වෙනත් නොමනා සන්යෝග එකතුකර තිබේද යන්නත් සොයාගන්නට පුළුවන්.
බොරතෙල් පිරිපහදුවේදී 26-40 අතර හයිඩ්රොකාබන් දාම බේස් ඔයිල් ලෙස වෙන්කරගන්නවා.මෙම අනු ආසවනයෙන් ලබාගන්නා පෙට්‍රල් ඩිසල් වල ඇති අනු වලට සාපේක්ෂව ටිකක් විශාලයි. ඒ ලබාගන්නා බේස්ඔයිල් වල අඩංගු අපිරිසිදු කාරක ඉවත් කිරීම පිරිපහදුව මගින් තවදුරටත් සිදුකරගනු ලබනවා.

බේස් ඔයිල් ලබාගන්නා පිරිපහදුවෙදී පහත දැක්වෙන පියවර ඇසුරෙන් සිදුකරගනු ලබනවා:

• ආසවනය (Atmospheric distillation)-බොරතෙල් වලින් බේස් ඔයිල් වෙන්කරගැනීම
• රික්තකයක් යටතේ ආසවනය (Vacuumed distillation)-තරමක් විශාලවන අණු වලට හානිනොවී වෙන්කරගැනීමට
• පිරිපහදුව (Refining)- වෙනත් අපිරිසිදු කාරක ඉවත්කිරීම
• ඇස්ෆල්ට් ඉවත් කිරීම (De-asphalting)- තාර ඉවත් කිරීම
• වැක්ස් ඉවත්කිරීම (Dewaxing)- අඩු උෂ්ණත්ව පරාස වල කාර්යක්ෂමතාව වැඩිකිරීමට ඉවහල් වේ
• මිශ්‍ර කිරීම (Blending)- අවශ්‍ය ප්‍රමිතියේ බේස් ඔයිල් සමග අනෙකුත් මෙටලික් වගේ සංයෝග එකතුකිරීම.

මෙලෙස ලුබ් ඔයිල් නැතහොත් ලිහිසි තෙල් අපේ රටේ ඇති වාගන ඇනිජින් සඳහා බහුලව යොදාගන්නවා. සරලවම බැලුවොත් පෙට්‍රල් ඇනිජින්, ඩීසල් ඇනිජින්, මෝටර් සයිකල් ඇන්ජින්, බර වාහන, සැහැල්ලු වාහන, මැනුවල්, ඔටෝ වශයෙනුත් විවිධ ලුබ් ඔයිල් වර්ග භාවිතා වෙනවා. ඉතින් මේ ඔයිල් වර්ග පරීක්ෂා කිරීමට දේශීය වශයෙනුත් අන්තර්ජාතික වශයෙනුත් ප්‍රමිතිකරණ තියනවා. බොහෝවිට International Organization for Standardization (ISO), American Society for Testing and Materials (ASTM) වගේ ප්‍රමිතිකරණ ගැන ඔබ අසා තිබෙන්නට පුළුවන්. SLS කියන්නේ දේශීය ප්‍රමිතිය කියන එකනම් ඔයාල කොහොමත් දන්නවනේ. ඉතින් මේ ලුබ් ඔයිල් වලටත් බොහෝ ISO, ASTM යනාදී ලොව පිළිගන්නා ප්‍රමිති තියනවා.

අඛණ්ඩව වැඩිවන ඉල්ලුම හමුවේ ලංකාවේ ලුබ්ඔයිල් ඇතුළු අනෙකුත් පෙට්‍රෝලියම් නිෂ්පාදන පරීක්ෂා කරගැනීමට වෙනමම නවීන පර්යේෂණාගාරයක් කාර්මික තාක්ෂණ ආයතනය මගින් අලුතෙන් ආරම්භකොට තිබන බව ඔබ දන්නවාද? එහි ඇති නවීන විශ්ලේෂණ උපකරණ මගින් ඉහත කි ප්‍රමිතීන්ට යටත්වන වෙනවෙනම පරීක්ෂණ සිදුකරන්නට ඇති හැකියාව සහිතව හා දේශීය වශයෙන් කාලීන අවශ්‍යතාවයක් ලෙසත් දූරදර්ශි ඉදිරි උපාය සැලසුම් සහිතවයි මෙම පරීක්ෂනාගාරය ප්‍රතිස්ථාපනය කර ඇත්තේ. විවිධ වූ පෙට්‍රෝලියම් නිෂ්පාදන, වගේම ජෛව ඉන්ධන වුනත් පරීක්ෂා කිරීමේ හැකියාවද ඇතිවයි මෙම පරීක්ෂනාගාරය ප්‍රතිස්ථාපනය කරන ලද්දේ. මෙතෙක් අපේ රටේ පැවති අවශ්‍යතාවයක් මින් ශාක්සාත් වනවා. කාර්මික තාක්ෂණ ආයතනය රජයේ ආයතනයක් නිසා ජාතික නියාමන කටයුතු වලට සම්බන්ධවෙමේ අපේක්ශාව පමණක් නොව දේශීය කර්මාන්ත කරුවන්ට, ව්‍යවසායකයන්ට, හා පර්යේකයන්ටත් විද්‍යාත්මක පරීක්ෂන පහසුකම් සපයා දීමක්ද මෙහි අරමුණු අතර වෙනවා. කොටින්ම අපේ රට පෙට්‍රෝලියම් ආශ්‍රයෙන් කරණ පර්යේශන දායකත්වය අඩු හෙයින් මේ හරහා දේශීය පර්යේෂණ වලටත් මුලපිරීමක් සිදුවෙනවා. ඒ වාගේම නව යාන්ත්‍රණයක් වෙළඳපලේ නිර්මාණය කිරීමටත් මෙමගින් හැකිවන බවට මත පලවෙමින් තිබෙනවා . හුදෙක් අන්තර්ජාතික තලය හා එක්වීමක් ද ඉදිරියේදී අපීක්ෂිතයි. තවද නුදුරු අනාගතයේදී මෙම විද්‍යාගාරය ප්රමිතිකරණය සඳහා වූ ජාත්යන්තර සංවිධානය (International Standard Organization) ප්‍රමිතීන්ට අනුකූලව (ISO 17025) ප්‍රතීතනය විමට අපේක්ෂා කරනවා. තුන්වන පාර්ශවයේ ප්‍රමිති සහතිකයක් නිකුත් කිරීමට නිෂ්පාදනයට සම්බන්ධ නැති පර්යේෂනාගාරයකට ඇති හැකියාව (issuing of unbiased standard certification) නවීන ලෝකයේ පිළිගන්නා කරුණක් වන නිසාත් මෙම පරීක්ෂනාගාරය ආරම්භ කිරීම තවත් අතකින් වැදගත් වනවා.

කාර්මික තාක්ෂණ ආයතතනයේ නවීන පෙට්‍රෝලියම් හා ලුබ්-ඔයිල් පරීක්ෂණාගාරය

විශේෂයෙන් මෙම ලිපිය හරහා ලුබ් ඔයිල් පිලිබඳ දැනුමක් ලබාදීම අරමුණු වුන නිසා Appearance, Volatility, Fluidity, Stability, Corrosiveness, Water sediment, Change of state, Electric Behavior, Combustion, Partial esidual behavior, Behavior in water, Behavior in air, Formatting characteristics වගේ ලුබ් ඔයිල් ප්‍රමිතියානුකුල පරීක්ෂණ පහසුකම් මෙමගින් ලබාගත හැකි බවත් කිවයුතුමයි. එපමණක් නොව අනෙකුත් පෙට්‍රෝලියම් හා ජෛව ඉන්ධන වලට අදාළවත් වන පරීක්ෂණ එකම වහලක් යටතේ කරගැනීමට හැකියාවක්ද මෙම පරීක්ෂ්නාගාරයට තිබෙනවා.

මේ හා බද්ධ වූ බොහෝ පරීක්ෂණ වර්ග තිබෙන නිසා පාඨකයාට අදහහසක් ගැනීමට එක් භෞතික ලක්ෂණයක් පමණක් ගෙනැහැර බලමු. දැන් පෙට්‍රෝලියම් නිෂ්පාදනයක Appearance එහෙමත් නැතිනම් පෙනුම වගේ භෞතික ලක්ෂණයක් පැහැය (Colour) හා අනවශ්‍ය අංශුමය කොටස් මුසුවීම (Particulate contamination) වගේ පරාමිතික වලින් හොයාගන්න පුළුවන්. ඒකෙනුත් පැහැය කියන කොටස ගැන අවධානය යොමුකලොත් පැහැය කියන භෞතික ලක්ෂණය Tintometer නම් වන පරීක්ෂණ උපකරණය යොදාගෙන සාම්පලයයේ ප්‍රමානාත්මකව තහවුරු කරගන්න පුළුවන් වනවා.

මෙහිදී එම පරීක්ෂණ ASTM D1500 ප්‍රමිතීන් ප්‍රකාරව සිදුකරයුතුවනවා. එහෙම කරන පරීක්ෂණ වාර්තාව ලෝකේ කොහේ වුනත් පිලිගන්නවා. ඒ අන්තර්ජාතික ප්‍රමිතීන්ට අනුකුල වන නිසයි. ඉතින් මෙනන මේ වගේ එකිනෙකට වෙනස් විශ්ලේෂණාත්මක පරීක්ෂණ උපකරණ බොහෝ ප්‍රමාණයකිනුයි කාර්මික තාක්ෂණික ආයතනයේ පෙට්‍රෝලියම් හා ලුබ්රිකන්ට් පරීක්ශනාගාරය සමන්විතවන්නේ.

යම් භාණ්ඩයක ගුණාත්මක බව හෝ භාවිතයට නිර්දේශිත බව කියාපාන්නේ ප්‍රමිති සහතිකයක් තුළිනුයි. ආනයන අපනයන හා භාවිතයේ දී පමණක් නොව ගබඩා කිරීම් සම්බන්ධවත් පිළිගැනීම ප්‍රතික්ෂේප කිරීම සම්බන්ධවත් පරීක්ෂනාත්මක නව සොයාගැනීම් සම්බන්ධවත් අලෙවිකරණ මෙවලමක් වශයෙනුත් පරීක්ෂණ වාර්තා ඉතා වැදගත් බව දැන් ඔබට වැටහෙනවා ඇති. ඒත් මෙම පරීක්ෂණ වාර්තාද සම්මත පරීක්ෂණාගාර වලින් ලබාගත යුතුවනවා. සම්මත පරීක්ෂනාගාරවල තියන එක් ලක්ෂණයක් තමයි විශ්ලේෂණ උපකරණ හැම එකක්ම අඛන්ඩව ක්‍රමාංකනය කර පවත්වාගැනීම. සරලවම කිව්වොත් අපි මනිනදේ හරියටම මැනෙනවාද කියන කාරණය. ක්‍රමාංකනය සේවාවන් පවත්වා ගැනීමටත් පිරිවැයක් දරන්න වෙනබව මතක් කලයුතුයි.කෙසේ වෙතත් කාලයට ගැලපෙන නවීන විද්‍යාව සමඟ එක්ව ජාත්යාන්තරය හා කරට කර සිටගන්න පුළුවන් තැනකට අපේ රට නගා සිටුවන එක තමයි පුරවැසියන් වශයෙන් අපේ වගකීම වන්නේ.