วาล์วผีเสื้อคืออะไร?
วาล์วผีเสื้อ หมายถึงวาล์วที่ทำการเปิด-ปิดด้วยจานซึ่งทำมุม 90 องศา ใช้สำหรับการเปิด-ปิด สุด เท่านั้น
ตัวจานของวาล์ว(ลักษณะคล้ายปีกผีเสื้อ) จะทำการขวาง แนวการไหลเมื่อวาล์วอยู่ในสถานะปิด และ หมุน 90 องศาตามแนวการไหล เพื่อเปิด
ในกรณีที่ต้องการปรับการไหลก็คือ การหมุนจาน แต่ไม่ถึง 90 องศา คือหมุนไม่สุดนั่นเอง แต่ทว่าการเปิดปิด ไม่สุดของวาล์วปีกผีเสื้อจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่จานเมื่อ ของไหลปะทะกับตัวจาน แล้วจะที่ให้ส่วนควบคุม ก้านหมุนสั่นสะเทือนตาม เกิดการเสียดสี สึกหรอ นั่นเอง
วาล์วประเภทนี้นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในทางเกษตรกรรม ส่งน้ำ ชลประทาน หรือใช้กับน้ำเสีย และเป็นที่รู้จักกันดีในวงการช่าง
ส่วนประกอบของ Butterfly Valve
ข้อดีของวาล์วผีเสื้อ
- วาล์วผีเสื้อทำหน้าที่ เปิดปิดของไหล เช่นเดียวกับ บอลวาล์ว แต่มีข้อดีเพิ่มเติมคือ
- มีขนาดกระทัดรัดกว่าเทียบกับบอลวาล์ว สามารถติดตั้งในที่แคบๆได้
- เมื่อสั่งการด้วยหัวขับ จะเปิดปิดได้อย่างรวดเร็ว
- จานวาล์ว เทียบกับบอลวาล์วแล้วจะมีขนาด เล็กกว่า น้ำหนักน้อยกว่าในขนาดท่อที่เท่ากัน ทำให้ควบคุมด้วยนิวเมติกซ์ หรือไฟฟ้าได้ง่ายกว่า
- วาล์วผีเสื้อควบคุมได้แม่นยำกว่าบอลวาล์ว คือสามารถ ตั้งองศาเปิดปิดได้อย่างเที่ยงตรง
- จากขนาดโดยรวม น้ำหนักที่เบากว่าทำให้ใช้โครงสร้างซัพพอร์ต น้อยลง ในข้อนี้ยิ่งชัดเจนเมื่อ วาล์วมีขนาดท่อ ใหญ่ๆ
- เชื่อถือได้และบำรุงรักษาง่ายกว่า
ข้อเสียของวาล์วผีเสื้อ
ข้อเสียเปรียบหลักๆ เลยคือ จาน จะขวางการไหลอยู่ตลอด แม้ว่าจะเปิดสุดแล้วก็ตาม ทำให้อัตราความเร็วของของไหลลดลง หรือเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ส่งผลต้องความดัน Pressure นั้นเอง
วาล์วผีเสื้อ สามารถควบคุมด้วย ไฟฟ้า ลม และมือ
วัสดุที่ใช้ในการทำวาล์ว
1.เหล็กหล่อ Carbon Steel
เหล็กหล่อ Carbon steel เป็นโลหะผสมระหว่างเหล็กกับคาร์บอน โดยทั่วไปแล้วไม่ได้เติมธาตุอื่นๆเพิ่มเติม เพื่อคุณสมบัติของเนื้อโลหะ สำหรับการหล่อวาล์วผีเสื้อ เหล็กหล่อจะใช้ทั้งที่เป็นตัววาล์วและจานวาล์ว ผ่านกระบวนการหล่อโลหะด้วยทราย (sand casting process)
เหล็กหล่อเองก็มีหลายเกรด ซึ่งโดยปกติจะใช้รหัส ASTM A216 WCB (Weldable Cast B-grade) และเหล็กแบบ LCC (Low Carbon Content) ในขณะที่รหัสวัสดุที่เป็น WCB จะใช้กับงานที่มีอุณหภูมิสูง (high temperature) ส่วน LCC จะใช้กับงานที่อุณหภูมิต่ำหรือติดลบ (sub-zero)
ข้อดีของเหล็กหล่อ:
- ต้นทุนถูก วาล์วที่ผลิตจากเหล็กหล่อจะมีราคาถูก
ข้อเสียของเหล็กหล่อ:
- ไม่ทนต่อการกัดกร่อนต่อสารเคมี
- เป็นสนิม ซึ่งวาล์วที่ดีควรต้องทาสีเพื่อป้องกันสนิม
2.เหล็กกล้า Stainless Steel
นิยามของเหล็กกล้า หรือ สแตนเลส Stainless Steel คือ
ความหมายของสแตนเลส คือ โลหะผสมระหว่างเหล็กกับโครเมียมอย่างน้อย 10.5% ซึ่งผลของการมีโครเมียมผสมนี้ทำให้เกิดชั้นของหน่วยซ่อมแซมตัวเองจากโครเมี่ยมออกไซด์ เมื่่อผิวของสแตนเลสถูกทำลาย หรือเกิดความเสียหายทางกล เช่น เกิด หัก บุบ รอยขีดข่วน โครเมียมจะทำปฏิกริยากับออกซิเจนในอากาศทันที ดังนั้นจึงเป็นการป้องกันไม่ให้ออกซิเจนทำปฏิกริยากับเหล็กและกลายสภาพเป็นเหล็กออกไซด์ (สนิม)
ด้วยจำนวนชนิดที่มากขึ้นของสัดส่วนระหว่าง % ของสองธาตุนี้ รวมทั้งมีการผสมธาตุ นิกเกิ้ล เพิ่มเติมด้วย ปัจจุบันจึงนิยมเรียกโลหะผสมระหว่าง เหล็ก-โครเมี่ยม-นิกเกิ้ล ทั้งหมดว่า “สแตนเลส”
สแตนเลส สามารถแยกย่อยได้เป็น 5 หมวดหมู่ หลัก คือ เฟอริติก ferritic หรือแบบธรรมดา, ออสตินิติก austenitic, มาเตนสิติก martensitic, ดูเพล็กซ์ duplex และ แบบตกตะกอนแข็ง precipitation hardenable โดยการจัดกลุ่มชื่อนี้ได้มาจากโครงสร้างของเนื้อวัสดุระดับจุลภาค และลักษณะการแทรกตัวของธาตุ สำหรับการผลิตวาล์วแล้วประเภทที่นิยมใช้จะเป็น ออสตินิติก austenitic และ ดูเพล็กซ์ duplex ซึ่งเราจะอธิบายต่อดังนี้
2.1 ออสตินิติก Austenitic stainless steels
ออสตินิติก Austenitic stainless steels เป็นสแตนเลสที่มีการเพิ่มธาตุอื่นเพิ่มเช่น นิกเกิ้ล เพื่อทำให้เกิดโครงสร้างเนื้อวัสดุ แบบ face-centred-cubic ในสถานะที่อุณหภูมิการถลุงเดียวกันกับเมื่อไม่เติมธาตุดังกล่าว ผลลัพธ์ที่ได้คือความทนทานที่เป็นขึ้น และมีความเหนียวมากขึ้นกว่า แบบเฟอริติก ferritic ที่ไม่มีการเติมธาตุ
ด้วยปริมาณของธาตุนิกเกิ้ลที่ผสม จะทำให้สแตนเลส ชนิดนี้ ไม่สามารถทนอุณหภูมิสูงๆ ได้ (แต่ก็เป็นหลายๆ ร้อยองศา อยู่นะ) แต่มันสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิต่ำๆ หรือติดลบ ดังนั้น พวกนี้จึงนิยมใช้ในการแยกก๊าซ จากนั้นเพื่อเพิ่มความสามารถในการทนต่อสารกัดกร่อน ก็จะมีการเติมธาตุ โมลิดินั่ม Molybdenum เพิ่มเข้าไปอีก
2.2 ดูเพล็กซ์ Duplex stainless steels
ดูเพล็กซ์ Duplex stainless steels เป็นโลหะผสมที่ต้องการสร้างสมดุลระหว่าง face-centred-cubic กับแบบธรรมดา (body-centerd) ของเหล็ก การสร้างส่วนประกอบนี้จะเป็นการควบคุมส่วนผสมธาตุ และกระบวนการให้ความร้อน (heat treament) เพื่อให้ได้ 50% face-centred-cubic กับ 50% body-centerd ผลที่ได้คือ โลหะชนิดนี้จะมีความแข็งแรง (strength) จากความเป็นเหล็ก และความเหนียว (toughness) จากความเป็น ออสตินิติก เช่นเดียวกัน ในโลหะผสมแบบนี้อาจมีการเติม chromium และ molybdenum เพิ่มขึ้นไปเพื่อเพิ่มความสามารถในการทนต่อสารกัดกร่อน
2.3 นิกเกิ้ลอัลลอย Nickel Alloys
นิกเกิ้ลอัลลอย Nickel Alloys โลหะผสมนิกเกิลที่ใช้ในชิ้นส่วนวาล์วที่มีสภาพการใช้งานที่รุนแรง จะพบโลหะผสมเหล่านี้ว่าเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนที่รุนแรงซึ่งจะโจมตีเหล็กสแตนเลสโดยทำลายชั้นออกไซด์ป้องกันสนิมของพวกมัน
สแตนเลสผสมนิกเกิลแบบ Hastelloy เป็นที่นิยมใช้ในการผลิตวาล์ว มีหลายรูปแบบที่แตกต่างกันของ Hastelloy ขึ้นอยู่กับการถูกปรับแต่งโดยการเพิ่มองค์ประกอบผสมเฉพาะที่แตกต่างกันตามสัดส่วนให้เหมาะสมกับสภาพการให้งานเฉพาะทาง
ข้อเสียเปรียบหลักของโลหะผสมนิกเกิล คือน้ำหนักและต้นทุนของพวกมัน โลหะผสมนิกเกิลมีความหนาแน่นสูงและต้นทุนของพวกเขาสามารถเพิ่มเป็นหลายเท่าเทียบกับของเหล็กสแตนเลสขั้นพื้นฐาน
2.4 ไททาเนียมอัลลอย Titanium Alloys
โลหะผสมไทเทเนียม ให้ความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบา อีกทั้งทนต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม การมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงสุดของโลหะใด ๆ ในลักษณะที่คล้ายกับเหล็กสแตนเลส, โลหะผสมไททาเนียมได้รับความต้านทานการกัดกร่อนโดยการที่ไททาเนียมเป็นชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอัลลอยประเภทนี้มีความทนต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเล และใช้ในระบบไฮโปคลอไรต์เพื่อป้องกันไม่ให้เกิด biofouling
ข้อเสียเปรียบหลักของโลหะผสมไททาเนียมคือต้นทุนที่แพงมากขึ้นเป็นสิบเท่าเทียบกับเหล็กสแตนเลขั้นพื้นฐานหรืออลูมิเนียมทองแดงนิกเกิล วัสดุที่ใช้ยังเป็นเรื่องยากที่จะทำการผลิต เทคนิคการหล่อแบบพิเศษก็จำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยากับออกซิเจนในระหว่างการหล่อมละลายและการหล่อตามแบบ
2.5 นิกเกิ้ล อลูมินั่ม ทองแดง Nickel Aluminium Bronze
อลูมิเนียมทองแดงนิกเกิลเป็นโลหะผสมทองแดงที่ใช้อลูมิเนียมประมาณ 10% นิกเกิล 5% และเหล็ก 5% โลหะผสมอลูมิเนียมทองแดงนิกเกิลให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำทะเล พวกมันยังต่อต้านการก่อตัวของไบโอฟิล์มซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นในเหล็กสแตนเลสอีกด้วย
อลูมิเนียมทองแดงนิกเกิลมีต้นทุนโดยประมาณเท่ากับเกรดพื้นฐานของสแตนเลส ข้อเสียอย่างหนึ่งของวัสดุนี้คือ มันเป็นขั้วบวกมากกว่าวัสดุประเภทอื่นๆ ดังนั้นการนำวาล์วอลูมิเนียมทองแดงนิกเกิลไปเดินคู่กับท่อสแตนเลสแล้ว การกัดกร่อนของวาล์วในน้ำทะเลนี้อาจจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วกว่า
สรุป
จากบทความดังกล่าวข้างต้นแสดงให้เห็นว่าวัสดุที่แตกต่างกันสามารถนำมาใช้ในการผลิตวาล์วทั้งตัวบอดี้ และจาน การเลือกที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างรวมทั้งเงื่อนไขการให้บริการและค่าใช้จ่ายที่จำเป็นตลอดอายุการใช้งาน ทางเลือกที่ดียังต้องพิจารณาอิทธิพลอย่างมากจากวัสดุในการผลิตท่อด้วยอีกทั้งปัญหาการกัดกร่อน การนำไฟฟ้า ก็ยังต้องถูกนำมารวมในการพิจารณาด้วย
วาล์วผีเสื้อ วาล์วติดหัวขับผีเสื้อ นั้นมีความทนทาน ใช้งานได้ดี ถ้าเราเลือกได้อย่างถูกต้องจะลดการสึกหรอเพิ่มอายุการใช้งาน ทำให้ต้นทุนของโรงงานลดลง เช่น เดียวกันกับ เวลาทำงานที่จะลดลงในการซ่อมบำรุงวาล์ว ดังนั้นท่านควรเลือกใช้ให้เหมาะสมนะคะ
สามารถดูสินค้าและสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่
ที่มา:http://www.processindustryforum.com/article/advantages-using-butterfly-valves#sthash.bfEz0j7h.dpuf