เหตุใดบอลวาล์วจึงรั่วหลังการใช้งานซ้ำ และผู้ปฏิบัติงานจะแก้ไขได้อย่างไร

บอลวาล์วที่สามารถรักษาแรงดันได้เมื่อเพิ่งติดตั้งใหม่ แต่เกิดการรั่วหลังจากเปิดและปิดซ้ำหลายครั้ง มักไม่ได้เสียหายเพียงเพราะสาเหตุเดียว การใช้งานเป็นรอบจะเปลี่ยนสภาวะการสัมผัสระหว่างลูกบอล ซีต ซีลก้าน วัสดุอัดกันรั่ว และแอคชูเอเตอร์ ตำแหน่งที่รั่วมีความสำคัญ: การรั่วที่รอยต่อของตัวเรือน การรั่วที่ก้าน และการรั่วผ่านซีตด้านปลายทาง บ่งชี้ถึงความขัดข้องที่แตกต่างกันและต้องใช้วิธีแก้ไขที่แตกต่างกัน

กฎที่สำคัญที่สุดคือ ต้องระบุตำแหน่งของการรั่วก่อนขันโบลต์ เพิ่มวัสดุอัดกันรั่ว หรือเปลี่ยนวาล์วทั้งตัว วาล์วที่ปล่อยให้ของไหลผ่านได้ขณะปิดมีปัญหาที่ผิวหน้าซีล ของไหลที่ซึมออกมารอบก้านบ่งชี้ถึงความเสียหายของวัสดุอัดกันรั่ว โอริง หรือผิวก้าน การรั่วที่หน้าแปลน ปลายเกลียว หรือรอยต่อของตัวเรือน มักเป็นปัญหาด้านการติดตั้ง ปะเก็น การขันโบลต์ หรือขอบเขตรับแรงดัน มากกว่าจะเป็นความเสียหายของลูกบอลเอง

เหตุใดการใช้งานเป็นรอบจึงเปลี่ยนประสิทธิภาพการซีลของวาล์ว

บอลวาล์วซีลได้เมื่อซีตยืดหยุ่นถูกกดเข้ากับผิวทรงกลมขัดเงาของลูกบอล ในแต่ละรอบการทำงาน ลูกบอลจะหมุนผ่านซีตเหล่านั้น ภายใต้สภาวะการใช้งานที่สะอาดและเข้ากันได้ การเคลื่อนที่นี้จะถูกควบคุมและมีการสึกหรอต่ำ อย่างไรก็ตาม ในระบบใช้งานจริง อนุภาค ความผันผวนของแรงดัน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ แรงบิดในการทำงานที่มากเกินไป และวัสดุที่ไม่เหมาะสม สามารถทำให้ส่วนต่อประสานการซีลเสียหายอย่างต่อเนื่อง

การรั่วจำนวนมากเกิดขึ้นหลังการใช้งานเป็นรอบ เนื่องจากวาล์วทำงานภายใต้ความดันต่าง ไม่ใช่เพียงเพราะผ่านจำนวนรอบการใช้งานที่กำหนด วาล์วที่ปิดต้านแรงดันสูงต้องบังคับให้ลูกบอลเคลื่อนผ่านภาระบนซีตที่มากกว่ามาก หากแอคชูเอเตอร์มีขนาดใหญ่เกินไป หรือมีการต่อด้ามจับแบบมือหมุนเพื่อเพิ่มแรงงัด ก้านและลูกบอลอาจถูกขับเกินตำแหน่งที่จำเป็นต่อการนั่งซีลอย่างมั่นคง ซึ่งอาจทำให้ซีตอ่อนเสียรูป ทำให้ลูกบอลเกิดรอยขีดข่วน หรือทำให้วัสดุอัดกันรั่วของก้านรับภาระเกิน

การใช้งานแบบเปิดบางส่วนบ่อยครั้งก่อให้เกิดปัญหาอีกประการหนึ่ง บอลวาล์วมาตรฐานได้รับการออกแบบโดยหลักสำหรับการแยกการไหลแบบเปิด/ปิด การคงลูกบอลไว้ในตำแหน่งเปิดบางส่วนเพื่อควบคุมการไหลอาจทำให้เกิดความเร็วเฉพาะที่สูงและความปั่นป่วนที่ขอบซีต ในของเหลวที่มีของแข็ง สิ่งนี้จะเร่งการกัดเซาะ ในงานก๊าซ ความดันตกคร่อมวาล์วที่เปิดบางส่วนอาจทำให้เกิดเสียง การสั่นสะเทือน และความเสียหายต่อซีต เมื่อขอบซีลถูกกัดเซาะ วาล์วอาจดูเหมือนปิดได้ตามปกติ แต่ยังปล่อยให้เกิดการบายพาสภายใน

จับคู่รูปแบบการรั่วกับความขัดข้องที่เป็นไปได้

การตรวจสอบระยะสั้นภายใต้สภาวะที่ปลอดภัยและแยกระบบแล้ว สามารถป้องกันการเปลี่ยนชิ้นส่วนโดยไม่จำเป็นได้ ลดแรงดัน ระบายของเหลวหรือระบายอากาศออกจากท่อตามความเหมาะสมของการใช้งาน และยืนยันว่าพลังงานสะสมในแอคชูเอเตอร์ได้รับการปลดปล่อยแล้ว ก่อนถอดชิ้นส่วนใด ๆ ที่รับแรงดัน

• การรั่วผ่านวาล์วที่ปิดอยู่: สาเหตุทั่วไปคือ ซีตสึกหรอหรือบวมจากสารเคมี ผิวลูกบอลมีรอยขีดข่วน มีเศษวัสดุติดค้างระหว่างลูกบอลและซีต ทิศทางการติดตั้งวาล์วไม่ถูกต้องสำหรับการใช้งาน หรือความเสียหายจากการปิดด้วยแรงบิดมากเกินไป
• การรั่วรอบก้านระหว่างการเคลื่อนที่: มักบ่งชี้ถึงการปรับวัสดุอัดกันรั่วที่หลวม วัสดุอัดกันรั่วสึกหรอ โอริงก้านเสียหาย ก้านมีรอยขูด หรือก้านโก่งตัวจากการจัดแนวแอคชูเอเตอร์ไม่ตรง
• การรั่วจากรอยต่อของตัวเรือน: สำหรับแบบสองชิ้นหรือสามชิ้น ให้ตรวจสอบซีลตัวเรือน สภาพของตัวยึด ลำดับการขันโบลต์ การกัดกร่อนที่รอยต่อ และตรวจสอบว่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นรอบได้ลดแรงอัดของปะเก็นหรือไม่
• การรั่วที่จุดต่อปลายวาล์ว: ความเสียหายของปะเก็นหน้าแปลน ภาระโบลต์ที่ไม่สม่ำเสมอ แรงเค้นจากท่อ การซีลเกลียวที่ไม่ดี ผลกระทบจากความร้อนในการเชื่อม หรือการจัดแนวไม่ตรง มีแนวโน้มเป็นสาเหตุมากกว่าข้อบกพร่องภายในวาล์ว

อย่าคิดว่าการรั่วภายนอกเพียงเล็กน้อยไม่เป็นอันตราย การรั่วที่ก้านอาจรุนแรงขึ้นอย่างรวดเร็ว หากวัสดุอัดกันรั่วถูกขัดถูทุกครั้งที่วาล์วทำงานเป็นรอบ การรั่วภายในยังอาจสร้างความเสี่ยงในการปฏิบัติงาน เมื่อมีการสันนิษฐานว่าแยกระบบได้แล้วก่อนการบำรุงรักษา การเก็บตัวอย่าง หรือการทำงานกับอุปกรณ์ด้านปลายทาง

การสึกหรอของซีตมักเป็นสาเหตุที่แท้จริงของการรั่วภายใน

ซีตอ่อน เช่น PTFE และวัสดุฐานพอลิเมอร์อื่น ๆ ให้การปิดกั้นการไหลที่เชื่อถือได้ในหลายการใช้งาน แต่ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ทางเคมี แรงดัน อุณหภูมิ และความสะอาดของตัวกลาง ซีตอาจอ่อนตัวมากเกินไปที่อุณหภูมิสูง แข็งตัวหรือสูญเสียความยืดหยุ่นหลังสัมผัสสารเคมี หรือเกิดการไหลเย็นภายใต้ภาระต่อเนื่อง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่ได้ปรากฏให้เห็นจากภายนอกวาล์วเสมอไป

ของแข็งที่มีฤทธิ์ขัดสีสร้างความเสียหายอย่างมาก โดยเฉพาะตะกรัน สแลกจากการเชื่อม สนิม ทราย ผงละเอียดจากตัวเร่งปฏิกิริยา และเศษจากปะเก็นต้นทาง อาจติดอยู่ระหว่างลูกบอลที่หมุนกับซีต อนุภาคแข็งเพียงชิ้นเดียวสามารถทิ้งรอยขีดข่วนรอบวงบนลูกบอลได้ เนื่องจากลูกบอลหมุนผ่านบริเวณซีลเดิมในทุกการทำงาน รอยขีดข่วนจึงกลายเป็นทางรั่วที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการเพิ่มแรงที่ด้ามจับ

เมื่อการตรวจสอบพบว่าลูกบอลสะอาดและไม่มีรอยขีดข่วนที่มองเห็นได้ แต่วาล์วยังคงเกิดการบายพาส ให้ตรวจสอบรูปทรงของซีตและช่องรองรับซีต ซีตที่แบน ถูกดันยื่นออกมา แตกร้าว หรือถูกอัดจนเสียรูปถาวร จะไม่สามารถรักษาการสัมผัสที่สม่ำเสมอได้อีกต่อไป สำหรับวาล์วที่ซ่อมได้ การเปลี่ยนซีตและซีลตัวเรือนอาจช่วยฟื้นฟูประสิทธิภาพได้ สำหรับการออกแบบที่ซ่อมไม่ได้ การเปลี่ยนใหม่โดยทั่วไปเชื่อถือได้มากกว่าการพยายามชดเชยด้วยแรงบิดที่สูงขึ้น

การรั่วที่ก้าน: การขันให้แน่นไม่ใช่การซ่อมแซมเสมอไป

วัสดุอัดกันรั่วของก้านมีหน้าที่สร้างแรงอัดที่ควบคุมได้รอบก้าน โดยยังอนุญาตให้ก้านหมุนได้ หากนอตกดหรือตัวกดวัสดุอัดกันรั่วปรับได้ การปรับเล็กน้อยและสม่ำเสมออาจหยุดการรั่วเล็กน้อยได้ การขันควรทำอย่างค่อยเป็นค่อยไปและอยู่ภายในคำแนะนำของผู้ผลิต การอัดมากเกินไปจะเพิ่มแรงบิดในการทำงาน เร่งการสึกหรอของวัสดุอัดกันรั่ว และอาจทำให้ดูเหมือนว่าแอคชูเอเตอร์มีขนาดเล็กเกินไป

หากการรั่วยังคงอยู่หลังการปรับเพียงเล็กน้อย ให้ตรวจสอบสภาพก้านแทนการขันต่อ ก้านที่มีรอยขีดข่วน การกัดกร่อน คราบสะสม หรือการโก่งงอ จะทำให้วัสดุอัดกันรั่วใหม่เสียหายอย่างรวดเร็ว การโก่งตัวของก้านมีความสำคัญเป็นพิเศษในวาล์วอัตโนมัติ ขายึดที่จัดแนวไม่ดี คัปปลิงหลวม หรือแรงด้านข้างจากแอคชูเอเตอร์ อาจทำให้เกิดการรับภาระไม่สม่ำเสมอขณะที่วาล์วหมุน ผลลัพธ์อาจเป็นการรั่วเป็นช่วง ๆ ซึ่งเกิดเฉพาะในบางตำแหน่ง

สำหรับวาล์วที่ใช้งานด้านอุณหภูมิ วัสดุอัดกันรั่วอาจคลายตัวหลังอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง การตรวจสอบภาระของวัสดุอัดกันรั่วอีกครั้งระหว่างการบำรุงรักษาตามกำหนดเป็นสิ่งที่เหมาะสม แต่การปรับซ้ำ ๆ โดยไม่ระบุสาเหตุด้านอุณหภูมิและวัสดุ จะเพียงเลื่อนเวลาของความเสียหายออกไป

ปัญหาแรงบิดอาจทำให้บอลวาล์วที่เหมาะสมอยู่แล้วเสียหาย

ไม่ควรมองแรงบิดในการทำงานเป็นเพียงประเด็นด้านความสะดวก แรงที่ต้องใช้กับด้ามจับหรือกระแสแอคชูเอเตอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน อาจบ่งชี้ถึงสิ่งสกปรกอุดตัน ซีตบวม การขาดการหล่อลื่นในชุดขับเคลื่อนในกรณีที่จำเป็น การจัดแนวไม่ตรง หรือภาระที่เกี่ยวข้องกับแรงดัน การฝืนให้วาล์วผ่านรอบการทำงานที่ฝืดอาจทำให้ก้านบิด การเชื่อมต่อระหว่างก้านกับลูกบอลเสียหาย หรือซีตเสียรูป

ชุดประกอบอัตโนมัติต้องได้รับความใส่ใจเป็นพิเศษ แอคชูเอเตอร์ที่เล็กเกินไปอาจหยุดชะงักก่อนวาล์วถึงตำแหน่งนั่งซีลอย่างสมบูรณ์ ทำให้เหลือช่องทางรั่วภายในขนาดแคบ แอคชูเอเตอร์ที่ใหญ่เกินไปอาจใช้แรงบิดที่ก่อให้เกิดความเสียหาย หากไม่ได้ตั้งจุดหยุดระยะเคลื่อนที่อย่างถูกต้อง แอคชูเอเตอร์ต้องให้แรงบิดเพียงพอที่ความดันต่างและอุณหภูมิใช้งานจริง ไม่ใช่เฉพาะภายใต้สภาวะทดสอบบนแท่นโดยไม่มีภาระ

ก่อนเปลี่ยนการตั้งค่าแอคชูเอเตอร์ ให้ยืนยันว่าวาล์วเป็นแบบพอร์ตเต็มหรือพอร์ตลด ทิศทางของแรงดัน ตัวกลาง และหน้าที่ในการปิดกั้นการไหล บอลวาล์วที่ใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุมอาจต้องใช้วาล์วชนิดอื่น หรือรูปแบบการควบคุมที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ ในระบบที่ต้องการการแยกการไหลแบบกะทัดรัดโดยมีความดันตกคร่อมต่ำเป็นหลัก แต่ไม่ต้องการการไหลแบบเต็มหน้าตัด วาล์วผีเสื้อ สามารถพิจารณาแยกต่างหากได้ แต่ไม่ควรมองว่าเป็นวิธีแก้ไขโดยตรงสำหรับการปนเปื้อน ความเค้นจากท่อ หรือการจัดแนวแอคชูเอเตอร์ไม่ตรง

ความเข้ากันได้ของตัวกลางเป็นประเด็นการบำรุงรักษา ไม่ใช่เพียงประเด็นการเลือก

เมื่อบอลวาล์วเริ่มรั่วหลังสัมผัสสารเคมีทำความสะอาด ตัวทำละลาย สารยับยั้ง หรือของไหลในกระบวนการชนิดใหม่ ให้ทบทวนวัสดุซีลทุกชนิดที่สัมผัสตัวกลาง ตัวเรือนวาล์วอาจยังคงสภาพดี ขณะที่ซีต โอริง และวัสดุอัดกันรั่วสูญเสียความแข็งแรง บวม หดตัว หรือเปราะ อุณหภูมิสามารถเปลี่ยนผลลัพธ์ด้านความเข้ากันได้ ดังนั้นวัสดุที่ใช้งานได้ดีในสภาวะแวดล้อมปกติ อาจใช้งานไม่ได้ในสภาวะที่มีความร้อน

การเปลี่ยนแปลงแรงดันเป็นรอบก็มีความสำคัญเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างรวดเร็วอาจดันวัสดุซีตเข้าไปในช่องว่าง หรือสร้างความเค้นซ้ำที่ขอบซีต ในงานก๊าซ แรงดันในโพรงที่ถูกกักไว้ในวาล์วที่ปิด อาจต้องใช้การออกแบบระบายแรงดันโพรง ขึ้นอยู่กับโครงสร้างวาล์วและสภาวะการใช้งาน นี่เป็นประเด็นด้านการออกแบบและความปลอดภัยที่ควรตรวจสอบกับเอกสารของวาล์ว แทนที่จะแก้ไขด้วยการดัดแปลงหน้างาน

ลำดับการแก้ไขที่ใช้งานได้จริง

เริ่มจากบันทึกการใช้งาน ระบุว่าการรั่วเกิดขึ้นหลังการบำรุงรักษา การเปลี่ยนแปลงกระบวนการ การเปลี่ยนแอคชูเอเตอร์ การสัมผัสอุณหภูมิผิดปกติ หรือเหตุการณ์ทำความสะอาดท่อหรือไม่ จากนั้นตรวจสอบตำแหน่งปิดจริงของวาล์ว และยืนยันว่าด้ามจับ ชุดเกียร์ หรือจุดหยุดระยะเคลื่อนที่ของแอคชูเอเตอร์ ไม่ได้ขัดขวางการปิดอย่างสมบูรณ์

สำหรับการรั่วภายใน ให้ล้างท่อเฉพาะเมื่อกระบวนการและข้อจำกัดของผู้ผลิตวาล์วอนุญาต การล้างแบบควบคุมได้อาจกำจัดเศษวัสดุที่หลวม แต่ไม่สามารถซ่อมลูกบอลที่มีรอยขีดข่วนหรือซีตที่เสียรูปได้ หากยังมีการรั่ว ให้แยกวาล์วและตรวจสอบลูกบอล ซีต ก้าน และซีลตัวเรือน เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหายโดยใช้วัสดุที่เหมาะกับชุดค่าความดัน-อุณหภูมิ-ตัวกลางจริง ไม่ใช่เพียงใช้วัสดุเดิมหากการใช้งานเปลี่ยนไป

สำหรับการรั่วภายนอก ให้ตรวจสอบโบลต์หน้าแปลน การปรับวัสดุอัดกันรั่ว ตัวยึดตัวเรือน และส่วนรองรับท่อ ก่อนถอดวาล์ว ความเค้นจากท่อสามารถทำให้ตัวเรือนหรือรอยต่อวาล์วเสียรูป และทำให้ปะเก็นใหม่รั่วซ้ำได้ การแก้ไขการจัดแนวและการรองรับเป็นสิ่งจำเป็น มิฉะนั้นการรั่วเดิมอาจกลับมาไม่นานหลังประกอบกลับ

หลังการซ่อมหรือเปลี่ยนใหม่ ให้ใช้งานวาล์วเป็นรอบภายใต้สภาวะควบคุม และทดสอบทั้งการรั่วภายนอกและประสิทธิภาพการปิดกั้นการไหลที่แรงดันที่เกี่ยวข้อง ผลลัพธ์ที่มีประโยชน์ไม่ใช่เพียงวาล์วที่แห้งขณะหยุดนิ่ง แต่คือการซีลที่คงที่หลังการทำงานซ้ำหลายครั้ง เมื่อระบุสาเหตุรากได้แล้ว—ความเสียหายของซีต ตัวกลางปนเปื้อน ความล้มเหลวของวัสดุอัดกันรั่ว แรงบิดมากเกินไป วัสดุที่ไม่เข้ากัน หรือความเค้นจากการติดตั้ง—การแก้ไขจะมีความเฉพาะเจาะจงและทำซ้ำได้ แทนที่จะเป็นเพียงการปรับชั่วคราวอีกครั้ง