[ Water Hammer : วอเตอร์แฮมเมอร์ ]
สวัสดีครับท่านผู้อ่านห่างหายกันไปนาน
วันนี้ผมเอาค้อนมาให้ท่านผู้อ่านได้ทุบหัวผมด้วยครับ
ที่ห่างหายกันไปก็อยากจะบอกช่วงนี้ผมมีปัญหาชีวิตรุมเร้ามากมายเลยทีเดียว ที่ออกมาพูดมาบอกก็เพราะว่าปัญหาทุกอย่างมันมีทางแก้ไข
ขอให้เราค่อย ๆ คิดค่อย ๆ แก้ ผมเชื่อว่ายังไงเราก็จะผ่านพ้นอุปสรรคกันไปได้ครับ
พูดถึงค้อนน้ำ
หลาย ๆ คนคงสงสัยว่าคืออะไร
ผมก็สงสัยครับผมจึงไปหาข้อมูลแล้วก็รวบรวมมาให้ท่านผู้อ่านได้เพิ่มพูนความรู้รวมถึงตัวผมเองด้วย ไอ้เจ้าค้อนน้ำที่ว่านี้ผมแปลตรง ๆ ตัวมาจาก Water Hammer ครับ
ผมขอเท้าความสักนิดก่อนละกันครับว่าทำไมผมถึงรู้จัก Water Hammer วันหนึ่งในขณะที่ผมนั่งทำงานอยู่ที่ออฟฟิศก็มีพนักงานคนหนึ่งเดินมาหาผมแล้วถามว่า
นี่ ๆ รู้จักตัว Water Hammer Arrestor ไหม
พอมาถามแบบนี้ผมก็งงสิครับ ไม่เคยเห็นไม่เคยรู้จัก แถมข้อมูลที่หาได้ก็น้อยนิด ไอ้ผมก็ว่างมากจึงนั่งหาข้อมูลไปเรื่อย
ๆ จนได้มาพอสมควรเลยละครับว่าเรื่องแบบนี้มันไม่ได้ไกลตัวเลยนะ เจ้าค้อนน้ำเนี่ย
Water Hammer (วอเตอร์ แฮมเมอร์) เป็นปรากฏการณ์ที่ความดันในท่อมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงและฉับพลัน
โดยมีความดันเพิ่มขึ้นและลดลงจากความดันเดิมในลักษณะเป็นคลื่นขึ้นลงสลับกันไปเป็นอนุกรม
จากที่ผมหาข้อมูลมามีหลายคนได้บอกว่าสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดวอเตอร์แฮมเมอร์
ก็คือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการไหลในท่ออย่างกะทันหัน ยกตัวอย่างเช่น ปิดประตูน้ำอย่างกระทันหัน
เพราะเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในลักษณะดังกล่าวแล้ว
โมเมนตัมของของเหลวจะถูกเปลี่ยนไปกลายเป็นแรงกระแทกประตูน้ำและผนังของท่อ
แรงกระแทกที่เกิดขึ้นถ้าหากมากเกินขีดความสามารถของท่อที่จะรับได้ก็จะทำให้ท่อระเบิดหรือทำให้ท่อระบบท่อและอปุกรณ์เสียหายอย่างรุนแรงได้ ระดับความเสียหายจากอาการวอเตอร์ แฮมเมอร์
ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของท่อ ความเร็วของการไหล
อัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วการไหล ลักษณะการยึดท่อให้อยู่กับที่
และระบบป้องกันวอเตอร์แฮมเมอร์ที่ติดตั้งไว้ เป็นต้น
การป้องกันวอเตอร์แฮมเมอร์
ในตรงนี้ผมพยายามหาข้อมูลจากเว็บไซต์ต่าง ๆ อยู่นาน
ผลปรากฏว่าได้มาเยอะครับ แต่ก็ซ้ำกันเป็นส่วนมาก
และที่สำคัญนั้นที่มาของข้อมูลก็มาจากเพียงแหล่งเดียวนั่นคือของคุณ รศ.ดร.วิบูลย์ บุญยธโรกุล ผมจึงขออนุญาตยกมาให้ท่านผู้อ่านได้อ่านกันเลย
เพราะข้อมูลนี้น่าเชื่อถือทีเดียว โดยท่านได้บอกถึงวิธีการง่าย ๆ
เพื่อไม่ให้เกิดวอเตอร์แฮมเมอร์และอธิบายความหมายอุปกรณ์แต่ละตัว
ในการติดตั้งเพื่อป้องกันการเกิดวอเตอร์แฮมเมอร์ครับ
การป้องกันวอเตอร์แฮมเมอร์จากการหยุดเดินเครื่องเครื่องสูบน้ำอาจทำได้โดยการลดความเร็วของเครื่องยนต์ทีละน้อยเป็นขั้น
ๆ จนอัตราการไหลน้อยมากแล้วจึงดับเครื่องยนต์
ในกรณีที่ต้นกำลังเป็นมอเตอร์ที่ซึ่งมีรอบการหมุนคงที่ ก็ให้ใช้วิธีปิดประตูจ่ายน้ำลงทีละน้อยเป็นขั้น
ๆ เช่นเดียวกันจนกระทั้งปิดสนิท หรือเกือบสนิทแล้วจึงปิดสวิทซ์
ในการเริ่มเดินเครืองสูบน้ำก็ให้ทำวิธีเช่นเดียวกันแต่ย้อนขั้นตอน
อย่างไรก็ตามบางครั้งจำเป็นที่ต้องหยุดเดินเครื่องสูบน้ำอย่างกะทันหัน
หรืออาจมีสาเหตุมาจากกระแสไฟฟ้าขัดข้อง เครื่องยนต์เสีย เป็นต้น ดังนั้นจึงควรมีอุปกรณ์ป้องกันช่วย เช่น Pressure
Rellef Valve, Air Inlet-relief valve, Air chamber, Surge suppressor และ sure Tank เป็นต้น
1.
Pressure relief valve เป็นวาล์วที่ทำหน้าที่ในลักษณะเดียวกันกับวาล์วนิรภัย
(Safety Vale) กล่าวคือเมื่อความดันในท่อสูงกว่าที่กำหนดไว้
มันก็จะเปิดกว้างออกและระบายน้ำทิ้งเพื่อลดความดันลง
ความดันที่ตั้งไว้อาจควบคุมโดยสปริงหรือน้ำหนักก็ได้
อุปกรณ์แบบนี้เหมาะสำหรับท่อที่มีขนาดไม่ใหญ่
ซึ่งการระบายน้ำทิ้งจะมีผลช่วยให้ลดความดันในท่อลงได้
2.
Air Inlet-relief valve เป็นวาล์วที่จะเปิดให้อากาศไหลเข้ามาในท่ออัตโนมัติเมื่อความดันในท่อต่ำกว่าความดันของบรรยากาศ
ซึ่งจะเป็นการป้องกันไม่ให้ท่อแบนลง
อุปกรณ์ดังกล่าวนี้ยังใช้สำหรับระบายอากาศออกจากท่อด้วย
โดยการติดตั้งไว้หลังท่อในบริเวณที่อยู่สูงกว่าแนวท่อส่วนอื่น
3.
Air chamber เป็นอุปกรณ์ช่วยลดความรุนแรงของวอเตอร์แฮมเมอร์อีกแบบหนึ่งที่มีลักษณะเป็นถังบรรจุอากาศต่อเข้ากับหลังท่อ อากาศในถังซึ่งยืดหดตัวได้ดีกว่าน้ำก็จะทำหน้าที่ผ่อนคลายความรุนแรงลงเมื่อมีความดันเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันนอกจากนั้นอุปกรณ์ชนิดนี้ยังใช้ต่อเข้ากับด้านจ่ายของปั๊มแบบสูบชักก่อนส่งน้ำเข้าสู่ระบบ เพื่อให้การไหลสม่ำเสมอตลอดเวลาอีกด้วย
4.
Surge suppressor เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายกับ Air
Chamber แต่แทนที่จะใช้อากาศเป็นตัวผ่อนคลายแรงดันก็เปลี่ยนไปใช้สปริงแทน
อุปกรณ์ชนิดนี้ใช้กับท่อขนาดเล็ก เช่น ท่อน้ำในบ้านมากกว่าที่จะใช้ระบบท่อขนาดใหญ่
ๆ
5.
Surge Tank
เป็นถังช่วยลดความดันที่เพิ่มขึ้นจากวอเตอร์แฮมเมอร์ในระบบขนาดใหญ่
ซึ่งมีทั้งประเภทเปิดด้านบนของถังและแบบปิด
สำหรับแบบปิดนั้นความสูงของถังจะต้องมากพอที่จะไม่ให้น้ำไหลล้นออกมาได้ ส่วนในแบบเปิดจะมีลักษณะคล้ายกับ Air
Chamber แต่มีท่อขนาดเดียวกันกับท่อส่งน้ำเป็นตัวจ่ายน้ำเข้าไปในถังอีกทีหนึ่ง
การลดความรุนแรงของความดันจะถูกควบคุมโดยการไหลของน้ำเข้าไปใน Surge Tank และการยืดหดตัวของอากาศในถัง
สำหรับอีกตัวที่คุณ
รศ.ดร.วิบูลย์ ไม่ได้กล่าวถึงแต่ผมได้กล่าวถึงในข้างต้นนั่นคือ Water Hammer Arrestor มีความหมายอย่างไรผมอธิบายคร่าว ๆ ให้ฟังครับ Water Hammer Arrestor หรือวาล์วรับแรงกระแทก เป็นลักษณะทรงกระบอกข้างในเป็น plunger และก๊าซไนโตรเจน เมื่อมีแรงดันเข้ามาในระบบแรงดัน ก๊าซไนโตรเจนจะทำหน้าที่บล็อกแรงดันให้อ่อนตัวลง และไม่ทำให้เกิด Water
Hammer และเสียงดัง ตัวอย่างอุปกรณ์ดังภาพด้านล่างเลยครับ
มาถึงตรงนี้หลาย ๆ
ท่านคงได้รู้จักกับคำว่าวอเตอร์แฮมเมอร์ขึ้นอีกมาก ผมก็เช่นกัน
และก่อนจบตอนนี้ไปผมขออธิบายที่มาของชื่อตอนที่ว่า ค้อนน้ำ . . .
ทำไมน้ำจึงกลายเป็นค้อน ง่าย ๆ
นะครับให้เราลองนึกถึงท่อน้ำที่เรารู้จักหรือมีอยู่กับบ้าน
ให้เราทดลองเอาค้อนหรือของแข็งที่เป็นอะไรก็ได้ไปทุบดูครับว่าเป็นอย่างไร
(ในกรณีที่ทดลองจริง ๆ ผมแนะนำให้เอาท่อที่ไม่ใช้แล้วครับ)
แน่นอนว่าท่อต้องเกิดความเสียหายอย่างแน่นอน จากนั้นให้เราเปรียบเทียบว่าค้อนหรือของแข็งนั้นเป็นน้ำที่อยู่ในท่อว่ามันจะคอยทุบท่อของเรา
ยิ่งมีแรงดันน้ำมาก ๆ ความเสียหายของท่อก็ยิ่งมากตาม
อธิบายให้เห็นภาพอีกแล้วกันครับ ให้เรานึกถึงลูกโป่งที่เราเป่าลมเข้าไปเรื่อย ๆ
อากาศก็จะดันลูกโป่งให้ใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ถ้าเรายิ่งเป่าเข้าไปอีกไม่สิ้นสุด
อากาศก็จะดันลูกโป่งให้แตกออก
ก็เหมือนกันกับน้ำที่เวลาอยู่ในท่อพอมีแรงดันเพิ่มขึ้นมาก ๆ น้ำก็จะพยายามหาทางออก
เมื่อหาทางออกไม่ได้มันก็จะทุบท่อเพื่อหาทางออกมาให้ได้ จนท่อแตกนั่นแหละครับ
เคยมีคนรู้จักผมคนนึงเล่าให้ฟังว่าวันนั้นต้องสำรองน้ำไว้ใช้ภายในบ้าน
ก็เลยสูบน้ำมาเก็บไว้
ระหว่างนั้นเองได้ยินเสียงเหมือนมีคนคอยทุบผนังห้องอยู่ตลอดเวลาในระหว่างที่สูบน้ำ
ตรวจสอบไปก็พบว่าเกิดจากแรงดันน้ำในท่อผิดปกติ หรือวอเตอร์แฮมเมอร์
ก็เลยต้องไปหาอุปกรณ์ที่ช่วยลดแรงดันมาติดตั้ง
เห็นไหมครับว่าวอเตอร์แฮมเมอร์นั้นไม่ได้ไกลตัวเราเลย
อย่างไรก็ลองหันไปสำรวจระบบประปาภายในบ้านดูนะครับว่ามีการป้องกันวอเตอร์แฮมเมอร์ไว้ดีหรือยัง
ไม่เช่นนั้นอาจได้เปลี่ยนท่อทุก ๆ 15 วันแทนที่จะเป็นตามอายุการใช้งาน แล้วพบกันใหม่คราวหน้า สวัสดีครับ
ระพีพัฒน์
ข้อมูลอ้างอิง รศ.ดร.วิบูลย์ บุญยธโรกุล
ข้อมูลประกอบ thaiwatercity
ภาพประกอบ Pantip.com(เป็นไงเป็นกัน), PHP NUKE, ประปาไทยดอทคอม, Wet Head Media.com, Wikipedia
ข้อมูลประกอบ thaiwatercity
ภาพประกอบ Pantip.com(เป็นไงเป็นกัน), PHP NUKE, ประปาไทยดอทคอม, Wet Head Media.com, Wikipedia
1 ความคิดเห็น:
ขอบคุณสำหรับบทความดีๆ ครับ
แสดงความคิดเห็น