ว่าด้วยเรื่อง Water Hammer (ขออธิบายแบบภาษาชาวบ้านนะครับ)

                ลองนึกภาพดู สมมติว่า มีทหารต่อแถวกัน จำนวน2นาย ซึ่งยืนชิดกันมาก จากนั้น ทหารทั้งสองก็ถูกสั่งให้วิ่งไปข้างหน้าพร้อมๆกัน วิ่งไปซักพัก หัวหน้าก็สั่งให้ทหารนายแรกหยุดกระทันหัน ทำให้ทหารข้างหลังวิ่งเข้ามาชนทหารนายแรกเต็มๆ หากเปรียบเทียบทหารที่วิ่งก็คือของเหลวในท่อ (อาจจะเป็นน้ำ หรือน้ำมันก็ได้ หรืออาจะเป็นของเหลวอื่นๆ) ส่วนการสั่งให้ทหารหยุดวิ่ง ก็คือการปิดวาล์วแบบกระทันหัน ซึ่ง Water Hammer ก็คือทหารนายที่2ที่วิ่งชนทหารนายแรกนั่นเอง

                จากการยกตัวอย่างนี้ แสดงให้เห็นเพียงการชนกันแค่ 1ครั้งเท่านั้น แต่ในความเป็นจริง มีทหารตามหลังเป็นร้อยๆพันๆ ทำให้แรงที่ชนนั้นเยอะมาก และเช่นกัน หากเราปิดวาล์วกระทันหัน จะทำให้ของเหลวที่ไหลมานั้น กระแทกกับวาล์วแรงขึ้น ทำให้แรงดันในท่อเพิ่มขึ้นทวีคูณชั่วขณะหนึ่ง ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายตามมาได้

จากรูปที่แสดงให้เห็นว่า เพื่อเช็ควาล์วปิดในจุดเวลาที่ C

เมื่อเวลาผ่านไปถึง D แรงดันจะเพิ่มขึ้นสูงมากหลายเท่า

                แล้วจะแก้มันอย่างไร การแก้ไขปัญหานี้มีสองวิธีครับ วิธีแรก ก็คือการแก้ที่วาล์ว ก็ในเมื่อปิดวาล์วกระทันหันมันจะเกิด Water Hammer เราก็ปิดมันช้าๆสิ หรือวิธีที่สอง คือแก้ที่ตัว Water Hammer ซะเอง

                ขอเริ่มวิธีแรกก่อนนะครับ การปิดวาล์วกระทันหันนั้น เกิดขึ้นได้ทุกที่ครับ แต่ความรุนแรงก็ขึ้นอยู่กับแรงดันในท่อ อย่างในบ้านของเรา มันมีครับ แต่มันน้อยมาก จนไม่เกิดผลกระทบอะไร แต่ในโรงงานอุตสาหกรรม หรือ ในโรงแรมนั้นคนละเรื่องกันเลย เพราะแรงดันในท่อของเขานั้นสูงมาก

 

                วิธีที่ 1.1 ใช้การเดินท่อแบบมีท่อบายพาส

จากรูป หากเราต้องการปิดวาล์ว เราก็ปิดวาล์วตัวใหญ่ก่อน

จากนั้นค่อยปิดวาล์วตัวเล็กทีหลัง เพื่อให้น้ำไม่หยุดไหลทันที

                วิธีที่ 1.2 เพิ่มระยะเวลาในการปิดวาล์ว

ถ้าหากว่า ไม่ได้ติดตั้งระบบรองรับการป้องกัน Water Hammer ไว้ ก็คงต้องใช้แรงคนในการจัดการแล้วล่ะครับ เช่นการปิดบอลวาล์ว ให้ปิดช้าๆ ไม่ต้องช้าแบบปิดทีละนิดก็ได้ครับ สมมติว่าเราปิดก๊อกน้ำ 1 ตัว ใช้เวลา 0.5 วินาที เราก็เพิ่มเป็น 2วินาทีก็ได้แล้วล่ะครับ แต่ถ้าเป็นท่อขนาดให้ ก็อาจจะต้องปิดทีละ 10% ก็อาจจะใช้เวลานานซักหน่อย

                วิธีที่ 1.3 ใช้เช็ควาล์วแบบที่ปิดไม่กระทันหัน

                เช็ควาล์ว หรือวาล์วกันกลับ มันมีหน้าที่ป้องกันการไหลย้อนกลับของน้ำ หากน้ำก่อนจะเข้าวาล์วมีแรงดันสูงกว่า น้ำที่ผ่านวาล์วไปแล้ว ลิ้นของวาล์วจะถูกดันให้เปิดออก หากน้ำก่อนเข้าวาล์วมีแรงดันต่ำกว่า วาล์วก็จะปิด

 

                ซึ่งการปิดของเช็ควาล์วแต่ละประเภทก็มีความแตกต่างกัน ผมจะลองยกตัวอย่าง ซัก 3 แบบ นะครับ

แบบที่ 1 Ball Check Valve, Swing Check Valve

วาล์วสองประเภทนี้ จะปิดทันที เมื่อแรงดันของน้ำก่อนเข้าวาล์วลดลง

เช็ควาล์ว สองประเภทนี้ จะทำให้เกิด Water Hammer

แบบที่ 2 Dual Flap Check Valve  

เช็ควาล์วประเภทนี้จะมีสปริงอยู่ที่ลิ้นปิดเปิด ซึ่งลิ้นจะเปิดกว้างหรือ แคบ ขึ้นอยู่กับแรงดันของน้ำในท่อ

แต่ก็ปิดแทบจะทันที แต่อาจจะช้ากว่า เช็ควาล์วสองแบบที่บอกมาก่อนหน้านี้

แบบที่3  Silent Check Valve  

เช็ควาล์วประเภทนี้ ก็มีสปริงอยู่ข้างใน แต่ว่าถูกออกแบบให้ปิดพอดีกับน้ำที่จะตีกลับมากระทบวาล์ว

ทำให้ช่วยป้องกัน Water Hammerได้

 

ต่อมาเป็นวิธีที่ จัดการกับ Water Hammer โดยตรง นั่นก็คือ จัดการกับแรงดันที่มันมากเกินไป โดยให้มันออกไปจากระบบ กับ ดูดซับแรงดันที่เกินมา

 

วิธีที่ 2.1 ติดตั้ง Pressure Relief Valve วาล์วตัวนี้จะทำงานก็ต่อเมื่อ แรงดันในท่อเกินกว่าที่กำหนดไว้ มันจะปล่อยแรงดันที่เกินออกมา ช่วยลดความรุนแรงของ Water Hammer ได้เยอะเลยครับ

วิธีที่ 2.2 ติดตั้ง Water Hammer Arrester ในระบบ

หลักการทำงานของมันก็ตามรูปภาพนี้เลยครับ

 

แรงดันที่สูงมันจะวิ่งเข้าไปเจอกับลูกสูบด้านในอุปกรณ์ ซึ่งด้านบนลูกสูบจะมีแก๊ซ ซึ่งจะมีหน้าที่ดูดซับแรงดันที่เกินมาครับ

 

ยังมีอีกหลายวิธีที่จะป้องกัน Water Hammer ครับ แต่คงจะไม่เจาะลึกไปมากกว่านี้ เพราะผมรู้มาแค่นี้ครับ ฮ่าๆๆ หากว่าผู้อ่านมีข้อสงสัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Water Hammer ก็ลองเมลมาถามได้นะครับ หรือจะหาข้อมูลใน Google ดูก็ได้ครับ มีให้เลือกอ่านเยอะแยะมากมายเลยครับ

 

ข้อมูลที่ผมเอามาเล่า ก็เป็นข้อมูลจาก Google ทั้งนั้นแหละครับ ฮ่าๆๆ

 

ขอขอบคุณรูปภาพจาก Google