ปรกติแล้วในการทำงานกับระบบท่อนั้น ถ้าเราทำงานกับ pipe เพียงอย่างเดียวหรือทำงานกับ tube เพียงอย่างเดียวมักจะไม่ค่อยมีปัญหาอะไรเวลาต่อท่อหรือวาล์วเข้าด้วยกัน ปัญหามักจะเกิดเมื่อเราต้องต่ออุปกรณ์อื่น (เช่นเกจวัดความดัน) หรือต่อระบบท่อของเราเข้ากับอุปกรณ์ที่เราทำขึ้นเอง หรือต่อระบบ pipe และ tube เข้าด้วยกัน หรือแม้แต่ต่อระบบ pipe เข้าด้วยกัน แต่เป็น pipe เหล็กกับ pipe พีวีซี ปัญหาที่เกิดคือเรื่องรูปร่างของเกลียว
"pipe" และ "tube" นั้นภาษาไทยเรียกรวม ๆ กันว่า "ท่อ" แต่ความหมายในทางวิศวกรรมนั้นแตกต่างกัน ดังนั้นเพื่อไม่ให้เกิดความสับสน ในที่นี้จึงขอใช้คำว่า "pipe" ตามคำนิยามของ pipe และคำว่า "tube" ตามคำนิยามของ tube ในทางวิศวกรรม และใช้คำว่า "ท่อ" ในความหมายที่รวมทั้ง pipe และ tube
เกลียวที่ใช้ในการต่อท่อนั้นจะมีอยู่ 2 แบบคือเกลียว NPT (ย่อมาจาก National Pipe Thread Tapered Thread) ซึ่งมีลักษณะเรียวสอบ และเกลียวตรง (Straight หรือ Parallel Thread) รูปร่างของเกลียวทั้ง 2 แสดงไว้ในรูปที่ 1 ถึง 3
รูปที่ 1 เกลียว (ซ้าย) NPT ตัวเมีย และเกลียว (ขวา) NPT ตัวผู้
(ภาพจาก http://www.dixonpowhatan.com/resources/thread_info.php)
รูปที่ 2 รูปขยายเกลียว NPT ตัวผู้ ขอให้สังเกตลักษณะเรียวสอบของเกลียวที่มีลักษณะเรียวสอบจากทางด้านขวามาซ้าย แนวเส้นสีแดงคือระยะที่เกลียวกัดลงมาลึกที่สุด (วัดจากผนังท่อด้านนอก) ดังนั้นความหนาของท่อที่ตำแหน่งเกลียวตัวสุดท้าย (ด้านซ้ายสุด) ที่วัดจากผนังท่อด้านในมาจนถึงเส้นสีแดงจะมีความหนาน้อยที่สุด ความหนาของผนังท่อที่จะนำมาใช้ในการคำนวณแรงดันสูงสุดที่ท่อสามารถรองรับได้จึงต้องใช้ความหนา ณ ตำแหน่งนี้
(ภาพจาก www.plumbingsupply.com/pipethreadsizing.html)
รูปที่ 3 (ซ้าย) เกลียวตรงตัวเมีย และ (ขวา) เกลียวตรงตัวผู้ พึงสังเกตว่าจะถูกกัดลงไปลึกเท่า ๆ กัน ดังนั้นถ้าเราลากเส้นตรงผ่านสันเกลียวแต่ละสันของเกลียวที่อยู่ทางด้านบนและด้านล่างของรูป จะพบว่าเส้นตรงสองเส้นนั้นขนานกัน
(ภาพจาก http://www.dixonpowhatan.com/resources/thread_info.php)
ที่พบเห็นในบ้านเรา เกลียวท่อประปาที่เป็นท่อเหล็กนั้นจะเป็นเกลียว NPT ส่วนเกลียวท่อพีวีซีหรือเกลียวที่ใช้ต่อกับอุปกรณ์ต่าง ๆ ในห้องน้ำ (เช่นสายฝักบัว ก๊อกที่อ่างล้างหน้า) นั้นจะเป็นเกลียวตรง ดังนั้นก๊อกน้ำที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับท่อเหล็กก็จะทำเกลียวตัวผู้เป็นแบบ NPT ส่วนก๊อกน้ำที่ใช้สำหรับต่อกับท่อพีวีซีหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ ในห้องน้ำก็จะเป็นเกลียวตรง
ถ้าเราเอาเกลียว NPT ตัวผู้ขันเข้าไปในเกลียวตรงตัวตัวเมีย จะพบว่าสามารถหมุนได้ลื่นมากจนเกลียวตัวผู้จมเข้าไปจนสุด แต่จะไม่รู้สึกว่าขันได้แน่น ทั้งนี้เพราะการจับกันระหว่างเกลียวตัวผู้และเกลียวตัวเมียมีการจับกันมั่นคงเพียงแค่เกลียวตัวผู้ตัวที่อยู่ที่ด้านโคน (ซึ่งเป็นตัวที่มีขนาดใหญ่ที่สุด) และเกลียวตัวเมียตัวที่อยู่ทางด้านปากทางเข้า ส่วนเกลียวตัวผู้ที่ถูกสอดลึกเข้าไปข้างในนั้น (ซึ่งมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ เนื่องจากการเรียวสอบ) จะไม่จับกับเกลียวตัวเมียของข้อท่อที่เป็นเกลียวตรง ดังนั้นจึงมักพบกับการรั่วซึม ซึ่งถ้าเป็นน้ำประปาก็คงฝืนแก้ได้ด้วยการพันเทปตรงเกลียวตัวผู้ให้หนา ๆ หน่อย แต่ก็ไม่ใช่วิธีการที่ถูกต้อง
ในทางกลับกันถ้าเราเอาเกลียวตรงตัวผู้ขันเข้าไปในเกลียว NPT ตัวเมีย จะพบว่าสามารถหมุนเข้าไปได้เพียงนิดเดียวเท่านั้นก็จะติดขัดแล้ว ทั้งนี้เพราะรูของเกลียวตัวเมียที่เป็น NPT นั้นจะมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ เมื่อเข้าไปข้างใน ในกรณีนี้จะพบว่าไม่สามารถต่อเกลียวทั้งสองเข้าด้วยกันได้
การป้องกันการรั่วซึมของการต่อท่อด้วยระบบเกลียวนี้จะใช้การสัมผัสกันระหว่างพื้นผิวของเกลียวตัวผู้และเกลียวตัวเมีย ในกรณีของเกลียว NPT นั้นเมื่อใช้กับระบบที่ไม่ได้มีแรงดันสูงหรือไม่มีอันตรายใด ๆ (เช่นท่อน้ำประปา) และเป็นกรณีที่เกลียวตัวผู้มีความยาวมากกว่าความลึกของเกลียวตัวเมีย เราอาจพบว่าเพียงแค่ขันเกลียวให้แน่นก็ป้องกันการรั่วซึมได้แล้ว แต่เนื่องจากพื้นผิวของเกลียวตัวผู้และเกลียวตัวเมียไม่ได้ผ่านการทำให้ราบเรียบจนแนบสนิทได้ทุกตำแหน่ง ดังนั้นเพื่อความแน่นอนแล้วจึงควรมีการพันเทปลอน (แต่ก่อนจะใช้เชือกป่าน) เอาไว้ด้วยเพื่อให้มั่นใจว่าจะไม่เกิดการรั่วซึม
อีกปัญหาหนึ่งที่เคยประสบคือกรณีของเกลียวตรงที่เกลียวตัวผู้และเกลียวตัวเมียมีจำนวนเกลียวต่อนิ้วไม่เท่ากัน เช่นตัวหนึ่งอาจมี 10 เกลียวต่อนิ้ว ส่วนอีกตัวหนึ่งอาจมี 11 เกลียวต่อนิ้ว เมื่อนำเกลียวทั้งสองมาประกอบเข้าด้วยกันจะพบว่าเมื่อขันด้วยมือเข้าไปได้สักนิดจะพบว่าเกิดการติดขัดไม่สามารถขันได้อีก ในกรณีเช่นนี้ "ห้าม" ฝืนขันต่อโดยใช้ประแจช่วยขัน เพราะจะทำให้เกิดการปีนเกลียวเกิดขึ้นและทำให้เกิดความเสียหายถาวรต่อเกลียวตัวผู้และตัวเมียได้ (ขึ้นอยู่กับว่าโลหะของเกลียวตัวไหนจะแข็งกว่ากัน ตัวที่ทำจากโลหะที่อ่อนกว่าจะเป็นตัวที่พัง)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น