การจัดการน้ำมันหล่อลื่น

การจัดการเรื่องการหล่อลื่นควรเริ่มที่การเปลี่ยนมุมมองขององค์กรต่อน้ำมันหล่อลื่น  เริ่ม ตั้งแต่ขั้นตอนแรกคือการจัดซื้อน้ำมัน  ส่วนใหญ่มักมองว่าน้ำมันหล่อลื่นเป็นของใช้ที่สิ้นเปลือง  (Consumable)  จึงควรซื้อน้ำมันหล่อลื่นที่มีราคาถูกที่สุด  แต่ในความเป็นจริงแล้วน้ำมันหล่อลื่นเป็นสินทรัพย์ที่มีค่า ที่ต้องดูแลเพื่อให้ใช้ประโยชน์ได้สูงสุด  เริ่มตั้งแต่การดูแลเรื่อง การเก็บ การขนย้าย การนำไปใช้งาน  และบำรุงรักษาให้ถูกต้อง เพื่อให้มีอายุการใช้งานนานที่สุด

การเก็บน้ำมันอาจเป็นเรื่องที่สำคัญที่สุด แต่มักจะเป็นเรื่องที่ถูกมองข้ามมากที่สุดเช่นกัน  มีบ่อยครั้งที่ผู้ใช้น้ำมันหล่อลื่นเก็บน้ำมันหล่อลื่นไว้นอกอาคาร  หรือที่มีฝุ่น และความสกปรกมาก  น้ำมันเหล่านี้มีความเสี่ยงที่สิ่งสกปรกจะเล็ดลอดไปได้ ซึ่งจะทำให้น้ำมันพื้นฐาน และสารเพิ่มคุณภาพ เสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควร  ภายใต้สถานการณ์เช่นนี้  อายุของน้ำมันหล่อลื่น หรือจารบีจะลดลงก่อนที่จะถูกนำไปใช้ก็ได้

ควรนำสารหล่อลื่นไปใช้แบบ FIFO  (First-in, First-out)  เพราะสารหล่อลื่นบางตัวมีอายุการจัดเก็บ ในบางกรณี หากสภาพการจัดเก็บไม่เหมาะสมจะทำให้อายุของสารหล่อลื่นสั้นลงมาก
การขนย้าย และการนำน้ำมันออกไปใช้เป็นเรื่องสำคัญเช่นกัน  การใช้ภาชนะที่มีฝาเปิดด้านบนมักจะเสี่ยงที่จะเกิดการปนเปื้อนด้วยน้ำ และฝุ่นผง หรือการที่ไม่ได้มีป้ายระบุชนิดของน้ำมันบนอุปกรณ์ถ่ายน้ำมัน จะทำให้เกิดการปนเปื้อนระหว่างน้ำมันต่างชนิดกัน  ซึ่งทำให้ต้องมีการเปลี่ยนน้ำมันก่อนเวลาอันควร 

รูปที่ 1: Life cycle ของน้ำมันหล่อลื่น

เก็บประวัติการใช้น้ำมันหล่อลื่น

สิ่งแรกที่จะต้องทำในการจัดการเรื่องสารหล่อลื่นคือ การสร้างระบบที่จะเป็นตัวบันทึกปริมาณการใช้น้ำมัน  ซึ่งมักจะพบว่ามีหลาย ๆ เรื่องได้ถูกมองข้ามไปอย่างน่าประหลาดใจ  อย่างเช่น ในระบบไฮดรอลิคของโรงงานเยื่อกระดาษแห่งหนึ่ง มองว่าหากมีการรั่วไหลของน้ำมันบ้างเป็นเรื่องปกติ  เพราะทุกโรงงานก็มีปัญหานี้กัน และถือว่าน้ำมันที่รั่วไหลเป็นต้นทุนในการผลิตอยู่แล้ว  เมื่อได้มีการสอบถามเรื่องปริมาณที่รั่วไหลเพิ่มเติม ว่า ในปีหนึ่งจะต้องเติมน้ำมันไฮดรอลิคทดแทนเป็นปริมาณเท่าไหร่ ก็ไม่มีใครให้คำตอบได้  เมื่อตรวจสอบไปทางฝ่ายจัดเก็บน้ำมัน ก็พบว่ามีการซื้อน้ำมันสังเคราะห์เดือนละประมาณ 10 บาร์เรล (ประมาณ 1,190 ลิตร) เพื่อนำมาเติมทดแทนการรั่วไหลนี้  จากตัวเลขนี้พอจะเห็นได้ว่ามีต้นทุนน้ำมันจากการรั่วไหลนี้ประมาณปีละ 30,000 ดอลลาร์   หลังจากมีการพบข้อมูลเรื่องการจัดซื้อน้ำมันแล้วก็มีคำถามตามมาว่า  การซื้อน้ำมันมาเติมในเครื่องจักรที่มีการรั่วไหลเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลหรือไม่  

การเก็บประวัติการใช้น้ำมันหล่อลื่นเป็นขั้นตอนแรก และเป็นขั้นตอนที่จำเป็นเพื่อการจัดการในอนาคต เพราะเป็นจุดอ้างอิงเปรียบเทียบกับปริมาณการใช้งานหลังจากที่มีการปรับปรุงเครื่องจักรแล้ว  การจัดเก็บประวัติการใช้น้ำมันหล่อลื่น และจารบี ในปัจจุบันเป็นเรื่องง่ายมากเพราะมักจะมีข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์อยู่แล้ว อาจจะใช้  Key performance indicator (KPI) เป็นเกณฑ์ให้ทางฝ่ายซ่อมบำรุง จัดซื้อ หรือฝ่ายบริหารได้เห็นชัดเจน   KPI ง่าย ๆ คือการคำนวนอัตราการใช้น้ำมันของโรงงาน  ซึ่งก็คือปริมาณการใช้น้ำมันในช่วงเวลาหนึ่ง หารด้วยปริมาณน้ำมันที่อยู่ในเครื่องจักรทั้งหมด

อัตราการใช้น้ำมัน  =    ปริมาณการใช้น้ำมันในหนึ่งปี  / ปริมาณน้ำมันที่อยู่ในเครื่องจักร

หรือหากต้องการรายละเอียดมากกว่านั้น ก็สามารถคำนวณแยกได้ เช่น อัตราการใช้น้ำมันของน้ำมันไฮดรอลิคเกรดพิเศษ  หรือของเครื่องจักรแต่ละตัว ตัวอย่าง เช่น การเก็บประวัติการใช้จารบีเพื่อการหล่อลื่นตลับลูกปืนในมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อเปรีบเทียบกับปริมาณการใช้จารบีหลังจากมีการเปลี่ยนแปลงวิธีการอัดจารบีใหม่

ข้อดีของการใช้ KPI กับน้ำมันหล่อลื่น ก็คือสามารถใช้บอกประสิทธิภาพของการนำวิธีการใหม่ ๆ มาใช้กับเครื่องจักร เช่น ในโรงงานหนึ่งมีเครื่องจักรประเภทไฮดรอลิคเป็นส่วนใหญ่ และใช้น้ำมันมากที่สุด เราก็หาอัตราการใช้น้ำมันไฮดรอลิค เพื่อเปรียบเทียบกับต้นทุน ในการนำวิธีการใหม่ ๆ มาจัดการเรื่องน้ำมัน เช่น การติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมความสะอาดของน้ำมัน เป็นต้น

การรั่วไหล

การรั่วไหลของน้ำมันหล่อลื่น มักจะถูกมองว่าเป็นเรื่องปกติ อย่างไรก็ตามการรั่วไหลช้า ๆ ก็อาจจะกลายเป็นต้นทุนในการผลิตที่สูงได้  หากลองคิดดูว่าถ้ามีการรั่วไหลนาทีละ  5 มิลลิลิตร ในระยะเวลา 1 วันจะสูญเสียน้ำมันไป  7.2 ลิตร หากคิดเป็นปีก็จะเห็นได้ชัดเจนว่ามีปริมาณมากพอที่จะต้องกลับมาใส่ใจเรื่องการรั่วไหลให้มากขึ้น เพราะนอกจากการสูญเสียน้ำมันแล้ว ยังเพิ่มต้นทุนในการกำจัดและซ่อมบำรุงอีกด้วย

ตัวอย่างเช่น ในโรงงานหนึ่งมีระบบไฮดรอลิคเครื่องหนึ่งที่มีถังน้ำมันขนาด  500  ลิตร แต่จากการเก็บประวัติการใช้น้ำมันพบว่า ต้องซื้อน้ำมันมาใช้กับเครื่องนี้ปีละ 1500 ลิตร เพราะฉะนั้น
อัตราการใช้น้ำมัน  =  ปริมาณการใช้น้ำมันในหนึ่งปี / ปริมาณน้ำมันที่อยู่ในเครื่องจักร  = 1500/ 500  หรือเท่ากับ 3
ในกรณีนี้อายุการใช้งานของน้ำมันเท่ากับ 4 เดือน ซึ่งน้อยมาก น้ำมันไฮดรอลิคบางตัว เช่น Mobile 20 series มีอายุการใช้งานตามปกติ 3 ปี  เพราะฉะนั้นควรตั้งเป้าหมายอัตราการใช้น้ำมันใหม่เป็น 1 หรือน้อยกว่านั้น

เมื่อได้ข้อมูลที่ชัดเจนแล้วว่าระบบไฮดรอลิคใช้น้ำมันเปลืองเกินไปก็ต้องวางแผนที่จะหารอยรั่ว  อัตราการใช้น้ำมันจะเป็นตัวบอกปัญหาของระบบ ส่วนการตรวจสอบเป็นการหาว่ามีจุดรั่วตรงไหนบ้าง  ควรมีการจัดลำดับความรุนแรง และต้นทุนในการแก้ไขของแต่ละจุด  อาจใช้สีย้อมอัลตราไวโอเล็ตเข้าช่วยในการหารอยรั่ว แล้วกำหนดตารางการแก้ไข ตามลำดับความสำคัญ ความยากง่าย หรือตามลำดับที่มีผลกระทบต่อการผลิตน้อยที่สุด

ควรเปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่นโดยใช้สภาพของน้ำมันเป็นเกณฑ์

วิธีที่มีประสิทธิภาพที่จะทำให้ท่านสามารถใช้น้ำมันหล่อลื่น ได้คุ้มค่าที่สุด คือการส่งตัวอย่างน้ำมันไปวิเคราะห์ที่ห้องทดลอง ว่าใกล้ถึงเวลาเปลี่ยนแล้วหรือยัง  การวิเคราะห์มีหลายอย่างเช่น Acid number, Base number, Rotating pressure vessel oxidation test (RPVOT)  ค่าเหล่านี้สามารถเป็นตัวบอกได้ว่าถึงเวลาต้องเปลี่ยนน้ำมันแล้วหรือยัง
การเปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่นโดยใช้สภาพของน้ำมันเป็นเกณฑ์ อาจจะไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้กับทุกองค์กร ตัวอย่างเช่น หากมีระบบไฮดรอลิคที่มีถังน้ำมันขนาด 80 ลิตร และเปลี่ยนทุก ๆ ปี การส่งตัวอย่างน้ำมันไปห้องทดลอง จะทำให้ท่านสามารถใช้น้ำมันต่อไปได้ก็จริง  แต่ต้นทุนค่าทดสอบน้ำมัน อาจจะไม่แตกต่างจากการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันมากนัก

ตัวอย่างการประหยัดต้นทุนที่เห็นชัดเจน

โรงงานกระดาษและเยื่อแห่งหนึ่ง กำลังจะหยุดทำการซ่อมบำรุงประจำปี วิศวกรผู้ดูแลเรื่องไอน้ำต้องการเปลี่ยนน้ำมันในเทอร์โบเจนเนอเรเตอร์  ด้วยเหตุผลว่าไม่ได้เปลี่ยนน้ำมันมาเป็นเวลาห้าปีแล้ว และได้ประเมินต้นทุนของน้ำมัน ใหม่ที่ยังไม่รวมค่าแรงและค่ากำจัดน้ำมันเก่า อยู่ที่  54,000 ดอลลาร์  ซึ่งก็สมเหตุสมผลสำหรับเครื่องจักรที่มีความสำคัญต่อผลกำไรของบริษัท  เพราะถ้าหยุดเดินเครื่องเทอร์โบเจนเนอเรเตอร์นี้เ บริษัทต้องซื้อไฟฟ้าจากข้างนอกเป็นมูลค่า 30,000 ดอลลาร์ ต่อวัน  แต่โชคดีที่หัวหน้าฝ่ายได้ส่งตัวอย่างน้ำมันไปวิเคราะห์ที่ห้องทดลอง และขอให้วิเคราะห์คุณสมบัติอื่น ๆ เพิ่มเติม นอกเหนือจากคุณสมบัติพื้นฐานที่มักจะตรวจสอบ ความหนืด ผงโลหะที่เกิดจากการสึกหรอ น้ำ สิ่งผลเปื้อนอื่น ๆ  โดยเขาได้ระบุให้ทำ RPVOT ( Rotating pressure vessel oxidation test), คุณสมบัติการไม่รวมตัวกับน้ำ (demulsibility)  การป้องกันการเกิดฟอง และคุณสมบัติในการป้องกันการเกิดสนิม

ผลการทดลอง สำหรับ RPVOT พบว่า  90-95 % ของสารป้องกันการเกิดอ็อกซิเดชั่น ยังอยู่ในสภาพดี นอกจากนั้นน้ำมันยังไม่มีปัญหาเรื่องการเกิดฟอง, ปริมาณน้ำ, การรวมตัวกับน้ำ สิ่งปนเปื้อนหรือผงโลหะที่เกิดจากการสึกหรอมากกว่าที่กำหนด  ดังนั้นจึงมีการตัดสินใจเลื่อนการเปลี่ยนน้ำมันออกไป  และกำหนดว่าจะมีการส่งตัวอย่างน้ำมันไปวิเคราะห์อีกครั้ง ก่อนที่จะทำการหยุดเพื่อซ่อมบำรุงเครื่องจักรในครั้งต่อไป  ในครั้งนี้เขามีค่าใช้จ่ายในการวิเคราะห์น้ำมันน้อยกว่า 500 ดอลลาร์ แต่ประหยัดเงินที่ไม่ต้องถ่ายน้ำมันที่ยังมีสภาพดีแล้วทิ้งไปได้ 54,000 ดอลลาร์  ยังไม่รวมต้นทุนค่าแรงงานที่ประหยัดได้ และใช้เวลาไปซ่อมบำรุงส่วนอื่นที่จำเป็น   แทนที่จะเสียเวลามาเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน
อย่าเปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่น  ให้กรองน้ำมันแทน 
ส่วนใหญ่เมื่อเห็นสภาพก็จะแนะนำให้เปลี่ยนน้ำมันกัน  จริงอยู่สำหรับการปนเปื้อนบางอย่าง เช่น มีน้ำมันเชื้อเพลิง หรือ ไกลคอล เข้าไปปนกับน้ำมันหล่อลื่น ซึ่งยากที่จะกำจัดออกไปได้  ก็ต้องยอมเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน  แต่หากน้ำมันสกปรกมาจากอนุภาคขนาดเล็ก ผง ฝุ่น หรือ ความชื้น  ก็สามารถกำจัดได้โดยการกรอง  มีบ่อยครั้งที่เราคิดว่าน้ำมันมีราคาถูกมากเมื่อเทียบกับการที่ต้องหยุดเดินเครื่องจักรแบบฉุกเฉิน จึงควรเปลี่ยนถ่ายน้ำมันบ่อย ๆ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนน้ำมันบ่อย ๆ ไม่ได้มีแค่ต้นทุนของน้ำมันเท่านั้น  ยังมีค่าใช้จ่ายอื่น ๆ ตามมาอีก เช่น

• ค่าใช้จ่ายในการจัดซื้อน้ำมัน
  
• ค่าใช้จ่ายในการสต็อคน้ำมัน
  
• ค่าแรงงานที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน  ซึ่งมักจะเป็นค่าแรงนอกเวลาทำงาน (overtime)
  
• ค่าแรงงานในการเตรียมงาน
  
• ค่าแรงผู้ควบคุมงาน
  
• ค่าขนย้ายน้ำมันใหม่ และ เก่า
  
• ค่าเสียโอกาสในการผลิต ที่ต้องหยุดเดินเครื่องจักร
  
• ค่าอะไหล่ที่อาจเสียหายจากการเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน หรือ การที่น้ำมันหก ระหว่างเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน
  
• ต้นทุนเรื่องความปลอดภัยที่ต้องจัดการระหว่างเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน

การควบคุมการปนเปื้อน
เมื่อต้องการใช้น้ำมันให้นานที่สุด เราจำเป็นที่จะต้องเข้าใจปัจจัยที่มีผลกระทบต่ออายุของน้ำมัน กล่าวคือ สิ่งปนเปื้อนพวกอากาศ ความร้อน น้ำ และโลหะที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี  จะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาอ๊อกซิเดชั่นสูงขึ้น จึงจำเป็นต้องควบคุมปัจจัยเหล่านี้อย่างรอบคอบ

รูปที่ 2: ผลของการรักษาความสะอาดของน้ำมันจะทำให้ประหยัดต้นทุนการผลิตได้

• อากาศ  อากาศคือตัวผลักดันให้เกิดอ็อกซิเดชั่น  แม้กระนั้นก็ตาม อากาศก็ยังปะปนในน้ำมันหล่อลื่นได้สูงถึง 10% โดยปริมาตร ดังนั้นจึงควรหาทางป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไปปนกับน้ำมันได้ โดยการจัดการภายในถังน้ำมัน  และท่อดูดของปั๊มต้องไม่ให้มีรอยรั่ว  และควบคุมสิ่งปนเปื้อนจากน้ำ และฝุ่นผง ที่เป็นตัวนำอากาศเข้าไปในน้ำมันได้

• ความร้อน ความร้อนในระบบหล่อลื่นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากมีแรงเสียดทานทางกลและของไหล รวมทั้งความร้อนที่เกิดจากการอัดตัวของน้ำมันไฮดรอลิค อย่างไรก็ตาม กฏของ Arrhenius กล่าวว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาอ็อกซิเดชั่น หรือปฏิกิริยาทางเคมี ระหว่างน้ำมันพื้นฐานกับอ็อกซิเจน จะเพิ่มขึ้นแบบเอ็กโปแนนเชียล เมื่ออุณหภูมิของน้ำมันสูงขึ้น  สำหรับน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้น้ำมันแร่เป็นน้ำมันพื้นฐาน  เมื่ออุณหภูมิน้ำมันสูงกว่า 170 องศาฟาเรนไฮต์แล้ว อัตราการเกิดปฏิกิริยาอ็อกซิเดชั่นจะเพิ่มขึ้นสองเท่าทุก ๆ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 18 องศาฟาเรนไฮต์

• โลหะเร่งปฏิกิริยาเคมี  ในอุตสาหกรรมเคมี เราใช้สารเร่งปฏิกิริยา เพื่อให้เกิดผลผลิตเร็วขึ้น สำหรับน้ำมันหล่อลื่นก็มีโลหะบางตัวที่ทำหน้าที่เป็นสารเร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งผงทองแดงที่เพิ่งเข้ามาในน้ำมัน  สำหรับน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้น้ำมันแร่เป็นน้ำมันพื้นฐาน (Mineral base oil)   พบว่าเมื่อมีผงทองแดงเข้าไปปนในน้ำมันแล้วอัตราการเกิดปฏิกิริยาอ็อกซิเดชั่นซึ่งวัดได้โดยการเพิ่มขึ้นของค่าความเป็นกรด (Acid number) จะเพิ่มขึ้น 5 เท่าเมื่อเทียบกับการที่ไม่มีโลหะเข้าไปเจือปนในน้ำมันเลย

รูปที่ 3: ผลของโลหะเร่งปฏิกิริยาเคมีต่อค่าความเป็นกรดของน้ำมันหล่อลื่น

• การปนเปื้อนด้วยอนุภาคขนาดเล็ก  การปนเปื้อนด้วยอนุภาคเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เครื่องจักรเสียหาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบไฮดรอลิค การที่น้ำมันปนเปื้อนด้วยอนุภาคจะทำให้ปั๊ม วาล์ว และชิ้นส่วนต่าง ๆ เสียหายเร็วขึ้น  เมื่อต้องหยุดซ่อมบำรุงเครื่องจักรก่อนเวลาที่กำหนด จะมีการสูญเสียน้ำมันเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้   การมีอนุภาคปะปนในน้ำมันจะเป็นสาเหตุให้วาล์วติด และซีลสึกหรอ ทั้งสองอย่างนี้จะทำให้ต้องเสียน้ำมันมากขึ้น  สำหรับเครื่องจักรไฮดรอลิคที่มีความดันสูงแล้ว การรั่วไหลของน้ำมัน 10 แกลลอน อาจใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น

ส่วนใหญ่การควบคุมการปนเปื้อนในน้ำมันมีแรงจูงใจมาจากความพยายามที่จะลดผลกระทบของอนุภาคในน้ำมันต่อเครื่องจักร เพราะอนุภาคที่ปนเปื้อนทำให้เครื่องจักรสึกหรอเร็วขึ้น ต้องหยุดซ่อมบำรุงก่อนเวลาอันควร อย่างไรก็ตามหลายองค์กรได้ใช้การควบคุมการปนเปื้อนในน้ำมันเพื่อลดปริมาณการสูญเสียน้ำมันหล่อลื่นอีกด้วย
แผนผังข้างล่างนี้เป็นตัวอย่างที่ทำให้ได้เห็นชัดเจนว่า หากสามารถควบคุมการปนเปื้อนในน้ำมันแล้วจะคุ้มค่าขนาดไหน

ใช้น้ำมันหล่อลื่นคุณภาพสูง

หลาย ๆ โรงงานได้นำโครงการรักษาสภาพน้ำมันมาใช้ และพบข้อเท็จจริงว่า  น้ำมันหล่อลื่นมีอายุการใช้งาน และค่อย ๆ เสื่อมสภาพไปในที่สุด ซึ่งจะเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับคุณภาพของน้ำมันพื้นฐาน, สารเพิ่มคุณภาพ  และสภาพการใช้งาน น้ำมันหล่อลื่นจะมีช่วงเวลาการใช้งานไม่ว่าจะบำรุงรักษาดีก็ตาม ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่ควรจะต้องใช้น้ำมันหล่อลื่นที่มีคุณภาพดี เช่น น้ำมันสังเคราะห์ หรือน้ำมันแร่ที่บริสุทธิ์มากขึ้น แม้ว่าน้ำมันสังเคราะห์จะมีต้นทุนตอนแรกสูงกว่า อาจจะ 5-15 เท่า  แต่หากมีการควบคุมการปนเปื้อนที่ดีแล้ว จะสามารถใช้งานได้นานกว่า และคุ้มค่ากว่าการใช้น้ำมันราคาถูก

Share