การวิเคราะห์ความเสียหายของแพ็กกิ้งและซีล (ตอนที่1)
(Packing and Seals Failure Analysis)

ค่าใช้จ่ายสำหรับไฮดรอลิกซีลและแพ็กกิ้งนั้นถือว่าเป็นค่าใช้จ่ายที่ไม่มาก แต่เป็นสิ่งที่จำเป็น และแม้ว่าเมื่อเทียบกับราคาของชุดไฮดรอลิกอื่น ๆ ราคาซีลและแพ็กกิ้งนั้นจะไม่แพง แต่เวลาที่เสียไปเนื่องจากความเสียหายของซีลและแพ็กกิ้งนั้นมากและเกิดขึ้นเป็นประจำถ้าไม่ดูแลอย่างถูกต้อง

เป็นที่รู้กันดีอยู่ว่าระบบไฮดรอลิกนั้นทำงานโดยใช้ของเหลวคือน้ำมันไฮดรอลิกเป็นตัวถ่ายทอดกำลังจากปั้ม ถูกขับโดยมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์ไปยังอุปกรณ์ทำงาน ซึ่งก็คือกระบอกไฮดรอลิก (Hydraulics Cylinder)

ในกระบอกไฮดรอลิก ซีลและแพ็กกิ้งทำหน้าที่เป็นตัวซีล (Seal) หรือป้องกันการรั่วของน้ำมันไฮดรอลิก ซึ่งถ้าไม่มีอุปกรณ์ตัวเล็ก ๆ ดังกล่าวแล้วการทำงานของกระบอกไฮดรอลิกก็จะไม่สมบูรณ์และจะไม่สามารถถ่ายทอดกำลังได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

รูปที่ 1 ซีลไฮดรอลิกรูปแบบต่าง ๆ

รูปที่ 2 ส่วนประกอบที่เป็นซีลแบบต่าง ๆ ของกระบอกไฮดรอลิก

ในบางครั้งความผิดปกติที่เกิดขึ้นกับซีลหรือแพ็กกิ้งนำมาสู่ความผิดปกติของระบบไฮดรอลิกที่ทำให้เราต้องปวดเศียรเวียนเกล้าไม่ใช่น้อย มีอยู่ครั้งหนึ่งซึ่งผู้เขียนเจอกับตนเอง คือแรงดันของระบบไฮดรอลิกไม่มี ซึ่งจากการตรวจสอบระบบต่าง ๆ ของอุปกรณ์ไฮดรอลิก ไม่ว่าจะเป็นปั้ม ท่อทาง โซลินอยด์วาล์ว และอื่น ๆ ก็ปกติดี       

แต่ทำไมแรงดันของระบบถึงไม่มีจนสุดท้ายมาเจอโดยบังเอิญว่าซีลที่อยู่ด้านในของกระบอกไฮดรอลิกดังกล่าวเกิดการรั่วขึ้นภายใน ทำให้น้ำมันที่ถูกส่งไปเพื่อดันหัวลูกสูบไหลกลับถังหมดจึงไม่มีแรงดันเกิดขึ้น แต่ถ้าดูจากภายนอกแล้วจะเห็นว่าปกติเนื่องจากน้ำมันไฮดรอลิกที่รั่วจากหัวกระบอกสูบจะไหลกลับถังโดยผ่านโซลินอยด์วาล์ว  

ซึ่งในตอนแรกเราไม่มีประสบการณ์ในเรื่องนี้ จึงทำให้ต้องใช้เวลาในการค้นหาคำตอบเป็นเวลานาน จนในที่สุดจึงมาลงท้ายที่การทบทวนความรู้เบื้องต้นในเรื่องกลศาสตร์ของไหล โดยคิดถึงความรู้พื้นฐานที่ว่า “แรงดันคือการต้านทานการไหล” ซึ่งเมื่อมีแหล่งกำเนิดแรงดันจ่ายไปในระบบไฮดรอลิกแล้ว

ถ้าตราบใดที่ยังไม่มีอะไรมาต้านทานการไหลของของไหลซึ่งก็คือน้ำมันไฮดรอลิก แรงดันในระบบก็ยังคงไม่เกิดขึ้น แต่เมื่อไดก็ตามที่ของไหลนั้นถูกปิดกั้น แรงดันในระบบก็จะเกิดขึ้น ซึ่งที่เราเห็นทั่ว ๆ ไปก็คือแรงดันที่เกิดขึ้นเมื่อกระบอกไฮดรอลิกทำงานนั่นเอง 

รูปที่ 3 แสดงรูปวงจรไฮดรอลิกอย่างง่าย

แต่ในทางกลับกันเมื่อเราอัดแรงดันไปในกระบอกไฮดรอลิก “แล้วไม่มีแรงดันเกิดขึ้น” และถ้าปั้มซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแรงดัน ท่อทาง และวาล์วต่าง ๆ ปกติให้สันนิษฐานไว้เป็นอันดับแรกเลยว่าน่าจะเกิดการรั่วขึ้นในระบบแล้ว ซึ่งการรั่วภายในนั้น ระบบไฮดรอลิกจะต่างกับระบบนิวแมติกคือ ในระบบนิวแมติก ถ้าเกิดการรั่วเราจะได้ยินเสียงลมรั่วออกมา

แต่ถ้าเป็นระบบไฮดรอลิกเราจะไม่สามารถสังเกตจากภายนอกได้เนื่องจากระบบไฮดรอลิกเป็นระบบปิด เมื่อน้ำมันเกิดการรั่ว น้ำมันแรงดันสูงด้านบนหัวลูกสูบ (ตำแหน่ง A ในรูปที่ 3) เหล่านั้นจะไหลผ่านจุดที่รั่วและวนกลับถังน้ำมัน (ตำแหน่ง B ในรูปที่ 3) นั่นเอง

จากที่กล่าวมาแล้วในข้างต้นทำให้เราพอที่จะเข้าใจถึงความสำคัญของแพ็กกิ้งและซีลที่ใช้ในระบบไฮดรอลิก ซึ่งสำหรับผู้ที่ทำงานและมีส่วนเกี่ยวข้องกับเรื่องแพ็กกิ้งและซีลนั้น จำเป็นต้องมีความรู้พื้นฐานด้านต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับซีลและแพ็กกิ้งเพื่อที่จะสามารถใช้ในการวิเคราะห์และแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นได้ ซึ่งความรู้พื้นฐานต่าง ๆ ที่จำเป็นผู้เขียนจะได้นำเสนอต่อไปนี้ 

แพ็กกิ้งและซีล ทำจากวัสดุหลายประเภท ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมต่อสภาพการใช้งานของแพ็กกิ้งและซีลนั้น ๆ นอกจากนี้ก็ยังมีปัจจัยทางด้านราคามาเกี่ยวข้องด้วย ซึ่งวัสดุแต่ละประเภทจะมีจุดดีและจุดด้อยต่างกัน ขึ้นอยู่กับความต้องการที่จะนำไปใช้งาน โดยทั่วไปแล้ววัสดุที่นำมาทำแพ็กกิ้งและซีลมีดังนี้คือ

เป็นยางสังเคราะห์ที่ใช้กันมาก โดยส่วนมากแล้วจะมีสีดำซึ่งหลายคนอาจเรียกว่า ยางดำ เป็นวัตถุดิบผลิตชิ้นงานที่ที่ได้มาจากปิโตรเลียม มีคุณสมบัติที่ดีคือ

* ทนต่อการบาด การเฉือน และการทิ่มตำดีกว่ายางธรรมชาติ
* ทนต่อน้ำมันต่าง ๆ เช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันเครื่อง น้ำมันไฮดรอลิก จาระบี น้ำมันพืช น้ำมันหรือไขมันจากสัตว์ สารที่สกัดจากปิโตรเลียม หรือมีส่วนผสมของปิโตรเลียม เป็นต้น

* ทนต่อสารเคมีจำพวกกรด เช่น ซัลฟูริก (H₂SO4) 10%-40%, อะซิติก (CH₃COOH) 100%, ไฮดรอลิก 37% (สีอาจซีดลง) ทนต่อด่าง เช่น โปแตสเซียมไฮดรอกไซด์ (โซดาไฟ, KOH) เป็นต้น และทนต่อสารเคมีอื่น ๆ เช่น ฟอร์มาลีน, เมธิลแอลกอฮอล์ (เอทิลแอลกอฮอล์ ควรใช้พีวีซี หรือยางธรรมชาติ )

ดังนั้นเราจะเห็นว่า โอริง ซีล แพ็กกิ้ง และโรตารีซีลต่าง ๆ ที่ใช้งานในสภาวะปกติส่วนมากจะเป็น วัสดุ NBR เนื่องจากสามารถใช้งานได้ดี มีความทนทานต่อการใช้งานในระดับหนึ่งและที่สำคัญราคาไม่แพง

เป็นวัสดุที่มีความคงทนแข็งแรง ทนต่อสารเคมี สภาพอากาศ การต่อต้านโอโซนและตัวทำละลายอย่างเช่น อะซีโตน (C3H6O), MEK, Xylene ซึ่งสารเหล่านี้ล้วนแล้วแต่ทำให้วัสดุซีลเสื่อมคุณภาพได้อย่างรวดเร็ว มีความทนต่ออุณหภูมิในย่านที่กว้าง คือตั้งแต่ -300 ^oC ไปจนถึงอุณหภูมิสูงประมาณ 230^oC (เฉพาะในที่ร้อนและแห้งเท่านั้น)   

นอกจากนี้แพ็กกิ้งและซีลที่ทำจากเทฟล่อนสามารถทนต่อแรงดันได้ถึง 170–240 บาร์ ทนต่อการกระแทก แรงเสียดทานต่ำ ไม่เสียรูปแม้อยู่ในสภาวะที่ต้องทำงานที่อุณหภูมิสูง

แต่เทฟล่อนมีข้อจำกัดก็คือ ที่อุณหภูมิห้องหรืออุณหภูมิที่ต่ำกว่า เทฟล่อนจะขยายตัวหรือยืดได้น้อยมาก ซึ่งเป็นปัญหาในการติดตั้งของซีลและแพ็กกิ้งที่ทำมาจากเทฟล่อน การแก้ปัญหาก็คือต้องนำไปต้มหรืออบให้มีอุณหภูมิประมาณ 100^oC ก่อนที่จะนำมาติดตั้ง เพราะที่อุณหภูมิดังกล่าวเทฟล่อนจะสามารถขยายตัวได้ 10–20 เปอร์เซ็นต์

รูปที่ 4 ซีลและชิ้นส่วนที่ทำจากเทฟล่อน ส่วนมากจะเป็นสีขาว

ยางซิลิโคนเป็นยางสังเคราะห์ชนิดหนึ่งซึ่งในแกนสายโซ่หลักของโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของซิลิกอน (Si) และออกซิเจน (O) ซึ่งซิลิโคนจะถูกแบ่งตามลักษณะการใช้งานเป็นสองประเภทคือ

* Silence Silicone เป็นซิลิโคนที่ใช้สำหรับอุดรอยรั่วต่าง ๆ และสามารถกันน้ำซึมได้ ซิลิโคนชนิดนี้จะมีราคาถูกและไม่สามารถรับแรงได้มาก (รูปที่ 5)

* Silicone Rubber เป็นซิลิโคนที่นำมาใช้เป็นวัสดุต่าง ๆ รวมถึงนำมาทำเป็นแพ็กกิ้งและซีลด้วย สามารถคงรูป รับน้ำหนัก และแรงได้ดี (รูปที่ 6)

โดยทั่วไปแล้วยางซิลิโคนมีสมบัติที่ความทนต่อแรงดึง ความต้านทานต่อการขัดถู ยากต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี และความต้านทานต่อแรงกระแทกต่ำมาก ดังนั้นจึงต้องมีการเติมสารเสริมแรงเช่น ซิลิกา เข้าช่วย แต่ยางซิลิโคนทนต่อสภาพอากาศ ออกซิเจน โอโซน แสงแดด และความร้อนได้ดี  

นอกจากนี้ยังสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงหรือต่ำมาก ๆ ได้ โดยปกติสามารถใช้งานได้ตั้งแต่ อุณหภูมิ –70^oC ถึง 230^oC โดยไม่ฉีกขาด กรอบ แห้ง หรือแตก สามารถรับแรงดันได้ประมาณ 20 บาร์ ถึง 40 บาร์ ดังนั้นจึงไม่เหมาะสมสำหรับสภาวะการใช้งานที่ต้องใช้กับแรงดันสูงกว่านี้ เนื่องจากยางชนิดนี้มีราคาสูงมาก ดังนั้นการใช้งานจึงจำกัดอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่ไม่สามารถใช้ยางชนิดอื่น ๆ ได้

รูปที่ 5 ซิลิโคนที่ใช้อุดรอยรั่ว (Silence Silicone)  

รูปที่ 6 ซีลและแพ็กกิ้งที่ทำจากซิลิโคน

เป็นวัสดุที่มีความทนทานต่อสภาวะอากาศ แสงแดด ความร้อน ความเย็น ต้านทานการเกิดออกซิเดชั่นและมีความทนทานอย่างดีเยี่ยมต่อสภาวะที่เป็นกรดหรือด่าง นอกจากนี้ยังมีความเหนียวและสามารถทดแรงกระแทกได้ดี สามารถทนอุณหภูมิการทำงานได้ต่ำสุดและสูงสุดที่ประมาณ –40^oC ถึง 140^oC สีที่พบเห็นส่วนมากจะมีสองสีคือสีขาวและสีดำ            

นอกจากแพ็กกิ้งและซีลแล้ว ยาง EPDM ยังถูกนำไปทำชิ้นส่วนอื่น ๆ ที่เราพบในชีวิตประจำวันเป็นจำนวนมาก เช่น ยางขอบกระจก ยางปัดน้ำฝน ท่อยางของหม้อน้ำรถยนต์ เป็นต้น นอกจากนี้ยังใช้เป็นฉนวนหุ้มสายเคเบิล สายพานลำเลียง แผ่นยางกันน้ำ แผ่นยางมุงหลังคา

เป็นวัสดุนำมาใช้แพร่หลายในงานหลายอย่าง เนื่องจากมีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายอย่างเช่น มีความทนทาน มีความยืดหยุ่นสูงและมีความต้านทานการล้าตัวดี จึงมีความทนทานต่อการแตกร้าวได้ดี นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อน ในงานซีลและแพ็กกิ้ง ยูรีเทนจะมีความต้านทานการกัดกร่อนและต้านทานแรงดึงสูง

โพลียูรีเทนสามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -40^oC ถึง ประมาณ 100^oC ความแข็งอยู่ในระดับ ตั้งแต่ 40–90 Shore A เหมาะสำหรับที่จะนำมาใช้งานเป็นซีลไฮดรอลิกที่มีความกดสูงหรือมีน้ำหนักการกระแทกที่รุนแรง มีการกัดกร่อนสูง เนื่องจากโพลียูรีเทนจะมีความทนทานต่อสภาพที่กล่าวมาก

เป็นยางสังเคราะห์กลุ่มแรก ๆ ที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาเพื่อให้มีคุณสมบัติทนต่อน้ำมัน นีโอพรีนมีความทนต่อน้ำมันในระดับปานกลาง ทนต่อออกซิเจน และโอโซนได้เป็นอย่างดี แรงกดอัดต่ำและมีความยืดหยุ่นตัวได้ดี จึงถูกนำมาใช้เป็นแพ็กกิ้งอย่างแพร่หลาย

และจากการที่นีโอพรีนมีความต้านทานต่อฟรีออนซึ่งเป็นสารทำความเย็น จึงถูกนำมาเป็นซีลและโอริงที่ใช้ในระบบทำความเย็น เช่น ตู้เย็น ตู้แช่ต่าง ๆ อุณหภูมิใช้งานของ นีโอพรีนจะอยู่ที่ตั้งแต่ - 40^oC ถึง ประมาณ 120^oC ค่าความแข็งอยู่ที่ประมาณ 60–90 Shore A

ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติของวัสดุชนิดต่างๆที่ใช้ทำแพ็กกิ้งและซีล

ในการเสียหายแต่ละครั้งที่เกิดขึ้นกับซีลของระบบไฮดรอลิก เราสามารถที่จะตรวจย้อนกลับไปถึงสาเหตุของความเสียหายตลอดจนความผิดปกติที่เกิดขึ้นในระบบไฮดรอลิกได้ ซึ่งจะทำให้เราสามารถเข้าใจต้นตอของปัญหาที่เกิดขึ้นและสามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างถูกจุด

การเกิดความเสียหายกับแพ็กกิ้งและซีลนั้น เมื่อเราพิจารณาถึงสาเหตุที่เกิดขึ้นนั้น เราจะพบว่ามีสาเหตุหลัก ๆ อยู่ 4 ประการซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้คือ

2.1 การติดตั้งที่ไม่ถูกต้อง (Improper Installation) 
เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ซีลเกิดความเสียหาย โดยสิ่งสำคัญที่จะต้องคำนึงถึงและพิจารณาในระหว่างการติดตั้งซีลและแพ็กกิ้งคือ
(A) ความสะอาดของระบบ
(B) ป้องกันซีลไม่ให้เกิดรอยแหว่งหรือรอยขีดข่วน
(C) การให้การหล่อลื่นที่ถูกต้อง
(D) วิธีการติดตั้งที่ถูกต้อง

ส่วนรายละเอียดในการติดตั้งอื่น ๆ ก็มีการขันแน่นเพื่อให้ซีลยึดติดกับร่องซีลเพื่อปรับระยะให้เหมาะสม นอกจากนั้นในการติดตั้งจะต้องใช้ความชำนาญและความเอาใจใส่เพื่อให้เกิดความเสียหายกับซีลน้อยที่สุดในระหว่างการติดตั้ง

รูปทึ่ 7 ตัวอย่างการติดตั้งซีลที่ถูกต้องและไม่ถูกต้อง

เป็นอีกปัจจัยหลักที่ทำให้แพ็กกิ้งและซีลในระบบไฮดรอลิกเกิดความเสียหาย โดยปกติแล้วจะเกิดจากวัสดุที่ปะปนอยู่ในน้ำมันหรือในระบบเช่น ฝุ่น โคลน กรวด ทราย และสิ่งสกปรกอื่นๆที่ปะปนอยู่ในน้ำมันและไหลวนอยู่ในระบบ สิ่งปนเปื้อนในระบบเหล่านี้อาจปะปนเข้ามาจากนอกระบบ เช่นในระหว่างการเติมน้ำมัน การเปลี่ยนชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ หรืออาจติดเข้ามาจากก้านสูบ

ส่วนสิ่งเจือปนที่เกิดขึ้นในระบบอาจเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างน้ำมันกับอากาศ น้ำมันที่เสื่อมสภาพ ชิ้นส่วนต่าง ๆ ในระบบที่เกิดความเสียหาย แตกหัก เช่นชิ้นส่วนของปั้ม ท่อทาง ซีลและอื่น ๆ

มีสาเหตุหลัก ๆ มาจากการเลือกวัสดุใช้ทำแพ็กกิ้งและซีลที่ไม่ถูกต้องกับสภาวะการใช้งานหรือเกิดขึ้นเนื่องจากน้ำมันหรือน้ำมันไฮดรอลิกมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเกิดขึ้นโดยทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีของน้ำมันไฮดรอลิกกับวัสดุที่เป็นแพ็กกิ้งและซีล โดยที่เราสามารถสังเกตได้จากสีของแพ็กกิ้งและซีลที่ใช้งานจะเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม และการหลุดร่อนและเปื่อยยุ่ยออกของเนื้อของแพ็กกิ้งและซีล ดังรูปที่ 9

รูปที่ 8 ตัวอย่างความเสียหายของซีลจากปฏิกิริยาเคมี

สามารถตรวจสอบได้หลังจากที่วัสดุแพ็กกิ้งและซีล เกิดการเสื่อมสภาพแล้ว โดยวัสดุจะมีลักษณะการเสื่อมสภาพแบบต่าง ๆ เช่น แข็ง เปราะ หรือเนื้อของแพ็กกิ้งซีลหายไป ที่ผิวนอกหรือเกิดขึ้นเฉพาะในจุดหรือบริเวณที่เกิดความเสียหาย เช่น ขอบ หรือผิวสัมผัสของแพ็กกิ้งและซีล ซึ่งการเสื่อมสภาพดังกล่าวจะทำให้แพ็กกิ้งและซีลไม่สามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ส่งผลให้เกิดการรั่วซึมขึ้นในระบบ 

สาเหตุที่เกิดขึ้น ส่วนหนึ่งอาจมาจากการใช้วัสดุที่ไม่ถูกกับคุณสมบัติของน้ำมันไฮดรอลิก หรือแรงดันน้ำมันไฮดรอลิกในระบบ แรงเสียดทานมากเกินไป ภาระ (Load) ที่ซีลรับสูงเกินไป แพ็กกิ้งและซีลอยู่ใกล้กับแหล่งความร้อนมากเกินไป แนวทางในการแก้ปัญหาสำหรับกรณีนี้ก็คือเพิ่มการหล่อลื่นให้กับซีล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบลม (Pneumatic) เปลี่ยนวัสดุแพ็กกิ้งและซีลให้เหมาะสมกับชนิดของน้ำมันไฮดรอลิก

3. ลักษณะของความเสียหายทางกายภาพที่เกิดขึ้นกับแพ็กกิ้งและซีล
ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับแพ็กกิ้งและซีลนั้นมีหลายลักษณะและรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหลายองค์ประกอบ เช่น
* สภาวะแวดล้อมในการทำงานเช่น ความร้อน ความสะอาดของน้ำมัน 
* จำนวนภาระ (Load) ที่วัสดุจะต้องรับ เช่นแรงดัน หรือภาระด้านข้างอัดเนื่องมาจากความไม่ตรง (Miss-alignment)
* ชนิดของวัสดุที่นำมาทำแพ็กกิ้งและซีล

ดังนั้นการตรวจสอบและวิเคราะห์ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับชุดแพ็กกิ้งและซีลอย่างถูกต้องจะทำให้เราสามารถแก้ปัญหาและลดความสูญเสียได้ ซึ่งรายละเอียดที่นำเสนอต่อไปจะเป็นตัวอย่างในการวิเคราะห์ความเสียหายที่เกิดขึ้น  สาเหตุและการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นกับซีลและแพ็กกิ้ง

ในการวิเคราะห์ความเสียหายที่เกิดขึ้นผู้เขียนจะขอแบ่งชนิดของแพ็กกิ้งและออกเป็น 3 ประเภทเพื่อความง่ายต่อการพิจารณาและทำความเข้าใจดังนี้คือ
* วัสดุที่เป็นยาง NBR เนื่องจากวัสดุยาง NBR นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย
* วัสดุที่เป็นยางสังเคราะห์ตัวอื่น เนื่องจากมีคุณสมบัติต่างกันออกไป ดังนั้นรูปแบบของความเสียหายที่เกิดขึ้นจึงอาจต่างกับวัสดุที่เป็นยาง NBR
* ความเสียหายของส่วนที่เป็นส่วนประกอบของซีลและแพ็กกิ้ง เช่นแหวนกันสึก และอื่น ๆ

การเสื่อมสภาพคือการที่สภาพของแพ็กกิ้งและซีล เสื่อม เสียรูปทรงจากรูปทรงเดิม เช่น เกิดรอยแตก บิด งอ ยืด หรือหดตัวจนไม่สามารถใช้งานได้ดีเหมือนเดิม การเสื่อมสภาพจะมากหรือน้อยก็ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ และสภาพการใช้งาน

ตารางที่ 2 แสดงลักษณะการแตกจากการเสื่อมสภาพของซีล NBR เนื่องจากอุณหภูมิน้ำมันไฮดรอลิกสูงเกินไป

ตารางที่ 3 แสดงลักษณะการแข็งตัวจากการเสื่อมสภาพของซีล NBR เนื่องจากน้ำมันไฮดรอลิกที่มีคุณสมบัติไม่เหมาะกับวัสดุซีล

ตารางที่ 4 แสดงลักษณะการแตกจากการเสื่อมสภาพของซีล NBR เนื่องจากการจัดเก็บที่ไม่ถูกต้อง

ตารางที่ 5 แสดงลักษณะการแข็งตัวและแตกจากการเสื่อมสภาพของซีลที่เป็นยางสังเคราะห์อื่นซึ่งมีความแข็งเนื่องจากอุณหภูมิน้ำมันไฮดรอลิกสูงเกินไป

ตารางที่ 6 แสดงลักษณะการแข็งตัวและแตกจากการเสื่อมสภาพของซีลที่เป็นยางสังเคราะห์อื่นซึ่งมีความแข็งเนื่องจากอุณหภูมิน้ำมันไฮดรอลิกสูงเกินไป

ตารางที่ 7 แสดงลักษณะการเปื่อยยุ่ยของซีลที่เป็นยางสังเคราะห์อื่นซึ่งมีความแข็งเนื่องจากการใช้วัสดุซีลที่ไม่เหมาะกับชนิดของน้ำมันไฮดรอลิก

ตารางที่ 8 แสดงลักษณะการแตกร้าวที่เกิดขึ้นบนแหวนรอง (Backing Ring) อันเนื่องมาจากใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกินไป

สรุปสาเหตุของการเสื่อมสภาพของวัสดุซีลและแพ็กกิ้งคือ
* แรงดันของระบบสูงเกินไป ซึ่งจะส่งผลให้ซีลต้องทำงานภายใต้สภาวะความเค้นที่สูงและเกิดการล้าตัวในที่สุด
* อุณหภูมิทำงานสูงเกินไปทำให้เนื้อวัสดุเกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติหรือคุณสมบัติทางกายภาพเสื่อมถอย

* น้ำมันไฮดรอลิกเสื่อมคุณภาพหรือมีคุณสมบัติไม่เหมาะกับวัสดุแพ็กกิ้งและซีลซึ่งจะทำให้ค่าความเป็นกรดเป็นด่างเปลี่ยนไปจากเดิมทำให้เกิดการทำปฏิกิริยากับวัสดุแพ็กกิ้งและซีล เป็นสาเหตุให้เกิดการแข็งตัวและเสื่อมสภาพในที่สุด

* การจัดเก็บแพ็กกิ้งและซีลไม่ถูกต้อง เช่น อยู่ในสภาวะอุณหภูมิและความชื้นที่สูงเกินไป การหีบห่อไม่ดีส่งผลให้ผิวของแพ็กกิ้งและซีลทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศและเกิดการเสื่อมสภาพก่อนที่จะนำมาติดตั้ง

การสึกหรอคือการที่เกิดการสึกกร่อนของผิวหรือส่วนที่สัมผัสกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ของแพ็กกิ้งและซีล ทำให้ขนาดและรูปทรงของจุดดังกล่าวเปลี่ยนไปจากเดิมซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมลดลง เช่นอาจทำให้เกิดการรั่วซึมขึ้นในระบบซึ่งจะมีลักษณะดังต่อไปนี้คือ

ตารางที่ 9 แสดงลักษณะการสึกหรอที่เกิดขึ้นบนผิวหน้าของแพ็กกิ้งเนื่องจากฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นไม่เพียงพอ

ตารางที่ 10 แสดงลักษณะการสึกหรอที่เกิดขึ้นบนแพ็กกิ้งเนื่องจากการเยื้องศูนย์ในการติดตั้ง

ตารางที่ 11 แสดงลักษณะการสึกหรอที่เกิดขึ้นบนแพ็กกิ้งที่เกิดจากการหล่อลื่นไม่ดี

* ฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นไม่เพียงพอ (Lubricant oil film not enough) ทำให้เกิดความเสียดทานระหว่างผนังกระบอกกับขอบแพ็กกิ้งหรือซีล การที่ฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นไม่เพียงพออาจเป็นเพราะ น้ำมันไฮดรอลิกที่ใช้มีความหนืดเกินไป หรือถ้าเป็นในระบบลม (Pneumatic) ก็อาจเกิดจากการที่ระบบจ่ายน้ำมันของชุด Service Unit ไม่เพียงพอหรือไม่มี  

* แพ็กกิ้งและซีลมีความอ่อนเกินไป (Soft Material) การที่เอาซีลที่ทำจากวัสดุที่มีความอ่อนซึ่งเสียรูปได้ง่ายไปใช้กับกระบอกสูบที่ต้องรับแรงดันสูง ๆ นั้นจะทำให้แรงดันกดซีลให้ไปติดกับผนังกระบอกสูบ ในเวลาเดียวกันขอบซีลที่มีความอ่อนจะอ่อนตัวและติดกับผนังกระบอกด้วยแรงมหาศาลจะทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างผนังกระบอกและผิวซีลมาก เป็นเหตุให้ซีลเกิดการสึกหรอสูงหรือบางทีอาจทำให้เกิดรอยไหม้ที่ผิวซีลได้

* ความเร็วหรือแรงดันของลูกสูบสูงเกินไป (High Pressure or Speed of Piston) ผลที่เกิดก็คือจะทำให้การหล่อลื่นไม่เพียงพอ ทำให้ซีลเกิดความร้อนและการสึกหรอ
* การไม่ได้ศูนย์ของก้านสูบ (Miss Alignment) ส่งผลให้ซีลด้านที่เบียดกับกระบอกเกิดการสึกหรอมากกว่าปกติ

จะเห็นว่าแนวทางหนึ่งที่ถูกนำมาใช้แก้ปัญหามากที่สุดสำหรับปัญหาเรื่องการสึกหรอคือการเปลี่ยนไปใช้ซีลและแพ็กกิ้งที่มีความสามารถในการทนแรงดันที่สูงกว่า หรือซีลที่แข็งกว่านั่นเองเนื่องจากซีลที่มีความแข็งส่วนมากจะขยายตัวได้น้อยและเป็นวัสดุที่มีความทนทานมากกว่าดังนั้นการสึกหรอที่เกิดขึ้นจะน้อยกว่าวัสดุธรรมดานั่นเอง

เกิดขึ้นเนื่องจากการทำปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างน้ำมันไฮดรอลิกกับวัสดุยางที่ใช้ทำแพ็กกิ้งและซีล เนื่องจากวัสดุดังกล่าวไม่เหมาะสมกับน้ำมันไฮดรอลิก ซึ่งน้ำมันไฮดรอลิกจะทำตัวเป็นตัวทำละลายเนื้อยางดังกล่าวและเกิดการอ่อนตัวได้

การชำรุด (Injure) คือลักษณะของความเสียหายที่เกิดขึ้นในรูปแบบของการเกิดแผล การฉีกขาด หรือรอยครูดต่าง ๆ เกิดจนทำให้ซีลและแพ็กกิ้งเหล่านั้นไม่สามารถใช้งานได้เหมือนเดิม ทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานลดลง ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับซีลส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นเนื่องจาก การติดตั้งไม่ถูกต้อง การขีดข่วนเนื่องจากชิ้นส่วนที่ชำรุด หรือสิ่งเจือปนจากภายนอกระบบ

ตารางที่ 16 แสดงลักษณะการชำรุดเสียหายของซีลจากการขีดข่วนจากเหล็กหรือเศษวัสดุเนื่องจากขาดความเอาใจใส่ในการติดตั้ง

การป้องกันความเสียหายเนื่องจากการชำรุดเสียหายของแพ็กกิ้งและซีลทำได้โดยการเอาใจใส่ในการติดตั้ง ระมัดระวังไม่ให้แพ็กกิ้งและซีลเสียรูปทรงเนื่องจากการติดตั้ง นอกจากนั้นยังต้องหมั่นดูแลความสะอาดและสิ่งเจือปนในน้ำมันไฮดรอลิก เนื่องจากเมื่อน้ำมันมีความสกปรกเนื่องจากมีสิ่งแปลกปลอมเจือปน อนุภาคสิ่งแปลกปลอมที่ใหญ่ ๆ เหล่านี้จะทำให้เกิดความเสียหายได้เมื่อไปสัมผัสกับซีลและแพ็กกิ้ง

จากรายละเอียดข้างต้นที่นำเสนอมา ตั้งแต่ในเรื่องของความสำคัญของซีลและซีลในระบบไฮดรอลิกที่คิดว่าผู้อ่านคงจะเข้าใจกันดีอยู่แล้ว  เรื่องต่อมาที่มีความสำคัญอีกเรื่องหนึ่งก็คือวัสดุต่าง ๆ ที่นำมาทำเป็นแพ็กกิ้งและซีล เพราะการใช้งานแพ็กกิ้งและซีลนั้นเราใช้งานในหลายสภาวะดังนั้นจึงต้องรู้ว่าในสภาวะไหนควรจะใช้ซีลและแพ็กกิ้งที่มีคุณสมบัติอย่างไร  เช่นการใช้งานที่อุณหภูมิสูง แรงดันสูง สภาวะสุญญากาศและอื่น ๆ เพราะในแต่ละสภาวะย่อมต้องการคุณสมบัติของแพ็กกิ้งและซีลที่ต่างกัน

อีกเรื่องหนึ่งที่สำคัญคือการวิเคราะห์ความเสียหายที่เกิดกับแพ็กกิ้งและซีล  เรื่องนี้จะทำให้เรารู้ถึงหลักในการวิเคราะห์ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับแพ็กกิ้งและซีลเพื่อที่จะนำไปสู่การเข้าใจสาเหตุที่ทำให้แพ็กกิ้งและซีลเกิดความเสียหายและสามารถแก้ไขและหาทางป้องกันได้ถูกต้อง ตลอดจนลักษณะของความเสียหายทางกายภาพที่เกิดขึ้นกับแพ็กกิ้งและซีล  เพื่อที่จะให้ผู้อ่านมีความเข้าใจและมองภาพออกมากขึ้น

สำหรับในตอนต่อไปผู้เขียนจะนำเสนอต่อในเรื่องลักษณะของความเสียหายทางกายภาพที่เกิดขึ้นกับแพ็กกิ้งและซีลที่ค้างไว้ต่อ ส่วนในตอนสุดท้ายจะเป็นเรื่องการวิเคราะห์ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับโอริง (O–Ring Failure Analysis) ซึ่งผู้อ่านสามารถติดตามต่อได้ในฉบับหน้า