บางที่วิธีการที่จะทำให้รู้ว่าสิ่งที่ออกแบบมานั้นใช้งานได้จริงหรือไม่ก็คือ
"การทดลองลงมือใช้งาน"
ภายใต้สถานการณ์สมมุติที่แตกต่างกัน
โดยอาจเริ่มตั้งแต่
การเริ่มเดินเครื่องเป็นครั้งแรก
การปฏิบัติงานในระหว่างการเดินเครื่องตามปรกติ
การแก้ปัญหาถ้าหากเกิดปัญหาในระหว่างการเดินเครื่อง
การหยุดเดินเครื่อง
และการซ่อมบำรุง
มีอยู่ไม่น้อยที่พบว่าในระหว่างการก่อสร้างและติดตั้งอุปกรณ์นั้น
ไม่มีปัญหาใด ๆ ในการติดตั้งอุปกรณ์ชิ้นนั้น
เพราะมีทั้งรถเครน
(สำหรับการยกของขึ้นที่สูงหรือยกของหนัก)
และนั่งร้าน
(สำหรับการปฏิบัติงานในที่สูง)
แต่พอเสร็จสิ้นงานก่อสร้าง
นั่งร้านก็จะถูกรื้อทิ้ง
รถเครนถูกนำออกไปจากพื้นที่ฝ่ายผลิต
และเมื่อถึงเวลาที่ต้องเริ่มเดินเครื่องจริง
(หรือเมื่อถึงคราวต้องหยุดเดินเครื่องเพื่อทำการซ่อมบำรุง)
ปัญหาจะปรากฏให้เห็น
อย่างเช่นกรณีของถังเก็บน้ำสำรองที่ยกมาเป็นตัวอย่างให้ดูในวันนี้
ถังเก็บน้ำในรูปสูงเกือบ
๑๐ เมตรจากพื้น
ท่อน้ำเข้าถังต่อตรงจากท่อน้ำประปาโดยจ่ายเข้าทางด้านบนของถัง
(แบบเดียวกับถังเก็บน้ำที่ใช้กันตามบ้านทั่วไป)
ตรงจุดท่อน้ำเข้าถังจะมีวาล์วปีกผีเสื้อติดตั้งอยู่
(ที่อยู่ในกรอบสีเหลืองในรูปที่
๑)
จากนั้นปั๊มน้ำจะทำการสูบน้ำจากในถังเพื่อจ่ายไปยังส่วนต่าง
ๆ ของโรงงานอีกที
ถึงจุดนี้พอจะสังเกตเห็นอะไรบ้างไหมครับ
สิ่งที่เห็นได้ในรูปที่
๑ และ ๒ ตำแหน่งที่ติดตั้งวาล์วเปิด-ปิดน้ำเข้าถังนั้น
ไม่มีพื้นที่ให้ผู้ปฏิบัติงานยืนทำงานเพื่อทำการเปิด-ปิดวาล์ว
และเป็นตำแหน่งที่อยู่สูงจากพื้นมาก
รูปที่ถ่ายมานี้อยู่ในช่วงระหว่างการทดสอบระบบ
ดังนั้นจึงมีการติดตั้งนั่งร้านชั่วคราวเพื่อทำการเปิด-ปิดวาล์ว
แต่ท้ายสุดแล้วนั่งร้านชั่วคราวดังกล่าวจะถูกรื้อออกและวาล์วทุกตัวจะเปิดทิ้งไว้
(เข้าใจว่าระดับน้ำในถังจะคุมด้วยลูกลอย
เหมือนกับถังเก็บน้ำประปาที่ใช้กันตามบ้านทั่วไป)
ถ้าเป็นวาล์วที่นาน
ๆ ทีใช้งานครั้งนึง
หรือเป็นวาล์วที่ไม่อยากให้ใครเข้าไปยุ่งอะไรกับมันโดยไม่จำเป็น
การติดตั้งแบบนี้บ่อยครั้งก็ถือว่าเป็นที่ยอมรับ
การตั้งนั่งร้านชั่วคราวเพื่อการใช้งานนาน
ๆ ครั้งอาจจะดีกว่าการมีโครงสร้างถาวรที่นาน
ๆ ครั้งจะมีการใช้งานสักที
และการที่ปิดช่องทางให้คนเข้าไปยุ่งอะไรกับมันได้ง่าย
ๆ (ด้วยการให้มันอยู่สูงเกินเอื้อม)
ก็อาจถือได้ว่าเป็นความปลอดภัยอย่างหนึ่งสำหรับวาล์วที่ต้องการให้มันคงอยู่
ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง
(คือเปิดค้างหรือปิดค้าง)
โดยไม่ต้องการให้ใครเข้าไปยุ่งอะไรกับมันเว้นแต่จะมีการกำหนดการทำงานที่ชัดเจนว่าให้ไปยุ่งอะไรกับมันเท่านั้น
ซึ่งตรงนี้ก็ต้องไปดูกันที่คู่มือการปฏิบัติงาน
(operating
manual) ของโรงงานว่าวาล์วดังกล่าวมีความถี่ในการใช้งานมากน้อยเท่าใด
ถังน้ำที่ใช้เก็บน้ำประปากันตามบ้านเรือนต่าง
ๆ เราจะเปิดวาล์วที่ให้น้ำประปาไหลเข้าถังทิ้งไว้ตลอด
แต่ใช้ลูกลอยคุมระดับน้ำไม่ให้ล้นถังเก็บอีกทีเวลาที่น้ำเต็มถัง
โดยลูกลอยดังกล่าวติดตั้งอยู่ในตัวถังน้ำ
ซึ่งในกรณีของถังเก็บที่นำมาแสดงนี้ก็เดาว่าเป็นแบบเดียวกัน
แต่ในที่นี้มันมีเรื่องหนึ่งงที่ควรต้องนำมาพิจารณาประกอบคือ
ความถี่ของการที่ลูกลอยมีโอกาสที่จะเสียและความถี่ในการตรวจสอบการทำงานและการถอดซ่อมบำรุงลูกลอยเข้ามาพิจารณาด้วย
เพราะลูกลอยมีโอกาสที่จะ
“ค้าง” ได้โดยที่เราไม่ต้องการ
(คือไม่ลอยขึ้นเพื่อปิดการไหลของน้ำ
หรือไม่ตกลงเพื่อเปิดให้น้ำไหล)
ตรงนี้เป็นประเด็นที่ควรต้องหารือกันระหว่าง
ผู้ออกแบบ ผู้จ่ายเงิน
และผู้ปฏิบัติงาน
สิ่งที่ผู้ออกแบบคาดหวังก็คือสิ่งที่ออกแบบไว้นั้นสามารถปฏิบัติงานได้จริง
ในขณะที่ผู้จ่ายเงินนั้นต้องการค่าใช้จ่ายที่ต่ำที่สุด
ส่วนผู้ปฏิบัติงานนั้นต้องการการทำงานที่สะดวกสบายที่สุด
ซึ่งความต้องการของคนสามกลุ่มนี้อาจจะไม่เหมือนกันพร้อม
ๆ กัน
ตัวอย่างเช่นในกรณีนี้ผู้ออกแบบอาจจะออกแบบให้มี
platform
ถาวรติดตั้งอยู่บนยอดถัง
เพื่อให้ความสะดวกแก่ผู้ปฏิบัติงานในการทำงาน
ซึ่งผู้ปฏิบัติงานก็เห็นชอบด้วย
แต่ผู้จ่ายเงิน
(ซึ่งไม่ใช่คนที่ต้องลงมาทำงานดังกล่าวในการใช้งานจริง)
อาจพิจารณาว่าการติดตั้ง
platform
ดังกล่าวจะทำให้ค่าใช้จ่ายเพิ่มสูงขึ้น
และวาล์ว/ลูกลอยดังกล่าวก็ไม่ได้มีการใช้งานบ่อยครั้ง
ดังนั้นการติดตั้งนั่งร้านชั่วคราวเมื่อต้องการขึ้นไปปฏิบัติงานยังตำแหน่งดังกล่าวจึงอาจเป็นการเหมาะสมกว่า
(ในแง่ของค่าใช้จ่ายที่ไม่ต้องจ่ายให้กับโครงสร้างที่นาน
ๆ ครั้งจะมีการใช้งาน)
อีกเรื่องหนึ่งที่ควรต้องนำมาพิจารณาคือตำแหน่งทางเข้าของน้ำว่าในกรณีนี้ทำไมจึงให้เข้าทาง
“ด้านบน”
ความดันของของเหลวนั้นขึ้นอยู่กับ
“ความสูง”
เท่านั้นเท่านั้น
ไม่ขึ้นกับพื้นที่หน้าตัดของภาชนะเก็บของเหลว
เรื่องนี้เคยกล่าวไว้ครั้งหนึ่งแล้วใน
Memoir
ปีที่
๕ ฉบับที่ ๕๘๙ วันศุกร์ที่
๑๕ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง
“ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊มตอนที่ ๑”
ในโรงงานทั่วเช่นโรงกลั่นน้ำมัน
การสูบน้ำมันเข้าแทงค์นั้นจะสูบเข้าทาง
“ก้นแทงค์”
เพราะจะทำให้ปั๊มกินพลังงานเฉลี่ยน้อยที่สุด
เพราะแรงต้านด้านขาออก
(เนื่องจากความสูงของของเหลว)
จะค่อย
ๆ เพิ่มสูงขึ้นตามระดับความสูงของของเหลวในแทงค์
แต่ถ้าสูบเข้าทางด้านบน
ปั๊มจะต้องทำงานหนักตลอดเวลา
เพราะแรงต้านด้านขาออกจะสูงคงที่ตลอด
เวลา
(เท่ากับระดับความสูงของท่อด้านขาออกที่จ่ายเข้าทางด้านบนของแทงค์
แต่ทั้งนี้ก็ต้องพิจารณาด้วยนะว่าปลายท่อด้านที่อยู่ในถังนั้นมันอยู่ที่ระดับไหน
ถ้าปลายท่อด้านที่อยู่ในถังมันต่ำกว่าระดับสูงสุดของท่อด้านขาออก
ปั๊มก็ยังต้องสามารถส่งของเหลวขึ้นไปได้สูงที่ระดับความสูงนั้นก่อน
พอของเหลวเริ่มไหลตกลงมาทางท่อด้านขาออก
พลังงานที่ปั๊มต้องใช้ก็จะลดลงเอง
(นึกภาพกาลักน้ำดูนะ)
เรื่องนี้เคยเล่าเอาไว้แล้วใน
Memoir
ปีที่
๔ ฉบับที่ ๔๕๖ วันจันทร์ที่
๒๘ พฤษภาคม ๒๕๕๕ เรื่อง
“เก็บตกฝึกงานฤดูร้อน ๒๕๕๕”
แต่ก็ไม่ใช่ว่าจะไม่มีการสูบเข้าทางด้านบนนะ
มันก็มีเหมือนกันในกรณีของการที่ต้องการผสมของเหลวในแทงค์
โดยสูบออกทางด้านล่างและป้อนกลับเข้ามาใหม่ทางด้านบน
รูปที่
๓ ข้างบนเป็นตัวอย่างการต่อท่อจากปั๊มเข้าถังเก็บรูปแบบต่าง
ๆ การต่อท่อเข้าที่ก้นถังตามรูปแบบ
(ก)
นั้น
แรงด้านด้านขาออกของปั๊มจะค่อย
ๆ เพิ่มตามระดับความสูงของของเหลวในถัง
(h1)
ดังนั้นถ้าเป็นช่วงที่ระดับของเหลวต่ำ
ปั๊มจะมีแรงต้านด้านขาออกน้อยและจะกินพลังงานน้อย
เมื่อระดับของเหลวในถังเพิ่มสูง
แรงต้านด้านขาออกก็จะเพิ่มขึ้น
ดังนั้นปั๊มก็จะกินพลังงานเพิ่มมากขึ้นตามระดับความสูงของของเหลวในถัง
(h1)
รูปแบบ
(ข)
เป็นกรณีของการต่อท่อเข้าด้านบนของถัง
ในกรณีนี้แรงต้านด้านขาออกจะเท่ากับระดับความสูงของท่อด้านขาออกคือ
h2
ตลอดเวลาโดยไม่ขึ้นกับระดับความสูงของของเหลวในถัง
(h1)
ดังนั้นปั๊มจะกินพลังงานเต็มที่ตลอดเวลาไม่ว่าของเหลวในถังจะมีปริมาณเท่าใด
ส่วนรูปแบบ
(ค)
นั้นปั๊มจำเป็นต้องมีพลังงานมากพอที่จะดันของเหลวให้สูงขึ้นไปจนถึงระดับ
h2
(ตำแหน่งสูงสุดของท่อให้ได้ก่อน)
จากนั้นเมื่อของเหลวเริ่มไหลตกลงมาทางปลายท่อ
(ของเหลวต้องไหลเต็มท่อนะ)
แรงต้านด้านขาออกจะลดลงโดยเหลือเพียงแค่ระดับความสูง
h3
เท่านั้น
ดังนั้นตราบเท่าที่ระดับของเหลวในถังอยู่ต่ำกว่าระดับปลายท่อด้านขาอก
(h3)
แรงต้านด้านขาออกก็จะคงที่เท่ากับระดับความสูง
h3
ตลอดเวลา
และเมื่อปลายท่อด้านขาออกเริ่มจมลงในผิวของเหลว
แรงต้านด้านขาออกก็จะเพิ่มตามระดับความสูงของของเหลวในถัง
(h1)
ในกรณีนี้ระดับความสูง
h2
จะเป็นตัวกำหนดความดันด้านขาออกที่ต่ำที่สุดที่ปั๊มจำเป็นต้องมี
ไม่เช่นนั้นจะไม่สามารถเริ่มการสูบของเหลวเข้าถังได้
กรณีของรูปที่
๑ นั้นแตกต่างไปจากกรณีของรูปที่
๓ ตรงที่กรณีของรูปที่ ๑
นั้นเป็นการต่อ “น้ำประปา”
จากมิเตอร์เข้าสู่ถังเก็บโดยตรงโดยไม่มีปั๊มส่งเข้า
(อาศัยแรงดันน้ำประปาที่การประปาจ่ายให้มาเพียงอย่างเดียว)
ซึ่งก็เป็นรูปแบบที่ใช้กันตามบ้านทั่วไปที่จะต่อท่อน้ำประปาเข้าทางด้านบนของถังเก็บ
ก่อนที่จะใช้ปั๊มสูบน้ำในถังจ่ายเข้าไปในอาคาร
แต่ถังน้ำในบ้านมันมีความสูงไม่มาก
(อย่างมากก็ประมาณ
๒ เมตร)
ความดันในท่อประปาก็เพียงพอที่จะทำให้น้ำไหลเข้าทางด้านบนของถังได้ไม่ว่าจะเป็นเวลาไหนของวันอยู่แล้ว
การต่อท่อน้ำประปาเข้าทางด้านบนของถังก็มีข้อดีตรงที่ไม่ต้องกังวลเรื่องการไหลย้อนกลับเวลาที่ความดันในท่อประปาลดต่ำลง
ทำให้ไม่ต้องมีการติดตั้งวาล์วกันการไหลย้อนกลับ
(non-return
valve หรือcheck
valve) เอาไว้เหมือนในกรณีที่ต่อท่อเข้าทางด้านก้นถัง
แต่ปัญหาก็คือถังในรูปที่
๑ มันมีความสูงมาก (ประมาณ
๑๐ เมตรหรือบ้าน ๓ ชั้น)
ดังนั้นจึงเกิดปัญหาว่าเวลาที่มีผู้ใช้น้ำประปามาก
(เช่นในช่วงเวลากลางวัน
เช้าหรือเย็น)
ความดันในระบบท่อประปาจะลดต่ำลง
ทำให้น้ำไม่สามารถไหลเข้าไปในถังได้
แนวทางการแก้ปัญหาที่อาจกระทำได้ก็คือทำการย้ายท่อน้ำเข้าให้มาอยู่ทางด้านก้นถังแทน
(แต่ต้องมีการติดตั้งวาล์วกันการไหลย้อนกลับด้วย)
หรือไม่ก็ติดตั้งถังเก็บน้ำใบเล็กกับปั๊มน้ำเพิ่มเติม
โดยให้น้ำประปาไหลเข้าถังเก็บน้ำใบเล็ก
(ที่มีความสูงต่ำกว่า)
ก่อน
จากนั้นจึงค่อยใช้ปั๊มสูบน้ำจากถังใบเล็กเข้าไปในถังใบใหญ่อีกทีหนึ่ง
(รูปที่
๔)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น