การตรวจวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นให้กับเครื่องจักรเรือ เพื่อการบำรุงรักษาและยืดอายุการใช้งาน
โดย กองวิเคราะห์และทดสอบ กรมวิทยาศาสตร์ทหารเรือ
จัดทำเมื่อ ๒๗ ธันวาคม ๒๕๔๗




๑. มารู้จักน้ำมันหล่อลื่นกันก่อน

น้ำมันหล่อลื่น (Lubricating Oil) เป็นผลิตภัณฑ์หนึ่งที่ได้จากการกลั่นปิโตรเลียม มีลักษณะเป็นของเหลว มีหน้าที่หล่อลื่นชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ และเครื่องจักรกลที่มีลักษณะปิด ประกอบด้วย ส่วนที่สำคัญ ๒ ส่วน คือ น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน และ สารเพิ่มคุณภาพ
๑.๑ น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน ที่มีใช้ในปัจจุบันแบ่งเป็น น้ำมันพืชหรือสัตว์ , น้ำมันแร่ และน้ำมันสังเคราะห์ โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้น้ำมันแร่มาผลิตเป็นน้ำมันหล่อลื่นสำเร็จรูป เพราะมีคุณภาพดีพอและราคาถูกส่วนน้ำมันพืชหรือสัตว์ เป็นน้ำมันที่มีราคาถูก ในปัจจุบันมีการใช้งานน้อยมาก เนื่องจาก มีความคงตัวทางเคมีต่ำ เสื่อมสภาพง่าย สำหรับน้ำมันสังเคราะห์เป็นน้ำมันที่สังเคราะห์ขึ้นด้วยกระบวนการทางเคมี นำไปใช้งานพิเศษที่ต้องการคุณสมบัติพิเศษ มีราคาสูง แต่ในปัจจุบันมีการนิยมใช้มากขึ้น
๑.๒ สารเพิ่มคุณภาพ (Additives) เป็นสารที่เติมลงไปในน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน เพื่อเพิ่มคุณสมบัติในด้านกายภาพและเคมีให้เหมาะสมกับชนิด และประเภทการใช้งานของเครื่องจักร น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานเมื่อเติมสารเพิ่มคุณภาพเข้าไปแล้วก็จะเรียกว่า น้ำมันหล่อลื่นสำเร็จรูป ซึ่งบริษัท ผู้ผลิตแต่ละราย มักจะตั้งชื่อเฉพาะของแต่ละผลิตภัณฑ์ที่ผลิตออกมา สำหรับสารเพิ่มสารคุณภาพที่นิยมใช้ ดังต่อไปนี้
- สารต้านทานปฏิกิริยาออกซิเดชั่น
- สารป้องกันการสึกหรอ
- สารป้องกันสนิม
- สารป้องกันฟอง
- สารรับแรงกดสูง
- สารเพิ่มดัชนีความหนืด
- สารชะล้างและกระจายสิ่งสกปรก
- สารเพิ่มความเป็นด่าง

น้ำมันหล่อลื่นต่างตราอักษรกันนำมาเติมผสมกันได้ไหม
ไม่ควรทำ เนื่องจาก สารเพิ่มคุณภาพต่างๆที่เติมลงในน้ำมันหล่อลื่นนั้น ส่วนใหญ่แล้วเป็นสารเคมีที่มีความเป็นกรดอ่อนหรือด่างอ่อน หรือเป็นกลางก็มีบ้าง ความซับซ้อนในการทำสูตรน้ำมันหล่อลื่นอยู่ที่การเลือกสารเพิ่มคุณภาพต่างๆ มาอยู่ด้วยกันแล้วไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีต่อกัน และช่วยเสริมคุณสมบัติซึ่งกันและกัน ดังนั้น การนำน้ำมันหล่อลื่นต่างตราอักษรกันมาผสมหรือใช้ปะปนกัน เป็นสิ่งที่ไม่ควรกระทำ เนื่องจาก มีความเสี่ยงที่สารเคมีเพิ่มคุณภาพในน้ำมันทั้งสองชนิดเกิดปฏิกิริยากัน อาจเกิดตะกอน และเสื่อมคุณสมบัติไปได้ ยกเว้นจะได้มีการทดสอบอย่างแน่ชัดว่าน้ำมันหล่อลื่นทั้งสองชนิดสามารถเข้ากันได้

๒. น้ำมันหล่อลื่นเสื่อมสภาพได้อย่างไร
น้ำมันหล่อลื่นแต่ละชนิดถูกผลิตมาให้เหมาะกับการใช้งาน ด้วยการนำน้ำมันพื้นฐานที่มีความหนืดพอเหมาะ มาปรับปรุงคุณภาพด้วยการเติมสารเคมีเพิ่มคุณภาพ เพื่อให้มีคุณสมบัติพิเศษตามการใช้งาน เช่น สารชะล้าง และสารเพิ่มดัชนีความหนืด เป็นต้น เมื่อใช้งานไปแล้วคุณสมบัติ และคุณภาพต่างๆจะเสื่อมลง ลดลงไปเรื่อยๆ จนไม่เหมาะแก่การใช้งาน โดยการเสื่อมสภาพเกิดจาก ๓ สาเหตุ คือ
๒.๑ การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของน้ำมันหล่อลื่น
น้ำมันหล่อลื่นทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ แล้วเกิดสารประเภทกรด และคราบยางเหนียวปฏิกิริยานี้จะเกิดได้เร็วถ้าอุณหภูมิสูง น้ำมันหล่อลื่นจะเสื่อมสภาพ เกิดความเป็นกรด ความหนืดเพิ่ม ถ้าความเป็นกรดมีสูง จะทำให้เนื้อน้ำมันเสื่อมสภาพเร็วขึ้น เกิดยางเหนียว เกาะตามร่องรูทางผ่านของน้ำมันหล่อลื่น และในที่สุดอาจเกิดการกัดกร่อนเนื้อโลหะในเครื่องจักร ตามปกติในน้ำมันหล่อลื่นมีการเติมสารเพิ่มคุณภาพป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชั่นอยู่แล้ว หากสารนี้ถูกใช้หมดไป หรือเสื่อมสภาพ น้ำมันหล่อลื่นก็จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศได้
๒.๒ สารเพิ่มคุณภาพถูกใช้หมดไป หรือเสื่อมสภาพ
สารเพิ่มคุณภาพต่างๆ ที่เติมลงในน้ำมันหล่อลื่น จะถูกใช้หมดไป หรือเสื่อมสภาพ หรืออาจเปลี่ยนเป็นสารอื่นที่ไม่ช่วยเพิ่มคุณภาพนั้นอีกต่อไป ทำให้น้ำมันหล่อลื่นไม่มีคุณสมบัติดีพอที่จะทำงานได้ดีต่อไป
๒.๓ มีสิ่งสกปรก หรือสารอื่นจากภายนอกเข้าไปปะปน
สิ่งสกปรก สารอื่นจากภายนอก เช่น น้ำ ฝุ่นละออง เขม่า และอื่นๆ เมื่อเข้าไปปะปนกับน้ำมันหล่อลื่นแล้ว อาจทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของน้ำมันหล่อลื่นได้ เช่น
- น้ำ เมื่อผสมกับน้ำมันหล่อลื่นแล้ว เครื่องยนต์ทำงานจะปั่นผสมน้ำเข้ากับน้ำมันหล่อลื่น อนุภาคน้ำเข้าแทรกตัวในเนื้อน้ำมัน ทำให้น้ำมันหล่อลื่นมีลักษณะขาวขุ่น ความหนืดเปลี่ยนไป และ ไม่เหมาะสมที่จะใช้งานได้ต่อไป
- เศษโลหะ เมื่อเข้าไปผสมกับน้ำมันหล่อลื่นเป็นจำนวนมากแล้ว จะไปขัดสีกับผิวโลหะของเครื่องจักรกล ทำให้เกิดรอยข่วน สึกหรอ และค่าความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นสูงขึ้น
- น้ำมันเชื้อเพลิง เมื่อเข้าไปผสมกับน้ำมันหล่อลื่นแล้วจะทำให้ค่าความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นลดลงมาก ค่าจุดวาบไฟลดต่ำลง ไม่เหมาะแก่การใช้งานอีกต่อไป ดังนั้น การระมัดระวังไม่ให้สิ่งอื่นจากภายนอกเข้าไปปะปนกับน้ำมันหล่อลื่นจึงเป็นเรื่องที่สำคัญมาก รวมถึงไม่ควรนำน้ำมันหล่อลื่นต่างตราอักษรกันมาผสมกัน เพราะสารเพิ่มคุณภาพในน้ำมันหล่อลื่นต่างชนิดกันอาจเกิดปฏิกิริยา และทำให้น้ำมันหล่อลื่นมีคุณภาพเสื่อมลง

๓. การตรวจวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นช่วยการบำรุงรักษาและยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรเรือ

โดยทั่วๆไป การบำรุงรักษาเครื่องจักร สามารถทำได้หลายวิธี ดังนี้
- Breakdown Maintenance การบำรุงรักษาโดยการซ่อมเมื่อเครื่องเสียหาย และจำเป็นต้องใช้งาน (ใช้จนเสียแล้วซ่อม)
- Preventive Maintenance การบำรุงรักษาโดยดูประวัติเครื่องจักร หรือตามคำแนะนำของผู้ผลิต ในการกำหนดระยะเวลาตรวจสอบ และซ่อมทำ (บำรุงรักษาตามระยะเวลา อาจเปลี่ยนอะไหล่เมื่อถึงเวลา บางครั้งอาจยังไม่เสียแต่ต้องเปลี่ยน)
- Predictive Maintenance การบำรุงรักษาโดยใช้เครื่องมือในการตรวจสอบสภาพของเครื่องจักรเมื่อความเสียหายเพิ่งเริ่มเกิดขึ้น ยังไม่เสียหายมาก คาดการณ์ความเสียหายที่จะตามมา แล้วประเมินอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ (เปลี่ยนอะไหล่ เมื่อใช้งานไม่ได้แล้ว)
- Proactive Maintenance การบำรุงรักษาโดยใช้เครื่องมือตรวจสอบสภาพต้นเหตุความเสียหาย โดยที่เครื่องจักรยังไม่มีความเสียหายเกิดขึ้น (ตรวจสอบต้นเหตุแล้วแก้ไขที่ต้นเหตุ จะช่วยยืดอายุการใช้งาน)

จากการศึกษาพบว่า การบำรุงรักษาแบบ Proactive Maintenance เป็นวิธีที่ดีที่สุด มีค่าใช้จ่ายในระยะยาวที่ต่ำกว่าวิธีอื่น ลองคิดง่ายๆว่าหากใช้วิธี Breakdown Maintenance คือ ใช้ไปจนเสียแล้วซ่อม เครื่องจักรเรือที่ราคาเป็นสิบล้าน อาจเสียหายมากจนต้องซ่อมทำใหญ่ หรือชำรุดมากจนซ่อมทำไม่คุ้มค่า หากใช้วิธี Preventive Maintenance อาจเสียค่าใช้จ่ายมากเกินความจำเป็นในการเปลี่ยนอะไหล่บางชิ้นที่ยังใช้งานได้ดี หรือยังมีอายุการใช้งานเหลือ สำหรับวิธี Predictive Maintenance จะช่วยประเมินอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ แต่ไม่ใช่การตรวจสอบที่ต้นเหตุความเสียหาย เพื่อแก้ไขก่อนที่จะเกิดความเสียหายขึ้น

ทำไมต้องส่ง น้ำมันหล่อลื่นตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ

การตรวจวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นในห้องปฏิบัติการ เป็นส่วนหนึ่งของการบำรุงรักษาเครื่องจักรแบบ Preventive Maintenance , Predictive Maintenance และ Proactive Maintenance ได้แก่ การตรวจสิ่งเจือปนในน้ำมันหล่อลื่น การตรวจการสึกหรอ(ปริมาณโลหะต่างๆ) การตรวจวัดความสั่นสะเทือน และความร้อนของเครื่องจักร เป็นต้น เราลองเปรียบเทียบวิธีนี้ได้ง่ายๆว่า เหมือนกับการตรวจสุขภาพประจำปี จะมีการตรวจเลือด , วัดความดันโลหิต และ X - rays ปอด ฯลฯ การตรวจค่าต่างๆในเลือด เช่น ปริมาณน้ำตาลในเลือด ,โคเลสเตอรอล ฯลฯ ค่าเหล่านี้ จะบอกความผิดปกติของร่างกายได้ และแก้ไขทันเวลาก่อนจะเกิดอาการป่วยมาก สำหรับการตรวจวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นในห้องปฏิบัติการ ก็เปรียบได้กับการตรวจเลือด ดังกล่าว

จะส่งตรวจบ่อยแค่ไหน อย่างไร

โดยทั่วๆไป ควรส่งน้ำมันหล่อลื่นตรวจวิเคราะห์ ณ ห้องปฏิบัติการ ตามวงรอบชั่วโมงการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่น ตามปกติควรจะส่งตรวจทุก ๒๐๐ - ๒๕๐ ชั่วโมงใช้การ อาจแตกต่างจากนี้ได้ ตามคู่มือเครื่องกำหนด หรืออาจก่อนครบชั่วโมงที่กำหนด หากมีความผิดปกติของเครื่องจักรก่อนระยะเวลาที่กำหนด

จะส่งตัวอย่างน้ำมันหล่อลื่นตรวจวิเคราะห์ ได้ที่ไหน อย่างไร

หน่วยเรือ สามารถเก็บตัวอย่างน้ำมันหล่อลื่น ส่งตรวจได้ที่ ห้องปฏิบัติการ แผนกเชื้อเพลิงและหล่อลื่น กองวิเคราะห์และทดสอบ กรมวิทยาศาสตร์ทหารเรือ ถนนพุทธมลฑลสาย ๓ แขวงศาลาธรรมสพน์ เขตทวีวัฒนา กรุงเทพฯ โทร. ๕๗๑๒๒ หรือ ๐-๒๔๗๕-๗๑๒๒ ในพื้นที่สัตหีบ สามารถขอรับการสนับสนุนจาก ห้องปฏิบัติการ แผนกวิเคราะห์และทดสอบ กองเชื้อเพลิง กรมพลาธิการทหารเรือ โทร. ๐๖๖ - ๔๘๙๐ , ๔๘๙๑

การเก็บตัวอย่างที่ดีทำให้ได้ตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของ นมล. ในเครื่องจักร
เพื่อให้การวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นที่ใช้งานแล้วได้ค่าที่ถูกต้อง สิ่งที่เป็นหัวใจสำคัญอย่างหนึ่งที่ต้องคำนึงถึง คือ การเก็บตัวอย่างน้ำมัน ผลการวิเคราะห์จะถูกต้องแค่ไหนขึ้นกับตัวอย่างน้ำมันที่เก็บมา สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้ได้ผลที่แท้จริง คือ ตัวอย่างน้ำมันที่นำมาวิเคราะห์นั้น ต้องเป็นน้ำมันที่เป็นตัวแทนของน้ำมันหล่อลื่นทั้งหมดที่ต้องการตรวจสอบ อีกทั้งตัวอย่างนั้นจะต้องไม่ถูกสิ่งอื่นเจือปนเข้าไปภายหลังจากเก็บตัวอย่างมาแล้ว สิ่งเป็นเหตุให้การวิเคราะห์ผิดพลาดไป

ข้อแนะนำในการเก็บตัวอย่างน้ำมันหล่อลื่น

1. เก็บตัวอย่างในขณะที่เครื่องจักร/เครื่องยนต์กำลังทำงาน หรือหลังจากหยุดเดินเครื่องใหม่ ๆ ทั้งนี้เพื่อให้ได้น้ำมันตัวอย่างขณะที่ระบบน้ำมันเกิดการไหลเวียนเข้าที่แล้ว
2. สำหรับเครื่องยนต์หรือเครื่องจักรที่มีระบบน้ำมันไหลหมุนเวียน เพื่อให้ได้ตัวอย่างที่เป็นคุณสมบัติที่แท้จริงของน้ำมันทั้งหมดในระบบ ให้เก็บตัวอย่างจากวาล์วถ่ายบริเวณจุดก่อนที่น้ำมันจะผ่านไส้กรอง ส่วนในเครื่องจักรที่ไม่มีระบบการไหลหมุนเวียนของน้ำมัน ควรพยายามดูดหรือเก็บตัวอย่างจากบริเวณกลางอ่างน้ำมัน ในกรณีนี้การถ่าย หรือเก็บตัวอย่างน้ำมันจากก้นอ่างควรกระทำเป็นวิธีสุดท้าย เพราะก้นอ่างจะเป็นที่สะสมของสิ่งสกปรกต่าง ๆ
3. ทำความสะอาดวาล์วถ่ายหรือช่องดูดก่อนทำการดึงตัวอย่างน้ำมัน เพื่อป้องกันสิ่งสกปรกเข้าไปปะปนกับน้ำมันตัวอย่าง
4. ในเครื่องยนต์หรือเครื่องจักรที่ต้องเก็บน้ำมันตัวอย่างโดยให้นำมันไหลผ่านท่อก่อนที่จะเก็บตัวอย่างหรือ ถ่ายจากวาล์วก้นอ่าง ควรปล่อยให้น้ำมันไหลทิ้งไปสักเล็กน้อย ทั้งนี้เพื่อชะล้างสิ่งสกปรกที่ค้างอยู่ในท่อหรือบริเวณ วาล์วก้นอ่างให้ออกไปเสียก่อน
ปริมาณน้ำมันตัวอย่างที่ต้องการเพื่อการวิเคราะห์ไม่ควรน้อยกว่า 500 ซีซี. โดยบรรจุในภาชนะที่สะอาดและแห้ง พร้อมกับปิดฝาให้สนิท

การส่งตัวอย่างตรวจวิเคราะห์มายังห้องปฏิบัติการ

หลังจากได้ตัวอย่างน้ำมันหล่อลื่นที่จะตรวจวิเคราะห์แล้วให้ทำบันทึก ขอรับการสนับสนุนการตรวจวิเคราะห์ ส่งมาพร้อมกับตัวอย่าง ที่ทำฉลากติดข้างขวด ระบุ ตราอักษร และชนิดน้ำมันหล่อลื่น ของน้ำมันหล่อลื่น จุดเก็บตัวอย่าง ชนิดเครื่องยนต์ ชม.ใช้การ ชื่อ และ หมายเลขโทรศัพท์ติดต่อกลับ ติดมาที่ข้างขวดเก็บตัวอย่าง แล้วนำส่งมาที่ห้องปฏิบัติการ
สำหรับตัวอย่างการกรอกข้อมูลรายละเอียดน้ำมันตัวอย่าง และแบบฟอร์มการส่งตัวอย่าง ได้จัดทำแนบท้ายบทความนี้

๔. การตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ

เมื่อตัวอย่างมาถึงห้องปฏิบัติการแล้ว จนท.จะรับตัวอย่าง สอบถามข้อมูลเกี่ยวกับตัวอย่าง แล้วรับตัวอย่างเข้าสู่ขั้นตอนการตรวจวิเคราะห์ ตามปกติการตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการครบทุกรายการ จะใช้เวลาประมาณ ๑ วัน ในการตรวจและทราบผล อัตรานี้สำหรับตัวอย่าง ๓ - ๔ ตัวอย่าง แต่หากมีจำนวนตัวอย่างหลายตัวอย่าง หรือมี ปัญหาต้องตรวจยืนยันผลซ้ำ จะใช้เวลานานกว่านี้ หากต้องการทราบผลเร่งด่วนต้องแจ้งให้ จนท. ทราบ หลังวิเคราะห์ตัวอย่างแล้ว จะแจ้งผลการวิเคราะห์ไปทางสายงานธุรการตามปกติ แต่ในกรณีที่ผลการวิเคราะห์ไม่เป็นไปตามเกณฑ์กำหนด จะได้แจ้งให้ทางเรือทราบทางโทรศัพท์ เพื่อดำเนินการตรวจสอบความผิดปกติที่เกิดขึ้นกับเครื่องจักรเรือ
สำหรับรายการตรวจวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นใช้การในห้องปฏิบัติการ วศ.ทร. จำนวน ๘ รายการ ดังนี้

รายการวิเคราะห์ทดสอบ Test method
1. Specific Gravity @ 60o/60oF ASTM D 1298
2. Viscosity Kinematic @ 40oC, cSt. ASTM D 445
3. Viscosity Kinematic @ 100oC, cSt. ASTM D 445
4. Viscosity Index ASTM D 2270
5. Flash Point (COC), oC. ASTM D 92
6. Water Content, % Vol. ASTM D 95
7. Total Base Number, mg.KOH/g. ASTM D 2896
8. n - Pentane Insoluble , % wt. ASTM D 893


๕. การประเมินผลการวิเคราะห์เพื่อทราบปัญหาของเครื่องจักร
ค่าต่างๆที่ได้จาการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ จะบ่งบอกถึงความผิดปกติของเครื่องจักรได้ ตามปกติห้องปฏิบัติการ จะใช้เกณฑ์กำหนดของเครื่องจักร เช่น เกณฑ์กำหนดของเครื่อง MTU มาเป็นเกณฑ์ตัดสินว่าน้ำมันหล่อลื่นนั้น ยังใช้ราชการได้หรือไม่ แต่ถ้าไม่มีเกณฑ์กำหนดของเครื่องจักร จะใช้การค่ายอมรับได้ของน้ำมันหล่อลื่นตามที่บริษัทผู้ผลิตแนะนำ มาคำนวณค่าเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้ แล้วนำค่ามาใช้เป็นเกณฑ์กำหนดให้ใช้ราชการได้ ดังนั้นข้อมูลที่ได้จากเรือ ได้แก่ ชนิด รุ่น ของเครื่องยนต์ คุณลักษณะของน้ำมันหล่อลื่นที่เครื่องยนต์กำหนดให้ใช้ ชนิด ตราอักษร ของน้ำมันหล่อลื่นที่เรือใช้ จึงเป็นข้อมูลสำคัญที่ห้องปฏิบัติการจะนำมาประมวลผลออกมาเป็นเกณฑ์กำหนดค่าที่ยอมให้ใช้ราชการได้
เพื่อให้ทางเรือเข้าใจผลการวิเคราะห์ จะอธิบายความหมาย ความสำคัญ การอ่านผล แนวโน้ม และความเกี่ยวข้องกันของแต่ละรายการวิเคราะห์ โดยสังเขป ดังนี้
๑.) ค่าความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity @ 60o/60oF)
คือ ค่าความถ่วงจำเพาะของน้ำมันหล่อลื่น ที่อุณหภูมิ 60oF ค่านี้วัดเพื่อใช้สำหรับเปรียบเทียบกับน้ำมันหล่อลื่นใหม่(New Oil) หากค่าที่วัดได้แตกต่างจากน้ำมันใหม่มาก ห้องปฏิบัติการจะนำค่านี้ไปประกอบการประเมินผลการวิเคราะห์ร่วมกับค่าอื่นๆ ต่อไป
๒.) ค่าความหนืด Viscosity Kinematic @ 40oC, cSt. และ Viscosity Kinematic @ 100oC, cSt.
คือ การหาค่าความหนืดของน้ำมันหล่อลื่น ที่ อุณหภูมิ 40oC และ 100 oC ค่านี้เป็นค่าที่สำคัญที่สุดของน้ำมันหล่อลื่น เนื่องจาก เป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดฟิล์มของน้ำมันหล่อลื่นระหว่างผิวสัมผัส และมีผลต่อการเกิดความร้อนขึ้นในระหว่างผิวสัมผัสที่มีการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน ความหนืด หมายถึง ความข้นหรือความใสของน้ำมันเป็นคุณสมบัติของของไหลซึ่งวัดในรูปของความต้านทานในการไหล ค่าความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นใช้การ ที่วัดได้ในห้องปฏิบัติการ เป็นค่าที่บอกเราถึงความข้น ใส ของน้ำมัน ค่าที่ได้อาจสูง(น้ำมันข้นขึ้น)หรือต่ำ (น้ำมันใสลง) กว่าเกณฑ์กำหนด สำหรับเกณฑ์กำหนดให้ใช้ราชการได้ ที่ห้องปฏิบัติการใช้ คือ ตามเกณฑ์กำหนดของเครื่องยนต์ นั้นๆ หรือ + 25% ของน้ำมันหล่อลื่นใหม่ ปัจจัยที่ทำให้น้ำมันข้นขึ้น (ค่าความหนืดมากขึ้น)
- ตัวเนื้อน้ำมันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศแล้วเสื่อมสภาพ จะประเมินต่อไปได้ว่าค่าความเป็นด่างของน้ำม้นในรายการที่ ๗ ควรจะมีค่าลดลง เพราะมีกรดเกิดขึ้นจากปฏิกิริยานี้
- มีสิ่งสกปรก เช่น ฝุ่นละอองหรือเขม่า อาจมีเศษโลหะจากการสึกหรอ ซึ่งห้องปฏิบัติการจะดูค่าปริมาณกากไม่ละลายในเพนเทน ( n - Pentane Insoluble) ในรายการที่ ๘ ว่ามีค่าสูงด้วยหรือไม
- น้ำมันถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูงต่อเนื่อง ทำให้ส่วนที่เบาในน้ำมันระเหยออกไป ห้องปฏิบัติการจะดูค่า จุดวาบไฟ (Flash Point ) ในรายการที่ ๕ ว่ามีค่าสูงขึ้นด้วยหรือไม่
- มีน้ำเข้ามาผสมในเนื้อน้ำมันหล่อลื่นในปริมาณที่มากพอ และเกิดการผสมกันจนมีลักษณะเหมือนน้ำนม กรณีนี้ตัวอย่างน้ำม้นจะมีลักษณะขาวขุ่น และห้องปฏิบัติการจะดูค่าปริมาณน้ำ (Water Content) ในรายการวิเคราะห์ที่ ๖ ว่ามีค่าสูงขึ้นด้วยหรือไม่ ปัจจัยที่ทำให้น้ำมันใสลง (ค่าความหนืดลดลง)
- มีการเจือปนของน้ำมันที่ใสกว่า เช่น น้ำมันเชื้อเพลิง หรือน้ำมันอื่นที่ใสกว่ามาผสม ห้องปฏิบัติการจะดูค่าจุดวาบไฟ (Flash Point ) ในรายการที่ ๕ ว่ามีค่าต่ำลงด้วยหรือไม่
- สารเคมีเพิ่มดัชนีความหนืดเสื่อม หรือสลายตัว ห้องปฏิบัติการจะดูค่าดัชนีความหนืด (Viscosity Index) ในรายการที่ ๔ ว่ามีค่าต่ำลงด้วยหรือไม่
๓.) ค่าดัชนีความหนืด (Viscosity Index - VI)
ดัชนีความหนืด เป็นค่าที่บอกถึงการเปลี่ยนแปลงความหนืดเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป ตามปกติน้ำมันหล่อลื่นจะมีความหนืดลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ดังนั้น จึงได้มีการกำหนดค่าดัชนีความหนืดขึ้นมาเพื่อใช้แสดงอัตราการเปลี่ยนแปลงความหนืดอันเนื่องมาจากอุณหภูมิ ตามปกติเมื่อเครื่องยนต์เริ่มทำงาน น้ำมันหล่อลื่นจะมีอุณหภูมิไม่สูง (ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นจะสูงกว่าตอนเครื่องยนต์ร้อน) และเมื่อเครื่องยนต์ทำงานแล้วอุณหภูมิของน้ำมันหล่อลื่นจะสูงขึ้น (ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นจะลดลง) น้ำมันหล่อลื่นต่างชนิดกันจะมีอัตราการเปลี่ยนแปลงความหนืด อันเนื่องมาจากอุณหภูมิแตกต่างกัน ห้องปฏิบัติการจะดูค่านี้ เปรียบเทียบกับน้ำมันหล่อลื่นใหม่ หากค่านี้ มีการเปลี่ยนแปลงลดลงจากน้ำมันใหม่มาก อาจเกิดจากการเสื่อมสภาพของสารเคมีเพิ่มดัชนีความหนืดในน้ำมันหล่อลื่น
๔.) จุดวาบไฟ (Flash Point )
จุดวาบไฟ คือ อุณหภูมิที่น้ำมันระเหยกลายเป็นไอเพียงพอที่ผิวและสามารถลุกไหม้ได้เมื่อโดนเปลวไฟ จุดวาบไฟของน้ำมันหล่อลื่นใหม่จะแปรผันกับความหนืด โดยน้ำมันหล่อลื่นที่มีความหนืดสูงก็จะมีจุดวาบไฟสูงด้วย นอกจากนี้ชนิดของน้ำมันดิบที่นำมาใช้ผลิตน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานก็มีผลต่อจุดวาบไฟด้วย จุดวาบไฟของน้ำมันหล่อลื่น มีความสำคัญในเรื่องความปลอดภัยในการใช้งาน ถ้าจุดวาบไฟต่ำเกินไปจะทำให้เกิดความไม่ปลอดภัยในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง และเกิดการสิ้นเปลือง เนื่องจาก ต้องเติมน้ำมันหล่อลื่นบ่อย โดยทั่วไป จุดวาบไฟของน้ำมันหล่อลื่นจะอยู่ในช่วง 160 - 320 oC แล้วแต่ว่าเป็นชนิดใส หรือข้น หากจุดวาบไฟของน้ำมันหล่อลื่นใช้การมีค่าลดลงกว่าน้ำมันใหม่มาก แสดงว่า อาจเกิดจากการเจือปนของน้ำมันเชื้อเพลิง หรือ น้ำมันส่วนที่ใสกว่ามาผสม สำหรับเกณฑ์กำหนดให้ใช้ราชการได้ ที่ห้องปฏิบัติการใช้ คือ ไม่ควรมีค่าต่ำกว่าน้ำมันหล่อลื่นใหม่ เกินกว่า 45 oC
๕.) ปริมาณน้ำ (Water Content)
ปริมาณน้ำในน้ำมันหล่อลื่นใช้การ วัดออกมาในหน่วยร้อยละโดยปริมาตร ค่านี้จะบอกให้เราทราบถึงปริมาณน้ำที่ปนอยู่ในน้ำมันหล่อลื่นใช้การ น้ำที่ปนอยู่ในน้ำมันหล่อลื่นใช้การมากเกินกำหนด จะมีผลทำให้น้ำมันหล่อลื่นเสื่อมสภาพ โดยทำลายสารป้องกันการสึกหรอ(ZDDP) ทำให้เกิดกรดซัลฟุริก และ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ , เกิดเชื้อราและแบคทีเรีย , ความหนืดเปลี่ยนแปลงไป และ เป็นตัวช่วยให้เกิดฟองอากาศ และโฟม ค่าปริมาณน้ำที่ยอมให้มีได้ในน้ำมันหล่อลื่นใช้การ ขึ้นกับชนิดของงานหล่อลื่น ชนิดของเครื่องจักร และตามชนิดน้ำมันหล่อลื่นตามบริษัทผู้ผลิตแนะนำ สำหรับเกณฑ์กำหนดทั่วๆไป และเครื่องยนต์ MTU กำหนดให้มีน้ำได้ได้ไม่เกินร้อยละ 0.2 โดยปริมาตร
๖.) ค่าความเป็นด่าง (Total Base Number - TBN)
น้ำมันหล่อลื่นโดยทั่วไปจะมีสภาพความเป็นกรดอยู่เล็กน้อย และสภาพความเป็นกรดของน้ำมันหล่อลื่น จะเพิ่มขึ้นเมื่ออายุการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่นเพิ่มขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากน้ำมันหล่อลื่นเกิดปฏิกิริยารวมตัวกับออกซิเจน ( Oxidation ) ซึ่งทำให้เกิดกรดอินทรีย์ขึ้น สภาพความเป็นกรดนี้ อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนชิ้นส่วนที่เป็นโลหะได้ ดังนั้นน้ำมันหล่อลื่น โดยเฉพาะน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ดีเซล จึงนิยมเติมสารเพิ่มคุณภาพที่มีสารที่เป็นด่างเข้าไป เพื่อทำให้สารที่เกิดจากการเผาไหม้ซึ่งมีสภาพเป็นกรดมีสภาพเป็นกลาง และเมื่อนำน้ำมันหล่อลื่นไปใช้งาน อัตราการสิ้นเปลืองสารที่เป็นด่างที่ตรวจสอบได้ก็จะเป็นตัวชี้ถึงอายุการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่น การวัดความเป็นด่างนี้ จะวัดในรูปของจำนวนเบสทั้งหมด ( Total Base Number ) ในที่นี้จะเรียกง่ายๆว่า ค่า TBN
ห้องปฏิบัติการจะประเมินผลการวิเคราะห์ค่า TBN ของน้ำมันหล่อลื่นใช้การ เปรียบเทียบกับค่า TBN ของน้ำมันใหม่ โดยน้ำมันหล่อลื่นใช้การควรมีค่า TBN มากกว่า 50% ของค่า TBN ในน้ำมันใหม่
๗.) ปริมาณกากไม่ละลายในเพนเทน (n - Pentane Insoluble)
ในการใช้งานน้ำมันหล่อลื่นสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ ทำให้เกิดสารประเภทกรด และ คราบยางเหนียว ซึ่งไม่ช่วยการหล่อลื่น ปริมาณตะกอนและยางเหนียวเหล่านี้ ถ้าเกิดขึ้นมาก จะส่งผลต่อการทำงานของเครื่องจักร อาจเกิดการติดขัด สึกหรอ เกิดความร้อนสูง และเป็นสาเหตุทำให้เครื่องยนต์ชำรุดได้ ห้องปฏิบัติการจะตรวจสอบปริมาณการรวมตัวกับออกซิเจนของน้ำมันหล่อลื่นใช้การ ด้วยการหาค่าปริมาณตะกอนและยางเหนียวที่เกิดขึ้น โดยใช้เพนเทนเป็นตัวทำละลาย แล้วหาค่าน้ำหนักของส่วนที่ไม่ละลายใน เพนเทน ได้แก่ ตะกอน และยางเหนียว ค่านี้จะช่วยในการประเมินคุณลักษณะของน้ำมันหล่อลื่นใช้ และประเมินความเสียหายของเครื่องยนต์ ในน้ำมันหล่อลื่นใช้การ จะยอมให้มีค่านี้มากหรือน้อยเท่าใด กับชนิดของเครื่องยนต์ หรือชนิดของน้ำมันหล่อลื่นตามที่บริษัทผู้ผลิตแนะนำ โดยสำหรับเครื่องยนต์ MTU กำหนดให้มีค่านี้ได้ไม่เกินร้อยละ 2.5 โดยน้ำหนัก

๖. สรุป

การตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ตามรายการวิเคราะห์ที่กล่าวมาแล้ว เป็นการตรวจเพื่อประเมิน และคาดการณ์แนวโน้มความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับเครื่องจักรเรือได้ในเบื้องต้น ตามขีดความสามารถในปัจจุบันของ วศ.ทร. ค่าที่ตรวจวิเคราะห์ได้เหล่านี้ เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการวิเคราะห์แนวโน้มความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งต้องนำมาประมวลผลร่วมกับความผิดปกติอื่นๆ ที่เกิดขึ้น เช่น ชนิด - ปริมาณเศษโลหะที่เกิดจากการสึกหรอ และการกัดกร่อน การวัดความสั่นสะเทือน และความร้อน ของเครื่องจักร เป็นต้น ในอนาคต หาก วศ.ทร. ได้รับการสนับสนุนงบประมาณในการจัดหาเครื่องมือตรวจวิเคราะห์โลหะในน้ำมันหล่อลื่นใช้การ ก็จะทำให้ห้องปฏิบัติการได้รับการพัฒนาขีดความสามารถตรวจวิเคราะห์ชนิด และปริมาณโลหะ ที่เกิดขึ้นจาการสึกหรอของเครื่องจักรเรือ ซึ่งเป็นดัชนีชี้วัดที่สำคัญมากอันหนึ่ง ที่จะแสดงให้เห็นถึงความผิดปกติที่ทำให้เกิดความเสียหายและสึกหรอภายในเครื่องจักรเรือได้อย่างดี อย่างไรก็ตาม การเก็บตัวอย่างน้ำมันหล่อลื่นใช้การจากเครื่องจักรเรือ ส่งตรวจตามวงรอบ เป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบ เพื่อการบำรุงรักษา ช่วยให้ทราบแนวโน้มความผิดปกติ และความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น ทำให้สามารถดำเนินการป้องกัน และแก้ไข ก่อนที่จะเกิดความเสียหายแก่เครื่องจักรอย่างรุนแรง ซึ่งในระยะยาวจะมีผลดีในการช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรเรือ ประหยัดเวลา และ งบประมาณในการซ่อมทำได้

บรรณานุกรม

๑. ประเสริฐ เทียนนิมิตร , ขวัญชัย สินทิพย์สมบูรณ์ และปานเพชร ชินินทร "เชื้อเพลิงและสารหล่อลื่น" ซีเอ็ดยูเค- . ชั่น กรุงเทพฯ , พ.ศ.๒๕๔๐
๒. นาวาเอก กิตติ ยุกติรัตน "ปิโตรเลียมและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม" วิชาวิทยาศาสตร์ประยุกต์ วศ.๒๐๓ กรม . วิทยาศาสตร์ทหารเรือ กรุงเทพฯ , พ.ศ.๒๕๔๖
๓. เอกสารประกอบการสัมมนา เรื่อง "น้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรม" บริษัท เชลล์ ประเทศไทย จำกัด
๔. เอกสารประกอบการบรรยาย เรื่อง "การวิเคราะห์น้ำมันและการบำรุงรักษาเครื่องจักรเพื่อยืดอายุการใช้งาน" . บริษัท P&A Technology , พ.ศ.๒๕๔๗
๕. เอกสารประกอบการบรรยาย เรื่อง "มาตรฐานการตรวจวิเคราะห์คุณภาพน้ำมัน มาตรฐาน ASTM กับผลิตภัณฑ์ . น้ำมันเชื้อเพลิง และผลิตภัณฑ์น้ำมันหล่อลื่น" บริษัท แสงวิทย์ ซายน์ จำกัด , พ.ศ.๒๕๔๖


ขอขอบคุณ

นาวาเอก กฤษณ์ บุญเอี่ยม รักษาราชการหัวหน้าแผนกวิเคราะห์และทดสอบ กองเชื้อเพลิง กรมพลาธิการทหารเรือ
ที่ได้กรุณาให้ข้อคิดเห็นและข้อเสนอแนะที่เป็นประโยชน์ในการจัดทำบทความนี้





  ตัวอย่างการกรอกข้อมูล ใบนำส่งตัวอย่าง
  ตัวอย่างการกรอกข้อมูลฉลากติดข้างขวดน้ำมัน