หลังจากที่อาจารย์ที่เป็นผู้สร้างโรงประลอง
(pilot
plant) เกษียณอายุไปได้หลายปีและไม่มีใครรับช่วงทำวิจัยงานด้านนี้ต่อ
ทางภาควิชาก็เลยมีการรื้อโรงประลองดังกล่าวออกเพื่อนำพื้นที่มาใช้งานอย่างอื่น
งานนี้ก็เลยได้โอกาสเข้าไปรื้อเศษซากอุปกรณ์ต่าง
ๆ ที่เขาถอดออกมา
เพื่อนำมาแยกชิ้นส่วนถ่ายรูปมาให้ดูกัน
และชิ้นแรกที่ขอนำมาแสดงก็คือแผ่น
orifice
การวัดอัตราการไหลของของไหล
(แก๊สหรือของเหลว)
ในท่อนั้นมีอยู่ด้วยกันหลายเทคนิค
และเทคนิคหนึ่งที่เห็นใช้กันมากในโรงงานอุตสากรรมทั่วไปคือการวัดผลต่างความดัน
(pressure
difference) ระหว่างสองตำแหน่งบนเส้นทางการไหล
โดยทางด้านต้นทางนั้นจะมีความดันสูงกว่าทางด้านปลายทาง
และค่าผลต่างความดันนี้จะเพิ่มตามอัตราการไหลที่สูงขึ้น
ข้อดีของอุปกรณ์วัดพวกนี้คือตัวอุปกรณ์วัดเองนั้นไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่
ใช้งานได้กับระบบที่มีความดันและอุณหภูมิสูง
ในกรณีของท่อตรงนั้นเพื่อให้เห็นค่าผลต่างความดันได้ชัดเจน
ระยะห่างระหว่างสองตำแหน่งที่ต้องวัดนั้นจะมากจนไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้ในทางปฏิบัติ
การแก้ปัญหาดังกล่าวทำโดยการติดตั้งอุปกรณ์ที่มีการจำกัดพื้นที่หน้าตัดการไหลในท่อ
แล้วทำการวัดการเปลี่ยนแปลงความดันเมื่อของไหลไหลผ่านอุปกรณ์นั้น
อุปกรณ์จำกัดพื้นที่หน้าตัดการไหลที่ใช้กันมากที่สุดเห็นจะได้แก่แผ่นออริฟิส
(orifice
plate) ที่เป็นแผ่นโลหะสอดไว้ระหว่างหน้าแปลน
โดยแผ่นโลหะดังกล่าวมีรูที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ
รูปร่างและตำแหน่งของรูบนแผ่นโลหะขึ้นอยู่กับการออกแบบ
แต่ที่พบเห็นมากที่สุดเห็นจะได้แก่เป็นรูกลมอยู่ตรงกลางแผ่น
การวัดความดันจะวัดที่ตำแหน่งด้านหน้าและด้านหลังแผ่น
orifice
นี้
(ดังตัวอย่างในรูปที่
๑)
รูปที่
๑ ส่วนของท่อที่ทำการติดตั้งแผ่น
orifice
(ท่อแนวนอนด้านบน)
และท่อที่ต่อเข้าอุปกรณ์วัดความดัน
เพื่อแปลงค่าผลต่างความดันที่วัดได้เป็นค่าอัตราการไหลอีกที
อุปกรณ์อีกชนิดหนึ่งได้แก่ท่อเวนจูรี
(venturi
tube) ที่มีลักษณะเป็นท่อตรงที่มีการลดขนาดเข้าตอนกลางก่อนบานออก
การวัดความดันจะวัดที่ตำแหน่งก่อนเข้าส่วนที่มีการลดขนาด
และตำแหน่งตรงจุดที่ท่อแคบที่สุด
ท่อเวนจูรีจะใช้พื้นที่ในการติดตั้งมากกว่าแผ่น
orifice
แต่ก็มีข้อดีคือกรณีของของเหลวที่มีของแข็งไหลผสมอยู่ด้วยนั้น
(ที่เรียกว่า
slurry)
ท่อเวนจูรีมันไม่มีตำแหน่งที่ของแข็งจะสะสมค้างอยู่ในตัวอุปกรณ์
ท่อเวนจูรีนี้จะพบเห็นไม่แพร่หลายเท่าแผ่น
orifice
รูปที่
๒ ชำเลืองดูตรงหน้าแปลน
จะเห็นแผ่น orifice
อยู่ตรงกลาง
มีปะเก็นเทฟลอน (สีขาว)
ประกบอยู่บนล่าง
รูปที่
๓ นอตตัวเมียที่ใช้ยึดหน้าแปลนมีแหวนสปริง
(spring
washer) รองเข้าไว้ด้วย
เพื่อป้องกันการคลายตัวของนอตตัวเมียอันอาจเกิดจากการสั่นสะเทือน
หรือการยืดหดของโลหะอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ถ้าเป็นแหวนรองแบบธรรมดาที่เป็นแผ่นโลหะกลมมีรูตรงกลาง
ภาษาช่างบ้านเราเรียกแหวนอีแปะ
(plain
washer) ตัวนี้ใช้ในการช่วยกระจายแรงกดจากนอตตัวเมียลงไปบนพื้นผิว
(เช่นพื้นผิวไม้)
เพื่อไม่ให้พื้นผิวเกิดความเสียหายเวลาขันนอตตึงมาก
ๆ
รูปที่
๔ ถอดแผ่น orifice
ออกมาแล้ว
จะเห็นว่ารูของแผ่น orifice
นี้มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับรูท่อ
(ด้านขวา)
ด้านนี้เป็นด้านหน้าของแผ่น
(ด้านของไหลไหลเข้า)
รูปที่
๕ อีกด้านหนึ่งของแผ่น
orifice
ในรูปที่
๔ ผิวตรงรูด้านนี้มีลักษณะปาดเรียบเป็นรูปกรวยลงไปยังรู
ด้านนี้เป็นด้านหลัง
แต่ก็ไม่เสมอไปนะ
แม้ว่ารูปส่วนใหญ่จะแสดงด้านผิวเรียบเป็นด้านหน้า
แต่ก็มีผู้ผลิตบางรายเหมือนกันที่จำหน่ายแผ่น
orifice
ที่กำหนดให้ด้านที่มีการปาดผิวเป็นรูปกรวยนี้เป็นด้านหน้า
ปรกติแล้วการติดตั้ง orifice
เส้นผ่านศูนย์กลางท่อจะคงที่เข้ามาจนถึงตัวแผ่น
orifice
แต่ในกรณีนี้ดูเหมือนว่าจะใช้หน้าแปลนที่มีขนาดใหญ่กว่าท่อ
เลยแก้ปัญหาด้วยการสอดท่อลึกเข้ามาในหน้าแปลนจนปลายท่อนั้นแนบกับผิวหน้าแผ่น
orifice
รูปที่
๖ ชำเลืองดูด้านในหน่อย
จะเห็นรูที่เจาะทะลุด้านข้างหน้าแปลนเข้ามา
รูนี้มีทั้งที่หน้าแปลนด้านหน้าและด้านหลังแผ่น
orifice
มีไว้สำหรับต่อเข้าอุปกรณ์วัดความดัน
เพื่อวัดความดันคร่อมแผ่น
orifice
และใช้ค่าความดันคร่อมที่วัดได้นี้แปลงเป็นค่าอัตราการไหลอีกที
รูปที่
๗ ไหน ๆ ก็เอ่ยถึงหน้าแปลนที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า
flange
แล้ว
(คำนี้มีการออกเสียงอยู่สองแบบนะ
แบบอังกฤษอยู่เกาะออกเสียงแบบหนึ่ง
แบบอเมริกันออกเสียงอีกแบบหนึ่ง
ไม่เหมือนกัน
ดังนั้นอย่าไปด่วนสรุปว่าคนที่ออกเสียงไม่เหมือนเรานั้นออกเสียงผิดนะ)
ก็เลยขอแนะนำให้รู้จักหน้าแปลนแบบ
raised
face คือผิวหน้าตรงที่ประกบกันจะนูนขึ้นมาเล็กน้อย
ตัวปะเก็นจะมีขนาดเพียงแค่พื้นผิววงแหวนที่ยกตัวสูงขึ้นมาเท่านั้น
หน้าแปลนท่อรับความดันจะเป็นแบบนี้
รูปที่
๘ อันนี้เป็นหน้าแปลนแบบผิวเรียบ
(flat
face) ใช้สำหรับงานที่ไม่ได้รับความดันทั่วไป
ตัวปะเก็นเองนั้นอาจจะมีแผ่นใหญ่เท่ากับหน้าแปลนเลยก็ได้
โดยมีรูตรงกับรูสำหรับร้อยนอต
ถ้าเป็นระบบที่รับความดันสูงขึ้นไปอีกจะใช้หน้าแปลนแบบ
raised
face ในรูปที่
๗ เพราะเมื่อขันนอตตึงเท่ากัน
หน้าแปลนแบบ raised
face จะให้แรงกดมากกว่า
(เพราะพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างหน้าแปลนมันน้อยกว่า
แต่ถ้าเป็นระบบที่ใช้ความดันสูงขึ้นไปอีก
จะไปใช้หน้าแปลนอีกแบบรูปร่างคล้าย
ๆ แบบ raised
face แต่มีร่องรูปวงแหวนบนผิวหน้า
(แบบ
ring
type flange) ที่เอาไว้วางแหวนที่ทำจากโลหะอ่อนเป็นตัวป้องกันการรั่วซึม
(ring
joint gasket) หน้าแปลนแบบหลังสุดนี้เคยเห็นใช้กับระบบท่อ
rating
1500
การติดตั้งแผ่น
orifice
นั้น
พื้นที่หน้าตัดการไหลของท่อก่อนเข้าถึงแผ่น
orifice
จะต้องคงที่มาจนถึงผิวหน้า
orifice
(ถ้าใช้หน้าแปลนแบบ
welded
neck ก็ต้องเจียรผิวรอยเชื่อมด้านในให้เรียบเสมอผิวท่อด้วย)
แต่ตัวอย่างที่นำมาให้ดูนี้ดูเหมือนจะมีปัญหาเรื่องการหาหน้าแปลนติดตั้งแผ่น
orifice
ที่มีขนาดเล็กพอดีกับท่อ
ผู้ติดตั้งก็เลยใช้วิธีการสอดปลายท่อให้ลึกเข้ามาในหน้าแปลนจนมาแนบกับผิวหน้าแผ่น
orifice
ทั้งสองด้านแทน
วิธีการนี้ส่งผลต่อการวัดหรือไม่ผมก็ไม่รู้เหมือนกันเพราะไม่เคยได้ยินว่ามีการทำกันมาก่อน
และก็ไม่ทราบด้วยว่าช่วงที่เขาทำการใช้โรงประลองนั้นมีปัญหาอะไรบ้างหรือไม่
และไหน
ๆ ก็ต้องรื้อหน้าแปลนเพื่อเอาแผ่น
orifice
มาถ่ายรูปแล้ว
ก็เลยขอแนะนำให้รู้จักกันหน้าแปลนชนิด
raised
face ด้วยเลย
หน้าแปลนชนิดนี้พบเห็นได้ทั่วไปในโรงงานอุตสาหกรรม
ข้อดีของมันคือด้วยพื้นที่ผิวสัมผัสที่เล็กกว่าหน้าแปลนแบบ
flat
face จึงทำให้เมื่อขันนอตตึงเท่ากัน
แรงกดที่หน้าแปลน raised
face จะสูงกว่า
จึงเหมาะกับระบบที่ทำงานที่ความดันและอุณหภูมิที่สูงกว่า
หวังว่าผู้ที่กำลังศึกษาอยู่ในสถาบันการศึกษา
หรือผู้ที่ใช้ชีวิตอยู่ในห้องปฏิบัติการตั้งแต่เรียนตรียันเอก
ที่ได้มาอ่านบทความฉบับนี้เข้า
คงมีความรู้พื้นฐานทั่วไปภาคปฏิบัติทางด้านงานช่างเพิ่มขึ้นบ้าง
ไม่มากก็น้อย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น