ในระบบเครื่องจักรหมุน เช่น Pump, Motor, Gearbox หรือ Bearing Housing ที่ใช้การหล่อลื่นด้วยน้ำมัน หลายคนอาจให้ความสำคัญกับการป้องกันน้ำมันรั่วออกจาก Housing แต่มีอีกหนึ่งปัญหาที่มักถูกมองข้าม นั่นคือ Air Breathing

แม้ Bearing Housing จะดูเหมือนเป็นระบบปิด แต่ในความเป็นจริง ระหว่างที่เครื่องจักรทำงานและหยุดทำงาน อุณหภูมิภายใน Housing จะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ส่งผลให้อากาศภายในเกิดการขยายตัวและหดตัว จนเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Breathing Effect

และทุกครั้งที่ Housing “หายใจ” ก็อาจเป็นโอกาสที่ความชื้นและสิ่งปนเปื้อนจากภายนอกจะเดินทางเข้าสู่ระบบ

Air Breathing ใน Bearing Housing เกิดขึ้นได้อย่างไร?

ลองนึกภาพว่า Bearing Housing เป็นภาชนะที่มีปริมาตรอากาศอยู่ภายใน เมื่อเครื่องจักรเริ่มทำงาน ความร้อนจาก Bearing และการเสียดสีจะทำให้อุณหภูมิภายใน Housing เพิ่มขึ้น อากาศภายในจึงเกิดการขยายตัวและความดันภายในเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อากาศบางส่วนถูกระบายออกผ่านช่องว่างหรือจุดที่อากาศสามารถผ่านได้

แต่เมื่อเครื่องจักรหยุดทำงาน อุณหภูมิภายใน Housing จะเริ่มลดลง อากาศภายในเกิดการหดตัวและความดันลดลงตามไปด้วย

จึงเกิดลักษณะคล้ายกับการ “ดูดอากาศจากภายนอก” เข้ามาทดแทน

สามารถอธิบายได้ง่าย ๆ ว่า

Machine Running
อุณหภูมิ ↑ → อากาศขยายตัว → Pressure ↑ → Air Out

Machine Stopping / Cooling Down
อุณหภูมิ ↓ → อากาศหดตัว → Pressure ↓ → Air In

ปัญหาคือ อากาศที่ถูกดูดกลับเข้ามา ไม่ได้มีเพียงอากาศบริสุทธิ์เท่านั้น แต่อาจมี Water Vapour, Moisture, Dust และ Contaminants ปะปนเข้ามาด้วย

---

จากความชื้นในอากาศ สู่ Water Contamination ในน้ำมัน

อากาศโดยทั่วไปสามารถมี Water Vapour หรือไอน้ำปะปนอยู่ โดยเฉพาะในโรงงานที่มีความชื้นสูงหรืออยู่ใกล้กระบวนการที่มีน้ำและไอน้ำ

เมื่ออากาศชื้นถูกดูดเข้าสู่ Bearing Housing ขณะที่ระบบกำลังเย็นตัวลง อุณหภูมิภายในอาจลดลงจนถึงจุดที่ไอน้ำเริ่ม Condense หรือควบแน่น

กล่าวคือ

Humid Air เข้า Housing
↓
Temperature ลดลง
↓
Water Vapour Condensation
↓
Water Droplets / Moisture เกิดขึ้นภายใน
↓
Oil Contamination

น้ำที่เกิดขึ้นสามารถปะปนกับ Lubricating Oil และส่งผลต่อคุณสมบัติของสารหล่อลื่น

แม้ปริมาณน้ำในแต่ละครั้งอาจมีไม่มาก แต่หากเกิดวงจร Heating → Cooling → Breathing ซ้ำ ๆ เป็นเวลานาน ความชื้นสามารถสะสมและส่งผลกระทบต่อระบบหล่อลื่นได้

ความชื้นส่งผลต่อน้ำมันหล่อลื่นอย่างไร?

เมื่อ Water เข้าไปปะปนกับ Lubricating Oil ปัญหาไม่ได้เกิดเพียงแค่น้ำมัน “มีน้ำผสม”

ในเชิงวิศวกรรม น้ำสามารถส่งผลต่อคุณสมบัติของ Lubricant และเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดปัญหาหลายรูปแบบ เช่น

1. ลดประสิทธิภาพของ Lubricating Film

หน้าที่สำคัญของน้ำมันคือการสร้าง Lubricating Film เพื่อแยกผิวสัมผัสของชิ้นส่วนออกจากกัน

เมื่อเกิด Water Contamination คุณสมบัติของ Lubricant อาจเปลี่ยนแปลง และส่งผลต่อความสามารถในการสร้างฟิล์มน้ำมันที่เหมาะสม

หากฟิล์มหล่อลื่นไม่เพียงพอ ความเสี่ยงของการสัมผัสระหว่างผิวโลหะจะเพิ่มขึ้น

Lubricating Film ลดลง → Metal-to-Metal Contact เพิ่มขึ้น → Friction และ Wear เพิ่มขึ้น

2. เพิ่มความเสี่ยงต่อ Corrosion

Bearing และชิ้นส่วนภายใน Housing ส่วนใหญ่ทำจากโลหะ

เมื่อมี Water หรือ Moisture สะสมอยู่ภายในระบบ ก็สามารถเพิ่มความเสี่ยงของ Corrosion บนผิวโลหะได้

ปัญหาของ Corrosion ไม่ได้มีผลเพียงต่อผิว Bearing เท่านั้น แต่ผิวที่เกิดความเสียหายยังสามารถกลายเป็นจุดเริ่มต้นของ Surface Fatigue และ Premature Bearing Failure ได้อีกด้วย

3. เร่งการเสื่อมสภาพของ Lubricant

น้ำที่ปะปนอยู่ใน Lubricant สามารถส่งผลต่อเสถียรภาพของน้ำมันและสารเติมแต่ง หรือ Additives ภายในน้ำมัน

เมื่อ Lubricant เสื่อมสภาพ ประสิทธิภาพในการลดแรงเสียดทาน ป้องกันการสึกหรอ และปกป้องพื้นผิวโลหะก็อาจลดลง

ดังนั้น Water Contamination จึงสามารถกลายเป็นวงจรของ

Moisture → Oil Degradation → Reduced Lubrication Performance → Bearing Wear

ทำไมปัญหานี้จึงมักเกิดขึ้นตอน “เครื่องหยุด”?

หลายคนมักคิดว่าปัญหาของ Bearing จะเกิดขึ้นขณะที่เครื่องจักรกำลังหมุนและรับ Load สูง แต่สำหรับปัญหา Air Breathing ช่วงที่ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษคือช่วง Shutdown และ Cool-down ขณะที่เครื่องจักรทำงาน Housing อาจมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม แต่เมื่อเครื่องหยุด อุณหภูมิภายในเริ่มลดลง

การลดลงของอุณหภูมิทำให้ปริมาตรและความดันของอากาศภายในเปลี่ยนแปลง และอาจเกิดการดูดอากาศจากภายนอกเข้าสู่ Housing

หากสภาพแวดล้อมภายนอกมีความชื้นสูง อากาศที่เข้าสู่ระบบก็อาจนำ Water Vapour เข้าไปด้วย

นี่คือเหตุผลที่บางครั้ง

เครื่องจักรอาจไม่ได้เสียเพราะสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการเดินเครื่อง แต่เสียจากสิ่งที่ค่อย ๆ สะสมระหว่างรอบการทำงานและการหยุดเครื่อง

แล้ว Bearing Protector มีบทบาทอย่างไร?

หน้าที่ของ Bearing Protector ที่ดีจึงไม่ได้มีเพียงการป้องกัน Lubricant Leakage แต่ยังต้องช่วยควบคุมเส้นทางที่อากาศและสิ่งปนเปื้อนสามารถเข้าสู่ Bearing Housing สำหรับ Bearing Protection แบบเดิม หากมีช่องว่างระหว่าง Shaft และ Housing อากาศสามารถเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างดังกล่าวได้ ซึ่งอาจนำ Moisture และ Contamination เข้าสู่ระบบ

แนวคิดของ Bearing Isolator และ Non-contact Bearing Protection คือการออกแบบ Geometry ภายในเพื่อช่วยสร้างแนวกั้นและควบคุมเส้นทางของสิ่งปนเปื้อน

ในกรณีของ LabTecta 66 การออกแบบมีแนวคิดในการจัดการกับปรากฏการณ์ Air Breathing โดยใช้ระบบที่ช่วยให้ Housing สามารถระบายและปรับสมดุลความดันในระหว่างการทำงาน ขณะเดียวกันช่วยลดโอกาสที่ Moisture และ Contamination จะเข้าสู่ Bearing Housing เมื่อเครื่องจักรหยุดทำงาน

ดังนั้นแนวคิดสำคัญจึงไม่ใช่การ “ปิด Housing ให้สนิทที่สุด” เพียงอย่างเดียว แต่คือการจัดการ Pressure Differential และ Air Exchange อย่างเหมาะสม เพื่อให้ระบบสามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดันได้

Air Breathing ไม่ใช่เรื่องเล็ก เพราะเกิดขึ้นทุกวัน

ลองนึกถึงเครื่องจักรที่มีการ

Start → Run → Stop → Cool Down

วันละหลายรอบ

ทุก Cycle ของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ อาจทำให้เกิดการขยายและหดตัวของอากาศภายใน Bearing Housing

หากระบบไม่สามารถควบคุมการแลกเปลี่ยนอากาศได้ ความชื้นจากภายนอกก็อาจค่อย ๆ สะสมอยู่ภายในระบบ

ผลกระทบจึงไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่เป็นลักษณะของ Progressive Damage

Air Breathing
↓
Moisture Ingress
↓
Water Contamination
↓
Lubricant Degradation
↓
Corrosion / Wear
↓
Premature Bearing Failure

สรุป: ปัญหาที่มองไม่เห็น แต่อาจทำให้ Bearing เสียก่อนเวลา

Air Breathing เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของ Temperature และ Pressure ภายใน Bearing Housing เมื่อเครื่องจักรเริ่มทำงานและหยุดทำงาน

ขณะที่ Housing ร้อน อากาศภายในจะขยายตัวและถูกผลักออก แต่เมื่อระบบเย็นลง อากาศภายนอกสามารถถูกดูดกลับเข้าสู่ Housing พร้อมกับ Water Vapour, Moisture และ Contamination

เมื่อเกิดขึ้นซ้ำ ๆ ความชื้นอาจควบแน่นและสะสมใน Lubricant จนนำไปสู่ปัญหา Oil Degradation, Corrosion, Wear และ Bearing Failure

ดังนั้น การป้องกัน Bearing ที่ดีจึงไม่ควรมองเพียงว่า

“จะป้องกันน้ำมันรั่วได้หรือไม่?”

แต่ควรถามเพิ่มว่า

“เมื่อ Bearing Housing หายใจ อากาศและความชื้นจะเดินทางเข้าสู่ระบบได้อย่างไร?”

เพราะบางครั้ง สาเหตุของ Bearing Failure อาจไม่ได้เริ่มต้นจากตัว Bearing หรือ Lubricant แต่เริ่มต้นจาก อากาศชื้นที่ค่อย ๆ ถูกดูดเข้าสู่ Bearing Housing ทุกครั้งที่เครื่องจักรหยุดทำงาน

************************

หากเพื่อนๆสนใจนวัตรกรรม Bearing Isolator จากทาง Labtecta สามารถติดต่อ 

“บริษัท เดลต้า ซีล อัลไลแอนซ์ จำกัด”

ตัวแทนจำหน่าย Labtecta และ AES Seal อย่างเป็นทางการเจ้าเดียวในประเทศไทย

ช่องทางการติดต่อ:

โทร 038-682-683
Line : @degroup
Website : www.degroup.th.com

************************

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์ #BearingIsolator #Labtecta