สาเหตุของการรั่วซึมของวาล์วผีเสื้อและวิธีแก้ไขที่เกี่ยวข้อง

วาล์วผีเสื้อถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การบำบัดน้ำ การผลิตน้ำมันและก๊าซ ระบบปรับอากาศ และกระบวนการทางเคมี เนื่องจากมีขนาดกะทัดรัด ควบคุมการไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพ และคุ้มค่า

อย่างไรก็ตาม หนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือ...วาล์วผีเสื้อคือการรั่วไหล การรั่วไหลอาจเกิดขึ้นภายใน (ผ่านที่นั่งวาล์ว) หรือภายนอก (รอบก้านวาล์วหรือตัววาล์ว) การรั่วไหลอาจมีขนาดเล็กหรือใหญ่ ส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง หรือก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างร้ายแรง ปัญหาสิ่งแวดล้อม หรือการหยุดทำงานที่ต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง
ดังนั้น การทำความเข้าใจสาเหตุที่แท้จริงของการรั่วไหลเหล่านี้และการนำวิธีการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพมาใช้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันประสิทธิภาพการทำงานของวาล์วที่เชื่อถือได้

---

ประเภทของการรั่วไหลของวาล์วผีเสื้อ

ก่อนที่จะเจาะลึกถึงสาเหตุและวิธีแก้ไข เรามาจำแนกประเภทของการรั่วไหลที่พบบ่อยในวาล์วผีเสื้อกันก่อน:
ก. การรั่วซึมภายใน: ของเหลวไหลผ่านวาล์วขณะที่วาล์วปิดอยู่ แสดงว่าที่นั่งวาล์วหรือแผ่นดิสก์ไม่สามารถปิดสนิทได้
ข. การรั่วไหลภายนอก: ของเหลวรั่วไหลออกจากตัววาล์ว โดยปกติจะอยู่บริเวณก้านวาล์ว ซีล หรือจุดเชื่อมต่อหน้าแปลน ทำให้การซีลไม่สมบูรณ์

การรั่วไหลทั้งสองประเภทอาจเกิดจากปัจจัยด้านการออกแบบ การติดตั้ง การใช้งาน หรือการบำรุงรักษา
ด้านล่างนี้ เราจะสำรวจสาเหตุหลักและวิธีแก้ไขที่เกี่ยวข้องสำหรับแต่ละประเภทของการรั่วไหล

---

1. ซีลที่สึกหรอหรือชำรุด

สาเหตุทั่วไปของการรั่วไหลภายในคือการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบที่ใช้ในการซีลวาล์ว (เช่น แผ่นรองยางยืดหรือที่นั่งโลหะ)

1.1 สาเหตุ

- การเสื่อมสภาพของวัสดุ: การสัมผัสกับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อุณหภูมิสูง หรือรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นเวลานาน อาจทำให้วัสดุปิดผนึกแข็งตัว แตก หรือสูญเสียความยืดหยุ่นได้

- สารกัดกร่อน: ของเหลวที่มีทราย กรวด หรืออนุภาคอื่นๆ จะทำให้ซีลสึกกร่อนเมื่อเวลาผ่านไป

- การเสื่อมสภาพตามอายุ: แม้ในสภาวะที่ไม่รุนแรงมากนัก ซีลก็จะเสื่อมสภาพไปตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้ความสามารถในการแนบสนิทกับแผ่นวาล์วลดลง นี่เป็นการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

- แรงบิดมากเกินไป: แรงบิดของตัวขับเคลื่อนไฟฟ้า นิวแมติก และอุปกรณ์อื่นๆ ที่เลือกใช้นั้นมากเกินไป ทำให้แผ่นวาล์วออกแรงกดที่บ่าวาล์วมากเกินไปขณะปิด ส่งผลให้บ่าวาล์วเสียรูปหรือฉีกขาดได้ แม้แต่เมื่อใช้งานด้วยมือ การใช้แรงบิดมากเกินไปกับวาล์วผีเสื้อขนาดใหญ่ก็อาจทำให้บ่าวาล์วเสียรูปหรือเสียหายได้

1.2 วิธีแก้ปัญหา

- การเลือกวัสดุ: เลือกวัสดุซีลที่เหมาะสมกับของเหลวและสภาวะการใช้งาน ตัวอย่างเช่น ใช้ PTFE สำหรับการทนต่อสารเคมี EPDM สำหรับการใช้งานกับน้ำ และ Viton สำหรับของเหลวที่มีส่วนประกอบของน้ำมัน
- การบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ: ดำเนินการตามโปรแกรมการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเพื่อตรวจสอบและเปลี่ยนซีลก่อนที่จะชำรุดเสียหาย ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
- การเคลือบป้องกัน: ในการใช้งานที่มีการเสียดสีสูง ควรพิจารณาใช้ลิ้นวาล์วที่มีซีลเคลือบหรือเสริมความแข็งแรงเพื่อยืดอายุการใช้งานของซีล
- ปรับแต่งแอคชูเอเตอร์ให้เหมาะสม: เลือกแอคชูเอเตอร์ที่มีแรงบิดเหมาะสมตามข้อมูลแรงบิดของวาล์วผีเสื้อที่ผู้ผลิตระบุ หรือเลือกแอคชูเอเตอร์ที่มีระบบป้องกันแรงบิด นอกจากนี้ เมื่อใช้งานด้วยมือ ควรหลีกเลี่ยงการใช้แรงมากเกินไป Zfa แนะนำว่าหากไม่แน่ใจ สามารถใช้แอคชูเอเตอร์แบบมือจับหรือแบบเฟืองตัวหนอนที่มีระบบจำกัดแรงบิดได้
- ---

2. การติดตั้งที่ไม่ถูกต้อง

การรั่วไหลมักเกิดจากข้อผิดพลาดระหว่างการติดตั้งวาล์ว ซึ่งส่งผลกระทบต่อซีลภายในและภายนอก

2.1 สาเหตุ

- การจัดแนวที่ไม่ถูกต้อง: หากวาล์วไม่ได้จัดแนวให้ตรงกับท่ออย่างถูกต้อง แผ่นดิสก์อาจไม่ปิดสนิท ส่งผลให้เกิดการรั่วไหลภายใน
- แรงบิดไม่เพียงพอ: การขันน็อตหน้าแปลนไม่แน่นพอ อาจทำให้เกิดการรั่วซึมภายนอกบริเวณรอยต่อระหว่างวาล์วกับท่อได้
- การขันแน่นเกินไป: แรงบิดที่มากเกินไปอาจทำให้ตัววาล์วหรือที่นั่งวาล์วเสียรูป ซึ่งอาจทำให้แผ่นดิสก์ปิดไม่สนิทและทำให้เกิดการรั่วไหลภายในได้

2.2 วิธีแก้ปัญหา

- ตรวจสอบการจัดแนว: ระหว่างการติดตั้ง ให้ใช้เครื่องมือจัดแนวเพื่อให้แน่ใจว่าวาล์วอยู่ตรงกลางท่อ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องตรวจสอบว่าแผ่นดิสก์เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยไม่ชนกับผนังท่อ
- ข้อกำหนดแรงบิด: ปฏิบัติตามค่าแรงบิดที่ผู้ผลิตแนะนำสำหรับสลักเกลียวหน้าแปลน และใช้ประแจวัดแรงบิดที่ได้รับการสอบเทียบแล้วเพื่อให้ปะเก็นถูกบีบอัดอย่างสม่ำเสมอ
- การเลือกปะเก็น: ควรใช้ปะเก็นคุณภาพสูงและมีความยืดหยุ่นสูงที่เข้ากันได้กับวัสดุของวาล์วและท่อ นอกจากนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขนาดของปะเก็นเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการบีบอัดมากเกินไปหรือช่องว่าง
- ---

3. การรบกวนของแผ่นดิสก์

อาจเกิดการรั่วไหลภายในได้เมื่อแผ่นดิสก์ปิดไม่สนิทเนื่องจากการกีดขวางทางกายภาพกับท่อหรือหน้าแปลนโดยรอบ

3.1 สาเหตุ

- ความไม่ตรงกันของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ: หากเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อเล็กเกินไป แผ่นดิสก์อาจชนกับผนังท่อขณะปิด
- การออกแบบหน้าแปลน: หน้าแปลนแบบยกสูงหรือพื้นผิวประกบที่มีขนาดไม่เหมาะสมอาจขัดขวางการเคลื่อนที่ของแผ่นดิสก์ได้
- การสะสมของเศษสิ่งสกปรก: ของแข็งหรือคราบตะกรันที่สะสมอยู่ภายในวาล์วอาจทำให้แผ่นดิสก์ปิดไม่สนิท

3.2 วิธีแก้ปัญหา

- การตรวจสอบความเข้ากันได้: ก่อนการติดตั้ง โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นวาล์วเข้ากันได้กับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ
- การปรับหน้าแปลน: ปฏิบัติตามมาตรฐาน เช่น ANSI หรือ DIN เพื่อใช้หน้าแปลนแบบเรียบหรือปะเก็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างที่เหมาะสมกับแผ่นดิสก์
- งานทำความสะอาด: ล้างระบบก่อนใช้งานวาล์วเพื่อกำจัดเศษสิ่งสกปรก และติดตั้งตัวกรองด้านต้นทางหากสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวย เพื่อป้องกันการสะสมของสิ่งสกปรกในอนาคต

4. ซีลแกนวาล์วชำรุด

โดยปกติแล้ว การรั่วซึมภายนอกมักเกิดขึ้นบริเวณก้านวาล์ว ซึ่งเกิดจากปัญหาเกี่ยวกับซีลหรือวัสดุรองกันรั่วที่ขัดขวางการไหลของของเหลวตามแนวแกน

4.1 สาเหตุ

- การสึกหรอ: เมื่อเวลาผ่านไป วัสดุบรรจุภัณฑ์ เช่น PTFE หรือกราไฟต์ จะสึกหรอเนื่องจากการเคลื่อนไหวหรือแรงดันของก้านวาล์ว
- การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ: จากหลักการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิซ้ำๆ อาจทำให้บรรจุภัณฑ์หดตัว หลวม หรือแม้แต่ฉีกขาดได้
- การปรับที่ไม่ถูกต้อง: หากซีลกันรั่วหลวมเกินไป ของเหลวอาจรั่วได้ หากแน่นเกินไป อาจทำให้ก้านวาล์วเสียหายหรือจำกัดการเคลื่อนไหวได้

4.2 วิธีแก้ปัญหา

- การบำรุงรักษาบรรจุภัณฑ์: ตรวจสอบและเปลี่ยนวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ชำรุดเป็นประจำ
- ข้อควรพิจารณาด้านอุณหภูมิ: เลือกวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมกับช่วงอุณหภูมิของระบบ เช่น วัสดุกราไฟต์ที่มีความยืดหยุ่นสำหรับงานที่ต้องการอุณหภูมิสูง
- การปรับซีล: ขันซีลให้แน่นตามแรงบิดที่ผู้ผลิตกำหนด ตรวจสอบการรั่วซึมหลังการปรับ และหลีกเลี่ยงการขันแน่นเกินไป

---

5. ความดันหรืออุณหภูมิที่สูงเกินไป

เมื่อสภาวะการทำงานเกินขีดจำกัดที่ออกแบบไว้ของวาล์ว อาจเกิดการรั่วไหล ซึ่งส่งผลกระทบต่อซีลภายในและภายนอก

5.1 สาเหตุ

- แรงดันเกิน: แรงดันที่เกินกว่าค่าที่วาล์วกำหนดอาจทำให้ที่นั่งวาล์วหรือแผ่นดิสก์เสียรูป ทำให้ไม่สามารถปิดผนึกได้
- การขยายตัวเนื่องจากความร้อน: อุณหภูมิสูงอาจทำให้ชิ้นส่วนขยายตัวไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้ซีลเสื่อมสภาพ อ่อนตัว หรือแม้กระทั่งกลายเป็นคาร์บอน ซึ่งอาจส่งผลต่อความพอดีของพื้นผิวซีล ทำให้ซีลหลวม หรือเกิดการรั่วซึมภายนอกบริเวณรอยต่อได้
- ความเปราะแตกง่ายในสภาพอากาศหนาวเย็น: ในสภาพอากาศที่อุณหภูมิต่ำกว่า -10 องศาเซลเซียส ซีลอาจเปราะแตกและทำให้เกิดการรั่วซึมได้

5.2 วิธีแก้ปัญหา

- เลือกวาล์วที่มีระดับแรงดันและอุณหภูมิที่เหมาะสม: เลือกวาล์วที่มีระดับแรงดันและอุณหภูมิสูงกว่าสภาวะสูงสุดของระบบ และคำนึงถึงระยะปลอดภัยด้วย
- การระบายแรงดัน: ติดตั้งวาล์วระบายแรงดันหรือตัวควบคุมแรงดันด้านต้นทางเพื่อป้องกันแรงดันเกิน
- ฉนวนกันความร้อน/ระบบทำความร้อน: ใช้ปลอกหุ้มฉนวนหรือท่อส่งความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นเพื่อป้องกันการแข็งตัวของน้ำ

5.3 ตารางเปรียบเทียบอุณหภูมิของวัสดุ

ด้านล่างนี้คือช่วงของตัวกลางและอุณหภูมิที่สอดคล้องกับซีลที่ทำจากวัสดุชนิดต่างๆ

 

---

6. การเกิดโพรงอากาศและการกัดกร่อน

6.1 การเกิดโพรงอากาศคืออะไร

ปรากฏการณ์คาวิตี้เกิดจากการลดลงอย่างฉับพลันของความดันของตัวกลางที่เป็นของเหลวลงสู่ความดันไอของของเหลว ณ ส่วนที่แคบลงของวาล์ว (เช่น ระหว่างแผ่นปีกผีเสื้อกับที่นั่งวาล์ว) ส่งผลให้ของเหลวกลายเป็นแก๊สเฉพาะที่และเกิดเป็นฟองอากาศ เมื่อฟองอากาศเหล่านี้เคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่มีความดันสูงพร้อมกับของเหลว ฟองอากาศจะยุบตัวลงอย่างรวดเร็ว ก่อให้เกิดคลื่นกระแทกและไมโครเจ็ท ซึ่งจะทำให้เกิดการกัดเซาะและสร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวซีลของวาล์ว ที่นั่งวาล์ว และตัววาล์ว
แม้ว่าการเกิดโพรงอากาศและการกัดกร่อนจะเป็นปัญหาด้านประสิทธิภาพเป็นหลัก แต่ก็อาจทำให้เกิดการรั่วซึมทางอ้อมได้โดยการทำลายพื้นผิวการซีล

6.2 การกัดกร่อนคืออะไร?

การกัดกร่อนเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีหรือปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมีบนพื้นผิววัสดุของวาล์วผีเสื้อ เนื่องจากการสัมผัสกับสารกัดกร่อนเป็นเวลานาน (เช่น กรด ด่าง สารละลายเกลือ หรือไอน้ำอุณหภูมิสูง) ส่งผลให้พื้นผิวซีลของวาล์ว ก้านวาล์ว ที่นั่งวาล์ว หรือตัววาล์วเสียหาย

6.3 สาเหตุ

- การลดลงของความดันสูง: การเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็วจะทำให้เกิดฟองอากาศแตก ซึ่งจะกัดกร่อนแผ่นวาล์วหรือที่นั่งวาล์ว
- การไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อน: ของเหลวที่ไหลผ่านประกอบด้วยกรด ด่าง เกลือ ฯลฯ ซึ่งทำปฏิกิริยาโดยตรงกับพื้นผิวโลหะ ทำให้พื้นผิวการปิดผนึกและตัววาล์วค่อยๆ ละลายหรือถูกกัดกร่อนและบางลง
- สารกัดกร่อน: ของเหลวที่มีความเร็วสูงและมีอนุภาคปนอยู่จะทำให้ขอบซีลสึกหรอเมื่อเวลาผ่านไป

6.4 วิธีแก้ปัญหา

- การควบคุมการไหล: กำหนดขนาดวาล์วให้ถูกต้องเพื่อลดการสูญเสียแรงดัน และใช้การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การไหล (Cv) เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของระบบ
- การปรับปรุงวัสดุ: เลือกใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น สแตนเลส หรือวัสดุเคลือบผิวแข็งสำหรับแผ่นวาล์วและที่นั่งวาล์ว
- การออกแบบระบบ: ลดอัตราการไหลโดยการเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อหรือติดตั้งอุปกรณ์ลดแรงดันที่ต้นทาง

6.5 ตารางค่าสัมประสิทธิ์ความแปรปรวน (CV)

---

7. ข้อบกพร่องจากการผลิต

บางครั้ง การรั่วไหลอาจเกิดจากข้อบกพร่องในการผลิตวาล์ว ซึ่งสามารถตรวจพบได้ในระหว่างการใช้งานหรือการทดสอบครั้งแรก

7.1 สาเหตุ

- ข้อบกพร่องในการหล่อ: รูพรุนหรือรอยแตกในตัววาล์วอาจทำให้เกิดการรั่วไหลออกภายนอกได้
- ปัญหาเกี่ยวกับพื้นผิวการซีล: การกลึงแผ่นดิสก์หรือที่นั่งที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้การซีลไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้เกิดการรั่วไหลภายใน
- ข้อผิดพลาดในการประกอบ: การติดตั้งซีลที่ไม่ถูกต้องหรือการจัดเรียงชิ้นส่วนที่ไม่ตรงกันระหว่างการผลิตอาจทำให้เกิดการรั่วซึมได้

7.2 วิธีแก้ปัญหา

- การรับประกันคุณภาพ: ควรซื้อจากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงและมีใบรับรอง เช่น ISO 9001 และขอรายงานการทดสอบแรงดัน (เช่น ตามมาตรฐาน API 598) เพื่อตรวจสอบว่าไม่มีการรั่วซึม
- การทดสอบก่อนการติดตั้ง: ดำเนินการทดสอบการรั่วไหลด้วยแรงดันน้ำหรือแรงดันลมก่อนการติดตั้ง เพื่อระบุข้อบกพร่อง และส่งคืนหน่วยที่ชำรุดให้กับผู้จำหน่าย
- การเรียกร้องการรับประกัน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวาล์วมีการรับประกันที่ครอบคลุมถึงข้อบกพร่องจากการผลิต เพื่อให้สามารถเปลี่ยนได้หากตรวจพบการรั่วไหลตั้งแต่เนิ่นๆ

---

8. บทสรุป

วาล์วผีเสื้อการแก้ไขปัญหาการรั่วไหลนั้นต้องอาศัยการเลือกวาล์วที่เหมาะสม การติดตั้งอย่างระมัดระวัง การบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ และการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ โดยการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมกับการใช้งาน ปฏิบัติตามแนวทางการติดตั้ง และตรวจสอบสภาวะการทำงาน ผู้ใช้สามารถลดความเสี่ยงของการรั่วไหลได้อย่างมาก
การรั่วไหลของวาล์วผีเสื้อปัญหาการรั่วไหลอาจเกิดจากหลายปัจจัย และต้องใช้วิธีแก้ไขที่แตกต่างกันสำหรับประเภทการรั่วไหลแต่ละประเภท ไม่ว่าจะเป็นการรั่วไหลภายในหรือภายนอก โดยทั่วไปแล้วมักเกิดจากซีลสึกหรอ ข้อผิดพลาดในการติดตั้ง การชนกันของแผ่นวาล์ว ปัญหาการบรรจุแกนวาล์ว แรงดัน/อุณหภูมิที่สูงเกินไป ข้อบกพร่องในการผลิต หรือการกัดกร่อน ความเสี่ยงในการรั่วไหลของวาล์วผีเสื้อสามารถลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการเลือกใช้ที่เหมาะสม การติดตั้งที่ถูกต้อง การบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ และการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด สำหรับการใช้งานที่สำคัญ การปรึกษาผู้ผลิตวาล์วหรือวิศวกรระบบจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ปราศจากการรั่วไหล และช่วยเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพการทำงานของระบบได้ดียิ่งขึ้น