วานิช (Varnish) ในน้ำมันไฮดรอลิก สาเหตุ ผลกระทบ และวิธีแก้ไข
วานิช (Varnish) ในน้ำมันไฮดรอลิก หมายถึงคราบเหนียวหรือฟิล์มบางๆ ที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของน้ำมันหล่อลื่นหรือสารเติมแต่งในน้ำมัน มักมีลักษณะเหนียว สีเหลืองถึงน้ำตาล และจะเกาะตามผิวของชิ้นส่วนต่างๆ เช่น วาล์ว ปั๊ม ท่อทาง และผนังของถังเก็บน้ำมัน ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ส่วนต่างๆ ลดลง หรือเกิดการทำงานที่ผิดปกติได้ รวมถึงทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ต่างๆ สั้นลง
สาเหตุของการเกิด Varnish
-
การเสื่อมสภาพของน้ำมันจากความร้อน (Thermal degradation) เมื่อระบบทำงานที่อุณหภูมิสูง น้ำมันจะเริ่มแตกตัว (oxidation) จนเกิดของแข็งและสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำมัน เช่น สารเรซินหรือฟิล์มวานิช
-
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation) น้ำมันสัมผัสกับออกซิเจนในอุณหภูมิสูง ทำให้เกิดกรดและของแข็งซึ่งเป็นต้นเหตุของ varnish
-
สารเติมแต่งในน้ำมันเสื่อมคุณภาพ (Additive depletion) เมื่อสารเติมแต่งเสื่อม น้ำมันจะไม่สามารถต้านการเสื่อมสภาพหรือการเกิดฟองได้ดี ทำให้เกิดวานิชได้ง่ายขึ้น
-
การปนเปื้อน (Contamination) เช่น น้ำ, อากาศ, ฝุ่นโลหะ หรือของแข็งอื่นๆ ที่เร่งปฏิกิริยาเสื่อมสภาพของน้ำมัน
-
ฟิลเตอร์ไม่สามารถกรองอนุภาคเล็กมากๆ ได้ อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 1 ไมครอน (sub-micron) มักเป็นต้นตอของ varnish แต่กรองทั่วไปจะไม่สามารถจับไว้ได้
แสดงภาพ Varnish ที่เกาะติดภายใน Tank ของชุดต้นกำลัง
ผลกระทบของ Varnish ต่ออุปกรณ์ไฮดรอลิก
ส่งผลเสียต่อการทำงาน ความทนทาน และอายุการใช้งานของอุปกรณ์อย่างมาก โดยสรุปผลกระทบที่สำคัญได้ดังนี้
1. วาล์วไฮดรอลิกติดขัด Varnish จะเกาะตามผิวด้านในของวาล์ว โดยเฉพาะจุดที่มีช่องว่างเล็กหรือรูปร่างซับซ้อน
ทำให้วาล์วตอบสนองช้า ไม่แม่นยำ หรือค้างไม่คืนตำแหน่ง ส่งผลต่อความแม่นยำในการควบคุมความดันและการเคลื่อนที่ของสปูลวาล์ว
แสดงภาพ คราบ Varnish ที่เกาะติดตามผิวของ Spool valve
2. ปั๊มและมอเตอร์ไฮดรอลิกสึกหรอ คราบ Varnish เกิดการสะสมที่ผิวสัมผัสและช่องว่างภายใน ทำให้ประสิทธิ-
ภาพการหล่อลื่นของน้ำมันไฮดรอลิกลดลง เกิดการเสียดสีและมีความร้อนสะสมมากขึ้น ส่งผลให้ชิ้นส่วนของปั๊มหรือมอเตอร์ไฮดรอลิกสึกหรอเร็ว อาจเกิดเสียงดังหรือความดันในระบบลดลงจนถึงขั้นทำความดันไม่ได้ (Internal leak)
แสดงภาพ คราบ Varnish ที่เกาะติดภายในปั๊มไฮดรอลิค
การแก้ไขการเกิดวานิช (Varnish) ในระบบไฮดรอลิกเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ลดค่าใช้จ่ายการซ่อมบำรุง และรักษาประสิทธิภาพการทำงานของระบบให้คงที่ โดยสามารถป้องกันได้ดังนี้
1. ควบคุมอุณหภูมิของน้ำมันในระบบหรือหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่สูงเกินไป เพราะความร้อนจะเป็นตัวสำคัญในการเร่งการเสื่อมสภาพของน้ำมัน ดังนั้นควรติดตั้ง heat exchanger หรือ cooler เพื่อช่วยระบายความร้อน และควรติดตั้ง temperature sensor เพื่อป้องกันไม่ให้อุณหภูมิของน้ำมันไฮดรอลิคภายในถังน้ำมันสูงเกินค่าที่กำหนดไว้
2. ใช้น้ำมันที่มีคุณภาพสูง โดยเลือกน้ำมันไฮดรอลิกที่มีสารต้านออกซิเดชัน (oxidation inhibitor) โดยเลือกน้ำมันที่เหมาะกับการใช้งาน เช่น ทนอุณหภูมิสูง หรือมีค่าความสะอาดสูง
3. ป้องกันการปนเปื้อนในน้ำมันโดยปิดฝาถังน้ำมันให้สนิท ป้องกันฝุ่นและอากาศเข้า ตรวจสอบและเปลี่ยนกรอง (Air breather, Filter element) อย่างสม่ำเสมอ และหลีกเลี่ยงการใช้น้ำมันเก่าหรือการผสมน้ำมันต่างชนิด
4. ใช้ระบบกรองเฉพาะทางสำหรับกำจัด Varnish เช่น Electrostatic oil cleaners, Depth Media Filters หรือ
Charge agglomeration filters ระบบเหล่านี้สามารถดักจับอนุภาคเล็กระดับ sub-micron ที่เป็นต้นตอของการเกิด varnish
5. ตรวจสอบคุณภาพของน้ำมันเป็นประจำ ตรวจวัดค่าดังนี้
- MPC (Membrane Patch Colorimetry) – ตรวจหาความเสี่ยงของการเกิด varnish
- Acid Number (AN) – วัดความเป็นกรดในน้ำมัน
- Viscosity – ตรวจสอบค่าความหนืดของน้ำมัน
- Particle Count – ตรวจดูค่าความสะอาดของน้ำมัน
6. หลีกเลี่ยงการเดินเครื่องที่โหลดสูงต่อเนื่อง ถ้าระบบทำงานต่อเนื่องภายใต้โหลดที่กล่าวมา ควรมีช่วงพักหรือลดโหลดเพื่อให้น้ำมันไม่ร้อนเกิน
7. ล้างระบบ (Flushing) เมื่อน้ำมันเสื่อมสภาพ หากตรวจพบค่า varnish มาก ควร flushing ระบบด้วยน้ำมันล้างหรือชุดฟอกเฉพาะก่อนเปลี่ยนน้ำมันใหม่
