กลไกการเสื่อมสภาพของน้ำมันหล่อลื่น

“How Do Oils Degrade?”

กลไกการเสื่อมสภาพของน้ำมันหล่อลื่น:ปัจจัยและผลกระทบที่ควรรู้

โดย John Evans B.Sc. แปลเป็นภาษาไทย

บทนำ

         น้ำมันมีอายุการใช้งานที่จำกัด ในท้ายที่สุดจะเกิดการเสื่อมสภาพและ/หรือมีการปนเปื้อน จึงจำต้องเปลี่ยนใหม่อยู่เสมอ

         สารหล่อลื่นประกอบด้วยน้ำมันพื้นฐาน (Base stock) ซึ่งอาจมาจากแร่ธาตุ (Mineral) หรือการสังเคราะห์ (Synthetic) โดยน้ำมันสังเคราะห์ได้จากการนำกลุ่มของสารประกอบมาผลิตในห้องปฏิบัติการ เพื่อให้ได้คุณสมบัติเฉพาะตรงตามจุดประสงค์ของนักเคมีและวิศวกร ส่วนน้ำมันแร่นั้นได้มาจากการกลั่นน้ำมันดิบ น้ำมันสังเคราะห์จึงมีคุณภาพที่ดีกว่า และราคาที่สูงกว่ามาก

         องค์ประกอบอีกส่วนของสารหล่อลื่นคือ สารเติมแต่ง (Additive) การใช้สารเติมแต่งกว่า 20 ชนิด หรือมากกว่านั้นกลั่นผสมเข้ากับน้ำมันพื้นฐานจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติให้น้ำมันมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น สารเติมแต่งส่วนมากจะสลายได้เอง ซึ่งเสมือนเป็นตัวควบคุมอายุการใช้งานของน้ำมัน เพราะขณะที่ใช้น้ำมันหล่อลื่นเครื่องจักร สารเติมแต่งจะเสื่อมสภาพลงเรื่อย ๆ และสูญเสียประสิทธิภาพในที่สุด ส่งผลให้น้ำมันเสื่อมคุณภาพ หมดอายุการใช้งาน และจำต้องเปลี่ยนใหม่บทความนี้จะเน้นเรื่อง กลไกการเสื่อมสภาพของสารหล่อลื่น เพื่อทราบปัจจัยที่ส่งผลให้สารเติมแต่งเกิดการเสื่อมสภาพ และสูญเสียประสิทธิภาพได้อย่างไร ดังนี้

.

1. ปฏิกิริยาสะเทิน (ค่าความเป็นกลาง:Neutralisation)

         แม้ว่าในน้ำมันจะมีระดับกำมะถันที่ต่ำแต่ในบางอุตสาหกรรมยังมีการใช้น้ำมันที่มีกำมะถันเกินกว่า 0.5% โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการเดินเรือที่อาจมีกำมะถันตกค้างมากกว่าค่าดังกล่าว

         การเผาไหม้ระหว่างการเดินเครื่องจักรจะทำให้กำมะถันในน้ำมันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนกลายเป็นก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และเมื่อทำปฏิกิริยากับไอน้ำ (จากการเผาไหม้) แล้วนั้น จะกลายเป็นกรดกำมะถันที่ส่งผลเสียต่อเครื่องจักรและน้ำมัน

         ด้วยเหตุนี้ในน้ำมันจึงต้องใส่สารเติมแต่งเพื่อทำปฏิกิริยากับกรดให้เกิดค่าความเป็นกลาง (ปฏิกิริยาสะเทิน) โดยการเติมสารซัลโฟเนตของแคลเซียม หรือแมกนีเซียมเข้าไปในปริมาณสูงเพื่อทำปฏิกิริยาต้านกรดดังกล่าวอย่างไรก็ตามสารเติมแต่งเหล่านี้จะค่อยๆ สลายตัว และเมื่อทำปฏิกิริยากับกรดจนหมดประสิทธิภาพแล้วจะไม่สามารถกลับมาใช้งานได้อีกกรดก็จะสะสมขึ้นอย่างรวดเร็วและก่อให้เกิดความเสียหาย

          ในบางกรณียังพบกรดจากไนโตรเจนในอากาศซึ่งจะเกิดขึ้นมากในเครื่องยนต์ก๊าซที่มีอุณหภูมิการเผาไหม้สูงกรดเหล่านี้ก็ต้องทำให้เกิดค่าความเป็นกลางเช่นกันเพื่อป้องกันความเสียหายต่อเครื่องจักรและน้ำมัน

.

 2. การลดความหนืดจากแรงเฉือน (Shear down)

          ความหนืดของน้ำมันจะแปรผกผันตามอุณหภูมิกล่าวคือเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความหนืดจะลดลง น้ำมันแต่ละชนิดจะลดความหนืดลงไม่เท่ากันตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปจึงมีแนวคิด ดัชนีความหนืด (Viscosity Index หรือ VI) ขึ้นมา

          ค่า VI เป็นตัวเลขที่ไม่มีหน่วย ใช้บ่งชี้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนความหนืดของน้ำมันจะมีการเปลี่ยนแปลงเร็วเท่าไร เช่น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นน้ำมันที่มีค่า VI น้อยจะความหนืดจะลดเร็วกว่าน้ำมันที่มีค่า VI สูง

          น้ำมันสามารถเพิ่มค่า VI ได้หลายวิธี น้ำมันหล่อลื่นหลายชนิด (Multigrade) สามารถเพิ่มค่า VI และล้วนใส่สารเติมแต่งเพิ่มดัชนีความหนืด (VI Improver หรือ VII) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์โซ่ยาวที่ขดตัวแน่นเมื่อเจออุณหภูมิต่ำและจะคลายตัวเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ช่วยลดการสูญเสียความหนืด

          แต่พอลิเมอร์โซ่ยาวเหล่านี้ก็มีข้อเสียเช่นกัน คือเมื่อน้ำมันร้อนขึ้นคุณสมบัติที่ทนต่อแรงเฉือนจะไม่เสถียร เช่น ในระบบเกียร์อัตโนมัติสายโซ่พอลิเมอร์จะขาดส่งผลให้สูญเสียความหนืดแบบถาวรน้ำมันที่มีค่า VI สูง โดยผ่านกระบวนการกลั่นอย่างดี หรือน้ำมันสังเคราะห์จะไม่พบปัญหานี้

.

3. ไฮโดรไลซิส (Hydrolysis) เป็นปฏิกิริยาที่มีน้ำเข้าไปสลายพันธะ

          แปลตรงตัวได้ว่า “การตัดด้วยน้ำ”

          น้ำถือเป็นตัวแปรหลักในการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่อสารเติมแต่ง และทำให้โครงสร้างของสารเปลี่ยนแปลงทางเคมีและเสื่อมคุณภาพได้ตัวอย่างเช่น เอสเทอร์ (Ester) คือสารประกอบระหว่างกรดกับแอลกอฮอล์ระหว่างการเกิดปฏิกิริยาจะสูญเสียโมเลกุลน้ำในกระบวนการ และเมื่อทำปฏิกิริยาย้อนกลับโดยการเติมโมเลกุลน้ำในเอสเทอร์พันธะจะสลายกลับเป็นกรดและแอลกอฮอล์ดังเดิม กระบวนการนี้เรียกว่า การแยกสลายด้วยน้ำ (Hydrolysis)

          ด้วยเหตุนี้เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมันสังเคราะห์เอสเทอร์เสื่อมคุณภาพลงเพราะน้ำจึงได้ใส่สารเติมแต่งอย่าง ซิงค์ ไดไทโอฟอสเฟต (Zinc Dithiophosphate: ZDDP) เป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อทำหน้าที่ต้านทานการสึกหรอและต้านการเกิดออกซิเดชันในน้ำมัน

          จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมน้ำมันเครื่องที่ปนเปื้อนน้ำจึงรวมตัวเป็นเนื้อเดียวกัน (Emulsification) จนลักษณะคล้ายกับมายองเนส

.

4. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation)

          ปฏิกิริยาออกซิเดชันอาจเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของน้ำมันได้ ในแม้แต่น้ำมันที่สะอาดและมีการเก็บรักษาที่ดี ก็ยังเสื่อมสภาพและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ในที่สุด

          การเกิดออกซิเดชันของน้ำมัน (รวมถึงสารเติมแต่ง) คือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเมื่อเจอกับออกซิเจน ในอากาศที่เราใช้หายใจมีปริมาณออกซิเจนอยู่ 20% ถือเป็นก๊าซสำคัญในการดำรงชีวิตบนโลก ขณะเดียวกันก็เป็นต้นเหตุของการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ต่างๆ ซึ่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูงยิ่งเป็นตัวเร่งให้เกิดปฏิกิริยามากขึ้น

          โดยทุกๆ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียสในน้ำมันอัตราการออกซิเดชันจะเพิ่มเป็น 2 เท่า อายุการใช้งานของน้ำมันจะลดลงครึ่งหนึ่ง แต่น้ำมันก็ยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานพอสมควร อุณหภูมิจะเริ่มมีผลกระทบชัดเจนเมื่อเกิน 65 องศาเซลเซียส ดังนั้นน้ำมันที่มีการใช้งานต่อเนื่องในอุณหภูมิสูงจึงต้องผสมสารเติมแต่งต้านออกซิเดชันเพื่อยืดอายุการใช้งาน

          เมื่อน้ำมันมีอุณหภูมิสูงขึ้นและเจอกับออกซิเจน น้ำมันจะเกิดปฏิกิริยากลายเป็นสารประกอบเปอร์ออกไซด์ (Peroxides) และจะกลายเป็นสารอนุมูลอิสระ (Free Radicals) สารทั้งสองประเภทนี้ไวต่อปฏิกิริยาสูงมากทำให้เกิด กรด (Acid) คราบตะกอน (Sludge) และความหนืดเพิ่มขึ้น

          ความหนืดที่เพิ่มขึ้นเกิดจากกระบวนการทางเคมีเรียกว่า Polymerization คือการที่โมเลกุลขนาดเล็กของน้ำมันรวมตัวกันเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ขึ้น ส่งผลให้ความหนืดโดยรวมของน้ำมันเพิ่มขึ้น

.

5. การเสื่อมสภาพจากความร้อน (Thermal Degradation)

          ผลกระทบหลักจากการออกซิเดชัน และการสูญเสียเสถียรภาพทางความร้อน คือความหนืดของน้ำมันเพิ่มขึ้นซึ่งอาจส่งผลให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น

              - การเกิดโพรงอากาศ (Cavitation)

              - การใช้พลังงานมากขึ้น

              - ความสามารถในการแยกน้ำและระบายอากาศของน้ำมันลดลง

          โดยเฉพาะเมื่อเริ่มเดินเครื่องซึ่งเป็นช่วงที่มักเกิดการสึกหรอมากที่สุดเนื่องจากเครื่องจักรมีอุณหภูมิต่ำ หากน้ำมันมีความหนืดสูงจะทำให้การไหลเวียนไม่ดีอีกสาเหตุที่เกี่ยวข้องกับความร้อนสูง และทำให้น้ำมันเสื่อมสภาพได้คือ ไมโครดีเซลลิง (Micro-Dieseling) เป็นฟองอากาศขนาดเล็กในน้ำมันอากาศสามารถอยู่ในน้ำมันได้ 4 รูปแบบ

              - ละลายอยู่ในน้ำมัน (Dissolved)

              - กระจายเป็นฟองเล็ก (Entrained)

              - โฟม (Foam)

              - ฟองอากาศอิสระ (Free)

          ผลกระทบหลักจากฟองอากาศที่กระจายตัว (Entrained) จะถูกบีบอัดจนเกิดความดันสูงตามกฎของบอยล์ (Boyle’sLaw) ส่งผลให้เกิดอุณหภูมิสูงเฉพาะจุดในระดับจุลภาค ความร้อนที่ว่านี้สามารถเผาไหม้น้ำมันที่อยู่รอบๆ ฟองอากาศได้เกิดเป็น เรซิน (Resins), คราบวานิช (Varnishes) และแลคเกอร์ (Lacquers) ซึ่งจะเกาะติดบนพื้นผิวเครื่องจักรทำให้ประสิทธิภาพลดลงหรือเกิดความเสียหายได้

.

6. การชะล้างของน้ำ (Water Washing)

              ในขณะที่ไฮโดรไลซิสเป็นการเสื่อมสภาพทางเคมีของน้ำมันจากปฏิกิริยากับน้ำ— การชะล้างด้วยน้ำ คือ กระบวนการทางกายภาพที่ทำให้สารเติมแต่งบางส่วนหลุดออกจากน้ำมัน

              สารเติมแต่งส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้ละลายได้ดีในน้ำมัน และแทบจะไม่ละลายในน้ำ แต่บางชนิดสามารถละลายในน้ำได้ (selectively soluble) ซึ่งหมายความว่า ถ้าน้ำมีปริมาณมากพอสารเติมแต่งบางชนิดอาจละลายเข้าไปในน้ำ และถูก "ชะล้าง" ออกจากน้ำมันเนื่องจากน้ำโดยทั่วไปไม่สามารถผสมกับน้ำมันได้ในปริมาณมากการชะล้างนี้จะเกิดเฉพาะที่ผิวน้ำมัน และจะทำให้สารเติมแต่งที่สำคัญสูญหายไปเรื่อยๆ โดยเฉพาะหากมีน้ำเข้ามาปะปนในระบบอย่างต่อเนื่อง

              ·ไฮโดรไลซิส→การเสื่อมสภาพทางเคมี

              ·การชะล้างด้วยน้ำ→การสูญเสียสารเติมแต่งทางกายภาพ

.

7. การขัดถูของอนุภาค (Particle Scrubbing)

         หรือเรียกอีกอย่างว่า การดึงสารเติมแต่งออก (Additive Stripping) สารเติมแต่งบางชนิดเช่น

            - สารต้านการสึกหรอ (EP Additives)

            - สารยับยั้งการเกิดสนิม

            - สารเพิ่มความหนืด

            - สารลดแรงเสียดทาน

            - สารทำให้ติดผิวโลหะ (tackiness agents)

       จะทำงานโดย ยึดเกาะกับผิวโลหะของเครื่องจักร ที่พวกมันต้องการปกป้องแต่สารเหล่านี้ไม่ได้เลือกเฉพาะผิวโลหะเป้าหมายเท่านั้นหากในระบบมีเศษโลหะที่เกิดจากการสึกหรอจำนวนมาก และมีขนาดเล็กมาก (เช่นผงเหล็กละเอียดในอ่างน้ำมัน) สารเติมแต่งก็จะไปยึดติดกับผงเหล่านี้แทนยิ่งอนุภาคโลหะมีขนาดเล็ก→ พื้นที่ผิวรวมยิ่งมาก → ยิ่งดึงสารเติมแต่งออกไปจากน้ำมันได้มากผลก็คือสารเติมแต่งที่ควรจะปกป้องผิวโลหะ จะถูกดึงไปจับกับผงโลหะไร้ประโยชน์แทนทำให้คุณสมบัติของน้ำมันลดลง

8. การดูดซับที่ผิวโลหะ (Surface Adsorption)

          กระบวนการนี้มีความคล้ายคลึงกับการขัดถูของอนุภาค (Particle Scrubbing) ที่กล่าวมาก่อนหน้านี้โดยเฉพาะในแง่ที่ว่า สารเติมแต่งที่มีฤทธิ์ทางผิว (surface-active additives) จะไปจับกับผิวของโลหะความแตกต่างคือ

             ·การขัดถูของอนุภาคเกิดจากการที่สารเติมแต่งไปจับกับเศษโลหะที่ล่องลอยอยู่ในน้ำมัน

             ·ส่วนการดูดซับที่ผิวโลหะนั้นเกิดจากการที่ ผิวโลหะของเครื่องจักรเอง ดึงดูดสารเติมแต่งออกจากน้ำมันบางครั้งกระบวนการนี้จะเกิดแบบ“เลือกจับ” (selective adsorption) ซึ่งหมายความว่าสารเติมแต่งบางชนิดจะถูกดึงออกจากระบบน้ำมันมากกว่าชนิดอื่นๆ ผลลัพธ์ก็คือสารเติมแต่งที่ควรจะหมุนเวียนอยู่ในน้ำมันเพื่อทำงานต่อ จะ “ถูกจับให้อยู่นิ่ง”บนผิวโลหะ จนไม่ได้มีส่วนช่วยในระบบอีกต่อไป

9. การสัมผัสแบบเสียดสี (Rubbing Contact)

           สารเติมแต่งบางประเภทโดยเฉพาะ:

             ·สารหล่อลื่นสำหรับเฟือง (Gear additives)

             ·สารหล่อลื่นรับแรงกดสูง (Extreme Pressure หรือ EP additives)

           ทำงานโดย เกิดปฏิกิริยาเคมีกับผิวโลหะของเฟือง ตัวอย่างเช่น

              ·น้ำมันเฟืองที่ใช้ บอเรต(Borate) จะสร้างโครงสร้างผลึกจากธาตุโบรอนบนผิวเฟืองซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติด้านแรงเสียดทานให้ดีขึ้นมากแต่เมื่อเวลาผ่านไปโครงสร้างผลึกเหล่านี้สามารถ สึกหรอหรือแตกตัว ได้จากการเสียดสีระหว่างการทำงาน→ทำให้ประสิทธิภาพของสารเติมแต่งลดลงสำหรับสารเติมแต่ง EP อื่นๆ ที่มี กำมะถัน(S) และฟอสฟอรัส(P) เป็นองค์ประกอบ

               ·สารเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาเคมีกับผิวโลหะภายใต้สภาวะอุณหภูมิและแรงกดสูง→กลายเป็น โลหะซัลไฟด์(Metal Sulfides) และ โลหะฟอสไฟด์(Metal Phosphides)

           สารประกอบเหล่านี้ให้คุณสมบัติการหล่อลื่นที่ดีเช่นกันแต่ก็สามารถหลุดลอกหรือสลายตัวจากการเสียดสีและการเลื่อนของชิ้นส่วนโลหะได้เช่นกัน

10. การตกตะกอนจากการควบแน่น (Condensation Settling)

       สารเติมแต่งบางประเภทเช่น สารกระจายตัว (Dispersants) มีหน้าที่ในการจับอนุภาคปนเปื้อนเช่น เขม่าควัน (soot) ให้ลอยตัวอยู่ในน้ำมันเพื่อไม่ให้ตกตะกอนหรือเกาะผิวโลหะแต่เมื่อสารกระจายตัวเหล่านี้ ถูกใช้งานจนหมดประสิทธิภาพ

เขม่าควันจะเริ่มรวมตัวกัน(agglomerate)

→ แล้วตกตะกอนออกจากน้ำมัน

→ ไปเกาะบนพื้นผิวโลหะและสะสมอยู่ที่ก้นอ่างน้ำมัน (sump)

นอกจากนี้สารเติมแต่งที่มีคุณสมบัติ แยกตัวระหว่างเฟส เช่น

       ·สารต้านฟอง(Defoamants)

       ·สารแยกน้ำออกจากน้ำมัน(Demulsifiers) ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการตกตะกอนจากการควบแน่นด้วยเช่นกันเมื่อหมดประสิทธิภาพหรือเสื่อมสภาพ

การกรอง(Filtration)

       คำถามที่พบบ่อยคือ:

            "ไส้กรองน้ำมันสามารถกรองสารเติมแต่งออกจากน้ำมันได้หรือไม่?"

       คำถามนี้มักถูกถามในกรณีที่ใช้ การกรองละเอียดพิเศษ(Ultra-filtration) หรือ การกรองแบบเหวี่ยง(Centrifugal filtration)  ในระบบเครื่องยนต์

คำตอบคือ: โดยทั่วไป ไม่สามารถกรองสารเติมแต่งออกไปได้แต่มีข้อยกเว้นบางประการ:

       ·สารต้านฟอง(Anti-foamants) บางชนิดมีโมเลกุลขนาดใหญ่และสามารถรวมตัวกันเป็นกลุ่ม (micelles)

         → อาจถูกกรองออกได้โดยไส้กรองละเอียดมาก

       ·ส่วนสารเติมแต่งอื่นๆ ส่วนใหญ่จะมีขนาดเล็กมาก (น้อยกว่า 0.1 ไมครอน)

         → ไม่สามารถถูกกรองออกได้ด้วยไส้กรองทั่วไปอย่างไรก็ตาม…สารเติมแต่งที่หมดอายุแล้ว (หรือที่จับตัวกับเขม่า น้ำ ฯลฯ) อาจถูกกำจัดออกไปโดยการกรองซึ่งถือเป็นการกรอง “ซากสารเติมแต่ง” (dead additives) ออกไปจากระบบ

การดูดซับแบบรวมกลุ่ม (Aggregate Adsorption)

ในห้องปฏิบัติการ เรามักได้รับตัวอย่างสิ่งปนเปื้อนในระบบหล่อลื่นที่ลูกค้านำมาให้ตรวจสอบ ซึ่งมักจะอยู่ในถุงและมีลักษณะคล้าย “จาระบี” มาก ทั้งในด้านรูปลักษณ์และเนื้อสัมผัส

เมื่อตรวจสอบโดยละเอียด พบว่า:

ตะกอนเหล่านี้มักเป็นส่วนผสมของ:

เศษโลหะสึกหรอขนาดเล็กมาก (น้อยกว่า 5 ไมครอน โดยมากเป็นเหล็ก)

ฝุ่นหรือสิ่งสกปรกหยาบ

น้ำปริมาณเล็กน้อย

น้ำมันตกค้างบางส่วน

สิ่งเหล่านี้รวมตัวกันเป็นก้อนเหนียวคล้ายแป้งที่จับตัวกันด้วยนม → ในน้ำมันเองก็เช่นกัน น้ำมันที่ตกค้างจะจับสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้ให้เกาะรวมกันเป็นก้อน

ที่ก้นอ่างน้ำมัน (sump) ส่วนใหญ่ มักพบตะกอนลักษณะนี้สะสมอยู่ในปริมาณต่างกัน

สิ่งที่น่ากังวลคือ:

สารเติมแต่งที่มีฤทธิ์ทางผิว (surface-active additives)
จะถูกดึงดูดเข้าหากลุ่มตะกอนเหล่านี้ และถูกดูดซับไปจากน้ำมัน

ซึ่งหมายความว่า ทั้งสารเติมแต่งและน้ำมันตกค้างบางส่วนถูกดึงออกจากการหมุนเวียน → ส่งผลให้ประสิทธิภาพของสารหล่อลื่นลดลง

การระเหย (Evaporation)

สารเติมแต่งบางชนิด เช่น ZDDP (Zinc Dialkyldithiophosphate) มีคุณสมบัติ ระเหยได้ง่าย (volatile)

ดังนั้น หากน้ำมันทำงานภายใต้ อุณหภูมิสูงมาก (เช่น ในเครื่องยนต์):

จะเกิดการระเหยของสารเติมแต่งบางตัว → ทำให้ปริมาณของสารเหล่านี้ลดลงในระบบหล่อลื่น

ในกรณีที่น้ำมันเสื่อมสภาพจากความร้อน (thermal degradation) ยังอาจเกิดการสูญเสีย “ส่วนเบา” (light ends) ของน้ำมันพื้นฐาน → ทำให้สัดส่วนของสารเติมแต่งที่ยังเหลืออยู่ ดูเหมือนเพิ่มขึ้น

แต่จริง ๆ แล้วคือ:

ส่วนประกอบที่ระเหยง่ายของน้ำมันพื้นฐานหายไป

ทำให้ความเข้มข้นของสารเติมแต่งที่เหลือ “ดูเหมือนสูงขึ้น” เพราะเนื้อของน้ำมันหายไป

หมายเหตุ: ไม่ใช่ว่าสารเติมแต่งทุกชนิดจะระเหยในอัตราเดียวกัน → สารที่ระเหยง่ายก็จะหายไปก่อน

โดยเฉพาะในเครื่องยนต์ที่มีปัญหา ความร้อนสูง (Overheating) จะเห็นผลกระทบจากการระเหยอย่างชัดเจน

การเหวี่ยงแยก (Centrifugation)

ในระบบเครื่องยนต์บางประเภท จะมีการติดตั้ง ไส้กรองแบบเหวี่ยง (centrifugal filters) เพื่อช่วยแยกสิ่งปนเปื้อนออกจากน้ำมันหล่อลื่น

คำถามคือ:

การเหวี่ยงแบบนี้สามารถทำให้ สูญเสียสารเติมแต่ง ได้หรือไม่?

คำตอบคือ: มีความเป็นไปได้

โดยเฉพาะสารเติมแต่งที่มี คุณสมบัติระหว่างเฟส (interfacial properties) เช่น:

สารต้านฟอง

สารแยกน้ำ

หรือแม้แต่สารที่หมดอายุแล้ว (dead additives) ที่จับตัวกับเขม่า, น้ำ, หรืออนุภาคอื่น ๆ

เมื่อทำการวิเคราะห์ ตะกอนที่ตกค้างในไส้กรองแบบเหวี่ยง (filter cake) มักพบว่ามี:

สารเติมแต่งในระดับสูง

โลหะสึกหรอ

สิ่งปนเปื้อนอื่น ๆ

สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่า สารเติมแต่งบางส่วนสามารถถูกแยกออกจากน้ำมันได้ในกระบวนการนี้ โดยเฉพาะสารที่หมดประสิทธิภาพ

สรุปท้ายบทความ

ที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ คือ กลไกที่พบบ่อยที่สุดในการเสื่อมสภาพของสารเติมแต่งและน้ำมันหล่อลื่น

จะเห็นได้ว่ากระบวนการเสื่อมสภาพนั้น ซับซ้อนมาก และมักเกิดจากหลายกลไก พร้อมกัน

เทคโนโลยีสารหล่อลื่นในปัจจุบันเป็นวิทยาศาสตร์ที่ละเอียดอ่อนมาก:

น้ำมันแต่ละกระป๋องคือการผสมผสานของสารเคมีจำนวนมาก

ทุกสารมีหน้าที่เฉพาะ และบางครั้งยังแย่งกันทำงานในระบบ

เมื่อเวลาผ่านไป ไม่ว่าน้ำมันจะดีแค่ไหน หรือสภาพการใช้งานจะดีแค่ไหน
→น้ำมันก็จะเสื่อมสภาพและจำเป็นต้องถูกเปลี่ยนใหม่เสมอ

📌 บทความนี้จัดทำโดย WearCheck (สมาชิกกลุ่ม Set Point Group)
สามารถเผยแพร่หรือคัดลอกโดยอ้างอิงถึงผู้เขียนและต้นฉบับได้