ชุดที่ 2
ในงานชุบเหล็กด้วยนํ้ามันสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่คือ ชุบเหล็กแข็ง และ ชุบเหล็กอ่อน ชุบเหล็กแข็ง ยังสามารถแบ่งปลีกย่อยออกเป็น ชุบ เหล็กแข็งธรรมดา (Quenching) และเทคนิคการชุบแข็งอีก แบบหนึ่งเรียกว่า Marquenching งานชุบเหล็กแข็งธรรมดา คือการนำ�เอาชิ้นเหล็ก เผาให้ได้อุณหภูมิวิกฤตของเหล็ก (ราว 780 - 950 ํC) แล้ว ทำ�ให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเกินอัตราเย็นตัววิกฤตของเหล็ก ในนํ้ามัน ผิวเหล็กก็จะมีความแข็งเกิดขึ้น ผลเสียที่เกิดจาก การชุบแข็งของเหล็กคือจะเกิดความเครียดขึ้นในเนื้อเหล็ก เนื่องจากการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว ชิ้นเหล็กที่ชุบแล้วมีโอกาส ที่จะเกิดการบิดเบี้ยวหรือร้าวได้ เทคนิคการชุบแข็ง Marquenching คือวิธีการชุบ ที่จะลดการเกิดความเครียดและการบิดเบี้ยวในชิ้นเหล็กที่ ชุบได้ สำ�หรับเทคนิคนี้โดยทั่วไปเหล็กซึ่งถูกเผาให้ร้อนกว่า อุณหภูมิวิกฤตจะถูกทำ�ให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว ถึงอุณหภูมิ หนึ่ ง ซึ่ ง ยั ง สู ง กว่ า อุ ณ หภู มิ ที่ โ ครงสร้ า งเนื้ อ เหล็ ก เริ่ ม จะ เปลี่ยนเป็น Martensite (ราว 200 ํC - 370 ํC) เล็กน้อย แล้วรักษาอุณหภูมิให้คงที่สักพักเพื่อให้ชิ้นเหล็กมีอุณหภูมิ สมํ่าเสมอตลอดชิ้น แล้วจึงปล่อยให้เย็นในอากาศ วิธีนี้ชิ้น เหล็กจะไม่เกิดความเครียดและการร้าว เนื่ อ ง จ า ก ค ว า ม แต ก ต่ า ง ร ะ ห ว่ า ง อุ ณ ห ภู มิ วิกฤตและอุณหภูมิ Marquenching (สูงกว่า 200 ํC 370 ํC เล็กน้อย) นี้น้อย อัตราการเย็นตัวของเนื้อเหล็ก ในนํ้ า มั น จึ ง น้ อ ยตามไปด้ ว ย ทำ�ให้ เ นื้ อ เหล็ ก บางส่ ว น แปรสภาพเป็นโครงสร้างที่มีคุณสมบัติเนื้อเหล็กอ่อน ดัง นั้น เทคนิคนี้จึงได้มีการปรับปรุงดัดแปลงให้เหมาะสมกับ งาน โดยเฉพาะงานที่ ต้ อ งการให้ เหล็ ก มี ค วามแข็ ง มากๆ เช่น ในงานชุบแข็งเกียร์รถยนต์ เป็นต้น Marquenching เกี ย ร์ ร ถยนต์ นี้ ป ระกอบด้ ว ยการเผาเกี ย ร์ ให้ เ กิ น อุ ณ หภู มิ วิ ก ฤตแล้ ว ทำ�ให้ เ ย็ น ลงในนํ้ า มั น ที่ ร้ อ นที่ มี อุ ณ หภู มิ ร าว 150 ํC - 180 ํC อุณหภูมิ Marquenching ของเนื้อเหล็ก
จะถูกควบคุมให้ตํ่ากว่าอุณหภูมิที่โครงสร้างจะเปลี่ยนเป็น Martensite รั ก ษาอุ ณ หภู มิ นี้ ไว้ ร ะยะหนึ่ ง แล้ ว ค่ อ ยปล่ อ ย ให้เย็นในอากาศ ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิวิกฤตและ อุณหภูมิ Marquenching มีมากขึ้น ดังนั้น อัตราการเย็นตัว ของเนื้อเหล็กก็มากเป็นเงาตามตัว ขณะที่ยังรักษาอุณหภูมิ Marquening อยู่ นั้ น เนื้ อ เหล็ ก บางส่ ว นได้ แปรสภาพเป็ น Martensite แต่ ก็ ยั ง มี เนื้ อ เหล็ ก อี ก จำ�นวนมากที่ ยั ง อยู่ ใน โครงสร้าง Austenite คอยป้องกันไม่ให้ชิ้นเหล็กนี้บิดเบี้ยว หรือร้าวได้ ชุบเหล็กอ่อน (Tempering) เหล็กที่ชุบแข็งแล้วจะ เกิดความเครียดเปราะและร้าวง่าย ในบางครั้งความแข็ง ที่ ได้ อ าจจะสู ง เกิ นความต้ อ งการ ปั ญ หาเหล่ า นี้ อ าจทำ�ให้ เบาบางลงโดยเอามาทำ�ชุบเหล็กอ่อนหลังจากชุบแข็งแล้ว ใน ขบวนการนี้เหล็กจะถูกทำ�ให้ร้อนขึ้น อาจจะต้องด้วยวิธีเผา ในเตาหรื อ อุ่ นด้ ว ยนํ้ า มั นที่ ร้ อ น แต่ ต้ อ งไม่ สู ง กว่ า อุ ณ หภู มิ วิกฤตของเหล็ก โดยทั่วไปจะมีช่วงตั้งแต่ 180 ํC - 650 ํC คงอุณหภูมิไว้สักพักเพื่อให้ชิ้นเหล็กมีอุณหภูมิสมํ่าเสมอ แล้ว ปล่อยให้เย็นลงอย่างช้าๆ ในการนี้ความแข็งของเหล็กจะลด ลงบ้าง แต่ความเครียดภายในเนื้อเหล็กจะถูกกำ�จัดออกไป เหล็กจะเหนียวขึ้น การชุบตัวอ่อนควรจะทำ�แต่เนิ่นๆ หลัง จากการชุบแข็งเพื่อป้องกันการร้าวของเหล็กที่ชุบแล้ว ถ้า เป็นการชุบอ่อนด้วยนํ้ามันที่ร้อน อุณหภูมิของนํ้ามันไม่ควร เกิน 320 ํC ประโยชน์ของการชุบอ่อนด้วยนํ้ามันคือสามารถ ให้ ค วามร้ อ นเร็ ว และอุ ณ หภู มิ ข องเหล็ ก สมํ่ า เสมอ เหมาะ สำ�หรับชิ้นงานเล็กๆ จำ�นวนมากๆ
โดยทั่ ว ไปเหล็ ก สามารถจำ�แนกออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ เหล็ก ที่ ป ระกอบด้ ว ยเนื้ อ เหล็ ก ล้ ว นๆ ที่ มี ส่ ว นผสมของ คาร์ บ อน และสารประกอบเหล็ ก ที่ มี ส่ ว นผสมของนิ ก เกิ ล โมลิบดินัม ทังสเทน วานาเดี่ยม และคาร์บอน เหล็กทั้ง 2 ประเภทนี้ จะมีคาร์บอนราว 2 - 3 % โดยนํ้าหนัก เหล็กแข็งขึ้นได้อย่างไร ที่อุณหภูมิราว 720 ํC คาร์บอนในเหล็กจะรวมตัวกับ เนื้อเหล็กเป็นเหล็กคาร์ไบด์ ให้โครงสร้างที่เรียกว่า Pearlite เหล็ก จะมี ค วามเหนี ยวแต่ไม่แข็งเปราะ ที่อุณหภูมิสู ง กว่ า ราว 725 ํC คาร์บอนในเหล็กคาร์ไบดืจะแยกตัวออกมาแขวน ตัวอิสระในเนื้อเหล็ก เป็นโครงสร้างอีกแบบหนึ่งที่เรียกว่า Austenite ขีดอุณหภูมิที่เป็นเส้นขีดแบ่งระหว่างโครงสร้าง ทั้งสองแบบนี้เรียกว่า อุณหภูมิวิกฤตของเหล็ก เมื่อเราเผา เหล็กให้มีอุณหภูมิสูงเกินจุดวิกฤต (สูงราว 780 - 950 ํC) แล้วทำ�ให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเกินอัตราหนึ่งเรียกว่า อัตรา การเย็นตัววิกฤต Austenite จะไม่มีเวลาพอที่จะเปลี่ยนกลับ มาเป็น Pearlite โครงสร้างของเนื้อเหล็กในส่วนผิวนอกซึ่ง เย็นลงอย่างรวดเร็วจะเปลี่ยนสภาพไปเป็น Martensite ซึ่ง มีลักษณะเป็นคาร์บอนอิสระฝังตัวอยู่ในเนื้อเหล็ก โครงสร้าง Martensite ซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีความแข็งสูงคือคุณสมบัติ ที่ ต้ อ งการในงานชุ บ แข็ ง เหล็ ก Martensite จะเริ่ ม เกิ ด ที่ อุณหภูมิราว 200 - 370 ํC ถ้าอัตราการเย็นตัวของเนื้อเหล็ก
ตํ่ากว่าจุดวิกฤตแล้ว บางส่วนของ Austenite เท่านั้นจะแปร สภาพไปเป็นโครงสร้างของ Martensite การที่เหล็กจะสามารถชุบให้แข็งได้ขึ้นอยู่กับประเภท ของเนื้ อ เหล็ ก ปริ ม าณคาร์ บ อนของเนื้ อ เหล็ ก และอั ต รา การทำ�ให้เย็นตัวในขณะชุบแข็ง (การถ่ายเทความร้อนของ ของเหลวต้องดี) เหล็กที่มี % คาร์บอนสูงจะสามารถชุบได้ แข็งกว่าและลึกกว่า และในการชุบแข็งของเหล็กแต่ละชนิด นั้น อัตราการเย็นของชิ้นเหล็กจะมีความสำ�คัญมากต่อความ แข็งที่ได้ ส่ ว นผสมของโลหะ เช่ น นิ ก เกิ ล โมลิ บ ดิ นั ม ใน สารประกอบเหล็กจะทำ�หน้าที่ลดอัตราการเย็นตัววิกฤตของ เหล็กนั้นๆ ทำ�ให้สามารถชุบแข็งเหล็กในของเหลวที่สามารถ ถ่ายเทความร้อนได้ไม่ดีเท่านํ้า เช่น ในน้ำ�มันหรือในอากาศ เป็นต้น แต่ก็ยังสามารถให้ความแข็งตามที่ต้องการได้ หน้าที่ อีกอันหนึ่งคือ สามารถกำ�หนดความลึกตื้นของความแข็งที่ เกิดขึ้นบนผิวเนื้อเหล็กได้ ส่วนเหล็กประเภททื่เป็นเนื้อเหล็ก ล้วนๆ ส่วนใหญ่ชุบแข็งได้ในนํ้าเท่านั้น
ดั ง ได้ ก ล่ า วแล้ ว ว่ า อายุ ก ารใช้ ง านของนํ้ า มั น สำ�หรั บ ถ่ า ยเท ความร้อนจะขึ้นกับลักษณะการออกแบบระบบอุปกรณ์และการเอาใจ ใส่บำ�รุงรักษาในขณะใช้งานเป็นอันมาก ดังนั้นผู้ใช้จึงควรคำ�นึงถึงปัจจัย ต่างๆ ดังต่อไปนี้ 1. ขนาดของปั๊มจะต้องใหญ่พอที่จะสามารถถ่ายเทนํ้ามันผ่าน ท่อในอุปกรณ์ให้ความร้อนกับนํ้ามันในอัตราความเร็วผ่านผิวท่อระหว่าง 2 ถึง 3.5 เมตรต่อวินาทีในลักษณะเชี่ยวพล่าน (Turbulent) 2. เนื้อที่ของผิวท่อควรจะมากพอที่จะทำ�ให้ปริมาณความร้อน ที่ส่งผ่านผิวท่อต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ผิวไม่สูงเกินไป และสามารถรักษา อุณหภูมิของผิวท่อด้านสัมผัสนํ้ามันไม่ให้เกิน 320 ํC 3. ผนังฉนวนความร้อนของเตาอุปกรณ์ควรใช้อิฐทนไฟจำ�นวน น้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการคายความร้อนกลับจากอิฐทนไฟสู่นํ้ามันใน ท่อในขณะดับไฟและหยุดปั๊มหรือปั๊มเสีย ซึ่งจะทำ�ให้นํ้ามันในส่วนที่ค้าง อยู่ในท่อในเตาร้อนจัดจนแตกตัวเป็นเขม่าจับผิวท่อได้ หากใช้วัสดุฉนวน ความร้อนประเภทไม่อมความร้อนจะดีที่สุด หากใช้เชื้อเพลิงเผาให้ความ ร้อนต้องระวังอย่าให้เปลวไฟชนผนังท่อนํ้ามันเพื่อป้องกันผิวท่อมิให้ร้อน จัดจนเกิดอุณหภูมิที่นํ้ามันจะคงตัวอยู่ได้ 4. อ่างพักนํ้ามันสำ�หรับรับการขยายตัวของนํ้ามันเมื่อนํ้ามัน ร้อนขึ้นต้องใหญ่พอที่จะรับอัตราการขยายตัวของนํ้ามัน 20 %เมื่อเทียบ กับปริมาตร ณ อุณหภูมิบรรยากาศปกติ อ่างพักนี้ควรตั้งอยู่ระดับสูง กว่าอุปกรณ์อื่นๆ ทั้งหมดในระบบถ่ายเทความร้อน และควรต่อเข้ากับ ระบบ ณ จุดทางดูดเข้าของปั๊มนํ้ามันเพื่อเสริมแรงอัดนํ้ามันเข้าสู่ปั๊ม ป้องกันการเกิดโพรงไอในเรือนปั๊ม (Cavitation) อันอาจทำ�ให้ปั๊มเสีย หายเร็วได้ 5. ควรออกแบบระบบท่อในลักษณะที่ป้องกันมิให้นํ้ามันร้อน ไหลผ่านอ่างพัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากช่องว่างเหนือระดับนํ้ามันใน อ่างพักเป็นอากาศ เพื่อป้องกันมิให้นํ้ามันร้อนๆ สัมผัสกับอ๊อคซิเจนใน อากาศตลอดเวลา ซึ่งจะทำ�ให้นํ้ามันเสื่อมสภาพเร็วขึ้น ในบางระบบที่ พิถีพิถันช่องว่างเหนืออ่างพักจะบรรจุด้วยก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจน เพื่อ ยืดอายุของนํ้ามันถ่ายเทความร้อน ท่อที่ต่อเชื่อมระหว่างอ่างพักนํ้ามัน กับระบบควรมีขนาดเล็กและเปลือย เพื่อให้นํ้ามันร้อนที่ขยายตัวผ่านท่อ นี้เข้าสู่อ่างพักสามารถคายความร้อนสู่บรรยากาศ เป็นการลดอุณหภูมิ ของนํ้ามันในอ่างพัก ซึ่งจะทำ�ให้อายุการใช้งานของนํ้ามันยาวนานขึ้น 6. ตามจุ ด หั ก โค้ ง และจุ ด สู ง บางจุ ด ในระบบท่ อ ส่ ง นํ้ า มั น หมุนเวียน ควรติดตั้งวาวล์และท่อสำ�หรับระบายไอหรืออากาศเพื่อหลีก
เลี่ยงปัญหาเรื่อง Vapour Lock หรือ Air Lock ในขณะเริ่มเดินระบบ 7. ในระบบควรติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ์ ที่ จ ะทำ�การตั ด เชื้ อ เพลิ ง หรื อ ไฟฟ้าที่ป้อนสู่เตาทันทีหากปั๊มนํ้ามันเกิดหยุดเดินอันจะเนื่องจากสาเหตุ ใดก็ตาม และเมื่ออุณหภูมิของน้ำ�มันเกินระดับที่ตั้งไว้ 8. ระบบต้องออกแบบในลักษณะที่ว่าเมื่อขบวนการผลิตไม่ ต้องการความร้อนหรือหยุดเดินถึงแม้เชื้อเพลิงหรือไฟฟ้าที่ป้อนสู่เตา ของอุปกรณ์ให้ความร้อนกับนํ้ามันถูกตัดไปแล้วก็ตาม นํ้ามันก็ยังถูกปั๊ม หมุนเวียนผ่านท่อในเตาจนกระทั่งอุณหภูมิในระบบเตาเย็นลงจนเท่า อุณหภูมิของนํ้ามันก่อนเข้าเตา ลักษณะนี้สามารถทำ�ได้โดยไม่รบกวน ขบวนการผลิต โดยติดตั้งท่อลัดวงจรมิให้นํ้ามันไหลผ่านเข้าขดท่อไส้ไก่ หรือแผงถ่ายเทความร้อนในขบวนการผลิต ในลักษณะนี้เป็นการป้องกัน มิให้นํ้ามันค้างนิ่งอยู่ในท่อในเตาซึ่งร้อนจัด ซึ่งจะทำ�ให้นํ้ามันแตกตัว เสื่อมสภาพได้ง่าย 9. ควรติดตั้งอุปกรณ์เครื่องวัดอุณหภูมิเครื่องวัดอัตราการไหล อย่างน้อย 1 ชุด ตรงอุปกรณ์ให้ความร้อนกับนํ้ามัน เพื่อจะได้ทราบถึง สภาวะการทำ�งานของระบบ สำ�หรับระบบที่ติดตั้งใหม่ ก่อนลองเดินเครื่องหากจะทดสอบ การรั่ ว ซึ ม ของระบบท่ อ ควรใช้ นํ้ า มั น สำ�หรั บ ถ่ า ยเทความร้ อ นเป็ น ของเหลวสำ�หรับอัดแรงดันควรหลีกเลี่ยงการใช้นํ้าในการอัดทดสอบ ระบบท่อเพราะจะเป็นการยุ่งยากและเสียเวลามากที่จะกำ�จัดนํ้าออก จากระบบจนหมด หากมีความชื้นอยู่ในระบบเมื่อเริ่มเดินเครื่องควรป้อน ความร้อนอุ่นนํ้ามันให้ร้อนขึ้นอย่างช้าๆ จนถึงราว 110 ํC และทำ�การ ระบายไอนํ้าและอากาศตามจุดต่างๆ เป็นระยะๆในขณะอุ่นนํ้ามัน เมื่อ หมดไอนํ้าแล้วจึงเริ่มเพิ่มความร้อนให้นํ้ามันอย่างช้าๆ จนถึงอุณหภูมิ ใช้งานที่ต้องการโดยต้องเปิดท่อระบายไอเป็นครั้งคราวเพื่อไล่ไอนํ้าและ อากาสที่เหลือค้างจนหมดจึงเดินเครื่องตามปกติได้ การมีนํ้าในระบบจะ ทำ�ให้เกิดสนิมในท่อ และจะช่วยเร่งปฏิกิริยาเสื่อมสภาพของนํ้ามันให้ เร็วขึ้นได้ ดังนั้นจึงควรพิถีพิถันในช่วงเริ่มเดินเครื่อง หากระบบไม่ได้เดิน ตลอด 24 ชม. มีการหยุดเดินกลางคืนก่อนเริ่มเดินเครื่อง ตอนเช้าควรไข ก๊อกตรงจุดตํ่าของระบบและตรงจุดตํ่าในอ่างพักนํ้ามันเพื่อไล่นํ้าที่อาจ เข้าสู่อ่างพักเนื่องจากการควบแน่นของไอนํ้าในอากาศเหนือระดับนํ้ามัน อ่างพัก หากระดับนํ้ามันในอ่างพักพร่องเร็วผิดปกติ ให้ตรวจสอบการรั่ว ซึมตามจุดต่อต่างๆ ในระบบเพื่อป้องกันการสูญเสียและความเสี่ยงด้าน อัคคีภัยด้วย
ในขณะที่เราเบรค ความร้อนที่เกิดจากการเสียดสี ระหว่างผ้าเบรคกับจานหรือดุมล้อจะถ่ายเทผ่านก้านดันผ้า เบรคเข้าสู่ลูกสูบและนํ้ามันเบรค เมื่อเราต้องเหยียบเบรคอย่าง แรงกระทั น หั น หรื อ เหยียบเบรคอยู่บ่อ ยๆ ภายใต้ค วามเร็ ว สูง ความร้อนที่ถ่ายเทสู่นํ้ามันเบรคจะมีปริมาณมากและอาจ ระบายสู่ส่วนอื่นไม่ทัน ทำ�ให้นํ้ามันร้อนขึ้นมาก หากนํ้ามัน เบรคร้อนจนถึงจุดเดือดของมัน มันก็จะระเหยกลายเป็นไอใน กระบอกสูบเบรคที่ล้อทันที และเมื่อระบายความร้อนออกไป ได้ ไอก็จะยุบตัวเป็นของเหลว ในช่วงนี้จะไม่มีแรงดันที่จะไป กระทำ�ต่อลูกสูบเบรคให้ไปดันผ้าเบรค ทำ�ให้เกิดอาการเหมือน ไม่มีเบรคและเบรคไม่อยู่ได้ ดังนั้นจุดเดือดของนํ้ามันเบรคจึงมี ความสำ�คัญต่อประสิทธิภาพการเบรคมากดังกล่าว โดยปกติ นํ้ า มั น เบรคเป็ น สารที่ ดู ด ซั บ ความชื้ นจาก อากาศได้ และสามารถผสมตั ว เข้ า กั บ นํ้ า มั น เนื้ อ เดี ย วกั น เมื่อมีความชื้นปะปนอยู่จุดเดือดของนํ้ามันเบรคจะลดตํ่าลง นํ้ามันเบรคใดที่มีคุณสมบัติดูดซับความชื้นได้น้อย และเมื่อดูด ซับความชื้นแล้วจุดเดือดลดตํ่าลงไม่มาก จะเป็นนํ้ามันเบรคที่ มีคุณภาพสูงเพราะในการใช้งานโอกาสที่ความชื้นจะเล็ดลอด
สู่นํ้ามันเบรคในระบบมีได้มากมายหลายทาง เช่น ความชื้น เข้าโดยการหายใจเข้าออกของระบบนํ้ามันเบรคตรงฝากระ ปุกเบรค นํ้าจากการอัดฉีดล้างเครื่องรถสามารถเข้าสู่กระปุก นํ้ามันเบรคได้หากไม่ระมัดระวังเมื่อขับรถลุยนํ้า และยางกัน ฝุ่นสึกหรือไม่รัดแน่น นํ้าก็สามารถเข้าสู่นํ้ามันเบรคได้ตรง ลูกสูบเบรคที่ล้อ ดังนั้นเมื่อใช้งานไปนํ้ามันเบรคก็จะชื้นมาก ขึ้นเรื่อยๆ และนํ้ามันเบรคใดที่ขึ้นช้ากว่าและจุดเดือดเมื่อชื้น สูงกว่าก็จะยังคงรักษาสมรรถนะการเบรคไว้ได้ ผลต่อยางและส่วนโลหะอื่นในระบบเบรคก็เป็นสิ่งที่ สำ�คัญที่จะบ่งถึงคุณภาพนํ้ามันเบรค เพราะจะมีผลโดยตรงต่อ อายุการใช้งานของลูกยางแม่ปั๊ม/ลูกปั๊มเบรค ซึ่งก็จะมีผลถึง ประสิทธิภาพการเบรคเช่นกันนํ้ามันเบรคที่มีคุณภาพสูงต้อง ไม่ทำ�ให้ลูกยางแม่ปั๊มเบรคคลัทซ์เสียเร็ว และต้องไม่กัดกร่อน ส่วนโลหะอาจทำ�ให้มีเศษสนิมโลหะหลุดร่อนออกมาอยู่ในนํ้า มันเบรค และจะทำ�ให้ลูกยางปั๊มเบรคเป็นรอยขีดข่วนเกิดการ รั่วและเสียแรงดัน เบรคไม่อยู่ หรือหากรั่วข้างเดียวก็จะเบรค แล้วปัดได้ ในมาตรฐานเกี่ยวกับนํ้ามันเบรคก็ได้มีการกำ�หนด ผลต่อยางและการกัดกร่อนต่อชิ้นส่วนโลหะไว้ด้วย
นํ้ า มั น หล่ อ ลื่ น เครื่ อ งยนต์ แ ก๊ ซ โซลี น ผลิ ต ขึ้ น จาก นํ้ า มั น พื้ นฐานและสารเพิ่ ม คุ ณ ภาพในปริ ม าณที่ พ อเหมาะ หลายชนิดพอสรุปได้ดังนี้
• สารเพิ่มดัชนีความหนืด (Viscosity Index Improvers) • สารชะล้างและกระจายคราบเขม่า (Detergency and Dispersancy Additives) • สารป้องกันปฏิกิริยาอ๊อคซิเดชั่น (Oxidation Inhibitors) • สารป้องกันการกัดกร่อน (Corrosion Inhibitors) • สารเพิ่มความเป็นด่าง (Alkaline Additives) • สารป้องกันการสึกหรอ (Anti-wear Additives) • สารรับแรงกดสูง (Extreme Pressure Additives) • สารป้องกันฟอง (Anti-foam Additives) • สารลดจุดไหลเท (Pour Point Depressants)
นํ้ามันพื้นฐานและสารเพิ่มคุณภาพบางตัวข้างบนจะ ถูกใช้หมดสภาพไปเรื่อยๆ เพื่อรักษาและปกป้องเครื่องยนต์ ให้อยู่ในสภาพปกติ ดังนั้นน้ำ�มันหล่อลื่นเมื่อถูกใช้งานไประยะ หนึ่ง นํ้ามันพื้นฐานจะเริ่มเสื่อมสภาพลงเป็นผลให้ความหนืด
เปลี่ยนแปลงไป และเกิดสารเคมีจำ�พวกกรดที่มีอำ�นาจการ กัดกร่อน พร้อมทั้งสารเพิ่มคุณภาพจะเริ่มหมดไป เป็นสาเหตุ ให้เราต้องเปลี่ยนถ่ายนํ้ามันเครื่องใหม่ที่มีความหนืดถูกต้อง และมีสารเพิ่มคุณภาพเต็มจำ�นวน เพื่อช่วนให้เครื่องยนต์ ทำ�งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพต่อไป สิ่ ง เจื อ ปนในนํ้ า มั น หล่ อ ลื่ น อื่ น ๆ เช่ น เศษโลหะ จากการสึกหรอ เขม่า นํ้า และตัวเนื้อนํ้ามันพื้นฐานที่เสื่อม คุณภาพแล้ว จะเพิ่มปริมาณขึ้นอยู่ตลอดเวลาถึงแม้ว่าจะมี หม้อกรองนํ้ามันช่วยกรองสารเหล่านี้แล้ว แต่ยังมีสิ่งเจือปน ขนาดเล็กแขวนลอยอยู่ในนํ้ามันได้ เนื่องจากผลของสารเพิ่ม คุณภาพประเภทกระจายเขม่า แต่อย่างไรก็ตามเมื่อใชนํ้ามัน หล่อลื่นไประยะหนึ่งสารเจือปนเหล่านี้จะมีเกินกำ�หนดที่สาร กระจายคราบเขม่าสามารถกระจายได้ คราบเขม่าเหล่านี้จะ จับตัวเป็นก้อนก่อให้เกิดโคลน (Sludge)ในน้ำ�มัน ทำ�ให้นํ้ามัน เสื่อมสภาพและต้องเปลี่ยนถ่ายนํ้ามันเครื่องในที่สุด จากการเสื่อมสภาพของนํ้ามันข้างต้นเป็นการยากที่ผู้ ใช้นํ้ามันจะสังเกตได้ว่านํ้ามันหล่อลื่นที่ใช้อยู่ได้เสื่อมสภาพไป มากน้อยเท่าไรแล้ว ผู้ใช้จึงควรเปลี่ยนถ่ายนํ้ามันหล่อลื่นตาม ระยะเวลาที่ผู้ผลิตเครื่องยนต์ได้กำ�หนดไว้ ซึ่งระยะเวลาดัง กล่าวได้มาจากประสบการณ์ของผู้ผลิตเครื่องยนต์ และคุณ ภาพของนํ้ามันหล่อลื่นตามที่ผู้ผลิตเครื่องยนต์ได้แนะนำ�ไว้
คอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเพิ่มความดันให้กับ ก๊าซหรือส่วนผสมของก๊าซ เช่น อากาศ แล้วสามารถส่งผ่านก๊าซหรือ อากาศที่ถูกอัดนี้ไปยังสถานที่ที่จะใช้งาน เช่น เครื่องมือที่ขับด้วยกำ�ลัง ลม เครื่องมือฉีดพ่นของเหลว เครื่องสูบลม หรือเครื่องอัดจารบี การ อัดก๊าซเพื่อให้สามารถเก็บในถังเก็บก๊าซได้เป็นปริมาณมากไม่ว่าจะอยู่ ในรูปของก๊าซหรือของเหลว เครื่องคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่ถูกใช้ใน การอัดและส่งก๊าซธรรมชาติ ใช้ในโรงงานเหล็กและเคมีภัณฑ์ เป็นต้น เมื่ อ ก๊ า ซถู ก อั ด อุ ณ หภู มิ จ ะสู ง ขึ้ น เป็ น สั ด ส่ ว นกั บ แรงอั ด ดั ง นั้ นการอั ด ก๊ า ซความดั น สู ง อุ ณ หภู มิ ข องก๊ า ซจะสู ง มาก เครื่ อ ง คอมเพรสเซอร์อัดก๊าซบางชนิดจึงถูกออกแบบให้สามารถอัดก๊าซได้ หลายขั้ นตอน และในแต่ ละขั้นตอนก๊า ซที่ถูก อัดจะถูก ช่วยระบาย ความร้อนออกไป คอมเพรสเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ใหญ่ๆ คือ 1.แบบลูกสูบ (Reciprocating) 2.แบบโรตารี่ (Rotary Positive Displacement) 3.แบบใช้แรงเหวี่ยงและไหลตามแกน (Centrifugal & Axial Flow) คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ ใช้ วิ ธีก ารอั ด ก๊ า ซโดยการเคลื่ อ นที่ ก ลั บ ไปกลั บ มาของตั ว ลู ก สู บ ใน กระบอกสูบ มีนํ้าแบบอัดก๊าซด้านเดียว (Single-Acting) และอัดก๊าซ ได้สองด้าน (Double-Acting) นอกจากนี้ยังแบ่งเป็นแบบลูกสูบเดี่ยว หรือลูกสูบหลายลูก จัดเรียงลำ�ดับเป็นแนวเดียวกัน หรือเป็นแบบรูป ตัววีหรือดับเบิ้ลยู เป็นต้น คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่ ก๊าซจะถูกดูดเข้ามาในระบบแล้วจึงถูกอัดผ่านใบพัดหรือสกรูก่อนที่จะ ถูกส่งออกไปใช้งาน คอมเพรสเซอร์แบบนี้ยังสามารถแบ่งออกได้เป็น แบบใบพัดเลขแปด (Straight Lobe), แบบสกรู (Screw) และแบบ แผ่นเลื่อน (Sliding Vane) คอมเพรสเซอร์แบบใช้แรงเหวี่ยงและไหลตามแกน ใช้วิธีการเพิ่มพลังงานจลน์กับก๊าซในรูปของความเร็ว แล้วเปลี่ยน พลังงานจลน์ไปเป็นพลังงานศักย์ที่ทางออกในรูปของความร้อน
การหล่อลื่นในเครื่อง คอมเพรสเซอร์ วิธีการหล่อลื่นในเครื่อง คอมเพรสเซอร์ แตกต่างกันไปแล้ว แต่ชนิดหรือลักษณะการออกแบบของ คอมเพรสเซอร์ นั้นการหล่อลื่น ใน คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ แบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ การหล่อลื่น ในกระบอกสูบและใน อ่าง นํ้ามัน ซึ่งโดยทั่วไปคุณสมบัติของ นํ้ามัน ที่จะใช้ใกล้เคียงกัน เว้น เสียแต่ว่า นํ้ามันหล่อลื่น ที่ใช้ในกระบอกสูบจะต้องไม่ทำ�ปฏิกิริยากับ ก๊าซที่จะอัด คุณสมบัติที่สำ�คัญของ นํ้ามัน ที่ใช้กับ เครื่องคอมเพรสเชอร์ แบบลูกสูบ นั้นจะต้องมีโอกาสเกิดเขม่าต่ำ�เพราะการรวมตัวของเขม่า ไปเกาะอยู่ตามระบบทางจ่ายอากาศหรือก๊าซที่ถูกอัด จะเป็นสาเหตุ ทำ�ให้เกิดไฟลุกไหม้หรือ คอมเพรสเซอร์ ระเบิดได้ ดังนั้น นํ้ามันหล่อ ลื่น คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบมักทำ�ด้วย นํ้ามันพื้นฐาน ที่ได้รับการ คัดเลือกอย่างดีผสมด้วยสารเพิ่มคุณภาพ ป้องกันปฏิกิริยาอ็อคชิเดชั่น ป้องกันการสึกหรอและการกัดกร่อน เป็นต้น การหล่อลื่นในคอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่ มีวิธีการหล่อลื่นได้ 2 แบบ คื่อ 1. การหล่อลื่นแบบนํ้ามันหยด (Drip Feed Lubricated) วิธีนี้ นํ้ามันหล่อลื่น จำ�นวนที่เหมาะสมจะ ถูกฉีดหรือหยดลงไปหล่อลื่นตามชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ เช่น บริเวณแผ่น เลื่อน นอกจากนี้ยังทำ�หน้าที่เป็นชีลช่องว่างระหว่างแผ่นเลื่อน กับ ผนังภายในห้องอัด หลังจากหล่อลื่นแล้ว นํ้ามัน จะถูกขับออกไปพร้อม กับ ก๊าซหรืออากาศที่ถูกอัด 2. การหล่อลื่นแบบนํ้ามันท่วม (Flood Lubricated) นํ้ามันหล่อลื่น จำ�นวนหนึ่งจะถูกฉีกเข้าไปในห้องอัดเพื่อ ทำ�หน้าที่หล่อลื่น และเป็นซีลระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ นอกจากนี้ยัง ช่วยระบายความร้อนของก๊าซหรืออากาศ่ที่ถูกอัด นํ้ามัน ดังกล่าวจะ ถูกแยกออกจากก๊าซที่ปลายทางท่อ ทำ�ให้เย็นลงผ่านไส้กรองแล้วถูก หมุนเวียนกลับไปใช้อีก การหล่ อ ลื่ น ในคอมเพรสเซอร์ ทั้ ง 2 แบบนี้ ซึ่ ง ส่ ว นใหญ่ ประกอบด้วย แบริ่งกาบ ตัว นํ้าม้นหล่อลื่น ไม่ได้สัมผัสกับอากาศ หรือก๊าซที่ถูกอัด และมักใช้วิธี การหล่อลื่น และฉีดหมุนเวียน ดังนั้น คุณสมบัติของ นํ้ามันที่ต้องการจึงไม่ค่อยรุนแรงมากนัก
และกรดกำ�มะถัน นํ้ามันเครื่องที่ดีจะต้องช่วย ชะล้างและ กระจายคราบเขม่าในเครื่องยนต์และจะต้องมีคุณสมบัติเป็น ด่างเพื่อทำ�ปฏิกิริยากับกรดกำ�มะถันที่ได้จากการเผาไหม้ เพื่อ ป้องกันการกัดกร่อนและสนิม เมื่อสมัยสี่สิบปีก่อน นํ้ามันหล่อลื่นเครื่องยนต์เกือบ จะเป็นเพียงนํ้ามันแร่ธรรมดาไม่ได้ผสมสารเพิ่มคุณภาพ หรือ อาจผสมเพียงสารป้องกันปฏิกิริยาอ็อคซิเดชั่นเพื่อช่วยยืดอายุ การใช้งานของนํ้ามันหล่อลื่นเท่านั้น เครื่องยนต์ในสมัยนั้น ต้องยกเครื่องใหม่เพื่อเปลี่ยนแปลงชิ้นส่วนที่สึกหรอเนื่องจาก คราบเขม่าสะสมหลังจากการใช้งานเพียงประมาณ 45,000 กิโลเมตร ในขณะที่ผู้ใช้รถยนต์เปลี่ยนถ่ายนํ้ามันเครื่องทุกๆ 1,600 กิโลเมตรหรือน้อยกว่านั้น ในปั จ จุ บั น เครื่ อ งยนต์ ส่ ว นใหญ่ จ ะมี อ ายุ ป ระมาณ 150,000 กิโลเมตรก่อนยกเครื่องเพื่อเปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอ ในขณะที่ ร ะยะเวลาการเปลี่ ย นถ่ า ยนํ้ า มั น เครื่ อ งยื ด ออกไป ถึง 5,000 - 8,000 กิโลเมตร เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเป็นผลจาก การพั ฒ นาร่ ว มระหว่ า งผู้ ผ ลิ ต เครื่ อ งยนต์ แ ละผู้ ผ ลิ ต นํ้ า มั น หล่อลื่น นํ้ามันหล่อลื่นในปัจจุบันได้ถูกพัฒนาขึ้นโดยผสมสาร เพิ่มคุณภาพซึ่งได้จากสารสังเคราะห์หลายชนิดเพื่อให้เหมาะ สมกับการใช้งานในสภาพปัจจุบัน นํ้ามันหล่อลื่นเครื่องยนต์แก๊ซโซลีนในปัจจุบันต้องทำ� หน้าที่หล่อลื่นชิ้นส่วนเคลื่อนไหวทุกชิ้นเพื่อป้องกันการสึกหรอ ลดแรงเสียดทาน และเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ นอก จากนี้นํ้ามันหล่อลื่นยังต้องทำ�หน้าที่เป็นซีลเพื่อรักษากำ�ลัง อัดในกระบอกสูบและระบายความร้อนอีกด้วย หน้าที่หลัก ที่สำ�คัญอีกประการหนึ่งของนํ้ามันเครื่องคือ ต้องรักษาและ ป้องกันเครื่องยนต์จากของเสียที่ได้จากการเผาไหม้ เช่น เขม่า
คุณสมบัติที่สำ�คัญเพื่อที่จะทำ�หน้าที่ข้างต้นคือ
1. นํ้ามันเครื่องจะต้องมีความหนืดถูกต้อง 2. นํ้ามันเครื่องจะต้องไม่เสื่อมสภาพเร็วเกินไป 3. นํ้ามันเครื่องต้องสามารถปกป้องเครื่องยนต์ได้ในทุกสภาวะ การทำ�งาน
เครื่องยนต์ดีเซลในปัจจุบันสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประ เภทใหญ่ๆ ตามรอบการทำ�งานของเครื่องยนต์ คือ เครื่องยนต์ดีเซล รอบสูง รอบปานกลาง และรอบช้า โดยทั่วไปขนาดของเครื่องยนต์จะ เป็นสัดส่วนผกผันกับรอบของเครื่อง กล่าวคือ เครื่องยนต์ดีเซลหมุนช้า จะมีขนาดใหญ่ และเครื่องยนต์ดีเซลหมุนเร็วจะมีขนาดเล็ก เป็นต้น เครื่องยนต์ดีเซลหมุนช้า รอบเครื่องตํ่ากว่า 350 รอบ/นาที เครื่องยนต์ดีเซลหมุนปานกลาง รอบเครื่องประมาณ 350-1,000 รอบ/นาที เครื่องยนต์ดีเซลหมุนเร็ว รอบเครื่องสูงกว่า 1,000 รอบ/นาที เครื่องยนต์ดีเซลหมุนช้า เครื่องยนต์ดีเซลชนิดนี้นิยมใช้ใน การขนส่งทางทะเล เช่น เรือเดินสมุทรขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่จะเป็น เครื่องยนต์ 2 จังหวะแบบแบ่งการหล่อลื่นลูกสูบ และแบริ่งข้อเหวี่ยง ออกจากกัน เนื่องจากเครื่องยนต์ประเภทนี้ใช้นํ้ามันเตาซึ่งมีปริมาณ กำ�มะถั น สู ง เป็ น เชื้ อ เพลิ ง ในระหว่ า งเครื่ อ งยต์ ทำ�งานจะเกิ ด กรด
เครื่ อ งยนต์ ลู ก สู บ ที่ ใ ช้ อ ยู่ ใ นยานพาหนะทั่ ว ไปสามารถ แบ่ ง ออกเป็ น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้ แ ก่ เครื่ อ งยนต์ สั น ดาปด้ ว ย หั ว เที ย น(เครื่ อ งยนต์ เบนซิ น ) และเครื่ อ งยนต์ สั นดาปจากแรงอั ด (เครื่องยนต์ดีเซล) เครื่องยนต์ดีเซลปัจจุบันเป็นที่นิยมใช้แพร่หลายใน กิจกรรมการขนส่งทั่วไป เนื่องจากมีความประหยัดสูงและง่ายในการ บำ�รุงรักษา ส่วนเครื่องยนต์เบนซินซึ่งมีขนาดเล็กให้พลังงานสูงกว่า เป็นที่นิยมในรถยนต์ส่วนบุคคลทั่วไป เครื่องยนต์แก๊ซโซลีน เครื่ อ งยนต์ แ ก๊ ซ โซลี น ในปั จ จุ บั น อาจแบ่ ง ออกได้ เป็ น 2 ประเภทคือ เครื่องยนต์ 2 จังหวะ และ 4 จังหวะ ในขณะที่เครื่องยนต์ แก๊ซโซลีน 4 จังหวะเป็นที่นิยมใช้ในรถยนต์นั่งทั่วไป รถยนต์ขนส่ง ขนาดเล็กและรถมอเตอร์ไซด์ขนาดใหญ่บางรุ่น เครื่องยนต์แก๊ซโซลีน 2 จังหวะจะนิยมใช้ในเครื่องยนต์มอเตอร์ไซด์ขนาดกลางและขนาด เล็กทั่วไป
กำ�มะถันซึ่งเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงขึ้นสูงมากมายในห้องเผาไหม้ บริเวณผนังลูกสูบและแหวนลูกสูบจะมีค่าความเป็นด่างสูงกว่านํ้ามัน หล่อลื่นแบริ่งข้อเหวี่ยงมาก ซึ่งนํ้ามันในส่วนของลูกสูบจะถูกเผาไหม้ ไปพร้อมกับเชื้อเพลิง ส่วนนํ้ามันหล่อลื่นแบริ่งข้อเหวี่ยงจะเป็นระบบ หมุนเวียน เครื่องยนต์ดีเซลรอบปานกลาง เครื่องยนต์รอบปานกลาง จะพบได้ในการขนส่งทางรถไฟ เช่น เป็นตัวจักรต้นกำ�ลังของรถไฟ เป็นต้น เครื่องยนต์ประเภทนี้ใช้เชื้อเพลิงที่มีกำ�มะถันไม่สูงมากนัก จึง มีระบบหล่อลื่นเป็นแบบหมุนเวียน ระบบนํ้ามันหล่อลื่นลูกสูบและแบ ริ่งข้อเหวี่ยงใช้ร่วมกัน สำ�หรับเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงมีกำ�มะถันค่อน ข้างสูงควรใช้นํ้ามันเครื่องที่มีค่าความเป็นด่าง (TBN) ค่อนข้างสูงหรือ ตามที่ผู้ผลิตแนะนำ�ไว้ เครื่องยนต์ดีเซลหมุนเร็ว เครื่องยนต์ชนิดนี้นิยมใช้ในการ ขนส่งทางรถยนต์ทั่วไป เช่น รถกะบะหรือรถบรรทุก ระบบหล่อลื่นจะ เป็นระบบหมุนเวียน นํ้ามันหล่อลื่นที่ใช้จะมีค่าความเป็นด่างไม่สูงมาก นัก เนื่องจากเครื่องยนต์ชนิดนี้ใช้นํ้ามันโซล่า (Diesoline) ที่มีกำ�มะถัน ตํ่ากว่าเชื้อเพลิงดีเซลประเภทอื่น แต่อย่างไรก็ตาม ควรเลือกใช้นํ้ามัน เครื่องที่มีมาตรฐานตามที่ผู้ผลิตเครื่องยนต์ได้แนะนำ�ไว้
ระบบหล่อลื่นเครื่องยนต์แก๊ซโซลีน ในเครื่องยนต์ 4 จังหวะทั่วไป นํ้ามันหล่อลื่นจะพักอยู่ในอ่าง นํ้ามันเครื่องบริเวณส่วนล่างของเครื่องยนต์ อาทิ เมนแบริ่ง แบริ่งก้าน สูบ แบริ่งข้อเหวี่ยง แคมชาร์ฟ และชุดเปิดปิดวาวล์ ในขณะที่ส่วนของ ผิวกระบอกสูบและแหวนลูกสูบจะถูกหล่อลื่นโดยนํ้ามันเครื่องที่ถูกฉีด ผ่านจากเมนแบริ่งและแบริ่งก้านสูบ ก่อนที่จะไหลกลับมายังอ่างนํ้ามัน เพื่อไหววนต่อไป ในส่วนของเครื่องยนต์ 2 จังหวะในขณะที่เครื่องยนต์ขนาด ใหญ่จะนิยมใช้ระบบหมุนเวียนโดยที่นํ้ามันจะถูกปั๊มไปหล่อลื่นแบริ่ง และผิวกระบอกสูบเครื่องยนต์ 2 จังหวะขนาดเล็กจะนิยมผสมนํ้ามัน หล่อลื่นเข้ากับนํ้ามันเชื้อเพลิงเพื่อหล่อลื่นและเชื้อเพลิงที่ผสมตาม อัตราส่วนที่กำ�หนดจะไหลผ่านคาร์บูเรเตอร์ไปพักในห้องข้อเหวี่ยง ใน จังหวะอัดนํ้ามันหล่อลื่นที่หนักกว่านํ้ามันเชื้อเพลิงจะไปเกาะอยู่ที่ผิว ของแบริ่งข้อเหวี่ยงและผนังกระบอกสูบเพื่อหล่อลื่น และจะไหลไปเผา ไหม้พร้อมนํ้ามันเชื้อเพลิงต่อไป
เกี ย ร์ เป็ น องค์ ป ระกอบของเครื่ อ งจั ก รที่ ใช้ ใ นการ เกียร์จะต้องมีความหนืดที่เหมาะสมสามารถรักษาฟิล์มนํ้ามัน ถ่ายทอดกำ�ลังโดยการเพิ่มหรือลดความเร็วของเพลา หรือใช้ ในขณะที่ฟันเกียร์ขบกัน ขณะเดียวกันจะต้องใสพอที่จะไหล ในการขับเกียร์ มีอยู่หลายชนิดแล้วแต่ประเภทของการใช้งาน ได้เพื่อพาความร้อนจากฟันเกียร์ออกไป เกียร์ฟันตรงและเกียร์ฟันเฉียง ตัวแกนหรือเพลา นํ้ามันเกียร์ มักประกอบด้วยนํ้ามันพื้นฐานที่มีดัชนี จะวางอยู่ในตำ�แหน่งขนานกัน ซึ่งจะมีทั้งแบบเปลี่ยนหรือไม่ ความหนืดสูง (HVI) และความหนืดขึ้นอยู่กับความเร็วรอบ เปลี่ยนความเร็วก็ได้ ในกรณีที่ความเร็วและแรงกดบนเกียร์ ของเกี ย ร์ สำ�หรั บ เกี ย ร์ ฟั นตรง เกี ย ร์ ฟั น เฉี ย ง และเกี ย ร์ สูง เกียร์ฟันตรงจะมีโอกาสทำ�ให้เกิดเสียงดังมากกว่าเกียร์ฟัน ดอกจอกที่รับแรงกดสูงมักใช้นํ้ามันเกียร์ที่ประกอบด้วยสาร เฉียง เพราะการถ่ายทอดกำ�ลังของเกียร์ฟันเฉียงจากฟันหนึ่ง รับแรงกดอย่างอ่อน หรือ Mild EP ( Extreme Pressure) ไปอีกฟันหนึ่งสามารถทำ�ได้นุ่มนวลกว่า เช่น พวกเลดแนฟทีเนท (Lead Naphthenate) หรือซัลเฟอ ไรซ์แฟตตี้ออยล์ (Sulphurised Fatty Oils) ส่วนพวกเกียร์ตัว ส่ ว นเกี ย ร์ ตั ว หนอน เกี ย ร์ ด อกจอก และไฮปอยด์ หนอนมักใช้นํ้ามันประเภท HVI, คอมเปานด์ออยล์ หรือนํ้ามัน เกียร์ เหมาะสำ�หรับใช้ในการเปลี่ยนทิศทางของการขับ จะ ที่ผสมสารรับแรงกดอย่างอ่อน เป็นทั้งแบบเปลี่ยนหรือไม่เปลี่ยนความเร็วก็ได้ ตัวอย่างของ เกียร์ตัวหนอนและเกียร์ดอกจอกได้แก่ เกียร์ที่ใช้ในเฟืองท้าย ไฮปอยด์เกียร์ ต้องการนํ้ามันที่ผสมสารรับแรงกด ของรถยนต์ทั่วไป ส่วนไฮปอยด์เกียร์ซึ่งเป็นรูปแบบของเกียร์ (EP) ชนิดพิเศษเพื่อป้องกันการขัดถูหรือขบกันอย่างรุนแรง พิเศษ เกียร์ดอกจอกมักใช้ในเฟืองท้ายรถยนต์ซึ่งต้องทำ�งาน นํ้ามันดังกล่าวมักประกอบด้วยสารเพิ่มคุณภาพพวกกำ�มะถัน ในสภาวะที่ต้องรับการเคลื่อนตัวแบบเลื่อนสัมผัส และรับแรง (Sulphur) คลอรีน (Chlorine) หรือฟอสฟอรัส (Phosphoกดดันบนฟันเกียร์สูง rus) ในขณะที่เกียร์กำ�ลังถูกใช้งานและมีความร้อนเกิดขึ้น สารเหล่านี้จะทำ�หน้าที่เป็นฟิล์มเคลือบอยู่บนผิวเพื่อป้องกัน เกี ย ร์ ที่ ติ ด ตั้ ง อยู่ ใ นห้ อ งเกี ย ร์ เ รี ย กว่ า เกี ย ร์ ปิ ด การสัมผัสหรือขบกันของฟันเกียร์ นํ้ามันหล่อลื่นสำ�หรับไฮ (Enclosed Gears) ส่วนอีกพวกหนึ่งติดตั้งอยู่ลอยๆ โดยไม่มี ปอยด์เกียร์ในเฟืองท้ายของรถยนต์รุ่นใหม่จะต้องมีคุณสมบัติ สิ่งปกปิดมิดชิดเรียกว่า เกียร์เปิด (Open Gears) การหล่อ ตามที่ผู้ผลิตรถยนต์หรือหน่วยงานมาตรฐานกำ�หนด ซึ่งรวม ลื่นเกียร์ปิดอาจใช้วิธีให้ฟันเกียร์กวัดนํ้ามันโดยที่ระดับนํ้ามัน ถึงการทดสอบสมรรถนะต่างๆของนํ้ามันเกียร์ด้วย ในห้องเกียร์อยู่ท่วมฟันเกียร์ส่วนล่างสุดของเกียร์ หรืออาจใช้ วิธีหล่อลื่นแบบหมุนเวียน โดยการฉีดนํ้ามันเข้าไปในบริเวณที่ ฟันเกียร์ขบกัน หน้ า ที่ ห ลั ก ของนํ้ า มั น หล่ อ ลื่ น เกี ย ร์ ก็ คื อ ลดการ สึกหรอและป้องกันการสึกหรอ โดยทำ�หน้าที่เป็นฟิล์มนํ้ามัน คั่นอยู่ระหว่างผิวสัมผัสของฟันเกียร์ นอกจากนั้นยังทำ�หน้าที่ ช่วยระบายความร้อนอีกด้วย ในสภาวะที่เกียร์รับแรงกดดัน ไม่สูง นํ้ามันหล่อลื่นพื้นฐานธรรมดาอาจไม่เพียงพอ นํ้ามัน
หน้าที่และคุณสมบัติของน้ำ�มันหม้อแปลงไฟฟ้า และ ผู้ผลิตหม้อแปลงและสวิทช์เกียร์มักจะบ่งชนิดของ สวิทช์เกียร์ นํ้ามันที่ใช้ในหม้อแปลงหรือสวิทช์เกียร์ของตนโดยอ้างอิงตาม การที่ เราใช้ นํ้ า มั น หม้ อ แปลงไฟฟ้ า และสวิ ท ช์ เ กี ย ร์ มาตรฐานน้ำ�มันหม้อแปลงสวิทช์เกียร์ เช่น ไว้ ในประเภทเดี ย วกั นก็ เพราะการใช้ ง านเกี่ ย วกั บ้ นํ้ า มั น ใน หม้อแปลงไฟฟ้าและสวิทช์เกียร์ทำ�หน้าที่เหมือนกัน คือ • ทำ�หน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้า • ทำ�หน้าที่ระบายความร้อน การทำ�หน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้าของนํ้ามันหม้อแปลงไฟ ฟ้าก็คือ การป้องกันกระแสไฟฟ้าที่จะโดดจากจุดหนึ่งไปยัง อีกจุดหนึ่งได้ดีกว่าการใช้ฉนวนอย่างอื่น พร้อมทั้งเคลื่อนตัว ถ่ายเทความร้อนได้ถ้าเราใช้กระดาษหรือวัตถุอื่น เช่น อีฟ็อกซี่ จะไม่สามารถเคลื่อนตัวในการถ่ายเทความร้อนได้เลย เราจะ เห็นได้ว่าถ้าเราใส่แรงดันไฟฟ้าเข้าไปที่โลหะสองจุดห่างกัน ประมาณ 3 มม.ในอากาศ แล้วเพิ่มแรงดันขึ้นเพียง 2 หรือ 3 KV กระแสไฟฟ้าจะกระโดดระหว่างจุดทั้งสองนั้นได้ แต่ถ้า เอาโลหะดังกล่าวนั้นจุ่มอยู่ในนํ้ามันหม้อแปลงแล้วจะสามารถ เร่งแรงดันสูงขึ้นได้ถึง 25 หรือ 30 KV แล้วแต่คุณภาพของ นํ้ า มั น หม้ อ แปลงไฟฟ้ า นั้ น ๆ นี่ แ สดงให้ เ ห็ น ว่ า นํ้ า มั น หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นฉนวนกั้นไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี การทำ�หน้าที่ระบายความร้อน สามารถเคลื่อนตัว ออกมาถ่ายเทความร้อนให้แก่อากาศรอบๆหม้อแปลงได้ ทำ�ให้ ขดลวดและแกนเหล็กของหม้อแปลงระบายความร้อนออกได้ ทำ�ให้ฉนวนหุ้มลวดพันคอยล์ก็ดี ฉนวนหุ้มระหว่างขดลวดแรง สูงและแรงตํ่าก็ดี ทนทานต่อความร้อนได้ ทำ�ให้ฉนวนนั้นๆไม่ ร้อนจนเกินไป หรือร้อนจนถึงจุดไหม้ไฟ หม้อแปลงก็จะมีอายุ การใช้งานได้นาน เนื่องจากการใช้งานเกี่ยวกับนํ้ามันหม้อแปลงไฟฟ้า และสวิทช์เกียร์ใช้งานในที่ต้องทนแรงดันไฟฟ้าสูงและระบาย ความร้อนมาก จึงจำ�เป็นอย่างยิ่งที่ผู้ใช้และผู้เกี่ยวข้องควร จะให้ความสำ�คัญและเรียนรู้ถึงคุณสมบัติและมาตรฐานของ นํ้ า มั น หม้ อ แปลงไฟฟ้ า ตลอดจนการขนย้ า ย การเก็ บ บำ�รุ ง รักษา