หน้าที่และความสำคัญในการเลือกน้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องอัดอากาศ

อากาศ น้ำมันเครื่องอัดอากาศ ใช้หลักเพื่อหล่อลื่นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวภายในกระบอกสูบและวาล์วไอเสียของเครื่องอัดอากาศ รวมทั้งให้คุณสมบัติป้องกันสนิม ป้องกันการกัดกร่อน การปิดผนึก และระบายความร้อน เนื่องจากเครื่องอัดอากาศทำงานอย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะแรงดันสูง อุณหภูมิสูง และมีการควบแน่นของไอน้ำ น้ำมันจึงต้องมีความเสถียรภาพต่อการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดี มีแนวโน้มสร้างคราบคาร์บอนต่ำ มีความหนืดที่เหมาะสมและคุณสมบัติของความหนืดต่ออุณหภูมิที่ดีเยี่ยม รวมถึงมีคุณสมบัติแยกน้ำได้ดี และต้านทานสนิม/การกัดกร่อนได้ดี

I. ข้อกำหนดด้านสมรรถนะ

1. คุณภาพน้ำมันพื้นฐานต้องมีคุณภาพสูง

น้ำมันคอมเพรสเซอร์ถูกจัดประเภทเป็นน้ำมันพื้นฐานชนิดแร่ธรรมชาติและน้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์ คุณภาพของน้ำมันพื้นฐานมีผลโดยตรงต่อสมรรถนะของน้ำมันสำเร็จรูป (น้ำมันพื้นฐานมักมีสัดส่วนมากกว่า 95% ของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป) และคุณภาพของน้ำมันพื้นฐานเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับระดับการกลั่น — การกลั่นที่ลึกยิ่งขึ้นจะทำให้มีสารอะโรมาติกหนักและยางไม้ลดลง ตะกอนคาร์บอนต่ำลง และการตอบสนองต่อสารเติมแต่งดีขึ้น ส่งผลให้แนวโน้มการเกิดคราบคาร์บอนในระบบคอมเพรสเซอร์ลดลง การแยกน้ำมันกับน้ำมีประสิทธิภาพดีขึ้น และอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

น้ำมันชนิดพื้นฐานจากแร่ธรรมชาติ: โดยทั่วไปกระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับการกลั่นน้ำมันพื้นฐานผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การกลั่นด้วยตัวทำละลาย การกำจัดแว๊กซ์ด้วยตัวทำละลาย การไฮโดรจีเนชัน หรือการกลั่นเสริมด้วยดินเหนียว ตามด้วยการผสมกับสารเติมแต่งหลายชนิด

น้ำมันสังเคราะห์: ผลิตจากน้ำมันพื้นฐานของเหลวอินทรีย์ที่สังเคราะห์ทางเคมีเป็นวัตถุดิบ นำมาผสมหรือเสริมด้วยสารเติมแต่งต่างๆ น้ำมันพื้นฐานเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโพลิเมอร์หรือสารอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ปัจจุบันน้ำมันสังเคราะห์ที่ใช้หล่อลื่นคอมเพรสเซอร์มีอยู่โดยทั่วไป 5 ประเภท ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอนสังเคราะห์ (โพลี-แอลฟา-โอเลฟิน), เอสเทอร์อินทรีย์ (ไดเอสเทอร์), สารหล่อลื่น SNOT, โพลีอัลคิลีนไกลคอล, ซิลิโคนน้ำมันฟลูออรีน และฟอสเฟตเอสเทอร์ แม้ว่าน้ำมันคอมเพรสเซอร์สังเคราะห์จะมีราคาแพงกว่าน้ำมันแร่มาก แต่ก็ให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจโดยรวมที่ดีกว่า เช่น มีความเสถียรภาพต่อการออกซิเดชันสูง ไม่ค่อยเกิดคราบคาร์บอน มีความสามารถในการหล่อลื่นในช่วงอุณหภูมิที่น้ำมันแร่ทั่วไปทนไม่ได้ ยืดอายุการใช้งานได้นานขึ้น และสามารถตอบสนองต่อข้อกำหนดการปฏิบัติงานที่เข้มงวดได้

2. ส่วนของน้ำมันพื้นฐานต้องแคบ

การวิเคราะห์สภาพการทำงานของเครื่องอัดอากาศแสดงให้เห็นว่า องค์ประกอบของสัดส่วนในน้ำมันพื้นฐานเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อคุณภาพของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องอัดอากาศ การใช้น้ำมันที่มีช่วงสัดส่วนกลั่นกว้าง ซึ่งเป็นส่วนผสมขององค์ประกอบเบาและหนัก จะก่อให้เกิดปัญหาหลักสองประการเมื่อฉีดเข้าไปในกระบอกสูบของเครื่องอัดอากาศ ได้แก่ ส่วนประกอบที่เบามีความระเหยสูงเกินไป ทำให้แยกตัวออกจากผิวงานก่อนเวลาอันควร ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการหล่อลื่นลดลง ในขณะที่ส่วนประกอบที่หนักกว่า ซึ่งมีความระเหยต่ำ จะมีปัญหาในการถูกขับออกจากรอบบริเวณทำงานหลังจากเสร็จสิ้นหน้าที่การหล่อลื่นแล้ว การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและออกซิเจนเป็นระยะเวลานานจะส่งเสริมให้เกิดการสะสมของคราบคาร์บอน ดังนั้น น้ำมันสำหรับเครื่องอัดอากาศควรใช้น้ำมันที่มีช่วงกลั่นแคบ แทนที่จะใช้ส่วนผสมน้ำมันที่มีหลายช่วงกลั่น

ตัวอย่างเช่น น้ำมันคอมเพรสเซอร์เบอร์ 19 ที่สังเคราะห์จากน้ำมันพื้นฐานช่วงกว้างซึ่งมีส่วนประกอบของสารตกค้างในปริมาณมาก จะก่อให้เกิดคราบคาร์บอนสะสมอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการใช้งาน เพื่อปรับปรุงคุณภาพ จำเป็นต้องกำจัดส่วนประกอบที่เป็นสารตกค้างออก และควรเปลี่ยนมาใช้น้ำมันพื้นฐานช่วงแคบทดแทน

3. ความหนืดต้องเหมาะสม

จากหลักการหล่อลื่นแบบไดนามิก ความหนาของฟิล์มน้ำมันจะเพิ่มขึ้นตามความหนืดของน้ำมันที่สูงขึ้น แต่แรงเสียดทานก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ดังนั้น การเลือกความหนืดจึงเป็นปัจจัยหลักสำคัญในการเลือกน้ำมันคอมเพรสเซอร์

ความหนืดต่ำเกินไป: อาจทำให้ความแข็งแรงของฟิล์มน้ำมันไม่เพียงพอ ส่งผลให้ชิ้นส่วนสึกหรอเร็วขึ้นและอายุการใช้งานลดลง

ความหนืดสูงเกินไป: เพิ่มแรงเสียดทานภายใน ทำให้การใช้พลังงานเฉพาะ (specific power consumption) ของคอมเพรสเซอร์สูงขึ้น ส่งผลให้การใช้พลังงานและน้ำมันเพิ่มมากขึ้น ขณะเดียวกันอาจก่อให้เกิดการสะสมของคราบในร่องแหวนลูกสูบ วาล์ว และทางไอเสีย