Control Valve คืออะไร
ในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ นั้นประกอบไปด้วย Control Loop ต่างๆมากมาย ตั้งแต่หลักร้อยจนถึงหลักพันลูป ซึ่งแต่ละลูปก็จะทำงานด้วยกัน เพื่อที่จะผลิตสินค้าได้ตามต้องการ ในแต่ละลูปเหล่านี้ ก็จะรักษาค่าตัวแปรที่สำคัญต่างๆ ไว้ เช่น แรงดัน(pressure), อัตราการไหล(flow), ระดับ(level), อุณหภูมิ(temperature) และอื่นๆ อีกมากมาย โดยแต่ละ Control Loop จะรับสัญญาณ จากภายนอกและสร้างสัญญาณรบกวนจากตัวอุปกรณ์เอง หรือรับสัญญาณรบกวนมาจากลูปอื่นๆ ก็มี
การลดผลกระทบจากสัญญาณรบกวนที่มาจากโหลดเหล่านี้ ทั้งเซนเซอร์ และ ทรานสมิตเตอร์ จะคอยรวมรวมข้อมูลต่างๆ และส่งสัญญาณไปให้ตัวควบคุม (controller) เพื่อที่ตัวควบคุมจะได้เปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้(set point) หลังจากนั้นตัวควบคุมก็จะส่งสัญญาณไปควบคุม Final Control Element เป็นขึั้นตอนสุดท้าย เพื่อที่จะรักษาสภาพค่าที่ตั้งไว้(set point) ให้คงที่แม้ว่าจะมีสัญญาณรบกวนเข้ามา
อุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่ใช้เป็น Final Control Element ในโรงงานอุตสาหกรรมนั้นก็คือ วาล์วควบคุม หรือ Control Valve นั่นเอง ซึ่งวาล์วควบคุม(control valve) จะคอยควบคุมการไหลของฟลูอิด เช่น gas, steam, water หรือสารเคมีต่างๆ
เวลาที่เราพูดถึงวาล์ว เราก็จะพูดถึงส่วนประกอบต่างๆ ของวาล์ว ซึ่งวาล์วควบคุม ก็จะประกอบไปด้วย
- ชุด Body
- ชุด Trim Set (Plug Stem Seat Ring)
- Actuator ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำให้วาล์วควบคุมเคลื่อนที่หรือขยับ
- Accessories ต่างๆ เช่น limit switch, solenoid valve, air set และอื่นๆ
สรุปได้ว่าวาล์วควบคุม หรือ Control Valve นั้นเป็นอุปกรณ์ส่วนหนึ่งที่มีความสำคัญมาก ที่จะช่วยให้ตัวแปรกระบวนการ(process variable) ต่างๆ มีค่าคงที่อยู่เสมอ รวมถึงวาล์วควบคุม จะสัมผัสโดยตรงกับฟลูอิดตลอด ดังนั้นการเลือกวาล์วควบคุมมาใช้งานให้เหมาะสม จึงมีความจำเป็นอย่างมาก
ตัวควบคุมตำแหน่งของวาล์ว Valve Positioner
การที่จะให้วาล์วควบคุมปิด-เปิดได้ตามตำแหน่งที่ต้องการนั้นวาล์วควบคุมจะต้องมีอุปกรณ์ตัวอื่นมาช่วย เช่น Valve Positioner ในการควบคุมตำแหน่งร่วมกับวาล์วควบคุมอีกทีหนึ่งซึ่งในอดีตเรามีการใช้ตัวควบคุมที่เป็นระบบไฟฟ้า (สัญญาณอนาลอก 4-20 mAdc) อยู่ (ในช่วงเริ่มใช้เป็นระบบไฟฟ้าแล้ว) แต่วาล์วควบคุมเป็นระบบลม ดังนั้นช่วงแรกๆ เราจะใช้ตัวแปลงสัญญาณจากสัญญาณอนาลอกมาเป็นสัญญาณลมก่อนซึ่งเราเรียกว่า I-To-P Converter เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่ใกล้กับวาล์วควบคุมซึ่งเป็นระบบ Open Loop Control ส่วนการทำงานนั้นเราจะไม่รู้เลยว่าวาล์วเปิดตามตำแแหน่งนั้นจริงหรือไม่(ตามสัญญาณเอาต์พุตของตัวควบคุมหรือเปล่า) ซึ่งตรงนี้เองวาล์วควบคุมในสมัยใหม่เราจึงพัฒนาให้เป็นแบบการควบคุมแบบป้อนกลับ (Feed Back Control) โดยมีการตรวจจับค่าของตำแหน่งของก้านวาล์วที่เคลื่อนตัวไปแล้วนำมาเปรียบเทียบกับค่าเป้าหมาย (ได้จากสัญญาณจากตัวควบคุม) ซึ่งเราเรียกว่า ตัวควบคุมตำแหน่งของวาล์ว (Valve Positioner) (ส่วนใหญ่ติดที่ด้านข้างของ Yoke หรือที่ด้านบนของ Actuator) โดยที่ตัวควบคุมตำแหน่งจะต้องมีคุณสมบัติดังนี้
1. ทำให้วาล์วควบคุมทำงานตามค่าของสัญญาณควบคุมได้ถูกต้อง
2. ทำให้วาล์วควบคุมทำงานตามการตอบสนองของสัญญาณได้รวดเร็วขึ้น
3. ทำให้วาล์วควบคุมรักษาเสถียรภาพของกระบวนการ
4. ทำให้วาล์วควบคุมทำงานตามเงื่อนไขของระบบควบคุม
ในที่นี้จะขอกล่าวถึงอุปกรณ์ประกอบที่มีใช้เป็นส่วนมาก คือ Valve Positioner ซึ่งมีใช้งานหลายชนิดด้วยกันขึ้นอยู่กับสัญญาณอินพุดเช่น Pneumatic-to-Pneumatic Positioner (P/P Positioner) หรือ Electro-To-Pneumatic (E/P Positioner) หรือในปัจจุบันได้ใช้สัญญาณควบคุมเป็นระบบดิจิตอลแล้วตัวอย่างเช่น Foundation Fieldbus, HART
1. Pneumatic-Pneumatic Valve Positioner (P/P Positioner)
หลังจากที่ Pneumatic Signal Standard (3 – 15 psi) ได้รับการยอมรับให้มีการใช้งานในระบบกระบวนการอัตโนมัตินั้น Pneumatic Valve Positioner ก็ได้มีการใช้งานกันอย่างกว้างขวางในงาน เพราะ Reliability ที่สูงและการซ่อมบำรุงรักษาที่ทำได้ง่าย โดย Pneumatic Valve Positioner จะรับสัญญาณโดยตรงมาจาก Pneumatic Controller หรือสัญญาณ 4 – 20 mA จาก DCS (Distributed Control System) และผ่านตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นลม Electric-Pneumatic Converter
1.1) คุณสมบัติ
– มีโครงสร้างการทำงานที่ไม่ซับซ้อน
– มีความไวในการตอบสนองต่อสัญญาณและเสถียรภาพที่สูง สามารถทำงานได้แม้ว่าหน้างานจะมีการสั่นสะเทือน
– ง่ายในการซ่อมบำรุงรักษา เนื่องจากมีโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อน
– สามารถปรับเปลี่ยนการทำงานระหว่าง Direct/Reverse action ได้โดยไม่จำเป็นต้องไปยุ่งเกี่ยวกับหัว Actuator
– สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่อันตรายได้ เนื่องจากอุปกรณ์ทำจากวัสดุที่ทนการกัดกร่อน
– สามารถทำการปรับเปลี่ยน Characteristics ระหว่าง สัญญาณ กับ Valve Travel ได้ง่ายไม่ว่าจะเปลี่ยนเป็น Linear, Equal Percentage หรือ Quick-Opening โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนที่ตัววาล์วควบคุม
1.2) โครงสร้างและการทำงานพื้นฐาน
สัญญาณลมที่รับมาจากอุปกรณ์ควบคุม จะทำหน้าที่ผลักให้แผ่นไดอะแฟรมของ Pilot Valve เพื่อเป็นแรงขับเคลื่อน Pilot stem
2. Analog Electro-Pneumatic ValvePositioner (E/P Positioner)
ในช่วงปี 1970 สัญญาณไฟฟ้าถูกคิดค้นขึ้นมาเพื่อให้เป็นสัญญาณมาตรฐาน โดยที่สัญญาณ 4 – 20 mA เป็นมาตรฐานสากลสำหรับสัญญาณไฟฟ้า ตัวควบคุม (Controller) ส่วนใหญ่ (รวมถึง DCS) จะส่งสัญญาณ 4 – 20 mA ไปที่วาล์วควบคุม โดยที่ตัว Valve Positioner จะรับสัญญาณมาและแปลงเป็นพลังงานลมที่จะไปขับเคลื่อนตัวหัว Actuator ต่อไป
3. Smart Valve Positioners
ในปี 1984 ตั้งแต่เริ่มมีการพัฒนาตัวอุปกรณ์ Transmitter ให้ควบคุมการทำงานด้วยไมโครโปรเซสเซอร์นั้น อุปกรณ์ที่อยู่ในระบบควบคุมก็เริ่มมีการใช้งานด้วยไมโครโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ รวมถึงตัว Valve Positioner
โดยหลักการทำงานจะอยู่ในระบบดิจิตอลซึ่งมีความสะดวกในการใช้งานเป็นอย่างมากไม่ว่าจะเป็นการปรับเทียบและสอบเทียบซึ่งจะประกอบไปด้วยโครงสร้างที่เป็นทั้ง Hardware และ Software โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
1. SVP Function Block Diagram2. GAP PID Control Algorithm
3. Auto Setup
โครงสร้างที่เป็นทางด้าน Hardware
1. Pneumatic Circuit EPM/Pilot Relay/Auto Manual Switch
2. VTD (Valve Travel Detector)
3. Electronic Module
4. Reversing Relay
อ้างอิง
1. Practical Handbook of Control Valves – Azbil Corporation
2. Control Valve วาล์วควบคุม – รศ.ประสิทธิ์ จุลเสรีวงศ์, ศรีนคร นนทนาคร
การคำนวณหาค่า Cv อย่างง่าย
การคำนวณค่า Cv
ในการที่จะตัดสินใจหาขนาดของวาล์วควบคุมนั้น( Port Size) เราจำเป็นที่จะต้องคำนวณหาค่า Cv ของกระบวนการ (Calculated Cv) ก่อน โดยการคำนวณหาค่า Cv นั้นมีการศึกษามากกว่า 50 ปี ซึ่งมีค่าที่เกี่ยวข้องต่างๆ มากมาย อาทิเช่น ค่าเรโนนัมเบอร์(Reynolds number), ค่าอัตราการไหล(Flow), ค่าโช๊ค (Choking), ค่าที่เกี่ยวข้องกับข้อต่อต่างๆ ในท่อ (Fitting) และค่าอื่นๆ อีกมากมาย โดยที่ค่าต่างๆเหล่านี้อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC 60534-2-1:1998 (International Electro technical Commission) ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ผู้ผลิตวาล์วส่วนใหญ่นำมาอ้างอิง ซึ่งการคำนวณหาค่า Cv ตามมาตรฐาน IEC นั้นมีความซับซ้อนอย่างมาก จึงแนะนำให้ใช้โปรแกรมที่ทางผู้ผลิตวาล์วควบคุมได้จัดเตรียมไว้ให้ แต่เพื่อให้การพิจราณาค่า Cv ง่ายขึ้น เราจึงมีสูตรคำนวณค่า Cv อย่างง่ายสามารถคำนวณเองได้ ต่อไปนี้
A) Simple Cv value formula: Case of the Liquid
QL : Flow rate (m3/h)
△P : Differential pressure (kg/cm2)
Gl : Specific Gravity (Water = 1)
B) Simple Cv value formula: Case of the Gas
i) Non-Choked flow ∆P < P1/2
Qg : Flow rate (m3/h @15oC, 1atm.)
△P : Differential pressure (kg/cm2)
Gg : Specific Gravity (Air = 1)
t : Temperature (oC)
Pm : (P1 P2)/2
ii) Choked flow ∆P ≥ P1/2
Qg : Flow rate (m3/h @15oC, 1atm.)
P1 : Inlet pressure (kgf/cm2 ,abs)
Gg : Specific Gravity (Air = 1)
t : Temperature (oC)
C) Simple Cv value formula: Case of the Steam(Vapor)
i) Saturation vapor : Non-Choked flow ∆P < P1/2
Qs : Flow rate (kg/h)
Y : Vapor correction factor (water vapor = 19.4)
△P : Differential pressure (kg/cm2)
Pm : (P1 P2) / 2
ii) Saturation vapor : Choked flow ∆P ≥ P1/2
Qs : Flow rate (kg/h)
Y : Vapor correction factor (water vapor = 19.4)
P1 : Inlet pressure (kgf/cm2 abs.)
iii) Wet vapor : Non-Choked flow ∆P < P1/2
Qs : Flow rate (kg/h)
X : Quality of vapor(X = 1 is dry steam)
Y : Vapor correction factor (water vapor = 19.4)
△P : Differential pressure (kg/cm2)
Pm : (P1 P2) / 2
iv) Wet vapor : Choked flow ∆P ≥ P1/2
Qs : Flow rate (kg/h)
X : Quality of vapor(X = 1 is dry steam)
Y : Vapor correction factor (water vapor = 19.4)
P1 : Inlet pressure (kgf/cm2 abs.)
v) Superheated vapor : Non-Choked flow ∆P < P1/2
Qs : Flow rate (kg/h)
Y : Vapor correction factor (water vapor = 19.4)
△P : Differential pressure (kg/cm2)
S : Superheat (oC)
Pm : (P1 P2) / 2
vi) Superheated vapor : Choked flow ∆P ≥ P1/2
Qs : Flow rate (kg/h)
Y : Vapor correction factor (water vapor = 19.4)
S : Superheat (oC)
P1 : Inlet pressure (kgf/cm2 abs.)
มาดูตัวอย่างสำหรับการคำนวณกันครับ เวลาคำนวณระวังเรื่องหน่วยนะครับ อย่างค่าแรงดันจะมีหน่วยเป็น abs ทั้งหมด
Example#1
Fluid Water
Flow rate 50 m3/hr
Inlet Pressure 10 kgf/cm2G
Outlet Pressure 5 kgf/cm2G
Different Pressure 5 kgf/cm2G
Temperature 120 degree C
Density 943 kg/m3
เนื่องจากฟลูอิดเป็นของเหลว ดังนั้นเราจะเลือกใช้สูตร
Ql= 50 m3/hr
Gl = 943 kg/m3 Convert to (unit water = 1) = 0.943
∆P = 5 kg/cm2
So,
Cv = 1.17(50) x sqrt(0.943/5)
Cv = 25.4
=======================================================
Example#2
Fluid Gas
Flow rate 48,000 Sm3/hr
Inlet Pressure 32 kgf/cm2 Convert to absolute pressure = 33.03 kgf/cm2 (A)
Outlet Pressure 15 kgf/cm2 convert to absolute pressure = 16.03 kgf/cm2 (A)
Different Pressure 17 kgf/cm2
Temperature 240 degree C
Density 0.86 Air=1
เนื่องจากฟลูอิดเป็นแก๊ซ และ ∆P ≥ P1/2 ดังนั้นเราจะเลือกใช้สูตร
Cv = (48000/ (248×33.03)) x sqrt (0.86 x (273 240))
Cv = 123.08
=======================================================
ยุคที่สาม เครื่องมือวินิจฉัยงานซ่อมบำรุงวาล์วควบคุม(Control Valve)
ยุคที่สาม เครื่องมือวินิจฉัยงานซ่อมบำรุงวาล์วควบคุม(Control Valve)
(Third-Generation Valve Diagnostics, the Future of Predictive Maintenance.)
ความสามารถในการป้องกันการหยุดการผลิตโดยไม่คาดคิด และทำการซ่อมบำรุงวาล์วควบคุม(Control Valve) มีผลกระทบโดยตรงกับการผลิตของสินค้ารวมถึงผลประโยชน์ต่างๆ ที่จะได้รับถ้าไม่ต้องหยุดการผลิต ตามข้อมูลของ ARC Advisory Group ได้ทำการประมาณค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นสำหรับการหยุดการผลิตในบางโรงงาน คือ 12,600 ดอลล่าต่อชั่วโมง บางโรงงานมีมูลค่าสูงถึง 1 ล้านดอลล่าสำหรับการหยุดการผลิตต่อวัน
โดยปกติแล้วทางทีมงานซ่อมบำรุงจะมีกำหนดการการซ่อมบำรุงเป็นประจำ เพื่อลดมูลค่าความเสียหายที่เกิดจากการหยุดการผลิตโดยไม่ได้ตั้งใจ วาล์วจำนวนมากจะถูกทำการซ่อมบำรุงในระหว่างการหยุดการผลิตตามแผนงาน และก็มีจำนวนไม่น้อยที่ไม่มีความจำเป็นใดๆ ที่ต้องทำการซ่อมบำรุง หนึ่งในตัวอย่างการศึกษาจาก Gartner Group พบว่า วาล์วทั้งหมดที่นำมาซ่อมบำรุงนั้น มีวาล์วควบคุม (Control Valve) มากถึง 50% ที่ไม่มีความจำเป็นที่ต้องทำการซ่อมบำรุง มีเพียงแค่ 10% ที่มีอาการหนักและมีความจำเป็นจริงๆ ที่ต้องทำการซ่อมบำรุง ด้วยเหตุนี้ทีมซ่อมบำรุงสามารถลดงานได้ง่ายๆ ถึง 50% เพียงแค่มีข้อมูลในการตัดสินใจที่ถูกต้อง
ยุคแรกและยุคสอง ของเครื่องมือวินิจฉัย (First and Second Generations)
การวินิจฉัยวาล์วควบคุม(Control Valve)มีการใช้งานมามากกว่า 20 ปี เพื่อช่วยให้ผู้จัดการฝ่ายซ่อมบำรุงและวิศวกรได้มีการวางแผนงานการซ่อมบำรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องมือวินิจฉัยเครื่องแรกถูกพัฒนาขึ้นในช่วงปี 1980 หลังจากนั้นก็ได้มีการนำเทคโนโลยีมาใช้และเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งถ้าไล่ลำดับการพัฒนาเครื่องมือวินิจฉัยจะได้ว่า ยุคแรกในช่วงปี 1980 เป็นเครื่องมือวินิจฉัยแบบทำงานด้วยตนเอง( Stand-Alone Diagnostic), ยุคที่สองในช่วงปี 1990 คือช่วงที่เริ่มมีการพัฒนาและใช้งานดิจิตอลโพสิชันเนอร์( Digital Positioner) เป็นครั้งแรก และยุคที่สามเริ่มตั้งแต่ต้นปี 2000 จนถึงปัจจุบัน เป็นยุคที่ตัวควบคุมเป็นระบบอัจฉริยะ มีความฉลาดมากขึ้น สามารถเก็บข้อมูลต่างๆ ได้ครบถ้วน ซึ่งถ้าเทียบยุคที่สามกับยุคอื่นๆ แล้วถือว่ามีความต่างกัน ในเรื่องของข้อมูลที่เก็บค่อนข้างมาก
เครื่องมือวินิจฉัยเครื่องแรกจะทำงานด้วยตนเอง โดยต้องเชื่อมต่อกับวาล์วแบบหนึ่งต่อหนึ่ง เพื่อทำการเก็บข้อ
มูลจากตัววาล์ว ส่วนการทดสอบหรือการเก็บข้อมูลนั้นสามารถทำได้เฉพาะตอนกระบวนการออฟไลน์อยู่เท่านั้น นั่นหมายความว่าตัววาล์วควบคุม(Control Valve) ไม่สามารถทำการปฏิบัติงานได้ระหว่างการทดสอบหรือการเก็บข้อมูล และผู้ใช้งานจะไม่มีข้อมูลสำหรับการวินิจฉัยในระหว่างที่วาล์วกำลังปฏิบัติงาน
ยุคต่อมา(ช่วงปี 1990) เป็นยุคของดิจิตอลโพสิชันเนอร์ (Digital Positioner) โดยในตัวโพสิชันเนอร์จะมีเซนเซอร์และตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ ฝังไว้อยู่ที่ตัวโพสิชันเนอร์เลย โดยทำหน้าที่เก็บข้อมูลเหมือนกับเครื่องมือในยุคแรก แต่ต่างกันตรงที่ไม่จำเป็นต้องต่อแยกกัน และสามารถเก็บข้อมูลระหว่างที่วาล์วกำลังทำงานอยู่ได้
เมื่อนำข้อมูลที่ได้มาทำการตรวจดูหาแนวโน้มแล้ว ทำให้เราทำการคาดคะเนปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคตได้ รวมถึงวางแผนป้องกันปัญหาที่จะเกิดขึ้นได้ ถือว่าเป็นข้อมูลที่มีประโยชน์เป็นอย่างมาก
นอกเหนือจากการเก็บข้อมูลแนวโน้มของวาล์วแล้ว ตัวอุปกรณ์ยังสามารถที่จะทำการวิเคราะห์ข้อมูลและทำการเตือนระหว่างที่วาล์วควบคุม(Control Valve) กำลังปฏิบัติงานอยู่ และส่งคำเตือนเมื่อการทำงานของวาล์วมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาได้อีกด้วย โดยในยุคที่สองนี้เราสามารถเก็บข้อมูลได้ทั้งแบบออนไลน์และออฟไลน์
ยุคที่สาม (Third Generation)
ประมาณ 10 ปีหลังจากที่ตัวควบคุมวาว์ลอัจริยะตัวแรก เริ่มมีการใช้งาน และเทคโนโลยีก็ได้มีการพัฒนาขึ้นเรื่อยมา จนถึง ในยุคที่สามนี้ไม่ได้มีการพัฒนาในส่วนของตัวควบคุมมากนัก แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านวาล์วได้นำข้อมูลที่ได้จากตัวควบคุมวาล์ว มาทำการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือวินิจฉัย (Control Valve Diagnostics Tool)
เพื่อที่จะทำให้ข้อมูลทั้งหมดที่เก็บรวบรวมมามีประโยชน์มากที่สุด เราจำเป็นต้องกำหนดวิธีในการเข้าถึงข้อมูล รวมทั้งวิธีการในการแสดงผลข้อมูล มาตรฐานที่กำหนดขึ้นเพื่อการเข้าถึงข้อมูลตัวอุปกรณ์ที่ใช้งานกันอย่างกว้างขวาง เช่น FDT/DTM (IEC 62453) และ EDDL (IEC 61804-3) ซึ่งมาตราฐานเหล่านี้เปิดโอกาศให้ทางผู้ใช้งานสามารถนำค่าต่างๆที่ได้มา มาประยุกต์ใช้และแสดงผลให้เหมาะสมกับการใช้งานของแต่ละโรงงานอีกด้วย
เทคโนโลยีของอุปกรณ์ในยุคนี้มีความสามารถในการประมวลผลการวินิจฉัยข้อมูล และนำเสนอข้อมูลสถานะของวาล์ว ในรูปแบบที่เข้าใจง่าย เห็นแล้วเข้าใจได้เลย ไม่จำเป็นต้องมีการอบรมก่อนการใช้งาน และมีการใช้งานที่ง่ายกว่าในยุคแรกๆ
ในยุคที่สามของเครื่องมือวินิจฉัยวาล์วควบคุม(Control Valve) นั้น จะเน้นที่การพัฒนาซอฟแวร์การจัดการวาล์วที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ควบคุมวาล์ว โดยจะทำการประมวลผลข้อมูลที่ได้มา และนำเสนอข้อมูลในรูปแบบ GUI (Graphic User Interface) โดยจะมีดัชนีวัดค่าต่างๆ ออกมาเพื่อดูสถานะต่างๆ ของวาล์ว เช่น
- Control Performance
- Valve Condition
- Actuator Condition
- Positioner Condition
- Environmental Condition
จากรูปข้างบนเป็นตัวอย่างซอฟแวร์การจัดการและวินิจฉัยวาล์วควบคุม(Control Valve) ของบริษัทอัซบิล (ValStaff Diagnostics) จากรูปจะเห็นว่ามีการแสดงค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ผ่านรูปแบบของกราฟฟิก
ประโยชน์ของเครื่องมือในยุคที่สาม
ถ้าถามว่าอะไรคือผลประโยชน์ที่ผู้ใช้งานจะได้จากเครื่องมือวินิจฉัยในยุคที่สามนั้น คือ
– ข้อมูลที่แสดงผลจะเป็นแบบกราฟฟิก ทำให้สามารถเข้าใจง่ายสำหรับทุกฝ่าย เช่น ผู้จัดการฝ่ายซ่อมบำรุง, วิศวกร และฝ่ายการผลิต สามารถที่จะนำข้อมูลมาวิเคราะห์ได้โดยง่าย โดยปราศจากเครื่องมือซอฟแวร์เพิ่มเติม
– หลีกเลี่ยงปัญหาการหยุดการผลิตโดยไม่ตั้งใจ เพราะมีซอฟแวร์และเครื่องมือการจัดการที่มีประสิทธิภาพ
– ในช่วงทำการซ่อมบำรุงสามารถที่จะลดระยะเวลาการซ่อมบำรุงได้ รวมถึงช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย เพราะสามารดูการทำงานของวาล์วได้ว่า ตัวไหนต้องทำการซ่อมบำรุง หรือตัวไหนไม่จำเป็นต้องทำการซ่อมบำรุง
สรุป
เครื่องมือวินิจฉัยวาล์วควบคุม(Control Valve Diagnostics Tool) ได้ถูกนำมาใช้และเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลาย เริ่มตั้งแต่อุปกรณ์เครื่องแรกถูกนำมาใช้ในช่วงปี 1980 จนถึงยุคที่สาม ซึ่งเป็นยุคปัจจุบันที่เครื่องมือวินิจฉัยวาล์วควบคุม (Control Valve Diagnostics Tool) ได้ถูกพัฒนาให้สามารถคาดการณ์การซ่อมบำรุงวาล์วควบคุม (Control Valve) ปรับปรุงการซ่อมบำรุงและวางแผนการทำงานให้มีประสิทธิภาพ และที่สำคัญช่วยลดค่าใช้จ่ายที่เกิดจากการซ่อมบำรุงที่ไม่จำเป็น
ในปีที่ผ่านมา การวัดแบบใหม่ๆได้ถูกพัฒนาในย่านการใช้งานและความเที่ยงตรงการวิเคราะห์สถานะของวาล์วควบคุม(Control Valve) โดยการใช้ข้อมูลที่ถูกบันทึกและวิเคราะห์แบบอัตโนมัติ และถูกนำมาเสนอในรูปแบบกราฟฟิก เพื่อให้สามารถใช้งานง่ายและคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำ โดยสิ่งเหล่านนี้ได้มีการนำมาใช้เป็นมาตรฐานในโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่แล้ว
25 คำถามวาล์วควบคุมที่พบบ่อย
1. อะไรคือค่า Cv
ค่า Cv เป็นค่าสัมประสิทธิ์ของวาล์วควบคุม (Valve Coefficient) เพื่อบอกว่าวาล์วตัวนี้มีความสามารถทำอัตราการไหลได้มากขนาดไหน
โดยค่า Cv จะบอกว่า จะมีน้ำกี่แกลลอนไหลผ่านวาล์วภายในหนึ่งนาที โดยกำหนดเงื่อนไขว่า ใช้น้ำที่อุณหภูมิ 60 F และมีแรงดันตกคร่อมที่ตัววาล์ว 1 psi.
ในบางครั้งเราจะเห็นเป็นหน่วย Kv ซึ่งมีความหมายเดียวกับ Cv เพียงแต่หน่วยที่ใช้จะเป็นระบบเมตริก คือ m3/hr และมีแรงดันตกคร่อมที่ตัววาล์ว 1 Bar
เราสามารถแปลงค่าระหว่าง Cv กับ Kv ได้โดยใช้สูตรดังนี้
Cv = 1.15 x Kv
2. อะไรคือความแตกต่างของอัตราการไหลของก๊าซ ระหว่าง Actual, Standard และ Normal
หลายคนคงจะเคยเจอมาบ้างแล้วว่าหน่วยที่ใช้วันอัตราการไหลของก๊าซ (Gas) นั้นทำไมบางครั้งถึงมี Actual (A), Standard(S) หรือ Normal (N) นำหน้าหน่วยอัตราการไหลของก๊าซ ความแตกต่างระหว่างหน่วยเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับ ค่าแรงดัน (pressure) และ อุณหภูมิ (temperature) ที่ใช้วัดก๊าซตอนนั้นๆ อย่าลืมนะครับว่าก๊าซเป็น สสารที่สามารถบีบอัดได้ ดังนั้นค่าความหนาแน่นต่างๆ จึงขึ้นอยู่กับแรงดัน (pressure) และอุณหภูมิ (temperature) ที่ใช้งาน ทีนี้เราก็มาดูกันว่าหน่วยแต่ละแบบวัดด้วยเงื่อนไขแบบไหน
Standard (S) : จะเป็นการวัดโดยอ้างอิง แรงดันที่ 1 atm (101.3 kPa) ณ อุณหภูมิที่ 15 องศาเซลเซียส
Normal (N) : จะเป็นการวัดโดยอ้างอิง แรงดันที่ 1 atm (101.3 kPa) ณ อุณหภูมิที่ 0 องศาเซลเซียส
Actual (A) : จะเป็นการวัดโดยอ้างอิง แรงดัน และ อุณหภูมิที่ใช้งานจริงของ process
สำหรับการเขียนหน่วยเรามักจะนำตัวย่อ มาไว้หน้าหน่วยที่เราต้องการ เช่น Sm3/hr, Nkg/hr หรือ Am3/hr
ส่วนการแปลงหน่วย สามารถทำได้โดยใช้สูตรข้างล่าง
PaVa / Ta = PsVs / Ts = PnVn / Tn
หมายเหตุ หน่วย อุณหภูมิ เป็นหน่วย Kelvin และ หน่วยแรงดัน เป็นหน่วย Absolute นะครับ อย่าใช้ผิด
3. อะไรคือ Cavitation
Cavitation เป็นเหตุการณ์ที่เกิดกับการไหลของของเหลว โดยที่มีแรงดันภายในวาล์วบางจุดตกลงต่ำกว่าค่าแรงดันไอ (Vapour Pressure) และก่อตัวเป็นฟองน้ำขึ้นมา และ ณ จุดขาออกของวาล์ว แรงดันที่ตกลงต่ำกว่าค่าแรงดันไอ บางส่วนก็กลับขึ้นมายืนเหนือค่าแรงดันไอ ทำให้ฟองน้ำที่ก่อตัวขึ้นมาเกิดการคลายพลังงานออก เพื่อเป็นสถานะกลายเป็นของเหลวอีกครั้ง ตอนที่ฟองน้ำคลายพลังงานออกมา พลังงานพวกนี้ก็จะไปกระทบกับผิวของ Plug และ Seat Ring ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ได้
โดยวาล์วควบคุมตัวไหนเกิด Cavitation วาล์วตัวนั้นจะมีเสียงคล้ายกับก้อนหินเล็กวิ่งผ่านภายในตัววาล์ว
4. อะไรคือ Flashing
Flashing เกิดจากสภายเงื่อนไขเริ่มต้นเหมือนกับ Cavitation คือแรงดันบางจุดจะตกต่ำกว่าแรงดันไอ ข้อที่แตกต่างกันก็คือ Cavitation นั้นแรงดันสามารถกลับขึ้นมาเหนือแรงดันไอได้ แต่ Flashing นั้นแรงดันยังคงต่ำกว่าแรงดันไอต่อไป ซึ่งสถานะของฟลูอิดฝั่งขาออกนั้น จะมีสองสถานะปนกันอยู่คือ ของเหลวและไอ
เราไม่สามารถแก้ไข Flashing ได้เพราะว่า ในกระบวนการการออกแบบได้กำหนดค่าแรงดันขาออกมาแล้วว่ามีค่าน้อยกว่าค่าแรงดันไอ แต่เราสามารถลดความเสียหายที่เกิดจาก Flashing ได้
5. อะไรคือ Choked Flow
Choked Flow หรือบางครั้งอาจเรียกว่า Critical Flow จะเกิดขึ้นในตัววาล์ว เมื่อแรงดันตกคร่อมที่ตัววาล์วเพิ่มขึ้นจนกระทั่งอัตราการไหลที่ไหลผ่านตัววาล์วไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ ทั้งสิ้น ค่าที่ได้จะนิ่งแม้ pressure drop จะเพิ่มขึ้น มันจะปรากฏเมื่อความเร็วของ Gas หรือ Vapour ไต่มาถึงระดับ Sonic หรือ 1 Mach ตรง Vena Contracta
สำหรับของเหลว จะเกิด Choked ก็ต่อเมื่อของเหลวกลายเป็นก๊าซทั้งหมดหรือเรียกอีกอย่างว่า Full Cavitation ซึ่งความต้องการทั่วไปของวาล์วแบบนี้คือการลดแรงดันเป็นขั้นๆ เพื่อป้องกันการเกิด Cavitation และลดความเสียหายที่จะเกิดกับวาล์ว
สำหรับก๊าซสะอาด นั้นจะไม่มีปัญหาเรื่อง Choked Flow แต่อาจจะเกิดเสียงดังมากที่ตัววาล์ว
สำหรับก๊าซที่มีของแข็งหรือ Particle ปะปนมาด้วยอาจจะมีปัญหาเรื่อง Erosion เนื่องจากความเร็วที่เข้ามา
6. การป้องกันความเสียหายที่เกิดจาก Cavitation
ปัจจุบันมีอยู่สามวิธี ที่ใช้จัดการกับ Cavitation ได้แก่
วิธีที่1 เลือกวัสดุที่จะทำ Plug Seat มีความแข็งแรงทนเพื่อป้องกันการเกิดความเสียหายจาก Cavitation เช่น การทำชุบแข็งที่ผิว Plug และ Seat (Stellite Hard Facing)
วิธีที่2 การเลือกใช้ Trim แบบพิเศษที่ควบคุมการเกิด Cavitation หรือ Anti-Cavitation Trim
วิธีที่3 คือการควบคุม แรงดันตกคร่อมและความเร็ว เพื่อให้แน่ใจว่าค่าแรงดันของของเหลวจะไม่ต่ำกว่าค่า Vapour Pressure
ภาพความเสียหายที่เกิดจาก Cavitation
7. การป้องกันความเสียหายที่เกิดจาก Flashing
การเกิด Flashing ไม่สามารถกำจัดออกไปได้ เนื่องจากแรงดันค่าออกถูกำหนดไว้แล้วว่ามีค่าน้องกว่าค่า Vapour Pressure ซึ่งถ้าจะแก้ Flashing นั้นจำเป็นที่จะต้องไปแก้ที่ Process Data ซึ่งเป็นวิธีที่ยุ่งยาก แต่ก็มีวิธีที่จะจัดการ เพื่อลดความเสียหายที่เกิดจาก Flashing ได้ ดังนี้
- การทำชุบแข็งที่ผิวหน้า Plug
- เลือกวัสดุที่ทำ Valve Body ให้ทนการเกิด Erosion มากขึ้น
- เพิ่มขนาดของวาล์วให้ใหญ่ขึ้น เพื่อลดความเร็วที่เข้ามา
- เลือกใช้ Angle Valve
8. ความเร็วของ Fluid ในวาล์วควบคุม (Control Valve) ที่เป็นอันตราย
ความเร็วของฟลูอิด ที่ออกจากวาล์วมีความสำคัญมากในการพิจารณาเลือกขนาดของวาล์ว เพื่ออายุการใช้งานวาล์วที่นานขึ้น สำหรับฟลูอิดที่เป็นของเหลวนั้น ความเร็วที่ออกจากวาล์วไม่ควรเกิน 10 m/s
ส่วนฟลูอิดที่เป็น Gases หรือ Vapours นั้น ไม่ควรเกิน 0.33 Mach (1/3 Mach) ในกรณีที่ต้องการควบคุมเสียงรบกวน แต่ในกรณีที่ไม่สนใจเสียงรบกวนที่เกิดจากวาล์วนั้น ความเร็วไม่ควรเกิน 0.5 Mach
9. อะไรคือข้อแตกต่างระหว่าง Liquid, Vapour และ Gas
ทั้งหมดนี้มีความแตกต่างขึ้นอยู่กับสถานะ ณ ตอนนั้นๆ ของฟลูอิดเช่น H2O สามารถที่จะเปลี่ยนแปลงสถานะได้ดังต่อไปนี้ Solid (น้ำแข็ง), Liquid (น้ำ), Vapour (ไอน้ำอิ่มตัว (Saturated Steam)), Gas (Superheated Steam) ซึ่งสถานะต่างๆ เหล่านี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและแรงดัน ณ ตอนนั้นๆ
สำหรับ Vapour นั้นจะเป็นส่วนหนึ่งของ Gas ซึ่งความแตกต่างก็คือ Vapour นั้นจะมีสถานะเป็น Gas ที่อุณหภูมิและแรงดัน ค่าหนึ่งแต่เมื่ออยู่ ณ แรงดันบรรยากาศ จะกลับมาเป็นสถานะของแข็งหรือของเหลว ส่วน Gas ไม่ว่าจะอุณหภูมิหรือแรงดันค่าไหน ก็จะมีสถานะเป็น Gas เหมือนเดิม
โดยทั่วไปแล้วเราสามารถแบ่งตามความสามารถในการบีบอัดได้เป็นสองแบบคือ ฟลูอิดที่ไม่สามารถบีบอัดได้(Incompressible Fluid) คือ ของเหลว และฟลูอิดที่สามารถบีบอัดได้ (Compressible Fluid) คือ Vapour/Gas
10. ทำไมวาล์วควบคุม (Control Valve) ถึงต้องมี Characteristic ต่างกัน
วาล์วบางชนิดจะไม่สามารถเปลี่ยน Inherent Characteristic ได้ เช่น Ball Valve (Full Port), Butterfly Valve สำหรับวาล์วชนิดอื่น เช่น Globe Valve นั้นสามารถที่จะเปลี่ยน Characteristic ให้เหมาะสมกับการใช้งานได้
ในทางอุดมคติเราควรเลือก Inherent Characteristic เพื่อให้ Installed Characteristic เป็นเชิงเส้นมากที่สุดเท่าที่จะมากได้
ในการพิจารณาอัตราขยายของลูปและ Installed Characteristic โดยปกติแล้ว Equal Percentage (=%) Trim จะให้ Rangeability และการควบคุมที่อัตราการไหลต่ำๆ ได้ดีกว่า ส่วน Linear Trim จะให้การควบคุมที่ดีกว่าในกรณีควบคุมอัตราการไหลที่มากกว่า 50% ของอัตราการไหลทั้งหมด
11. ความหมายของคำว่า Linear และ Equal Percent Characteristics
Equal Percent Characteristics (=%) ถ้าจะให้แปลตามตัวเลยก็คือ การเปลี่ยนแปลงที่เป็นเปอร์เซนต์ที่เท่ากัน ซึ่งวาล์วในลักษณะนี้จะมีรูปร่าง Plug ที่ทำให้ทุกๆ การเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นของ Stroke ทำให้อัตราการไหลเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนเปอร์เซนต์เท่ากันทุกครั้งเมื่อเทียบกับอัตราการไหลก่อนหน้า
เช่น ทุกๆ การเคลื่อนที่ 10% ของ Stroke จะทำให้อัตราการไหลมีการเปลี่ยนแปลง 48% เมื่อเทียบกับอัตราการไหลก่อนหน้า ซึ่งอัตราการเปลี่ยนแปลง 48% นี้จะเป็นค่าคงตัวสำหรับวาล์วควบคุมที่มี Rangeability 50:1 สำหรับวาล์วควบคุมที่มี Rangeability 100:1 จะมีการเปลี่ยนแปลงที่ 58% ทุกๆการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้น 10% ของ Stroke
Linear Characteristics การเปลี่ยนแปลงของ Flow rate จะมีค่าเท่ากันตลอด Stroke และจะแปลผันตรงกับ Valve Travel เช่นถ้าวาล์วเปิด 10% อัตราการไหลจะอยู่ที่ 10% ของอัตราการไหลทั้งหมด
กฏทั่วไปสำหรับการเลือกใช้
- ใช้ Equal Percentage ถ้ายังไม่แน่ใจว่าจะเลือกอะไร
- ใช้ Linear สำหรับ Level Control
- ใช้ Equal Percentage สำหรับ Pressure Control
- ใช้ Linear เมื่อแรงดันตกคร่อมวาล์วมีอัตราส่วนที่สูงเมื่อเทียบกับแรงดันตกคร่อมทั้งหมด
12. อะไรคือข้อแตกต่างระหว่าง Installed และ Inherent Characteristics
Inherent Characteristic เป็นกราฟที่เกิดอัตราการไหลเทียบกับเปอร์เซนต์การเปิดของวาล์ว โดยกำหนดให้ค่าแรงดันตกคร่อมตัววาล์วเท่ากันทุกจุด
ซึ่งกราฟ Inherent Characteristic นั้นเกิดจากการทดสอบโดยที่ค่าแรงดันขาเข้า และแรงดันค่าออกมีค่าคงที่ ส่วนที่เปลี่ยนแปลงคืออัตราการไหลและการเปิดของวาล์ว
Install Characteristic จะเป็นกราฟที่เกิดจากการติดตั้งตัววาล์วกับการใช้งานจริง ซึ่งโดยปกติแล้วถ้าเทียบกับ Inherent Characteristic นั้น จะเปลี่ยนจาก EQ% เป็น Linear และจาก Linear เป็น Quick Opening
13. ทำไมบางครั้งวาล์วควบคุม (Control Valve) มีเสียงรบกวนมาก
เสียงรบกวนหรือ Noise เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ โดยอุปกรณ์ภายในวาล์วมีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นเมื่อเจอกับการไหลแบบปั่นป่วนที่ความเร็วสูง โดยวาล์วทั่วไปจะมีโอกาศเกิดเสียงรบกวนเมื่อเจอกับแรงดันตกคร่อมและอัตราการไหลที่สูง
สำหรับวาล์วควบคุมแบบเสียงรบกวนต่ำ หรือเรียกอีกอย่างว่า Low Noise Control Valve นั้นจะถูกออกแบบมาเพื่อลดแรงดันตกคร่อมที่ละขั้นๆ เพื่อที่ค่าความเร็วจะถูกควบคุม ณ ที่ระดับต่ำๆได้
14. เราสามารถใช้วาล์วควบคุม (Control Valve) สองตัวต่ออนุกรมกันเพื่อ Drop Pressure สำหรับงาน High Pressure ได้ไหม
ในทางทฤษฏีเราสามารถใช้วาล์วสองตัวต่ออนุกรมกันได้เพื่อลดแรงดันตกคร่อมได้ดีกว่าวาล์วตัวเดียว แต่ในทางปฏิบัตินั้นวาล์วสองตัวจะทำงานร่วมกันได้ไม่ดีนัก โดยกระบวนการจะทำงานได้แต่จะทำให้ค่าแบนด์วิทลดลง และการตอบสนองที่ช้า ถ้ามีงบประมาณหน่อยก็ควรจะเลือกวาล์วที่มีชุดทริมมีลักษณะ Multiple Pressure Drop
15. เราสามารถใช้วาล์วควบคุม (Control Valve) สองตัวต่อขนานกันเพื่อเพิ่ม Turndown Ration ของการใช้งานได้ไหม
เราสามารถใช้วาล์วควบคุมสองตัวต่อขนานกันเพื่อเพิ่ม Turndown Capability ของตัวระบบ โดยส่วนใหญ่จะมีวาล์วตัวเล็กกับวาล์วตัวใหญ่ เมื่อเราต้องการควบคุมอัตราการไหลต่ำๆ เราก็ใช้วาล์วตัวเล็กในการควบคุม และเมื่ออัตราการไหลเกินความสามารถของวาล์วตัวเล็กแล้ว ระบบ DCS หรือ PLC ควรจะสั่งปิดวาล์วตัวเล็กและเริ่มเปิดใช้งานวาล์วตัวใหญ่
ทางเลือกอีกอย่างหนึ่งสำหรับการเลือกใช้วาล์วสองตัวต่อขนานกันคือ การเลือกวาล์วที่มี Rangeability ที่สูงเช่น Eccentric Ball Valve
16. อะไรคือข้อแตกต่างระหว่าง Rangeability กับ Turndown
โดยปกติแล้ว Rangability จะใช้กับความสามารถของวาล์วควบคุม โดยจะเป็นค่าอัตราส่วนของค่า Cv ที่มากที่สุดต่อค่า Cv ที่น้อยที่สุดที่วาล์วควบคุมสามารถทำงานได้ ( Cv max : Cv min) ส่วน Turndown จะใช้บอกถึงความต้องการของกระบวนการ โดยมีค่าอัตราส่วน Calculated Cv ที่มากที่สุดต่อ Calculated Cv ที่น้อยที่สุดที่กระบวนการต้องการ
ดังนั้นในการเลือกใช้งานค่า Rangeability ควรจะมีค่ามากกว่าหรือคลอบคลุมค่า Turndown
17. Process Data อะไรบ้างที่จำเป็นสำหรับการเลือกวาล์ว (Sizing)
Medium หรือ Fluid – อะไรที่ไหลผ่านวาล์ ไม่ว่าจะเป็นของเหลว, ก๊าซ หรือ ไอน้ำ ระบุชื่อมาด้วย ถ้าเป็นของเหลวชนิดพิเศษ ก็ให้ระบุค่าความถ่วงจำเพาะมาด้วย (ณ อุณหภูมิใช้งานที่เท่าไหร่), critical pressure, vapour pressure และ viscosity
Pressure หรือแรงดัน – แรงดันที่มากที่สุดที่ต้องการให้วาล์วควบคุมสามารถปิดได้ รวมถึงค่าแรงดันขาเข้าและแรงดันขาออกสำหรับแต่ละอัตราการไหลในช่วง Max, Nor, Min
Flow rates หรืออัตราการไหล – Maximum, Normal, Minimum โดยปกติเราจะคิดแค่สามค่านี้ โดย Maximum ก็จะเอาไว้พิจารณาขนาดของวาล์ว ส่วน Minimum เอาไว้ตรวจสอบค่า Turndown เพื่อไปเลือกชนิดวาล์วควบคุมให้เหมาะสม สุดท้ายคือ Normal เอาไว้ดูว่าปกติวาล์วควบคุมจะใช้งานที่ตรงไหน
Temperature – อุณหภูมิของกระบวนการเพื่อให้ใช้วัสดุและชนิดของวาล์วให้เหมาะสม
18. อะไรคือ Incipient Cavitation
Incipient Cavitation หมายถึงจุดเริ่มต้นของ Cavitation ซึ่งเกิดเมื่อแรงดันมีค่าต่ำกว่าค่าแรงดันไอ และถ้า Cavitation ดำเนินต่อไปจนกลายมาเป็น Choked ซึ่ง ณ จุดนี้เราเรียกว่า “Full Cavitation” คือ ของเหลวกลายเป็นไอทั้งหมด
19. Trim ในวาล์วควบคุม(Control Valve) คืออะไร
Trim เป็นส่วนประกอบของวาล์วควบคุม ที่มีหน้าที่โดยตรงในการควบคุมการไหลผ่านของ Fluid โดยในวาล์วควบคุม แบบ Globe นั้นจะหมายถึง Plug Stem Seat Ring
20. Critical Pressure และ Critical Temperature คืออะไร
Critical Temperature เป็นอุณหภูมิที่บอกว่าถ้าเกิดของเหลวได้รับความร้อนเกินนี้ ของเหลวจะการเป็นก๊าซและไม่สามารถที่จะกลับมาเป็นของเหลวได้อีกครั้ง แม้ว่าจะเพิ่มแรงดันเท่าไหร่ก็ตาม
Critical Pressure เป็นค่าแรงดัน Vapour Pressure ณ Critical Temperature ของฟลูอิดนั้นๆ
21. Vapour Pressure คืออะไร
ค่า Vapour Pressure เป็นค่าสำหรับของเหลว ที่เริ่มเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอ ซึ่งค่านี้จะเป็นค่าที่เกิดจากการทดสองของเหลวซึ่งบรรจุอยู่ในภาชนะปิด โดย Vapour Pressure นี้จะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
ยกตัวอย่างจากน้ำ ถ้าอยู่ในภาชนะปิดและมีอุณหภูมิบรรยากาศหรือประมาณ 25 C พร้อมกับแรงดันที่ 4 KPa(a) น้ำจะมีจุดเดือดที่ 25 C แต่ถ้าจุดเดือดของน้ำเป็น 100 C ตามที่เราเรียนกันนั้น หมายความว่าเราใช้ค่าแรงดันที่ 101 KPa(a) หรือที่แรงดันระดับน้ำทะเลนั่นเอง
22. Specific Gravity(SG) คือค่าความหนาแน่นของๆ เหลวเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของน้ำ – แล้วอะไรคือ Specific Gravity ของก๊าซ
ค่าความถ่วงจำเพาะ(Specific Gravity) ของก๊าซนั้นเป็นอัตราส่วนความหนาแน่นของก๊าซเทียบกับอากาศ โดยทั้งคู่จะถูกวัดที่อุณหภูมิและแรงดันมาตรฐาน (แรงดัน 101.3 KPa (a) ณ อุณหภูมิ 15 C)
23. Cryogenic คืออะไร
Cryogenic Valve จะทำงานที่อุณหภูมิของฟลูอิดต่ำกว่า 100 C
วาล์วควบคุมที่ใช้งานในลักษณะนี้จะมีคอบอนเน็ทที่ยาวขึ้น เพื่อย้ายส่วนของ Stuff Box และ Actuator หนีจากความเย็นที่เกิดจากฟลูอิด โดยวัสดุที่เลือกใช้อาจจะเป็น Staniless Steel, Monel หรือ Bronze เพื่อที่จะไม่เกิดการแตกหักหรือแครก ณ อุณหภูมิต่ำๆ
24. วัสดุอะไรทีเหมาะสมสำหรับงาน Oxygen Service
Monel, Bronze และ Austenitic Stainless Steel (เช่น 316SS) เป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับใช้งาน Oxygen
สำหรับความเร็วในวาล์วควบคุม ไม่ควรเกิน 40 m/s สำหรับ Monel Bronze และน้อยกว่า 20 m/s สำหรับ Stainless Steel
25. ทำไมบางครั้งต้องเสนอ Live Loading ให้กับวาล์ว
Live Loading เป็นการออกแบบแรงกดที่สม่ำเสมอให้กับ Gland Packing ของตัววาล์วควบคุมซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบของแต่ละผู้ผลิตวาล์วควบคุม เพื่อที่จะลดงานซ่อมบำรุงภายในโรงงาน
โดยที่ Live Loading แนะนำให้ใช้สำหรับเพื่อป้องกันการรั่วซึมของฟลูอิดขึ้นมาตามก้านวาล์ว ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายกับตัววาล์วและอัตรายต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงานด้วย ยกตัวอย่างเช่น งานที่เกี่ยวกับ น้ำแรงดันสูง, ไอน้ำ หรือสาร VOCs ที่ซึ่งแนะนำว่าควรจะมี Live Loading ที่ช่วยขันอัด Gland Packing ให้แน่นตลอด
Secure Seal เป็น Live Loading
ขอขอบคุณภาพและข้อมูลจาก : https://goo.gl/czMK7s
อ่านบทความอื่นๆ เพิ่มเติมได้ที่
ช่องทางใหม่ล่าสุด
ให้คุณได้รับข่าวสารสินค้าใหม่และโปรโมชั่นพิเศษก่อนใคร
แอดมาเลย ที่ @pakoeng (อย่าลืมใส่ @ ข้างหน้าด้วยนะ)