Grupe baznih ulja

Od više izvora najjednostavnije a potpuno je obrađeno u Wikipedi-ji te ću samo malo prepraviti (i prevesti) taj pasus uz malo komentara. Ima i malo pojašnjenja kao i skraćenja manje bitnih ili previše stručnih delova. Na kraju biće pola-pola postojećeg i dodatog teksta.

API (American Petroleum Institute) klasifikuje V grupa baznih ulja:

Grupa I – proizvodi se solventnom ekstrakcijom, izvlačenjem voskova i hidrogenisanjem (nezasićenih uljovodonika) u završnoj fazi, iz ulja dobijenih (višestrukom) frakcionom destilacijom sirove nafte.Od ove grupe prave se mineralna motorna ulja.
- Sadržaj zasićenih ugljovodonika manji od 90%
- Sadržaj sumpora veći od 0,03%
- Indeks viskoznosti (IV na engleskom VI – viscosity index) između 80 i 120

Grupa II – osim prethodnih postupaka koristi se i hidrokrekovanje.Bazna ulja ove grupe imaju bolje antioksidacione osobine. Uz isti paket aditiva interval zamene gotovog ulja je duži od prethodnih. Ova bazna ulja karakteriše prozirna „vodeno-bela“ boja. Od ove grupe prave se kvalitetnija mineralna i HC ulja, a koristi se i za proizvodnju delom-sintetičkih ulja kao mineralni deo. Bez dodatka IV ili V grupe ne bi mogla da se podvedu pod „polu-sintetička“ no neki proizvođači sa ili bez 10-tak % sintetičkih proizvode jeftine varijante polu-sintetika.- Sadržaj zasićenih ugljovodonika veći od 90% (praktično blizu 100%, uglavnom i po pravilu 95-98%)
- Sadržaj sumpora manji od 0,03%
- Indeks viskoznosti između 80 i 120

Grupa III – Proizvodi se specijalnim procesima kao što je izohidromerizacija. Najčešće se proizvodi od baznih ulja I i II grupe. Od ove grupe baznih ulja proizvode se „synthetic technology“ ulja koja se (sa pravom) svrstavaju između polusintetičkih i sintetičkih ulja. U Americi se dozvoljava da se nazivaju sintetičkim a u Evropi ne. Tu se i vodi veliki propagandni rat i vrše (zlo)upotrebe američkih standarda. Već je i hidrokrekovanje hemijska reakcija a ovde se nesumljivo i vrši sinteza (dobijanje složenijih jedinjenja od prostijih) no još uvek se radi više o softificiranoj rafinaciji sirove nafte, iako se dobijaju gotovo čista čak i izomerno (isti hemijski sastav a drugačija prostorna konfiguracija jedinjenja) željena jedinjenja (supstance). Naime cilj vrhunskog ulja je da se sastoji od smese što čistijih hemijskih jedinjenja koja pojedinačno imaju tačno određene karakteristike čineći i smesu takvu da ima ponovljive fizičko-hemijske osobine uz minimalne opsege odstupanja. Ma koliko obrađena smesa složenih prirodnih ogranskih jedinjenja ne može zadovoljiti takve zahteve. Može se doduše jako približiti tome i to je glavna razlika između III i IV ili V grupe baznih ulja.
- Sadržaj zasićenih ugljovodonika veći od 90% (praktično 100%, nije zahtev standarda)
- Sadržaj sumpora manji od 0,03% (praktično 0% tj. 10-tak ppm)
- Indeks viskoznosti veći ili jednak 120

Grupa IV – PoliAlfaOlefini (PAO), Polimeri Olefina kao šira grupacija. Uža odrednica su „PoliAminoOlefini“ ili tačnije Poliolefin poliamine .... najčešće se radi o Poliolefin poliamine sukcimide (Poliol).
Ovom prilikom se izvinjavam ako sam doveo nekog u nedoumicu, A iz skraćenice PAO označava „Alfa“ makar se radilo i o Amino Polimerima Olefina. Da ne zbunjujem dalje kao i kod ZDDP-a i ovde se čak i u stručnim krugovima koristi skraćenica PAO.
Ovo je grupa baznih ulja od kojih se prave 100% sintetička ulja.
Najveća količina i najviše vrsta sintetičkih ulja su upravo od grupe IV baznih ulja.Nije baš prosto ali PAO ne čini 100% već manje od 10% ili sa „inertnim“ PAO-ima nekoliko puta više (kasnija primedba autora: zapravo PAO base stock čini obično 50 do 70% ukupnog sadržaja ulja ili 70 do 100% baznog ulja, a najčešće se dodaju estri i preko paketa aditiva mineralna ulja I ili II grupe; problem je što sasvim strogo gledano PAO base stock nije "čista sintetika" mada je korak dalje u odnosu na SHC ulja III bazne grupe, uostalom spor Castrol-a i Mobil-a iz 90-tih kada je Castrol koristio Shell-ova bazna ulja III grupe i predstavljao ih sintetičkim je u USA rešen solomonski ali u korist Castrola ali je Mobil dobio "zadovoljenje" u Evropi gde je istovremeno pokrenuo identičan proces). Ranije sam već naveo činjenicu da polimeri olefina iako su sintetička ulja ne mogu kao čisti biti motorna ulja. Uglavnom kvalitet ove grupe nije sporan a velika im je prednost što se mogu mešati sa svim drugim grupama baznih ulja; najčešće sa II i III grupom, ili čak I grupom u polu-sintetičkim uljima ili uljima sintetske tehnologije, mada i sa V grupom, retko i sa nesrazmernim učešćem jedne od grupa.
- Sadržaj zasićenih ugljovodonika 100%
- Sadržaj sumpora 0%
- Indeks viskoznosti veći od 130

Grupa V – sva druga bazna ulja koja ne spadaju u prve četiri grupe. To su razna sintetička ulja. Na primer: estri, polialkil glikoli (PAG), alkilirani naftaleni (AN), itd.Ova grupa je posebna priča i traži bar poseban tekst, te će biti data skraćeno.

Praktični aspekt vrsta (grupa, kategorija) baznih ulja

Iako više puta ponovljeno najznačajnije je da se u Severnoj Americi sintetičkim mogu nazvati grupe III, IV i V a u Evropi samo IV i V.Grupa II se naziva HC uljima, dok se III grupa naziva (opisuje) SHC ili sintetizovani (sintetički) ugljovodonici (synthesised hydrocarbons).

Ulja se mogu klasifikovati u tri kategorije zavisno od preovladajućeg sastava: Parafinska (ubedljivo najčešća), Naftenska i Aromatična.

Grupa I u industrijskoj praksi ima indeks viskoznosti (IV) 100 do 110. Zvuči poznato? Toliko imaju monogradna (mineralna) ulja. I pogodili ste prave se upravo od baznih ulja prve grupe i to bez dodatka polimera kao modifikatora indeksa viskoznosti. Sa polimerima dobijaju se još i ulja SAE 15W-40 i 20W-50 viskoziteta sa indeksom viskoznosti u intervalima 130-140 i 120-130 repsektivno. Maksimalno se, većim sadržajem modifikatora viskoznosti, može izvući oko 145 (a da ne ugrozi kvalitet ulja) i to su mineralna ulja viskozne klase 10W-40 i 15W-50.Kvalitet bazne grupe I jeste najslabiji ali se pogodnim paketom aditiva mogu dobiti i ulja ne samo zadovoljavajućeg već i dobrog pa čak i vrlo dobrog kvaliteta.

Grupa II dokazuje da industrija ulja obično prevazilazi minimum standarda te ova bazna ulja imaju IV u rasponu 115 do 125. Od njih se prave HC ulja koja se prikazuju kao takva, češće kao mineralna a ako su mešavina sa III grupom kao polu-sintetička. Inače prave „delimične sintetike“ su regularno mešavine ove i IV grupe. Postoje naravno i kombinacije I i IV, III i IV, II-III-IV i čak I-III (nelegalno u evropi ali ... ) te zato i tolike razlike u ceni „polu-sintetika“ naročito što „sintetičke“ komponente može biti od 1/8 do 1/3 (najčešće 20-30%), naravno i paket aditiva može biti raznolik i eto velike razlike u kvalitetu ali još veće u ceni. Od ovih ulja (retko) može se praviti SAE 20W-50 bez polimera, 15W-40 sa minimalnim učešćem istih, 10W-40 i 5W-30 sa umerenim sadržajem polimera. Mogu se dobiti i 5W-40 ulja što je maksimalno a dobija se ili povećanim (graničnim) sadržajem polimera ili srednjim ukoliko je osnova mešavina II i III grupe pri čemu je konačno ulje HC ili sythetic technology.

Grupa III ima u praksi indeks viskoznosti jednak ili veći od 140, što omogućava formulisanje 10W-40, 15W-50, 10W-30 i 5W-30 bez ili sa jako malo polimera, prevazilazi 15W-40 i za njih se i ne koristi, ulja 5W-40 su moguća sa umerenom količinom polimera (modifikatora viskoziteta). Polusintetike (najčešće 10W-40) koje se sastoje od mešavine III i IV grupe u startu imaju Ind. Vis. oko 155 i paraktično su bez polimera mada u praksi je češći slučaj da imaju manju količinu istih i Iv od oko 165.

Grupa IV ima u praksi indeks vis. od oko 150 te uz jako malo polimera dobija se vrednost 160 (5W-30) do 175 (5W-40 ili 0W-30) ili sa umerenom količinom 180 do 190 (najčešće 0W-40 ili 10W-60). Od ove i V grupe baznih ulja teško je dobiti ulje viskoznosti manje od 145 te su klase viskoznosti 10W-40 pa čak i 15W-50 retke (Mobil 1 15W-50 (IV grupa) i Motul sintetike (više njih; V grupa) su retki predstavnici.

Ovde je zgodno pomenuti dve stvari (o kojima više u posebnim tekstovima):
15W-50 ulja nemaju veliki indeks viskoznosti kako se često smatra, najčešće ne prevazilazi 150. Takođe 5W-40 se manje razlikuje od 10W-40 nego ono od 15W-40. Još upečatljiviji su primeri 0W-20 i 0W-30 koji često imaju indeks viskoznosti veći od 10W-50 i čak jednak onome kod 0W-40. Sve ste to već mogli zapaziti u prethodnim tekstovima. Takođe 5W-30 ili 5W-40 mogu imati tačku tečenja manju nego 0W-40 i slično. Razlika između W i „obične“ oznake kod klase viskoznosti ne znači i veći indeks viskoznosti.
Uvreženo je mišljenje da 10W-40, 15W-50 a naročito 5W-40, 0W-40 i 10W-50 imaju jako visok sadržaj polimera (modifikatora IV-a) no kako se iz prethodnog teksta vidi, zavisno od vrste ulja: 5W-50, 10W-50 i 15W-50 ili 5W-40, 10W-40 i 15W-40 mogu imati isti ili sličan procenat aditiva za povećanje tečljivosti.

I pri kraju a ne po značaju: ulja se ne sastoje samo od baznih ulja već se dodaju aditivi. Najčešće se radi o 10 do 20% što je svakako značajno. Nesumljiva je prednost kvalitetnijih baznih ulja ali je još važnije uskladiti ih sa paketom aditiva. Često se navodi da loše formulisano ulje sa PAO osnovom može biti manjeg kvaliteta od bolje formulisanog (često i skupljeg) ulja III grupe. Čak i ulja II grupe mogu dostići kvalitet PAO ulja, naročito mešavina II i III grupe. Kvalitetno čisto mineralno (grupa I) može nadmašiti HC ulja i čak dostići III/IV grupu u svim važnim osobinama, osim ponašanja u temperaturnim ekstremima i oksidacionoj postojanosti, što u umerenoj vožnji osim kraćeg intervala zamene ne mora da ni da se primeti.


Logično je pitanje zašto sam komplikovao ranije kad podela baznih ulja po grupama sve čini prostim?
Možda i previše prostim. To čini da se viša grupa uvek smatra kvalitetom više što nije (uvek) slučaj. Osim toga kada uđete dublje u problematiku stvari su još komplikovanije nego u prethodnom postu.
Navođenje baznih grupa neminovno vodi dublje u hemiju što pokušavam da smanjim na podnošljivu meru.
Postoje i podgrupe glavnih grupa, a neke su i bez toga složene (III i V npr. a ni IV nije za potcenjivanje), proizvođači često mešaju ulja raznih grupa u konačnom proizvodu.
Proizvođači nikada (ali NIKADA) ne navode od koje grupe (grupa) baznih ulja se motorno ulje sastoji, iako se indirektno može zaključiti (naravno ne i odnos, bar ne precizno).
Proizvođači čak neće o tome ni da diskutuju jer bi time ugrozili zaštićene (zaštićenost) formulacije.

Ima još nekoliko razloga zbog kojih sam odlagao ovo poglavlje, no nadam se da je prethodna petorka (baci pet!) bila dovoljna.
Hemijska analiza (koja je kod ulja zapravo set analiza i prilično je skupa stvar) lako može pokazati od koje klase/klasa se sastoji neko motorno ulje.
No ukoliko mislite da se time olakšava kopiranje tu se grdno varate. Čak i set analiza sam po sebi ne daje formulaciju već samo smernice i to samo ljudima koji dobro poznaju materiju, aditive, bazna ulja a pre svega principe formulisanja – praktično iskusnim stručnjacima koji su se bavili proizvodnjom i/ili formulisanjem motornih ulja.
Priča o četvrtoj i petoj grupi baznih ulja je duga. Ima puno predrasuda vezanih za sintetička ulja i neke od njih biće obrađene pod mitovi. Iako im je prvenstvena primena bila u avijaciji ne potiču iz Vijetnamskog rata kao ni primena u automobilizmu.
Sa stanovišta hemičara (tehnologa, hemijskog inženjera) ona su jednostvanije mešavine, sa unapred poznatim osobinama. U industriji se što za podmazivanje što za druge namene koristi (i postoji) nekoliko grupacija sa više desetina grupa jedinjenja koja se svrstavaju u sintetička ulja. Sintetička ulja koja se koriste u automobilizmu su uglavnom jeftinija ili srednje skupa, sa osrednjim ukupnim osobinama u odnosu na druga sintetička ulja. Oksidaciono su postojana ali tek sa aditivima (povećavaju ovu osobinu nekoliko puta, pa čak i za red veličine; retko se koristi komercijalno za motorna ulja) postaju ono što jesu.
Treba napomenuti da se većina sintetičkih ulja lako i neograničeno meša sa uljima mineralne osnove, što kod onih koja se koriste za motorna ulja znači: praktično sva uz par izuzetaka kod kojih je mešljivost delimična tj. osrednja.

Umesto zaključka
Posebno bih naglasio da bazna ulja proizvde samo velike naftne kompanije ili one koje se bave proizvodnjom ulja. Većina (ali ne i sve) kompanije o kojima je pisano ili biće pisano spadaju tu iako su neke tek srednje veličine, ali sve do jedne su internacionalne sa obrtom kapitala od više stotina miliona dolara godišnje. Zapravo veoma malo ih je da ne prelaze milijardu. Iako npr. postoji svega nekoliko desetina ili jedva stotinu (ili par njih) vrsta baznih ulja uopšte, od njih nastaje više desetina hiljada vrsta ulja. Čak iako se uzme da za svaku API grupu postoji nešto što se zove „osnovni paket aditiva“ i dalje je razvnovrsnost neverovatna, taman dovoljna za priče poput ove.