น้ำมันไฮดรอลิกเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบไฮดรอลิก  เนื่องจากระบบไฮดรอลิกใช้สารตัวกลางคือ  น้ำมันไฮดรอลิกเป็นตัวถ่ายทอดกำลัง  ทำให้เครื่องจักรหรือระบบไฮดรอลิกสามารถทำงานได้

นอกจากน้ำมันไฮดรอลิกเป็นตัวกลางในการถ่ายทอดกำลังงานไปยังส่วนต่างๆ ของระบบแล้ว   ยังเป็นอุปกรณ์หล่อลื่นปั๊มไฮดรอลิกและอุปกรณ์ต่างๆ รวมถึงเป็นอุปกรณ์ระบายความร้อนออกจากระบบไฮดรอลิกอีกด้วย  นอกจากนี้น้ำมันไฮดรอลิกยังเป็นตัวช่วยบำรุงรักษาอุปกรณ์ให้มีอายุการใช้งานนานมากขึ้นด้วย   ดังนั้นควรจะต้องรู้จักเลือกใช้ชนิดของน้ำมันไฮดรอลิกให้เหมาะสมกับการใช้งานได้อย่างถูกต้อง

หน้าที่ของน้ำมันไฮดรอลิก

หน้าที่ของน้ำมันไฮดรอลิกมี  4  หน้าที่  คือ  

1. เป็นตัวกลางในการส่งกำลัง น้ำมันไฮดรอลิกมีหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายทอดกำลังงาน  จากจุดหนึ่งไปสู่อีกจุดหนึ่งในระบบเพื่อเปลี่ยนแปลงกำลังงานของไหลให้เป็นกำลังงานกล   ถ้าเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพแล้ว  น้ำมันไฮดรอลิกที่ไหลในท่อทางหรือไหลผ่านวาล์วควบคุมต่างๆ  จะต้องไหลไปได้อย่างราบรื่น  แต่ถ้าเกิดมีความต้านทานการไหลมากๆ ก็จะทำให้กำลังงานสูญเสียไปและน้ำมันไฮดรอลิกจะต้องไม่ยุบตัวตามความดันในขณะทำงาน เช่น เมื่อปั๊มทำงานดูดอัดเพื่อส่งน้ำมันไปยังท่อทาง  วาล์วเลื่อนทำงานและในขณะที่อุปกรณ์ทำงานของระบบไฮดรอลิก  กำลังทำงานขับโหลด

2. การหล่อลื่นส่วนต่าง ๆ ของระบบไฮดรอลิก  น้ำมันไฮดรอลิกจะทำหน้าที่เป็นตัวหล่อลื่น  และลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัสของอุปกกรณ์ต่างๆ ในระบบ เช่น ชิ้นส่วนของปั๊ม  มอเตอร์ไฮดรอลิก  ลูกสูบ กระบอกสูบ  และส่วนประกอบต่างๆ ที่มีการเคลื่อนที่ โดยที่น้ำมันไฮดรอลิกจะมีสภาพเป็นแผ่นฟิล์มบางๆ กั้นระหว่างผิวสัมผัสของผิวสัมผัสของชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนที่เสียดสีกัน ทั้งในขณะที่ระบบทำงานและหยุดนิ่ง  ฟิล์มน้ำมันไฮดรอลิกจะช่วยในการหล่อลื่นเพื่อลดการเสียดสีของผิวสัมผัสระหว่างแกนวาล์วกับผนังภายในตัววาล์ว  แผ่นฟิล์มดังกล่าวจะต้องมีความหนืดพอเหมาะที่จะแทรกซึมเข้าไปในรูเล็กๆ และรอยต่อของชิ้นส่วนภายในอุปกรณ์

3. การป้องกันรั่วซึมระหว่างช่องว่างของชิ้นส่วน  น้ำมันไฮดรอลิกจะทำหน้าที่เป็นซีล  เพื่อให้มีการรั่วซึมเกิดขึ้นน้อยที่สุดภายในชิ้นส่วนของอุปกรณ์ในระบบไฮดรอลิกเมื่อมีความดันเกิดขึ้น  การซีลนี้จะขึ้นอยู่กับความหนืดของน้ำมันไฮดรอลิกแต่ละชนิด

4. การระบายความร้อน  การไหลเวียนของน้ำมันไฮดรอลิกในระบบขณะการทำงาน  จะช่วยถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ต่างๆ อันเนื่องมาจากการสูญเสียกำลังงานในระบบความร้อนนี้  จะถูกพาไปโดยน้ำมันและไหลลงสู่ถังพัก  แล้วแผ่กระจายความร้อนผ่านผนังของถังพัก

คุณภาพของน้ำมันไฮดรอลิก

1. มีความหนืดพอเหมาะและดัชนีความหนืดสูง  น้ำมันไฮดรอลิกที่มีคุณภาพดีจะต้องมีค่าความหนืดคงที่แม้ว่าอุณหภูมิในการทำงานจะเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ความหนืดของน้ำมันไฮดรอลิกยังมีผลต่อการหล่อลื่นระหว่างผิวสัมผัสของอุปกรณ์ต่างๆ กล่าวคือ ถ้าความหนืดมากจะป้องกันการสึกหรอได้ดี   อย่างไรก็ตามถ้าหากมีความหนืดมากเกินไปก็ไม่เป็นผลดีต่อการหล่อลื่น  เนื่องจากทำให้การเคลื่อนตัวของน้ำมันไหลไปมาไม่สะดวก  
2. มีจุดข้นแข็งต่ำ  น้ำมันไฮดรอลิกควรมีจุดข้นแข็งต่ำกว่าอุณหภูมิที่ระบบไฮดรอลิกทำงานและจุดข้นแข็งนี้จะมีปัญหาก็ต่อเมื่อระบบไฮดรอลิกต้องทำงานในที่ที่อุณหภูมิต่ำกว่าปกติ
3. คุณภาพของน้ำมันจะต้องไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงถึงแม้อุณหภูมิในการทำงานจะสูง
4. มีคุณภาพการหล่อลื่นที่ดี
5. ต้านทานการเกิดออกไซด์ได้ดี
6. มีความคงที่และช่วยให้ไม่สิ้นเปลืองในการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันบ่อยๆ
7. มีคุณภาพคงที่ถึงแม้อุณหภูมิในการทำงานจะเปลี่ยนแปลงมาก
8. ต้านทานการเกิดสนิม
9. ช่วยป้องกันการกัดกร่อนโลหะ ชิ้นส่วนของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบไฮดรอลิกส่วนใหญ่ทำด้วยโลหะ ดังนั้นน้ำมันไฮดรอลิกจะต้องไม่มีฤทธิ์ของความเป็นกรดซึ่งจะมีอันตรายต่ออุปกรณ์ได้
10. สามารถเข้ากับยาง ซีล  ปะเก็น  และสีได้เป็นอย่างดี
11.  ต้านทานต่อการเกิดฟอง
12. มีความสามารถแยกตัวจากน้ำได้ดี
13. ทนไฟ
14. มีความสามารถในการอัดตัวต่ำ คือ น้ำมันไฮดรอลิกต้องไม่ยุบตัวตามความดันเมื่อถูกยุบตัว
15.  ไม่จับตัวเป็นก้อนหรือยางเหนียว

ชนิดของน้ำมันไฮดรอลิก

น้ำมันไฮดรอลิกมีให้เลือกใช้มากมายหลายชนิด  การเลือกใช้ให้ถูกต้องจะต้องพิจารณาถึงวิธีการทำงานของระบบเป็นหลักรวมทั้งสภาพการทำงานของเครื่องด้วย  โดยทั่วไปน้ำมันไฮดรอลิกถูกจัดแบ่งตามลักษณะของการผลิตได้  2  ประเภท  คือ น้ำมันปิโตรเลียม  และ น้ำมันทนไฟ  น้ำมันไฮดรอลิกที่สกัดจากน้ำมันปิโตรเลียมจะมีความหนืดใกล้เคียงกับน้ำมันเทอร์ไบน์  ประกอบด้วยส่วนผสมที่มีคุณสมบัติที่ต้องการในน้ำไฮดรอลิก  ดังนั้นน้ำมันเทอร์ไบน์และน้ำมันปิโตรเลียมจึงเหมาะสำหรับระบบไฮดรอลิกทั่วไป  แต่สำหรับระบบที่อยู่ในสภาพที่มีการรั่วและทำงานในอุณหภูมิสูงหรือน้ำมันระเหยซึ่งอาจทำให้เกิดการเผาไหม้ได้   ควรจะใช้น้ำมันไฮดรอลิกประเภทน้ำมันทนไฟ ซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์แตกต่างจากน้ำมันปิโตรเลียม   ส่วนความสามารถในการทนไฟนั้นจะขึ้นอยู่กับชนิดของน้ำมันทนไฟที่ใช้กับระบบ

น้ำมันไฮดรอลิกประเภทน้ำมันปิโตรเลียมและน้ำมันทนไฟนั้น  สามารถแบ่งออกได้อีกหลายชนิดที่นิยมใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1

น้ำมันปิโตรเลียม  เป็นน้ำมันที่นิยมใช้กับระบบไฮดรอลิก คุณสมบัติของน้ำมันปิโตรเลียมขึ้นอยู่กับปัจจัย  3  ประการ ดังนี้

1.  ชนิดของน้ำมันดิบ
2.  วิธีการและระดับการกลั่น
3.  สารประกอบที่ใช้

โดยทั่วไปน้ำมันไฮดรอลิกชนิดนี้มีคุณสมบัติในการหล่อลื่นดีเยี่ยม  โดยเฉพาะน้ำมันดิบบางชนิดมีคุณสมบัติ ในการต้านทานความสึกกร่อน  ต้านทานการเกิดสนิม  ในอุณหภูมิสูงๆ  มีดัชนีความหนืดสูงและมีความสามารถในการซีลดีมาก  อย่างไรก็ตาม    ข้อเสียที่สำคัญของน้ำมันปิโตรเลียมก็คือเป็นน้ำมันที่ติดไฟได้  ดังนั้นจึงไม่เหมาะสมใช้กับงานที่อยู่ใกล้กับเปลวไฟ  เช่น งานหล่อแม่พิมพ์  เตาเผาเหล็ก  เพราะถ้าท่อน้ำมันไฮดรอลิกแตกหรือรั่ว  น้ำมันอาจลุกติดไฟได้

น้ำมันทนไฟ  น้ำมันไฮดรอลิกชนิดนี้จะใช้ในกรณีที่ระบบต้องทำงานในที่ที่มีอุณหภูมิสูง  หรือในที่ที่อาจจะมีการติดไฟได้ง่ายเมื่อมีการรั่วซึมของน้ำมันในระบบ  แบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ๆ  ได้ 2  ประเภทคือ  น้ำมันที่ผลิตจากสารเคมีสังเคราะห์  และน้ำมันที่มีน้ำผสมอยู่

สาเหตุสำคัญของการเกิดการติดไฟไหม้ในการใช้งานระบบไฮดรอลิก  เช่น

1. น้ำมันระเหยไปถูกไฟ
2. น้ำมันไหลไปถูกอุปกรณ์ที่มีความร้อน
3. ผ้าเปื้อนน้ำมันหรือคราบน้ำมันที่ผิวอุปกรณ์เกิดติดไฟ
    

ข้อจำกัดในการใช้น้ำมันไฮดรอลิก

ในการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันไฮดรอลิก นั้น ควรสังเกตและตรวจสอบสภาพน้ำมันอยู่เป็นประจำ ควรให้น้ำมันอยู่สภาพเป็นปกติเพื่อจะได้ไม่ต้องเสียเวลาและค่าใช้จ่าย  ในการทำความสะอาดอุปกรณ์ทั้งระบบ  ดังนั้น ควรสังเกตการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันไฮดรอลิกเมื่อมีสภาพต่อไปนี้

เมื่อน้ำมันเปลี่ยนสภาพไปจากเดิม โดยปกติแล้วน้ำมันใหม่จะมีจะมีคุณภาพตามมาตรฐานตามที่ผู้ผลิตกำหนด ตามสเปคข้อกำหนดส่วนใหญ่แล้วจะระบุไว้ขนาดถังเพื่อให้ผู้ใช้รู้ถึงคุณภาพของน้ำมันที่ใช้กับระบบไฮดรอลิก ดังนั้นเราตรวจสอบสภาพให้อยู่สภาพปกติออยู่เสมอ การตรวจสอบสภาพของพิจารณาจากตารางที่ 1

• เมื่อน้ำมันมีสิ่งสกปรกปะปน  การที่น้ำมันไฮดรอลิกมีสิ่งสกปรกปะปน  จะทำให้อุปกรณ์ชำรุดและเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะในช่องว่างระหว่างอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่แคบมากๆ  จึงมีการตรสจสอบในช่วงเวลาพักการทำงานโดยใช้ไมโครสโคป  เพื่อวัดขนาดนับจำนวนหรือชั่งน้ำหนักทั้งหมดของสิ่งที่ปะปนในน้ำมันไฮดรอลิก

ตารางที่ 2 ปริมาณจำกัดของสิ่งสกปรก

• เมื่อน้ำมันปะปนอยู่ในน้ำมัน   การที่น้ำมันไฮดรอลิกมีน้ำปะปนอบยู่ในน้ำมันซึงจะทำให้สีของน้ำมันมีการเปลี่ยนแปลงและการไหลเวียนน้ำมันในระบบไม่สมบูรณ์เนื่องมาจากการน้ำเป็นตัวกั้นกลางน้ำมันมีผลทำให้อุปกรณ์ไฮดรอลิกเกิดการเสียหายได้ ดังนั้นควรต้องหมั่นตรวจสภาพของน้ำในน้ำมันไฮดอรลิกอยู่เป็นประจำด้วย

ตารางที่ 3 ปริมาณจำกัดของน้ำ

หมายเหตุ    ค่าน้ำมันที่ไม่มีสิ่งปะปนควรประมาณ ½ ของค่าที่ระบุไว้ในตาราง        ค่า  1  ppm   =  1/1,000,000

สรุป

น้ำมันไฮดรอลิกเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในระบบไฮดรอลิก  เพราะถ้าปราศจากน้ำมันไฮดรอลิก ระบบก็ไม่สามารถทำงานได้ หรือถ้าเลือกใช้น้ำมันไฮดรอลิกผิดประเภทไม่เหมาะสมกับเครื่องจักรตามบริษัทผู้ผลิตได้กำหนดไว้   เครื่องจักรจะทำงานได้ไม่เต็มที่หรืออาจจะขัดข้องไปทั้งระบบ  เนื่องจากเครื่องจักรต่างๆ  ที่ใช้ระบบไฮดรอลิกมีลักษณะของการใช้แรงไม่เหมือนกัน และระยะเบียดของชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่างๆ ภายในเครื่องจักรไม่เท่ากันรวมทั้งอุณหภูมิในการทำงานของเครื่องจักรแต่ละชนิดด้วย 

ดังนั้นการเลือกใช้น้ำมันไฮดรอลิกแต่ละชนิด  จะต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งานตามบริษัทผู้ผลิตกำหนดไว้  ถึงแม้ว่าเราจะเลือกใช้ชนิดของน้ำมันไฮดรอลิกได้อย่างถูกต้องแล้วก็ตาม  ในขณะใช้งานก็ยังควรต้องดูแลบำรุงรักษาน้ำมันไฮดรอลิกให้อยู่สภาพดี  คือ ต้องสะอาด  มีอุณหภูมิพอเหมาะ และควรต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำมันใหม่เมื่อครบอายุการใช้งาน  รวมทั้งควรต้องตรวจสอบให้มีน้ำมันไฮดรอลิกอยู่ในระดับที่พอเพียงสำหรับการใช้งานในระบบอย่างสม่ำเสมอ