สาเหตุและวิธีแก้ไขปัญหาปั๊มทั่วไป

1. ปัญหาปั๊มทั่วไปที่คุณควรทราบ

โรงงานหลายแห่งใช้ปั๊มเพื่อขนส่ง ดึง และผสมของเหลว ดังนั้น หากปั๊มหยุดทำงาน อาจส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อการดำเนินงานของโรงงาน

ขั้นแรกเราจะดูปัญหาปั๊มทั่วไป 5 ประการ จากนั้นในบทต่อไปเราจะแนะนำวิธีแก้ไขปัญหาเหล่านั้น

■ ①．การทำงานแบบแห้ง (การทำงานแบบว่างเปล่า)

อาการนี้เกิดขึ้นเมื่อปั๊มทำงานโดยไม่มีตัวเรือนปั๊ม (ภายในปั๊ม) หรือท่อดูดที่เต็มไปด้วยของเหลว ปัญหาที่เกิดจากการทำงานปั๊มแบบแห้ง ได้แก่ การสึกหรอของลูกปืน ใบพัด และมอเตอร์

■ ②．การกักเก็บอากาศ

หมายถึงสภาวะที่อากาศถูกผสมกันในท่อดูดของปั๊มที่ทำหน้าที่ดูดของเหลว เช่น ของเหลว ทำให้เกิดฟองอากาศและโพรงอากาศ เมื่ออากาศถูกผสมเข้าไป จะทำให้แรงดันหรืออัตราการไหลที่เพียงพอลดลงได้ยาก ซึ่งอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของปั๊มลดลง

■ ③．ปรากฏการณ์โพรงอากาศ (Cavity)

ปรากฏการณ์นี้คือปรากฏการณ์ที่ฟองอากาศปรากฏขึ้นและหายไปในของเหลวซ้ำๆ อันเนื่องมาจากความแตกต่างของความดันภายในตัวเรือนปั๊ม เมื่อฟองอากาศหายไป จะเกิดแรงกระแทกขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อภายในท่อ ซึ่งเรียกว่า "การกัดเซาะแบบโพรงอากาศ" ซึ่งอาจก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่ผิดปกติ

■ ④．ค้อนน้ำ

แรงกระแทกน้ำเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดการกระแทกภายในท่อเมื่อของเหลวที่ไหลผ่านท่อหยุดลงอย่างกะทันหันหรือถูกปล่อยออกมา ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดเสียงกระทบ การสั่นสะเทือน ความเสียหายต่ออุปกรณ์ท่อ และแม้แต่ท่อแตกได้

■ ⑤．ซีลเพลารั่ว

หมายถึงสภาวะที่ของเหลวรั่วจากซีลเพลาที่ปิดช่องว่างระหว่างเพลามอเตอร์และตัวเรือน ซึ่งอาจส่งผลให้มีอัตราการไหลไม่เพียงพอหรือทำให้ของเหลวรั่วเข้าไปในบริเวณโดยรอบได้

2. การแก้ไขปัญหาปั๊ม: การทำงานแบบแห้ง (การทำงานแบบไม่มีน้ำ)

การเดินเครื่องเปล่า (การทำงานแบบไร้อากาศ) อาจทำให้ตัวปั๊มเสียหายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องดำเนินการแก้ไขตั้งแต่เนิ่นๆ มาตรการป้องกันการเดินเครื่องเปล่าขึ้นอยู่กับความสูงของเพลาปั๊มเทียบกับถัง ดังนั้นเราจะอธิบายแยกกันสำหรับกรณีที่เพลาปั๊มอยู่ด้านล่างและด้านบน

■ หากเพลาปั๊มอยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวในถัง

ไม่มีความเสี่ยงที่จะแห้งเนื่องจากของเหลวจะไหลเข้าสู่ตัวเรือนตามธรรมชาติ

หากเกิดการทำงานแบบแห้ง ให้ไล่อากาศออกโดยใช้ขั้นตอนต่อไปนี้

• ①. เติมของเหลวลงในถังให้เพียงพอ
• ②. เปิดวาล์วประตูด้านดูดให้แน่น
• 3. เปิดวาล์วระบายอากาศและไล่อากาศทั้งหมดออกจนกว่าของเหลวจะออกมา

■ เมื่อเพลาปั๊มอยู่เหนือระดับของเหลวในถัง

ในทางกลับกัน หากเพลาปั๊มอยู่เหนือระดับของเหลว อาจทำให้ปั๊มทำงานแบบแห้งได้ ดังนั้นจึงต้องระมัดระวัง ต่อไปนี้คือสองสิ่งที่ควรคำนึงถึงเพื่อป้องกันการทำงานแบบแห้ง

อย่าลืมรองพื้นและไล่อากาศออก

สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าปั๊มได้รับการเติมน้ำยาและไล่อากาศอย่างถูกต้องในระหว่างการทำงานครั้งแรกของปั๊ม เติมน้ำยาลงในปั๊มและท่อดูด จากนั้นไล่อากาศออกจนกว่าน้ำยาจะไหลออกจากวาล์วไล่อากาศ

ป้องกันการไหลย้อนกลับของของเหลวเมื่อหยุดปั๊ม

เนื่องจากโครงสร้างที่แข็งแรง เมื่อไฟฟ้าดับ ของเหลวจะไหลย้อนกลับจากท่อเข้าไปในถัง จำเป็นต้องทำการไล่อากาศและไล่อากาศทุกครั้งที่ปิดปั๊ม ดังนั้น การป้องกันการไหลย้อนกลับจึงเป็นสิ่งสำคัญ โดยการใช้เช็ควาล์วและฟุตวาล์วตามคุณสมบัติของปั๊ม

3. การแก้ไขปัญหาปั๊ม: การกักอากาศ

เราจะพิจารณาโซลูชันแยกกันสำหรับท่อด้านดูดและท่อด้านปล่อย แต่ต้องระมัดระวังท่อด้านดูดเป็นพิเศษ เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะมีฟองอากาศและอากาศติดอยู่เป็นพิเศษ

■ ใส่ใจกับท่อด้านดูดและการเชื่อมต่อวาล์ว

ทางด้านดูดต้องระมัดระวังในการเชื่อมต่อท่อและวาล์ว

หลีกเลี่ยงท่อที่เสี่ยงต่อการมีอากาศเข้าไปขัง

ท่อโทริอิ ซึ่งเป็นท่อที่โค้งขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง มีแนวโน้มว่าจะมีช่องอากาศในโครงสร้าง และจะต้องหลีกเลี่ยง

นอกจากนี้ หากติดตั้งท่อในแนวลาดเอียงต่ำไปทางปั๊ม อากาศอาจสะสมและทำให้แรงดูดลดลง ความลาดเอียงไปทางปั๊มต้องอย่างน้อย 1/100 เพื่อให้สามารถไล่อากาศออกได้

ให้ความสำคัญกับการเชื่อมต่อวาล์วและท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน

เมื่อติดตั้งวาล์ว เช่น วาล์วประตู ตามแนวท่อดูด การวางวาล์วไว้ด้านข้างจะช่วยป้องกันไม่ให้อากาศสะสมในที่จับวาล์ว

นอกจากนี้ เมื่อเชื่อมต่อกับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน ควรใช้ท่อนอกรีตเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดช่องอากาศ

■ ใช้ลิ้นที่ท่อด้านปล่อย

แม้ว่าจะมีสาเหตุของการกักเก็บอากาศน้อยกว่าเมื่อเทียบกับด้านดูด แต่ก็สามารถดำเนินการกับด้านปล่อยได้โดยใช้วาล์วระบายอากาศหรืออุปกรณ์ที่คล้ายกันในท่อ

นอกจากนี้ เนื่องจากการตรวจจับอากาศเข้าไปในจุดเชื่อมต่อท่อทำได้ยาก ควรใช้จุดเชื่อมต่อแบบหน้าแปลนที่มีโอกาสรั่วไหลน้อยกว่า หรือตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปิดผนึกจุดเชื่อมต่อแบบเกลียวแล้ว

ติดตั้งวาล์วเท้าในทิศทางที่ถูกต้อง

วาล์วเท้าที่มีโครงสร้างป้องกันการไหลย้อนกลับมีประสิทธิภาพในการป้องกันการสะสมของอากาศ แต่จะทำงานไม่ถูกต้องหากไม่ได้ติดตั้งอย่างถูกต้อง ดังนั้นจึงต้องติดตั้งในทิศทางที่ถูกต้อง

วาล์วระบายอากาศอัตโนมัติติดตั้งไว้ที่ด้านบนของภาชนะที่ปิดสนิทและบนท่อโทริอิ

สามารถติดตั้งวาล์วระบายอากาศอัตโนมัติบนท่อด้านปล่อยได้ โดยสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้โดยการติดตั้งวาล์วระบายอากาศไว้ด้านบนของท่อ Torii หรือภาชนะที่ปิดสนิท

4. การแก้ไขปัญหาปั๊ม: การเกิดโพรงอากาศ

การเกิดโพรงอากาศ (ปรากฏการณ์โพรงอากาศ) อาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อปั๊มและท่อได้หากเกิดการกัดกร่อนจากโพรงอากาศ ดังนั้นเราสามารถลดความเสี่ยงที่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้โดยการใช้มาตรการต่อไปนี้ก่อนที่จะเกิดขึ้น

■ ติดตั้งปั๊มให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

การติดตั้งปั๊มในตำแหน่งต่ำจะช่วยป้องกันการลดลงของแรงดันในท่อดูด ส่งผลให้มีโอกาสเกิดโพรงอากาศน้อยลง

■ เลือกวัสดุที่ช่วยลดการสูญเสียแรงดัน

มาตรการที่มีประสิทธิผลในการลดการสูญเสียแรงดัน ได้แก่ การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อดูด การทำให้ความยาวของท่อสั้นลงมากที่สุด และเลือกข้อต่อและวาล์วที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานต่ำ

■ ปล่อยให้ของเหลวทำงานที่อุณหภูมิต่ำ

หากเป็นไปได้ ให้รักษาอุณหภูมิของเหลวภายในให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งจะช่วยลดความดันไออิ่มตัวและป้องกันการเกิดโพรงอากาศ

5. การแก้ไขปัญหาปั๊ม: ค้อนน้ำ

แรงกระแทกของน้ำยังสามารถส่งผลกระทบต่อท่อและชิ้นส่วนอื่นๆ จนอาจเกิดความเสียหายร้ายแรงได้ ดังนั้น การกำหนดมาตรการป้องกันไว้ล่วงหน้าจึงเป็นสิ่งสำคัญ

■ กำหนดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อให้ใหญ่ขึ้น

อาการกระแทกน้ำเกิดขึ้นเมื่อแรงดันในท่อเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ดังนั้นหากมีความเป็นไปได้ที่อัตราการไหลสูงสุดจะเกิน ให้เลือกขนาดท่อที่ใหญ่กว่าหนึ่งขนาดเพื่อชะลออัตราการไหล

■ ติดตั้งถังพักน้ำบนท่อระบายน้ำของปั๊ม

เมื่อปั๊มหยุดกะทันหัน ของเหลวจะพยายามเคลื่อนที่ต่อไปเนื่องจากแรงเฉื่อย แต่ปริมาณของเหลวที่ปั๊มจ่ายจะลดลง ทำให้แรงดันลดลงและส่งผลให้เกิดการแยกตัวของคอลัมน์น้ำ การติดตั้งถังพักน้ำ (surge tank) ไว้ที่ด้านระบายของปั๊ม ช่วยให้สามารถจ่ายของเหลวได้ก่อนที่คอลัมน์น้ำจะแยกตัว ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดค้อนน้ำ (water hammer) อันเนื่องมาจากการแยกตัวของคอลัมน์น้ำ

■ หลีกเลี่ยงวาล์วที่เปิดและปิดกะทันหัน

ภาวะค้อนน้ำเกิดจากความผันผวนของแรงดันอย่างฉับพลัน ดังนั้น ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจึงสามารถลดลงได้โดยการหลีกเลี่ยงวาล์วที่เปิดและปิดอย่างกะทันหัน เช่น วาล์วผีเสื้อและวาล์วลูกบอล และใช้วาล์วโลกและวาล์วประตูที่เปิดและปิดอย่างนุ่มนวลแทน

■ ใช้เช็ควาล์ว

สามารถป้องกันการไหลย้อนของของเหลวได้โดยใช้เช็ควาล์ว ซึ่งสามารถป้องกันการเกิดค้อนน้ำย้อนกลับได้ อย่างไรก็ตาม มีเพียงเช็ควาล์วแบบเวเฟอร์และแบบดิสก์เท่านั้นที่สามารถป้องกันปัญหานี้ได้ และต้องใช้ความระมัดระวัง เนื่องจากเช็ควาล์วบางรุ่นไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้

■ ติดตั้งวาล์วระบายอากาศและวาล์วระบายความดัน

การติดตั้งวาล์วระบายอากาศที่ด้านบนของท่อและวาล์วระบายแรงดันที่ด้านระบายของปั๊มก็มีประสิทธิภาพเช่นกัน วาล์วระบายอากาศช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดค้อนน้ำที่เกิดจากการแยกตัวของคอลัมน์น้ำ และวาล์วระบายแรงดันยังช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดค้อนน้ำที่เกิดจากความผันผวนของแรงดัน

6. การแก้ไขปัญหาปั๊ม: ซีลเพลารั่ว

ปั๊มใช้มอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนใบพัดภายในตัวเรือน แต่เนื่องจากโครงสร้างของปั๊ม จึงมีของเหลวรั่วออกมาจากช่องว่างระหว่างตัวเรือนและเพลา

ซีลเพลาใช้เพื่อป้องกันของเหลวนี้ไม่ให้รั่วไหลออกมา แต่ในบางกรณีของเหลวอาจรั่วออกจากซีลเพลาด้วยเหตุผลบางประการ จากนี้เราจะมาดูมาตรการรับมือสำหรับปัญหานี้

■ การเลือกและเปลี่ยนซีลเพลาที่เหมาะสม

ซีลเพลามีหลายประเภท เช่น ซีลเชิงกล ซีลต่อม และซีลน้ำมัน แต่ซีลเหล่านี้จำเป็นต้องมีการหล่อลื่นพื้นผิวเลื่อนและการระบายความร้อนของเพลาหลัก และอาจทำให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น แรงเสียดทานมากเกินไป ทำให้ป้องกันได้ยากและทำให้การรั่วไหลเพิ่มมากขึ้น

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกซีลเพลาให้เหมาะสมกับการใช้งานและเปลี่ยนเป็นประจำ

■ ใช้ปั๊มแบบไม่มีซีล

ปั๊มแบบไม่มีซีล ได้แก่ ปั๊มแม่เหล็กและปั๊มมอเตอร์แบบกระป๋อง ซึ่งส่งกำลังโดยใช้แม่เหล็กหรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่คั่นด้วยผนังตัวเรือนปั๊ม ช่วยลดความจำเป็นในการใช้ซีลเพลาและลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของของเหลว (ดูแผนผังโครงสร้างของปั๊มแม่เหล็กด้านล่าง)

ดังนั้นจึงใช้ในการขนส่งของเหลวอันตรายหากรั่วไหล เช่น ของเหลวไวไฟ ของเหลวระเบิดได้ ของเหลวมีพิษ หรือกรดหรือด่างเข้มข้นที่มีผลกระทบร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อม