วาล์วอุตสาหกรรม คืออะไร?

วาล์วเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบที่ควบคุมความดันหรือการไหลของของไหล หน้าที่หลักของวาล์วคือการควบคุมการไหลและความดันของของไหล ซึ่งรวมถึงการหยุดหรือเริ่มการไหล, การควบคุมอัตราการไหล, การเปลี่ยนทิศทางการไหล, การป้องกันการไหลย้อนกลับ, การควบคุมความดัน, และการระบายความดัน

การทำงานของวาล์วนี้เกิดขึ้นผ่านการปรับตำแหน่งของลิ้นวาล์ว ซึ่งสามารถทำได้ทั้งด้วยมือหรืออย่างอัตโนมัติ สำหรับวาล์วที่ควบคุมด้วยมือ, การทำงานนี้ประกอบด้วยการใช้ตัวกระทำที่ควบคุมด้วยมือเพื่อเปิดหรือปิดวาล์ว ในบทความนี้จะพูดถึงวาล์วที่ควบคุมด้วยมือสำหรับการหยุดและเริ่มการไหล, การควบคุมอัตราการไหล, และการเปลี่ยนทิศทางการไหล อีกทั้งยังมีวาล์วทำงานอย่างอัตโนมัติสำหรับการป้องกันการไหลย้อนกลับและการระบายความดัน

วาล์วที่ควบคุมด้วยมือนี้ มักเรียกว่า “วาล์วมือหมุน” (Manual valves) ส่วนวาล์วที่ใช้สำหรับป้องกันการไหลย้อนกลับและการระบายความดันเรียกว่า “เช็ควาล์ว” (Check valves) และ “วาล์วระบายความดัน” (Pressure relief valves) ตามลำดับ

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการกันรั่วและการไหลผ่านวาล์ว

การเลือกใช้งานวาล์วในระบบต่างๆ ต้องพิจารณาถึงสมรรถนะในการกันรั่วและคุณลักษณะการไหลของวาล์วที่เหมาะสมกับงานที่ต้องการ

ในส่วนของการกันรั่วของวาล์ว, เราเริ่มต้นด้วยการทำความเข้าใจคำจำกัดความของการผนึกแน่นของของไหล (Fluid tightness) จากนั้นเราจะไปที่การอธิบายกลไกการกันรั่วของวาล์ว รวมถึงการออกแบบการกันรั่วของบาวาล์ว, การกันรั่วของปะเก็นแก๊สเก็ต, และการกันรั่วของก้านวาล์ว

สำหรับการไหลผ่านวาล์ว, หัวข้อจะครอบคลุมถึงประเด็นเช่นการสูญเสียความดัน, การเกิดโพรงอากาศ, น้ำกระแทก, และการลดเสียงดังของวาล์ว การทำความเข้าใจในเรื่องเหล่านี้จะช่วยให้เลือกและใช้งานวาล์วได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย

วาล์วมือหมุน – Manual Valve

วาล์วมือหมุนเป็นประเภทหนึ่งของวาล์วที่มีการเคลื่อนไหวของลิ้นวาล์วเพื่อควบคุมการไหล โดยทั่วไปวาล์วประเภทนี้สามารถแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มหลัก ตามทิศทางของลิ้นวาล์วที่เคลื่อนที่ปิดลงบนบ่าวาล์ว แต่ละกลุ่มประกอบด้วยชนิดวาล์วที่แตกต่างกัน ซึ่งมีรูปแบบและการออกแบบที่หลากหลายมากมาย สะท้อนให้เห็นถึงความหลากหลายของการใช้งานและความต้องการที่เฉพาะเจาะจง

การจำแนกวาล์วออกเป็นกลุ่มเฉพาะนี้ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะการควบคุมการไหลของวาล์ว คุณลักษณะเหล่านี้มักใช้เป็นหลักในการสร้างแผนภูมิเบื้องต้นเพื่อช่วยในการเลือกใช้งานวาล์วที่เหมาะสม การเลือกใช้งานวาล์วที่เหมาะสมนั้น ควรพิจารณาจากคำอธิบายและคุณลักษณะของแต่ละชนิดของวาล์ว

คอนโทรลวาล์ว – Control Valve

คอนโทรลวาล์ว (Control Valve) ในอุตสาหกรรม คืออุปกรณ์ควบคุมที่สำคัญซึ่งมีหน้าที่ในการควบคุมการไหลของของไหล ๆ ในระบบต่าง ๆ ด้วยการเปลี่ยนแปลงขนาดของช่องทางการไหลหรือทิศทาง. คอนโทรลวาล์วมีบทบาทสำคัญในการควบคุมความดัน, อุณหภูมิ, หรือระดับอื่น ๆ ในกระบวนการอุตสาหกรรม เช่น ในโรงงานผลิตยา, โรงงานเคมี, หรือโรงไฟฟ้า การทำงานของคอนโทรลวาล์วอาศัยระบบควบคุมที่มีความแม่นยำสูง โดยอาจถูกควบคุมด้วยสัญญาณไฟฟ้า, นิวเมติก, ไฮดรอลิก, หรือแม้กระทั่งระบบการควบคุมอัตโนมัติ. ด้วยความสำคัญของมันในการควบคุมกระบวนการต่าง ๆ ในอุตสาหกรรม, คอนโทรลวาล์วจึงถูกออกแบบให้สามารถทนทานต่อสภาวะการทำงานที่หลากหลาย และมีการปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการของระบบ

เช็ควาล์ว – Check Valve

เช็ควาล์วเป็นประเภทหนึ่งของวาล์วที่มีความสำคัญในระบบควบคุมการไหลของของไหล โดยหลักการแล้ว เช็ควาล์วแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มหลัก ตามทิศทางการเคลื่อนที่ปิดของลิ้นวาล์วลงบนบ่าวาล์ว ซึ่งมีลักษณะการทำงานที่คล้ายคลึงกับวาล์วมือหมุน

หน้าที่หลักของเช็ควาล์วคือการป้องกันการไหลย้อนกลับของของไหลในระบบ อย่างไรก็ตาม เพื่อป้องกันความเร็วการไหลย้อนกลับที่ส่งผลเสีย วาล์วควรปิดได้อย่างรวดเร็วเพียงพอ การปิดที่รวดเร็วนี้จำเป็นต้องทำอย่างระมัดระวัง เนื่องจากหากปิดเร็วเกินไปอาจก่อให้เกิดความดันเป็นระลอกสูงที่ไม่พึงปรารถนา รวมถึงอาจส่งผลให้เกิดการกระแทกอย่างแรงเมื่อลิ้นวาล์วตกลงบนบ่าวาล์ว

นอกจากนี้ ลิ้นวาล์วในเช็ควาล์วจำเป็นต้องมีความเสถียรภาพในตำแหน่งวาล์วเปิด เพื่อให้การไหลของของไหลผ่านได้โดยไม่มีปัญหา ความเสถียรของลิ้นวาล์วในตำแหน่งเปิดเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนหรือการขัดขวางการไหลที่อาจเกิดขึ้น

การทำความเข้าใจลักษณะการทำงานและคุณสมบัติของเช็ควาล์วจึงมีความสำคัญในการเลือกใช้งานวาล์วอย่างเหมาะสม ซึ่งจะช่วยให้ระบบการไหลของของไหลในโรงงานหรือระบบต่างๆ ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย

วาล์วระบายความดัน – Safety Valve

วาล์วระบายความดันเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบที่ควบคุมความดันในโรงงานอุตสาหกรรม มีสองกลุ่มหลัก ได้แก่ วาล์วระบายความดันชนิดกระทำตรง ซึ่งทำงานโดยตอบสนองต่อความดันที่ทางเข้าวาล์วโดยตรง และวาล์วระบายความดันชนิดกลไกนำ ซึ่งใช้กลไกกระตุ้นนำเพื่อเปิดและปิดวาล์วหลักตามความดันในระบบ

วาล์วระบายความดันชนิดกระทำตรงมักใช้ในการป้องกันการสูญเสียความดันเข้า และความดันย้อนกลับที่อาจส่งผลต่อการทำงานของวาล์ว. การออกแบบและวิธีการใช้งานของวาล์วนี้มีความสำคัญมากในการป้องกันความล้มเหลวและการรักษาความปลอดภัยในระบบ. แผนภูมิการทำงานของวาล์วจะแสดงถึงแรงยกและปิดวาล์วเทียบกับการเปิดลิ้นวาล์ว

ในด้านของวาล์วระบายความดันชนิดกลไกนำ ปัจจุบันได้มีการใช้งานในโรงจักรกำลังไอน้ำขนาดใหญ่ และขยายไปยังโรงกลั่นและอุตสาหกรรมเคมี วาล์วนี้สามารถทำงานได้โดยอาศัยของไหลในระบบหรือตัวกลางภายนอกเพื่อกระทำการเปิดหรือปิด

ลิ้นแตกระบายความดัน – Rupture Disk

ลิ้นแตกระบายความดัน, หรือที่เรียกว่า Rupture Disk, เป็นอุปกรณ์ระบายความดันที่มีลักษณะพิเศษในการไม่สามารถปิดกลับได้หลังจากทำงานแล้ว ลิ้นแตกประเภทนี้สามารถใช้งานได้โดยลำพังหรืออาจใช้ร่วมกับวาล์วระบายความดันอื่นๆ เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในระบบ

มีชนิดหลักของลิ้นแตก ได้แก่ ชนิดแรงดึงและชนิดแรงอัด ลิ้นแตกชนิดแรงดึงมักต้องการความแตกต่างที่สูงระหว่างความดันปกติและความดันแตกระเบิด (Burst pressure) ซึ่งหมายความว่าต้องมีความแข็งแรงมากพอที่จะทนต่อความดันสูงโดยไม่แตก ในขณะที่ลิ้นแตกชนิดแรงอัดสามารถทำงานได้ในความดันที่ใกล้เคียงกับความดันแตก โดยไม่เสียหายจากการใช้งานต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ลิ้นแตกชนิดนี้อาจไม่เหมาะสมสำหรับระบบที่มีของเหลวแบบสมบูรณ์แบบ

นอกจากนี้ ลิ้นแตกยังสามารถแบ่งตามดัชนีการแตกระเบิดได้ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยในการตรวจสอบความเสียหายของลิ้นเอง แต่ยังสามารถใช้เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดหรือหยุดการทำงานของปั้มวาล์วหรือระบบต่างๆ เพื่อตอบสนองต่อสถานการณ์ที่ลิ้นแตกได้รับความเสียหาย

สรุป วาล์วอุตสาหกรรม Valve

ในอุตสาหกรรม วาล์วมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการควบคุมและจัดการการไหลของของไหลต่างๆ รวมถึงอากาศ, น้ำ, ไอน้ำ, หรือสารเคมี วาล์วอุตสาหกรรมมีหลายประเภท ตั้งแต่วาล์วเปิด-ปิดง่ายๆ ไปจนถึงวาล์วที่มีระบบควบคุมอันซับซ้อน เช่น คอนโทรลวาล์วและเช็ควาล์ว การเลือกใช้วาล์วที่เหมาะสมไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของของไหลที่ต้องควบคุมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาพแวดล้อมในการทำงานและความต้องการด้านความปลอดภัย อีกทั้งในยุคปัจจุบัน วาล์วอุตสาหกรรมยังพัฒนาไปมาก มีการออกแบบเพื่อให้เข้ากับระบบอัตโนมัติและเทคโนโลยีสารสนเทศ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดความซับซ้อนในการดูแลรักษาระบบ ทั้งหมดนี้ทำให้วาล์วเป็นส่วนสำคัญไม่สามารถขาดได้ในการดำเนินการของอุตสาหกรรมหลายประเภท

อ้างอิง

• https://www.controlandinstrumentation.com/safety/rupture-disks.html
• คู่มือการเลือกใช้งานวาล์ว , นาวาอากาศโท ตระการ ก้าวกสิกรรม / พันโท พิศักดิ์ เจริญภัคดี (2539)