แนวทางในการแก้ปัญหาเพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์เบื้องต้น
มาเรียนรู้วิธีการแก้ปัญหาเบื้องต้นเมื่อเพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) ของคุณมีปัญหากันค่ะ
หากระบบ (Process) หรือกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรมของคุณ มีความจำเป็นที่จะต้องควบคุมแรงดัน (Pressure) ให้คงที่และแม่นยำ อุปกรณ์ที่มักถูกนำไปใช้ในการควบคุมแรงดันในระบบให้คงที่ มักเป็นอุปกรณ์ที่เราเรียกกันว่า เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) ค่ะ
เมื่อเพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ สิ่งที่มักจะเกิดขึ้นและสังเกตุเห็นได้ง่ายที่สุดคือ แรงดันที่ฝั่งดาวน์สตรีม (Downstream) จะไม่คงที่หรือมีการเหวี่ยง (Fluctuate) ขึ้น ๆ ลง ๆ เกิดขึ้น
ที่นี้ จะทำอย่างไรดี? หากเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) ที่ใช้งานในระบบมีปัญหาหรือไม่สามารถใช้งานได้อย่างปกติ Swagelok Thailand มีแนวทางในการแก้ปัญหาแบบ Step-by-step ตามมาดูกันค่ะ
อย่างแรก เราต้องทำความเข้าใจกับระบบ (Process) ของเราก่อน เพื่อให้มั่นใจว่า เราเลือกใช้เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ได้ถูกต้องและเหมาะสมกับงานของเราหรือไม่
ก่อนที่เราจะไปประเมินดูว่าเพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ของเรามีปัญหาอะไร เราต้องทำความเข้าใจระบบของเราก่อน เพื่อให้รู้ว่าหน้าที่ของเพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ที่ติดตั้งในระบบของเราเนี่ย มันทำหน้าที่อะไร ติดตั้งอยู่ถูกที่ ถูกตำแหน่ง ถูกต้องตามวัตถุประสงค์หรือไม่
เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) เป็นอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบมาให้สามารถควบคุมแรงดันในระบบ (Process) ซึ่งสามารถที่จะควบคุมแรงดันขาเข้า (Upstream Pressure) หรือแรงดันขาออก (Downstream Pressure) ขึ้นอยู่กับระบบหรือ Application ที่เราต้องการ
โดยที่หลักๆการทำงานของ Pressure Regulator สามารถที่จะปรับลดหรือควบคุมแรงดันในระบบให้คงที่ได้ด้วยเพราะมีคุณสมบัติ Self-Adjust แต่ก็มีหลายคนมักจะเข้าใจผิดว่าตัว เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ สามารถที่จะควบคุมอัตราการไหล (Flow) ได้ด้วย ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว Regulator ไม่สามารถที่จะควบคุมหรือปรับอัตราการไหลได้ แต่เราจำเป็นต้องรู้อัตราการไหลของระบบเพื่อนำไปใช้ในการเลือก Regulator เพื่อดูว่าตัว Regulator ที่เราจะนำไปติดตั้งสามารถให้อัตราการไหลที่เพียงพอต่อความต้องการของระบบหรือ Application นั้นๆหรือไม่
|
Tip: ถึงแม้ว่าตัว Regulator จะมีการออกแบบมาให้สามารถเปิด-ปิดได้ แต่ก็ไม่แนะนำให้นำมาใช้แทนวาล์วในการเปิด-ปิดของไหลในระบบค่ะ และอีกสิ่งหนึ่งที่เราต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับตัว Regulator คือ Regulator ไม่ใช่วาล์ว การออกแบบของ Regulator ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้นำมาใช้กับการเปิดปิด (Shutoff /Isolation) ของไหลในระบบ ดังนั้นแล้ว Regulator จึงไม่แนะนำให้ใช้แทน Ball Valve หรือ Needle Valve |
เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) ถูกแบ่งออกเป็น 2 แบบคือ
1. Pressure Reducing Regulator หรือเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ที่สามารถปรับลดและควบคุมแรงดันขาออก (Downstream Pressure) ซึ่งเราจะเห็นว่า Regulator ชนิดนี้ถูกนำไปใช้กับงานที่ต้องการปรับลดแรงดันสูงไปแรงดันต่ำ เช่น แรงดันขาเข้า 3000 psi ปรับลดแรงดันขาออกให้เหลือ 300 psi ตัวอย่างที่เห็นได้โดยทั่วไปเรามักจะเห็น Pressure Reducing Regulator ได้จากงาน Gas Panel ที่ต่อจากถังแก๊ส หรือ Regulator ที่ติดกับหัวถังแก๊ส เป็นต้น
2. ในทางกลับกัน, Back Pressure Regulator ก็จะทำหน้าที่ในการควบคุมแรงดันขาเข้า ซึ่งจะทำหน้าที่คล้าย ๆ กับ Relief Valve แต่ให้ความแม่นยำที่สูงกว่า เช่น ในระบบต้องการควบคุมแรงดันขาเข้าที่ 300 psi แล้วเราตั้งค่า (Set Pressure) ของตัว Back Pressure Regulator 350 psi หากแรงดันขาเข้าในระบบเกิน 350 psi ตัว Back Pressure Regulator จะทำการปล่อยแรงดันที่เกินมาสู่บรรยากาศหรือ Vent Line ที่ออกแบบไว้
ที่นี้เมื่อเรามั่นใจได้แล้วว่าเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ที่เราติดตั้งและใช้งานอยู่ใน Plant ติดตั้งถูกต้องตามฟังก์ชั่นการควบคุมแรงดันที่ต้องการแล้ว เราก็มาวิเคราะห์กันต่อค่ะว่า เพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ของเรามีปัญหาอะไร และควรต้องปรับแก้อย่างไร
ขั้นตอนต่อมา เรามาวิเคราะห์ปัญหาเพื่อหาแนวทางในการแก้ไขกันค่ะ
ถ้าแรงดันในระบบลดลง (dropping) ต่ำกว่าแรงดันที่เราต้องการควบคุม (Target Pressure) แสดงว่ามี Pressure Drop จากอะไรบางอย่างเกิดขึ้นในระบบ อาการแบบนี้เราเรียกว่า Droop ซึ่งส่วนใหญ่ปัญหานี้มักจะเกิดจากการเลือกขนาดของเรคกูเรเตอร์ที่ไม่เหมาะสม (Undersized regulator) หรืออีกสาเหตุหนึ่งเกิดจาการเซ็ตสปริงค์และช่วงแรงดันไม่เหมาะสม
แต่…ถ้าแรงดันในระบบเพิ่มสูง (rising) กว่าแรงดันที่เราต้องการควบคุม (Set pressure) ปัญหานี้อาจเกิดจาก 2 ประเด็นคือ Creep และ Supply Pressure Effect (SPE)
เมื่อเราวิเคราะห์ได้แล้วว่าปัญหาของระบบเราเกิดจากระบบมีแรงดันที่ลดลง (Droop) หรือแรงดันในระบบเพิ่มสูงเกินกว่า Set Pressure ก็มาดูแนวทางในการแก้ไขกันเลยค่ะ
วิธีการแก้ปัญหาเมื่อแรงดันในระบบลดลง เนื่องจาก Droop: Droop มักจะเกิดขึ้นเมื่ออัตราการไหล (Flow) มีการเพิ่มขึ้น ส่งผลทำให้แรงดันขาออก (Outlet Pressure) ตกลงหรือที่เราเรียกกันว่าเกิด Pressure Drop วิธีการแก้ Droop คือให้เลือกใช้เรคกูเรเตอร์ที่ค่า Inlet Pressure rating ใกล้เคียงกับ Actual System Pressure
: อีกแนวทาง คือ เลือกใช้เรคกูเรเตอร์ที่เป็นแบบ Dome-loaded regulator ซึ่งสามารถต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหล (Flow Variation) ได้ดี : หรือเลือกเรคกูเรเตอร์ที่มีค่า Flow Coefficient ที่กว้าง จะสามารถช่วยป้องกันปัญหาแรงดันในระบบลดลงได้ดีขึ้น โดยเลือกจากการใช้ Flow Curve Generator Tools หรือให้ผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับเรคกูเรเตอร์ทำการคำนวณค่าให้ค่ะ |
วิธีการแก้ปัญหาเมื่อแรงดันในระบบเพื่มสูงขึ้น (Rising) เนื่องจาก SPESupply Pressure Effect สังเกตุได้ง่าย ๆ เมื่อแรงดันขาเข้า (Inlet Pressure) ลดลง ส่งผลทำให้แรงดันขาออกเพิ่มสูงขึ้น (Rising) วิธีการลดผลกระทบของการเกิด Supply Pressure Effect ทำได้โดย : เลือกใช้เรคกูเรเตอร์แบบ Two-single stage : หรือเลือกเรคกูเรเตอร์รุ่นที่เป็น Balanced poppet design |
วิธีการแก้ปัญหาเมื่อแรงดันในระบบเพื่มสูงขึ้น (Rising) เนื่องจาก CreepCreep สามารถเกิดขึ้นได้ง่าย เมื่อเรคกูเรเตอร์ที่ใช้งานมีผง (Debris) หลุดเข้าไปภายใน ซึ่ง Contaminants ที่หลุดเข้าไปในระบบของเรคกูเรเตอร์ จะทำให้เกิดช่องว่าง (Gap) ระหว่าง Seat กับ Poppet, ทำให้เกิดแรงดันที่เพิ่มสูงขึ้นที่ฝั่ง Downstream และอาจส่งผลเสียกับอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังของเรคกูเรเตอร์ โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่ไม่สามารถต้านทานต่อแรงดันสูงได้
วิธีการในการแก้ปัญหาแรงดันในระบบที่เพิ่มสูงขึ้นเนื่องจาก Creep สามารถทำได้โดย : ติดตั้งฟิลเตอร์ (Filter) ที่ระบบฝั่ง Upstream เพื่อปัองกันและลดสิ่งสกปรกที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อเรคกูเรเตอร์ : การป้องกันอุปกรณ์ฝั่ง Downstream โดยการติดตั้ง Relief Valve เพื่อป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์ที่ไม่สามารถต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในระบบได้ |
แต่ในบางครั้งปัญหามันก็ไม่ได้ยุ่งยากซับซ้อนอะไรมาก มาดูตัวอย่างปัญหาแบบ basic ที่อาจพบเจอได้จากตัวอย่างด้านล่างกันค่ะ