ดัชนีความหนืดคืออะไร?

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อดัชนีความหนืด

ค่าดัชนีความแรงเชิงปริมาตร (VI) ของของเหลวขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักสองประการ:

1. ประเภทน้ำมันพื้นฐาน:

• น้ำมันแร่(จากน้ำมันดิบ): โดยทั่วไปแล้วน้ำมันเหล่านี้จะมีค่าดัชนีความหนืดต่ำกว่า (เช่น 80–120) ซึ่งหมายความว่าความหนืดของน้ำมันเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิมากกว่า
• น้ำมันสังเคราะห์(เช่น โพลีอัลฟาโอเลฟินหรือเอสเทอร์): สารเหล่านี้มักมีค่าดัชนีความระเหย (VI) สูงกว่า (เช่น 120–200) ทำให้มีความเสถียรที่ดีกว่าในช่วงอุณหภูมิต่างๆ
• น้ำมันพืชหรือน้ำมันชีวภาพ: ค่า VI มีความหลากหลาย แต่โดยทั่วไปมักอยู่ในระดับปานกลาง ขึ้นอยู่กับแหล่งข้อมูล

1. สารเติมแต่ง: สารเคมีพิเศษที่เรียกว่าสารเพิ่มค่าดัชนีความหนืดสารเพิ่มดัชนีความเขียว (VIIs) ถูกเติมลงในน้ำมันเพื่อเพิ่มค่าดัชนีความเขียว สารเติมแต่งเหล่านี้เป็นพอลิเมอร์ที่ขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน ช่วยให้น้ำมันไม่เหลวเกินไป และหดตัวเมื่อเย็นลง ป้องกันไม่ให้น้ำมันข้นเกินไป

เหตุใดค่า VI จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกใช้ของเหลว

การเลือกของเหลวที่มีค่าดัชนีหักเหของแสง (VI) ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับงานที่อุณหภูมิผันผวน เช่น:

• เครื่องยนต์ยานยนต์น้ำมันเครื่องที่มีค่าดัชนีหักเหสูง (เช่น น้ำมันสังเคราะห์ 5W-30) ช่วยให้สตาร์ทเครื่องยนต์ในสภาพอากาศเย็นได้อย่างราบรื่น และปกป้องเครื่องยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิการทำงานสูง
• ระบบไฮดรอลิกในเครื่องจักรกลก่อสร้าง สารหล่อลื่นที่มีค่าดัชนีหักเหสูงจะช่วยรักษาการส่งกำลังให้คงที่ในสภาพแวดล้อมที่หนาวจัดหรือร้อนจัด
• เครื่องจักรกลอุตสาหกรรมสารหล่อลื่นที่มีค่าดัชนีหักเหสูง (High-VI) ช่วยลดการสึกหรอและการสูญเสียพลังงานในเกียร์หรือคอมเพรสเซอร์ที่ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง

ตัวอย่างเช่น ในสภาพอากาศหนาวเย็น รถขุดไฮดรอลิกที่ใช้ของเหลวที่มีดัชนีหักเหต่ำอาจทำงานช้าลงในตอนเช้า ทำให้งานล่าช้าและทำให้ชิ้นส่วนต่างๆ เสียหาย ของเหลวที่มีดัชนีหักเหสูงจะช่วยให้ระบบตอบสนองได้ดีและมีประสิทธิภาพ

การแสดงภาพดัชนีความหนืด

ลองนึกภาพกราฟเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงความหนืดของน้ำมันสองชนิดตามอุณหภูมิ:

• แกน X: อุณหภูมิ (เช่น ตั้งแต่ -20°C ถึง 100°C)
• แกน Y: ความหนืด (ความข้นหรือความเหลวของของเหลว)
• น้ำมันที่มีดัชนีความหนืดต่ำเส้นกราฟมีความชันสูงมาก แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงความหนืดอย่างมาก กล่าวคือ มีความหนืดสูงมากที่อุณหภูมิต่ำ และมีความหนืดต่ำมากที่อุณหภูมิสูง
• น้ำมันที่มีค่าดัชนีหักเหสูงเส้นกราฟมีความราบเรียบกว่า แสดงให้เห็นว่าความหนืดคงที่มากขึ้นในช่วงอุณหภูมิเดียวกัน

ความแตกต่างนี้เองที่เป็นเหตุผลว่าทำไมน้ำมันที่มีค่าดัชนีหักเหสูงจึงเป็นที่นิยมใช้ในงานที่ต้องการประสิทธิภาพสูง เพราะให้ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้และเชื่อถือได้

ประเด็นสำคัญ

• ดัชนีความหนืด (VI)เป็นการวัดความคงที่ของความหนืดของของเหลวเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง
• สูง VI= ความหนืดคงที่ เหมาะสำหรับช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (เช่น น้ำมันสังเคราะห์)
• ดัชนีความเขียวต่ำ= ความหนืดเปลี่ยนแปลงมาก ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาในสภาพอากาศหนาวหรือร้อนจัด
• ผลกระทบในโลกแห่งความเป็นจริงของเหลวที่มีค่าดัชนีหักเหสูง (High-VI) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและปกป้องเครื่องยนต์ ระบบไฮดรอลิก และเครื่องจักร โดยลดการสึกหรอและรับประกันการทำงานที่ราบรื่น
• ปัจจัยชนิดของน้ำมันพื้นฐาน (น้ำมันแร่หรือน้ำมันสังเคราะห์) และสารเติมแต่ง เช่น สารเพิ่มดัชนีความหนืด เป็นตัวกำหนดค่าดัชนีความหนืด (VI)

ด้วยการเลือกใช้ของเหลวที่มีค่าดัชนีความหนืด (VI) ที่เหมาะสม วิศวกรและช่างเทคนิคสามารถมั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ไม่ว่าสภาพอากาศหรือสภาวะการทำงานจะเป็นอย่างไรก็ตาม