การวิเคราะห์สาเหตุ และแนวทางแก้ไขปัญหาการเกิดฟองในน้ำมันหล่อลื่น

การเกิดฟองในน้ำมันหล่อลื่นอาจดูเหมือนไม่เป็นอันตราย แต่หากไม่ได้รับการตรวจสอบและแก้ไข อาจนำไปสู่ปัญหาร้ายแรงในระบบเครื่องจักร ฟองมักเกิดขึ้นในบริเวณช่องว่างของน้ำมันหลังจากที่น้ำมันได้รับอากาศปะปน ปริมาณอากาศเล็กน้อยที่ปะปนในน้ำมันเป็นเรื่องปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีการกวนของน้ำมัน เช่น ระบบเฟือง อย่างไรก็ตาม เมื่ออากาศในน้ำมันเพิ่มขึ้น ฟองอากาศจะลอยขึ้นสู่ผิวหน้าของของเหลว ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงตึงผิวของน้ำมัน ฟองอากาศอาจแตกตัวออกหรือยังคงอยู่ในรูปของฟองโฟม

สารเติมแต่งประเภทป้องกันฟองช่วยลดการคงอยู่ของฟองอากาศและควบคุมปริมาณฟองโดยรวม อย่างไรก็ตาม หากไม่มีการควบคุมปริมาณอากาศที่ปะปนอยู่ สารป้องกันฟองอาจไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปัจจัยที่มีผลต่อแรงตึงผิว ได้แก่ การปนเปื้อนของน้ำ สารแขวนลอย อนุภาคของแข็ง จาระบี หรือสารชะล้าง นอกจากนี้ การออกแบบของระบบยังสามารถส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของอากาศที่ถูกกักเก็บในน้ำมัน

ประเภทของอากาศในน้ำมันหล่อลื่น

อากาศที่อยู่ในน้ำมันหล่อลื่นสามารถจำแนกออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ อากาศที่ละลายในน้ำมัน และอากาศที่อยู่ในรูปของฟองอากาศหรือการกักเก็บในของเหลว

อากาศที่ละลายในน้ำมัน (Dissolved Air)

อากาศที่ละลายในน้ำมันเป็นปรากฏการณ์ปกติและไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
โดยทั่วไป อากาศที่ละลายนี้ไม่มีผลกระทบเชิงลบต่อประสิทธิภาพของน้ำมันหล่อลื่น

อากาศที่กักเก็บอยู่ในน้ำมัน (Entrained Air)

ฟองอากาศขนาดเล็กที่กระจายอยู่ภายในน้ำมันโดยไม่ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำมัน
ปริมาณอากาศที่กักเก็บมากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อระบบหล่อลื่น เช่น การเกิดปรากฏการณ์ "Micro-dieseling" หรือการเผาไหม้ของอากาศที่กักเก็บอยู่ในน้ำมัน การทำงานผิดปกติของอุปกรณ์ไฮดรอลิก การสูญเสียแรงดันในปั๊มแรงเหวี่ยง และการเกิดโพรงอากาศ (Cavitation)

ฟองอากาศที่ผิวน้ำมัน (Foam)

ฟองอากาศที่ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำมันและรวมตัวกันเป็นชั้นโฟม
โดยทั่วไป โฟมเป็นเพียงปัญหาทางด้านเครื่องสำอางและไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบหล่อลื่น อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่เกิดโฟมจำนวนมาก อาจส่งผลให้เกิดการไหลล้นของน้ำมันจากอ่างเก็บน้ำ ทำให้เกิดอันตรายจากการลื่นล้ม และหากโฟมถูกดูดเข้าสู่ระบบหล่อลื่น อาจทำให้เกิดปัญหาในกระบวนการทำงานของเครื่องจักร

การเกิดฟองในระดับเล็กน้อยอาจไม่ส่งผลกระทบร้ายแรงต่อระบบหล่อลื่น แต่หากปริมาณฟองเพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติ หรือทำให้น้ำมันในระบบลดลง อาจเป็นสัญญาณของปัญหาที่รุนแรงขึ้น ปัญหานี้ควรถูกตรวจสอบและรายงานเพื่อหาสาเหตุที่แท้จริงโดยคำนึงถึงปัจจัยสามประการ ได้แก่ การปนเปื้อนของน้ำมัน ระดับของสารป้องกันฟอง และปัญหาทางกลไกของระบบ การวิเคราะห์สาเหตุของการเกิดฟองสามารถพิจารณาจากปัจจัยหลัก ได้แก่ การปนเปื้อนของน้ำมันที่สามารถตรวจสอบได้ด้วยวิธีทางกายภาพและเคมี เช่น การตรวจสอบปริมาณน้ำและอนุภาคแขวนลอยที่เพิ่มขึ้น การติดตามค่าการปนเปื้อนอย่างต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบแนวโน้มการเปลี่ยนแปลง ระดับของสารป้องกันฟองในน้ำมันที่สามารถวิเคราะห์ผ่านการทดสอบสมรรถนะ เช่น การทดสอบการปล่อยอากาศและการทดสอบความเสถียรของฟอง รวมถึงปัญหาทางกลไกที่เกี่ยวข้องกับการดูดอากาศเข้าไปในระบบหล่อลื่น เช่น การรั่วของข้อต่อท่อดูด หรือบริเวณช่องทางเข้าของปั๊มไฮดรอลิก และการกวนของน้ำมันที่มากเกินไปจากการออกแบบของระบบที่ไม่เหมาะสม

การตรวจสอบปัญหาฟองในน้ำมันสามารถทำได้โดยการทดสอบปริมาณน้ำและอนุภาคแขวนลอย ซึ่งอาจเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดฟอง การใช้เทคนิคการแยกก๊าซออกจากของเหลวเพื่อลดความคลาดเคลื่อนของผลการทดสอบอนุภาค การตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของน้ำมันหล่อลื่นใหม่และน้ำมันที่ใช้งาน เพื่อระบุการปนเปื้อนจากน้ำมันหล่อลื่นชนิดอื่นหรือจาระบี รวมถึงการใช้เทคนิค Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) เพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของน้ำมัน

แนวทางการแก้ไขปัญหาการเกิดฟองในน้ำมันหล่อลื่นสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนน้ำมันหรือปรับปรุงคุณภาพน้ำมัน เช่น การถ่ายเทน้ำมันบางส่วนหรือทั้งหมดหากพบว่าการปนเปื้อนเป็นสาเหตุหลัก และการฟลัชชิ่งระบบหากจำเป็น โดยเฉพาะในระบบที่มีปริมาณน้ำมันมาก การจัดการปัญหาการปนเปื้อนสามารถทำได้โดยลดการรั่วไหลและป้องกันสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ระบบก่อนพึ่งพาการกรอง ใช้ตัวกรองที่เหมาะสมกับชนิดของน้ำมัน โดยเฉพาะในระบบเกียร์ที่การกรองละเอียดเกินไปอาจลดประสิทธิภาพของสารเติมแต่ง รวมถึงการป้องกันการปนเปื้อนจากน้ำมันอื่นหรือจาระบี โดยการใช้ระบบระบุชนิดของน้ำมัน และการตรวจสอบปริมาณและความถี่ในการหล่อลื่นด้วยจาระบีให้เหมาะสม นอกจากนี้ การแก้ไขปัญหาทางกลไกสามารถทำได้โดยปรับปรุงการออกแบบถังเก็บน้ำมัน เส้นทางการไหลของน้ำมัน และจุดรั่วไหลของอากาศในระบบ รวมถึงตรวจสอบจุดดูดอากาศเข้าทางด้านสูญญากาศของปั๊ม

การเกิดฟองในน้ำมันหล่อลื่นเป็นปัญหาที่ซับซ้อนและต้องใช้กระบวนการตรวจสอบที่เป็นระบบเพื่อระบุสาเหตุที่แท้จริง การทดสอบและวิเคราะห์ข้อมูลที่ถูกต้องจะช่วยให้สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืน โดยการใช้แนวทางการแก้ไขที่เหมาะสมจะช่วยป้องกันความเสียหายของเครื่องจักรและยืดอายุการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่นให้ยาวนานยิ่งขึ้น