ปัญหาของฟิลเตอร์แบบกระดาษพับ Pleated Paper Oil Filter สำหรับกรอง Solid Particle

ฟิลเตอร์กระดาษที่ใช้เยื้อไม้เป็นวัสดุจะมีร่องรูขนาดเล็กสุดได้เพียง 10 microns แบบ Nominal Value ซึ่งเป็นขีดจำกัดสูงสุดที่เยื้อกระดาษจะทำได้ แต่ขนาด 10 microns ยังมีขนาดใหญ่เกินไปไม่สามารถทำความสะอาดในนำ้มันประเภทไฮดรอลิก ดังนั้นฟิลเตอร์กระดาษจำเป็นต้องเปลี่ยนมาใช้วัสดุที่ทำมาจากพลาสติก Fiber materials ประเภท Rayon, Polyester, Nylon ที่มีโครงสร้างออกมาในรูปเส้นใยไฟเบอร์ที่จับกันเป็นแผ่นที่ร่องรูขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 6 microns แบบ Absolute Value ได้

ฟิลเตอร์กระดาษพลาสติกเหล่านี้เป็นแหล่งของ Concurring Oil Oxidation ประเภทที่มาจากไฟฟ้าสถิตย์ Electrostatic Charge ซึ่งเกิดจากนำ้มันไหลผ่านเสียดสีกับวัสดุฟิลเตอร์ทำให้ประจุไฟฟฟ้าสถิตย์เกิดสะสมในนำ้มันที่ไหลกระจายไปทั่วภายในอุปกรณ์ของเครื่องจักร Electrified Oil นี้ทำให้เกิดปฎิกิริยา Oxidation กับนำ้มัน

ขบวนการสึกกร่อน Internal Corrosion จึงเริ่มเกิดมาจากวัสดุที่ใช้ทำ Filter Materials ที่ทำมาจากพลาสติก การสึกกร่อนจะเกิดขึ้นภายในชิ้นส่วน อุปกรณ์ภายในเครื่องจักร มีผลมาจากประจุ + และประจุ – ที่สะสมจาก Electrostatic Charge ในนำ้มัน

การแลกเปลี่ยนของประจุไฟฟ้าในนำ้มัน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และมีการ spark ของประจุไฟฟ้าไปเร่งให้เกิดปฎิกริยาทางเคมีที่เรียกว่า Auto Oxidation or Concurring Oxidation ในนำ้มันที่มาจากการไหลเวียน แลกเปลี่ยนของ Free Radicals การเกิดประจุไฟฟ้ามักจะเกิดง่ายขึ้นในนำ้มันที่มี Viscosity ตำ่ มีค่า Conductivity ตำ่ และมีค่านำ้น้อย หรือนำ้มันแห้ง สภาพสถานการณ์เหล่านี้มักจะเกิดใน Transformer Oil ประจุไฟฟ้าจะเกิดได้ง่าย

เหตุการณ์เหล่านี้ได้เกิดในอเมริกาหลายสิบปีแล้ว เพราะเรามีนักวิเคราะห์ นักวิจัยค้นคว่า พัฒนาอยูตลอดเวลา ดังนั้น OilPure จึงอยากจะแชร์ประการณ์ความรู้ให้กับปัญหาที่มีอยู่ มองไม่เห็นให้อุตสาหกรรมไทย และวิธีป้องกัน

ปัญหาภายในฟิลเตอร์เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ Flow Rate และ Friction บนผิวฟิลเตอร์ ซึ่งผู้ใช้ไม่เคยรู้เลยว่ามีสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้น ผู้ใช้คิดเพียงแต่ควบคุมค่า NAS จาก Solid Particle ให้ได้ก็เก่งแล้ว Micron Rating ยิ่งตำ่ ก็ยิ่งเกิด Oil Friction มากขึ้น เลยคิดว่านำ้มันยิ่งสะอาดยิ่งดี มันจึงเป็นเรื่องการรู้เท่าไม่ถึงการณ์

• การสังเกตุเหตุการณ์ดูในเครื่องจักรที่ Pleated Paper Filter สร้าง Oxidation ให้กับระบบ
  • ให้มองดูที่ถัง Oil Reservoir Sight Gauge จะเห็นการเปลี่ยนสีของท่อแก้วหรือพลาสติกเป็นสีนำ้ตาลที่มีรอยด่างๆ สกปรกที่ไม่ปกติ และไม่สามารถเช็ดออกได้
  • ให้บริเวนด้านในกำแพงของถัง Oil Reservoir โดยใช้ไฟฉายส่อดู จะเห็นคราบสีนำ้ตาลติดที่ขอบกำแพงของถังและเช็ดไม่ออกเช่นกัน

สัญญานที่มองเห็นเหล่านี้คือ การสึกกร่อนภายในของชิ้นส่วน Internal Corrosion Component ทื่มาจาก Concurring Oil Oxidation ของ Oil Filter ที่ใช้อยู่นั่นเอง ดังนั้นฟิลเตอร์ที่ใช้กันส่วนใหญ่ คือตัวสร้างปัญหา เกิดสิ่งสกปรกที่มาจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในนำ้มันเมื่อเกิดประจุไฟฟ้าขึ้น เครื่องจักรจึงเกิดการสึกหรอเสื่อมโทรมขึ้นมาจากภายใน โดยที่ผู้ใช้ไม่รู้เลย และไม่รู้ตัวที่ปัญหาเหล่านี้มาจาก Oil Filer ที่ใช้อยู่นั่นเอง

ปัญหาของการใช้ Pleated Paper Filter มากรองนำ้มันที่มีความหนืดสูง High Viscosity Oil

ผู้ใช้งานกรองนำ้มันมักจะเข้าใจผิด คิดว่าฟิลเตอร์กระดาษจกรองนำ้มันได้ทุกชนิดซึ่งไม่เป็นความจริง Pleated Paper Filter มีขีดความจำกัดจะไม่สามารถใช้กรองกับนำ้มันที่มีความหนืดของ Viscosity เกิน ISO 220, 320, 460, 680 grades เนื่องจากมีปัญหาเรื่อง Pressure Drop ระหว่างผิวกระดาษก่อนกรองและผิวกระดาษหลังแผ่นฟิลเตอร์ ทำให้แรงของปั้มผลักและกระชาก Pressure Surge เกิดแรงต้านภายใน ทำให้สิ่งสกปรกที่ติดในกระดาษหลุดรอดออกมาคืนในระบบหล่อลื่น ทำให้การกรองล้มเหลวหรือ Poor Filtration Efficiency โดยเฉพาะ Low Micron Filter ที่ตำ่กว่า 10 micron ลงมา ยิ่งทำให้เกิด Oil Pressure Drop สูงขึ้นเนื่องจากมีแรงต้านสูงขึ้น จากผิวเนื้อกระดาษที่ละเอียดขึ้น

High Oil Pressure ไม่ใช่ปัญหาของการกรองนำ้มัน ถ้าฟิลเตอร์ชนิดนั้นถ้าผลิตมาเหมาะสมใช้งาน High Pressure ได้ถูกต้อง แต่ตัวปัญหาใหญ่ที่ทำให้ประสิทธิภาพการกรองลดลงคือ Pressure Surge แรงกระชากที่มาจาก Pressure Drop นั่นเอง

ดังนั้นผู้ใช้ฟิลเตอร์กระดาษจึงใช้วิธีที่ไม่ถูกต้อง ด้วยการเพิ่มความร้อน Heat นำ้มันให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นไปเป็นอย่างตำ่ที่ 80 °C- 85 °C โดยเชื่อว่าที่อุณหภูมิสูงจะทำให้ Oil Viscosity ลดลง นำ้มันจะสามารถวิ่งผ่านเนื้อฟิลเตอร์ โดยไม่ติดปัญหา Oil Pressure Drop แต่ว่านำ้มันที่อุณหภูมิเกิน 80 °C ขึ้นไปจะมีผลเกิดปฎิกิริยา Oxidation และความเป็นกรดสูงขึ้นทันที และทุกๆ 1 °C ของอุณหภูมิของนำ้มันที่เพิ่มเกิน 80 °C ขึ้นไป จะมีผลให้ปฎิกิริยา Oxidation และความเป็นกรดเพิ่มขึ้นถึง 300% เพียงไม่กี่อาทิตย์นำ้มันนี้ก็จะใช้ไม่ได้เกิด Oil Breakdown ทำให้เครื่องจักรพังเสียหายตามมาทันที

ความเข้าใจผิดในการเลือกใช้ Oil Filter

ในขณะที่ผู้ใช้เครื่องจักรขาดความรู้ที่แท้จริงทาง Tribology ในส่วนที่ไม่มีการป้องกันและไม่มีเครื่องมืออุปกรณ์ที่ถูกต้องในการควบคุมความสกปรกของนำ้มัน Oil Contamination Control เช่นใช้ Oil Filter ผิดประเภทมาตลอด จะยกตัวอย่างที่เข้าใจผิดดังนี้

• ผู้ใช้อ้างว่าได้ติดตั้ง Oil Filter ขนาด 1 micron หรือ 3 microns ในระบบ Hydraulic system แล้ว นำ้มันไม่ควรจะสะอาดแล้วไม่มีปัญหาแน่นอน คำอธิบายให้เข้าใจผิดในข้อนี้คือ
  1. จุดติดตั้ง Oil Filter ในระบบ Hydraulic system จะมีเพียง 2 จุดเท่านั้น
     • จุดแรกคือ ระหว่าง หลัง Hydraulic pump และ Valve Manifolds ในระบบซึ่งจะมี Oil Pressure สูงสุดถึง 3,000-5,000 psi ขึ้นอยู่กับขนาดกำลังของ Hydraulic นำ้มันจะต้องวิ่งผ่าน Filter นี้ที่เรียกว่า High Oil Pressure Filter จะตันไม่ได้ต้องมี Oil Flow ไหลผ่านตลอดอย่างสม่ำเสมอและ มี Oil Pressure Drop สูงสุดอยู่ได้ไม่เกิน 0.1 ถึง 0.3 psi เท่านั้น
       1. การใช้ Oil Filter ขนาด 1-3 microns จะไปอุดตันการไหลทันที ทำให้นำ้มัน Hydraulic oil ไม่สามารถไหลไปตามอุปกรณ์ต่างด้วย Flow Rate และ Differential Oil Pressure ที่กำหนดไว้ในระบบ เครื่องจักรก็จะไม่สามารถทำงานตามที่ถูกสร้าง ถูกกำหนดไว้ได้ ทำให้สินค้าเสียหายบกพร่องตามมาทันที ดังนี้การอ้างว่ามีการใช้ Oil Filter ขนาด 1 micron หรือ 3 microns จึงเป็นไปไม่ได้ ไม่เป็นความจริง ทำไม่ได้ เครื่องจักรจะหยุดทำงานทันทีอย่างอัตโนมัต เพราะ Pressure Differential Sensor shuts down the machine.
       2. การใช้ High Pressure Oil Filter จะต้องใช้ถูกชนิด ถูกประเภท มี Pressure Rating ที่ 3,000 psi หรือ 4,000 psi หรือ 5,000 psi ตามขนาดกำลังของเครื่องจักร ไม่งั้นจะใช้ไม่ได้ แล้วขนาดทั่วไปของ High Pressure Oil Filter จะอยู่ที่ 25-50 microns ในระดับ Nominal Value Filter ชึ่งหมายถึง Filter นี้จะสามารถกรองได้จริงที่ 50-75 micron ในระดับ Absolute Value Filter เท่านั้นถ้าละเอียดกว่านี้จะใช้ไม่ได้ จะมีผู้ใช้กี่รายที่เข้าใจการเลือกซื้อ Oil Filter ที่ถูกประเภท เข้าใจค่า Absolute Value Rating และ Nominal Value Rating ของ Filter, อ่านค่า Beta Ratio ของ Oil Filter, เข้าใจถึง Filtration Efficiency Rating และขนาดความจุของ Dirt Holding Capacity in milligrams per gram ของ Filter เรื่องความรู้ ความเข้าใจ Filtration Technology เหล่านี้คนขายและวิศวกรช่วยเหลือ ก็ไม่มีความรู้ความเข้าใจอีกด้วย จึงขายๆ มันตามเอกสาร Brochure มั่วๆ ไป ผู้ใช้ยิ่งไม่รู้เท่าไรก็ยิ่ง มั่วให้ได้ยอดขายได้ง่ายยิ่งขึ้น
       3. High Pressure Oil Filter จะต้องมีความสามารถในการรับ แรงกระชาก แรงกระตุก แรงกระแทกที่เรียกว่า Oil Pressure Surge อย่างฉับพลันอย่างมหาศาลในเวลาเสี้ยววินาทีอีกด้วย Oil Pressure Surge นี้เกิดมาจากการเปลี่ยนถ่ายพลังงานของ Hydraulic Filter ในระบบที่เกิดขึ้นตลอดเวลาทุกๆ นาที ดังนั้น High Oil Pressure ไม่ใช่ตัวสร้างปัญหาบน Oil Filter แต่แรงกระชาก แรงกระตุก Oil Pressure Surge ต่างหากที่เป็นตัวไปเขย่า กระฉากให้สิ่งสกปรกที่ได้ติดอยู่บนผิวเนื้อกระดาษของ Filter หลุดออก ทะลุทะลวงไหลผ่านร่องรอด ตระแกรงของเนื้อ Filter ที่เรียก Dirt Migration หรือการ Dirt Blow By ทะลุออกไป ดังนั้น Oil Pressure Surge จึงเป็นสำคัญที่ทำให้ Oil Filter ไม่ได้กรองสิ่งสกปรกหรือ Dirt ที่แท้จริงออกจากนำ้มัน ดังที่ได้ประกาศแจ้งไว้หรือใน Brochure ความจริงมันไม่เกิดตามที่ Specification เขียนไว้ นี่คือเหตุที่เครื่องจักรก็ยังคงเสียหายซ่อมบำรุงอยู่บ่อยๆ และจะแย่ขึ้นเรื่อยๆ ตามมา ถ้าทำถูกต้องแล้วปัญหาเหล่านี้ไม่ควรจะเกิด ปัญหาเครื่องจักรจะต้องลดน้อยลงกว่า 80% จากเดิมขึ้นไป
     • จุดที่สองคือ Return Line ของระบบ Hydraulic system นำ้มันไหลกลับไปสู่ถังนำ้มันใน Oil Reservoir เมื่อปั้มดูดนำ้มันจากถัง Oil Reservoir อัดผ่านอุปกรณ์ต่าง Valve Manifolds, Servo Valve, Proportional Valve, Cylinder ต่างๆ ตาม Hydraulic cycle นำ้มันก็ไหลกลับคืนไหลไปสู่ถังนำ้มัน Return Line Oil Filter จะถูกติดตั้งในจุดสุดท้ายก่อนกลับคืนสู่ถังนำ้มัน ที่จุดนี้จะมี Pressure Regulating Valve ติดอยู่ด้วยเพื่อกัน Back Flow การไหลกลับ
       1. การใช้ Oil Filter ขนาด 1-3 microns จะไปอุดตันการไหลกลับคืนถังนำ้มันที่ต้องหล่นลงมาด้วยบรรยากาศโลก เมื่อ Oil Filter ขนาด 1-3 microns จะถูกอุดตันได้ง่าย หรือ High Oil Pressure Drop จะทำให้ Pressure Regulating Valve เปิดเพื่อป้องกันการไหลกลับ ดังนั้นนำ้มันก็จะไม่ยอมไหลผ่าน Oil Filter และจะไหลอ้อมผ่าน By-pass Pressure Regulating Valve นำ้มันในถังก็จะไม่ถูกกรองอย่างเข้าใจไว้ ทุกครั้งที่มีการสุมตัวอย่างออกม่า จะไม่เห็นความสะอาดเกิดขึ้นในนำ้มันในถัง
       2. Oil Filter ขนาด 1-3 microns ผิดประเภท Oil Filter ขนาดตำ่สุดที่ทำได้คือ Oil Filter ขนาด 6 microns ถ้าละเอียดกว่านี้ Oil Flow กว่า 90% วิ่งอ้อมออกทาง By-Pass Pressure Regulating Valve นำ้มันก็ไม่ถูกกรองอย่างที่คาดไว้
       3. การใช้ Oil Filter ขนาด 6 microns ที่ใช้วัสดุที่ทำมาจากพลาสติกเช่น Polyester, Rayon, Nylon ดังนั้น Friction บนผิวฟิล์เตอร์ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตย์ Electrostatic ในนำ้มัน เกิดปัญหาซ่อนเร้น Concurring Oil Oxidation หรือ Auto Oxidation ในนำ้มันเกิดความเป็นกรดสูงขึ้น TAN Total Acid Number เกิดปัญหายางเหนียว Oxidation By-products, Oil Additive Depletion เกิดความเสียหายกับเครื่องจักร และทำให้นำ้มันที่ใช้อยู่มีอายุสั้นลงอย่างรวดเร็ว ต้นตอปัญหา Oil Oxidation ที่ซ่อนเร้นสืบเนื่องมาจาก Oil Filter เหล่านี้นั้นเองซึ่ง ผู้ใช้ไม่เคยมีความรู้ และคาดไม่ถึงว่าปัญหาจะมีต้นตอมาจาก Low Micron Oil Filter ที่ใช้อยู่นั่นเอง
• ผู้ใช้อ้างว่าได้ติดตั้ง Oil Filter ขนาด 3 microns ในระบบ Gear Box ที่ใช้นำ้มันเกียร์ที่มี Viscosity เกิน ISO 220 Grade นั้นเป็นไปไม่ได้ดังนี้
  • นำ้มันเกียร์ที่มี Viscosity เกิน ISO 220 จะไม่สามารถใช้ Oil Filter ขนาดตำ่ว่า 75-100 microns ได้ Oil Filter จะตันทันที จะทำให้มีนำ้มันไหล Flow Rate ไปหล่อลื่นเกียร์ได้เพียงพอ เกิดความเสียหายกับเฟืองเกียร์และ Bearing
  • ถ้าผู้ใช้ยังอัางว่าสามารถใช้ Low Micron Oil Filter ได้ก็แสดงว่าผู้ใช้ใส่ Oil Heater เข้าไปเพื่อเพิ่มอุณหภูมินำ้มันให้เกิน 85 °C เพื่อลดความหนืด Oil Viscosity เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น นำ้มันที่อุณหภูมิเกิน จะทำให้เกิดปฎิกิริยา Oil Oxidation ขึ้นมาอย่างมากมาย นำ้มันก็จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว ผู้ใช้มักจะรู้เท่าไม่ถึงการณ์ในความรู้เรื่องนี้ และผู้ขายฟิลเตอร์และผู้ขายนำ้มันก็ไม่รู้ ไม่สนใจ มัวคิดแต่จะขายหาเงินอย่างเดียว
• Oil Filter ที่สามารถกรองได้ตำ่กว่าระดับ 10 micron ลงไปจะต้องทำมาจากพลาสติกวัสดุที่เป็น Polyester, Rayon, Nylon เท่านั้น จะใช้เนื้อกระดาษที่มาจากเปลือกไม้หรือ Cellulose ไม่ได้ แต่วัสดุที่ทำจาก Cellulose จะไม่ก่อให้เกิดปัญหาไฟฟ้าสถิตย์ Electrostatic ในนำ้มัน แต่ไม่สามารถจัดหา Low Micron Rating ได้ตามต้องการ
• การเลือกใช้ Oil Filter ผู้ใช้จำเป็นต้องเรียกถามข้อมูลเหล่านี้มาพิจารณาในการเลือก Oil Filter ที่ถูกต้องจากผู้ขายโดยพิจารณาข้อมูลดังนี้
  1. Absolute Value Rating ของ Filter ควรเลือกใช้ตั้งแต่ 6-15 micron ขึ้นไป สำหรับ Hydraulic system
  2. Nominal Value Rating ของ Filter ควรเลือกใช้ตั้งแต่ 25-50 micron ขึ้นไป สำหรับ Lube oil system
  3. Beta Ratio ของ Oil Filter ควรเลือกใช้ตั้งแต่ ß₆ @6 micron = 75 – 1,000 ขึ้นไป
  4. Filtration Efficiency Rating ควรเลือกใช้ตั้งแต่ 90% ขึ้นไป
  5. Dirt Holding Capacity ควรเลือกใช้ตั้งแต่ 300 – 800 milligrams per gram
  6. ชนิดของ Oil Filter Material ที่ใช้ทำมาจากวัสดุอะไรเช่น Polyester, Nylon, Rayon, Cellulose, Microfiber, Micro Glass แล้วเลือกใช้ให้ถูกประเภท ตามชนิด Flow Rate ที่มีใน Specifications ของเครื่องจักรเพื่อหลบหลีกปัญหาต่างๆ ที่ได้อธิบายอยู่ข้างต้น

The above information is based on our experiences with users and their comments who wishes the manufacturer can improve their products. Please review with good discretion.

© Copyright, August, 2021 เอกสารและข้อมูลในเว็บไซต์นี้มีลิขสิทธ์ ห้ามนำไปเผยแพร่หรือสื่อสารโดยมิได้รับอนุญาตจาก OilPure