เชื้อเพลิงเเละวัสดุหล่อลื่น

 หน่วยที่ 3 น้ำมันเบนซิน

น้ำมันเบนซิน เป็นน้ำมันที่ได้จากการปรุงแต่งคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นน้ำมันโดยตรง และอาจได้จากการแยกก๊าซธรรมชาติเหลวหรือแก๊สโซลีนธรรมชาติ น้ำมันเบนซินจะผสมสารเพิ่มคุณภาพเพื่อให้เหมาะกับการใช้งาน เช่น สารเพิ่มค่าออกเทน สารต้านการรวมตัวกับอากาศ สารเคมีสำหรับป้องกันสนิม ป้องกันการกัดกร่อนในถังน้ำมัน และท่อทางน้ำมัน รวมทั้งสารเคมีที่ช่วยทำความสะอาดคาร์บูเรเตอร์ จึงเหมาะที่จะใช้กับยานพาหนะ เช่น รถยนต์ รถจักรยานยนต์ หรือเครื่องยนต์ทั่วไป เช่น เครื่องสูบน้ำ เครื่องปั่นไฟขนาดเล็ก 

สำหรับประเทศไทยในปัจจุบันน้ำมันเบนซินที่ใช้กับเครื่องยนต์ทั่วไป 

แบ่งออกเป็น 3 ชนิด ได้แก่ 

1.) น้ำมันเบนซินธรรมดา (Regular gasoline) กำหนดให้มีค่าออกเทนไม่ต่ำกว่า 83 ปริมาณสารตะกั่วไม่เกิน 0.15 กรัมต่อลิตร ควรใช้กับเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนการอัด (Compression ratio) ต่ำกว่า 8:1 เช่น รถยนต์รุ่นเก่า เครื่องยนต์ขนาดเล็ก รถจักรยานยนต์ เครื่องตัดหญ้า เป็นต้น 

2.) น้ำมันเบนซินพิเศษ (Premium gasoline) กำหนดให้มีค่าออกเทนไม่ต่ำกว่า 95 ปริมาณสารตะกั่วไม่เกิน 0.15 กรัมต่อลิตร ควรใช้กับเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนการอัดประมาณ 8:1 ขึ้นไป เช่น รถยนต์นั่ง รถบรรทุกเล็ก รถจักรยานยนต์ เป็นต้น 

3.) น้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่ว (Unleaded gasoline) กำหนดให้มีค่าออกเทนไม่ต่อกว่า 95 ปริมาณสารตะกั่วไม่เกิน 0.013 กรัมต่อลิตร เป็นน้ำมันที่เพิ่มค่าออกเทนโดยการนำน้ำมันที่มีค่าออกเทนต่ำมาเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางโมเลกุลเพื่อให้มีค่าออกเทนสูงขึ้น โดยพยายามหลีกเลี่ยงการใช้สารประกอบของตะกั่วให้น้อยที่สุดหรือไม่ต้องใช้เลย ควรใช้กับเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนการอัดประมาณ 8:1 ขึ้นไป เช่นเดียวกับน้ำมันเบนซินชนิดพิเศษ แต่ควรเป็นเครื่องยนต์รุ่นใหม่ที่มีการออกแบบการใช้โลหะชนิดพิเศษในการทำบ่าลิ้น (Value seat) ของเครื่องยนต์ เพราะสารตะกั่วจะช่วยลดการสึกหรอของบ่าลิ้น ดังนั้น เครื่องยนต์ที่จะใช้กับน้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่วได้จึงต้องออกแบบสร้างบ่าลิ้นมาเป็นพิเศษเครื่องยนต์ที่ติดตั้งเครื่องกรองไอเสีย (Catalytic converter) ก็ต้องใช้น้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่วเท่านั้น เพราะถ้าใช้น้ำมันเบนซินที่ผสมสารตะกั่วมากจะทำให้ระบบเครื่องกรองไอเสียใช้งานไม่ได้ การใช้น้ำมันเบนซินที่มีค่าออกเทนต่ำจะทำให้เครื่องยนต์เสียกำลัง เกิดอาการน๊อค (Knock) ทำให้เครื่องยนต์สึกหรอเร็วขึ้น อายุการใช้งานสั้นลง การใช้น้ำมันเบนซินที่มีค่า ของ ออกเทนสูงกับเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนการอัดต่ำ ก็ไม่เกิดประโยชน์ต่อเครื่องยนต์มากนัก จะทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายเพิ่ม เพราะราคาน้ำมันเบนซินที่มีค่าออกเทนสูงราคาแพงกว่า การดัดแปลงเครื่องยนต์เบนซินที่ใช้น้ำมันเบนซินชนิดพิเศษอยู่แล้วให้มาใช้กับน้ำมันเบนซินชนิดธรรมดาโดยการปรับแต่เครื่องยนต์ เช่น การตั้งไฟให้อ่อนลงก็จะทำให้เครื่องยนต์ร้อน และเสียกำลัง จึงไม่ควรกระทำ เพราะจะมีผลเสียมากกว่า ส่วนสีในน้ำมันไม่ใช่เป็นตัวเพิ่มคุณภาพของน้ำมัน แต่การเติมสีในน้ำมันแสดงถึงความเป็นเนื้อเดียวกัน และต้องใส่สีเพื่อแสดงให้ทราบถึงเกรดของน้ำมันแต่ละชนิด ซึ่งไม่ได้มีกฎตายตัวของแต่ละประเทศ เช่น ประเทศไทยมีการเปลี่ยนแปลงสีของน้ำมันเบนซิน เพราะมีการปลอมปนอยู่เสมอ ทางราชการจึได้งกำหนดให้น้ำมันเบนซินชนิดพิเศษเป็นสีใสออกเหลืองนิด ๆ สำหรับเบนซินชนิดธรรมดาให้เป็นสีแดง ส่วนน้ำมันก๊าดให้เป็นสีน้ำเงิน ซึ่งน้ำมันเบนซินเป็นผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงที่ใช้กันอย่างกว้างขวางมากปัจจุบัน เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงที่ระเหยง่ายและไวไฟ จึงควรเก็บไว้ในที่ปลอดภัยให้ห่างจากความร้อนและประกายไฟ หรือแม้แต่สารเคมีประเภท strong oxidants เช่น คลอรีน ควรหลีกเลี่ยงการใช้น้ำมันเบนซินเป็นสารละลาย ในการล้างทำความสะอาด เพราะไอระเหยของน้ำมันเบนซินไวไฟ สามารถลุกติดไฟได้ง่ายหากมีเปลวไฟเพียงเล็กน้อย ควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสหรือการสูดดมไอระเหยของน้ำมันเบนซินโดยตรง เพราะจะทำให้เกิดอาการวิงเวียนศีรษะ และอาจหมดสติ ควรหลีกเลี่ยงการใช้ปากดูดสายน้ำมัน เพราะน้ำมันเบนซินเพียงเล็กน้อยสามารถจะทำอันตรายต่อปอดได้อย่างร้ายแรง การสัมผัสน้ำมันเบนซินโดยตรงเป็นเวลานาน ๆ หรือบ่อยครั้งอาจทำให้เกิดอาการระคายเคืองต่อผิวหนังได้ และอาจทำเกิดเป็นโรคผิวหนังเรื้อรัง แต่ถ้าหากมีความจำเป็นที่ต้องสัมผัสกับน้ำมันเบนซินแล้ว หลังจากเสร็จสิ้นจากงาน ควรรีบล้างทำความสะอาดด้วยสบู่และน้ำให้สะอาด ในการล้างอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนเครื่องยนต์ เครื่องจักรกล ควรใช้สารละลายที่ไม่เป็นพิษต่อร่างกาย เช่น ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดที่ใช้ล้างเครื่องโดยเฉพาะ หากหลีกเลี่ยงไม่ได้หรือไม่มีผลิตภัณฑ์ดังกล่าว การใช้น้ำมันก๊าดหรือน้ำมันโซล่าจะปลอดภัยกว่า โดยเฉพาะด้านอัคคีภัย อันตรายจากน้ำมันเบนซินเมื่อนำไปใช้ในการเดินเครื่องยนต์ คือ ก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์ เช่น ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ และสารตะกั่วที่ปนมากับไอเสียในรูปของก๊าซอื่น ดังนั้น จึงไม่ควรติดเครื่องยนต์ในห้องหรืออาคารที่ไม่มีระบบระบายอากาศที่ดี หรือการปิดกระจกรถแล้วติดเครื่องยนต์เปิดแอร์นอนในรถยนต์เป็นเวลานาน เพราะก๊าซพิษจากไอเสียอาจรั่วเข้าไปได้ ลักษณะและคุณภาพของน้ำมันเบนซิน 

1.) ค่าออกเทน ค่าออกเทน หมายถึง คุณสมบัติของน้ำมันเชื้อเพลิงที่แสดงถึงความสามารถในการต้านทานการชิงจุดระเบิดก่อนเวลาที่กำหนดในเครื่องยนต์เบนซิน อีกนัยหนึ่งคือตัวเลขแสดงความต้านทานการน็อคของน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เบนซิน เนื่องจากการเพิ่มอุณหภูมิ ภายในบริเวณของส่วนผสมอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิงที่กำลังถูกอัดโดยคลื่นเปลวไฟ ก่อนกระบวนการเผาไหม้จะสิ้นสุดภายใน กระบอกสูบของเครื่องยนต์ การน็อคทำให้เครื่องยนต์ไม่มีกำลัง อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์แต่ละแบบจะมีค่าออกเทนไม่เท่ากัน ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบของบริษัทผู้ผลิตเครื่องยนต์ 

2.) ปริมาณตะกั่ว แม้ในปัจจุบันจะไม่มีการเติมตะกั่วในน้ำมันเบนซิน เพื่อเพิ่มค่าออกเทนแล้วก็ตาม แต่ตะกั่วอาจจะมีการปนเปื้อนมาจากน้ำมันดิบหรือจาก กระบวนการในการผลิตก็ได้ เพราะเนื่องจากตะกั่วเป็นสารก่อมลพิษในไอเสียและเป็นโทษต่อร่างกาย จึงต้องมีการกำหนดปริมาณมาตรฐานควบคุมไว้ 

3.) ปริมาณกำมะถัน เมื่อกำมะถันในน้ำมันถูกเผาไหม้จะสามารถกัดกร่อนเครื่องยนต์ให้สึกหรอ นอกจากนั้นยังเป็นฝุ่นทำให้เครื่องยนต์สกปรกและ เป็นตัวก่อมลพิษทางอากาศ 

4.) ปริมาณฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสมักจะมาจากการเติมสารเพิ่มคุณภาพในน้ำมันเบนซิน สามารถทำให้เครื่องกรองไอเสียชำรุดเสียหาย 

5.) การกัดกร่อน น้ำมันที่มีสิ่งปนเปื้อน เช่น กำมะถัน จะก่อให้เกิดการกัดกร่อนชิ้นส่วนที่เป็นโลหะ ทำให้เกิดเครื่องยนต์สึกหรอ ค่าการกัดกร่อนเป็น ตัวบ่งชี้การสึกหรอของเครื่องยนต์ 

6.) เสถียรภาพต่อการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น เป็นค่าที่บ่งถึงความสามารถของน้ำมันที่จะเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจนแล้วได้ยางเหนียว ซึ่งมีผลกระทบต่อไอดี ห้องเผาไหม้และการเก็บสำรองน้ำมัน 

7.) ปริมาณยางเหนียว เมื่อน้ำมันที่มีสารประกอบของไนโตรเจน ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศจะทำให้เกิดเป็นยางเหนียว เป็นสิ่งสกปรกในระบบไอดี และห้องเผาไหม้ ทำให้วาล์วติดตาย คาร์บูเรเตอร์ขัดข้อง แหวนติด 

8.) อัตราการระเหย เป็นคุณสมบัติที่บ่งบอกว่าน้ำมันมีองค์ประกอบส่วนหนักเบาอย่างไร จะถูกเผาไหม้ได้ในลักษณะใด ต่อเนื่องแค่ไหน เช่น ถ้ามีส่วนเบาน้อยจะจุดสตาร์ทยาก ถ้าน้ำมันค่อยๆระเหยอย่างสม่ำเสมอเมื่อค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น การเผาไหม้ก็จะต่อเนื่องเครื่องยนต์ก็จะเดินได้ราบเรียบ อัตราการระเหยของน้ำมันจึงมีผลต่อการสตาร์ทของเครื่องยนต์ การเร่งเครื่องยนต์ และการผลต่อการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง 

9.) ความดันไอ ความดันไอจะต้องไม่เกินมาตรฐานที่กำหนด เพื่อป้องกันการเกิดปัญหาไอน้ำมันอุดขวางท่อทางเดินน้ำมัน เกิดการขาดตอนของน้ำมันในคาร์บูเรเตอร์ ทำให้เครื่องยนต์สตาร์ทไม่ติด กระตุกหรือดับ 

10.) ปริมาณสารเบนซิน เบนซินเป็นสารจำพวกอะโรเมติกส์ มีค่าออกเทนสูง แต่มีพิษต่อระบบทางเดินหายใจและสมอง การสูดดมสารนี้เป็นระยะเวลา นานๆ อาจเป็นสาเหตุของโรคมะเร็ง 11.) ปริมาณสารอะโรมาติกส์ สารอะโรเมติกส์ จะมีค่าของออกเทนสูง แต่ก็มีสารอะโรเมติกส์บางตัว เช่น เบนซิน โพลีไซคลิกอะโรเมติกส์ ซึ่งจะก่อให้เกิดมะเร็งในสัตว์ทดลอง นอกจากนี้แล้ว การเผาไหม้ของน้ำมันที่มีสารอะโรเมติกส์สูงจะทำให้มีเขม่าปริมาณสูงและหากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์จะทำเกิดไอเสียที่มีสาร อะโรเมติกส์ด้วย 

12.) สี โดยปกติเนื้อน้ำมันเบนซินเองไม่มีสี แต่ผู้ประกอบการใส่สีลงไปเพื่อให้สามารถแยกแยะชนิดของน้ำมันได้ง่ายและป้องกันการปลอมปน - น้ำมันเบนซินออกเทน 91 มีสีแดง - น้ำมันเบนซินออกเทน 95 มีสีเหลือง 

13.) ปริมาณน้ำ น้ำมีผลทำให้น้ำมันเสื่อมคุณภาพเร็วและทำให้เกิดการอุดตันที่อุณหภูมิต่ำหรือทำให้เครื่องยนต์เดินไม่เรียบ 

14.) สารออกซิเจนเนท สารออกซิเจนเนท ที่เติมในน้ำมันเบนซินจะเพื่อช่วยเพิ่มปริมาณออกซิเจน ได้แก่ MTBE( Methyl Tertiary Butyl Ether) ช่วยให้การเผาไหม้สมบูรณ์ดี ลดการเกิดมลพิษ เช่น คาร์บอนมอนนอกไซด์ ขณะเดียวกันการที่ MTBE มีค่าออกซิเจนสูงกว่า 100 จึงช่วยเพิ่มค่าออกเทนในน้ำมันเบนซินสำเร็จรูปด้วย แต่เนื่องจากMTBEเป็นสารที่สามารถดูดซับน้ำได้ดี ผู้ประกอบการ จึงถูกควบคุมปริมาณการใช้ในระดับที่เหมาะสม 

15.) สารเพิ่มคุณภาพในน้ำมันเบนซิน การเติมสารเพิ่มคุณภาพลงในน้ำมันเบนซินก็เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งาน สารเหล่านี้ ได้แก่ 

➤ สารทำความสะอาด จะทำการช่วยชะล้างสิ่งสกปรกที่ตกค้างในระบบน้ำมันเชื้อเพลิงและช่วยรักษาคาร์บูเรเตอร์ให้สะอาดอยู่เสมอ

➤ สารต้านการรวมตัวกับอากาศ จะช่วยป้องกันไม่ให้น้ำมันเบนซินรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศ เพื่อป้องกันการเกิดยางเหนียว ซึ่งเป็นอันตรายต่อระบบน้ำมันเชื้อเพลิง 

➤ สารป้องกันสนิมและการกัดกร่อน จะช่วยป้องกันไม่ให้เกิดสนิมอุดตันไส้กรองน้ำมันเชื้อเพลิงที่คาร์บูเรเตอร์