เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) อาการแบบไหน แก้ไขได้อย่างไร? 

หากระบบของคุณ มีความจำเป็นที่จะต้องควบคุมแรงดัน (Pressure) อุปกรณ์ที่มักถูกนำไปใช้ในการควบคุมแรงดันในระบบ มักเป็นอุปกรณ์ที่เราเรียกกันว่า เรคกูเรเตอร์ (Regulator) หรือเพรชเชอร์-เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) ค่ะ

เมื่อเราใช้เพรชเชอร์-เรคกูเรเตอร์  (Pressure Regulator) บางครั้งเราอาจจะสังเกตเห็นว่าที่แรงดันฝั่งขาออก (Outlet Pressure) มีการลดลงหรือเพิ่มขึ้นจากแรงดันที่เราต้องการ อาการต่าง ๆ เหล่านี้...จะแก้ไขอย่างไรดี? วันนี้ Swagelok Thailand มีแนวทางในการแก้ไขแบบ Step-by-step ตามมาดูกันค่ะ 

Step 1: เราต้องทำความเข้าใจกับระบบของเราก่อน เพื่อให้มั่นใจว่า เราเลือกใช้เรคกูเรเตอร์ได้ถูกต้องและเหมาะสมกับงานของเรา

ก่อนที่เราจะเลือกใช้เพรชเชอร์-เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) เราต้องทำความเข้าใจระบบของเราก่อน เพื่อให้รู้ว่าเพรชเชอร์-เรคกูเรเตอร์ ที่ติดตั้งในระบบสามารถตอบโจทย์ตามวัตถุประสงค์ของงานในระบบของเรา

โดยปกติแล้วเพรชเชอร์-เรคกูเรเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบมาให้สามารถควบคุมหรือปรับลดแรงดันในระบบ ซึ่งสามารถที่จะควบคุมแรงดันขาเข้า (Inlet Pressure) หรือปรับลดแรงดันขาออก (Outlet Pressure) ในระบบหรือ Application ต่างๆของเราได้

Hint 1: การทำงานของเพรชเช่อร์-เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) สามารถที่จะปรับลดหรือควบคุมแรงดันในระบบให้คงที่ได้ด้วยเพราะมีคุณสมบัติ Self-Adjust แต่ก็มีหลายคนมักจะเข้าใจผิดว่าตัวเรคกูเรเตอร์สามารถที่จะควบคุมอัตราการไหล (Flow) ได้ด้วย ซึ่งในความเป็นจริงแล้วเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ไม่สามารถที่จะควบคุมหรือปรับอัตราการไหลได้ แต่เราจำเป็นที่จะต้องรู้อัตราการไหลของระบบเพื่อดูว่าตัวเรคกูเรเตอร์ที่เราจะนำไปติดตั้งสามารถให้อัตราการไหล (Flow) ที่เพียงพอต่อความต้องการของระบบหรือ Application นั้น ๆ หรือไม่         

Hint 2: ถึงแม้ว่าตัวเรคกูเรเตอร์ มีการออกแบบมาให้สามารถเปิด-ปิดได้ แต่ก็ไม่แนะนำให้นำมาใช้แทนวาล์วในการเปิด-ปิด (On-Off Valve) ของไหลในระบบค่ะ และด้วยเพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ไม่ใช่วาล์ว การออกแบบการใช้งานของเรคกูเรเตอร์ ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้นำมาใช้กับการเปิด/ปิด (Shutoff /Isolation) ของไหลในระบบ ดังนั้นแล้วไม่แนะนำให้ใช้เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์แทนบอลวาล์ว (Ball Valve) หรือวาล์วปรับหรี่ (Needle Valve) เช่นกัน             

เพรชเช่อร์ เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) ถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

      1. Pressure Reducing Regulator หรือเรคกูเรเตอร์ที่สามารถปรับลดและควบคุมแรงดันขาออก (Outlet Pressure) ซึ่งเราจะเห็นได้ว่าเรคกูเรเตอร์ ประเภทนี้ถูกนำไปใช้กับงานที่ต้องการปรับลดแรงดันสูงไปแรงดันต่ำ เช่น แรงดันขาเข้า 3000 psi ปรับลดแรงดันขาออกให้เหลือ 300 psi ตัวอย่างที่เห็นได้โดยทั่วไปเรามักจะเห็น Pressure Reducing Regulator ได้จากงาน Gas Panel ที่ต่อจากถังแก๊ส หรือเรคกูเรเตอร์ ที่ติดกับหัวถังแก๊ส เป็นต้น

      2. ในทางกลับกัน, Back Pressure Regulator ก็จะทำหน้าที่ในการควบคุมแรงดันขาเข้า (Inlet Pressure) ซึ่งจะทำหน้าที่คล้าย ๆ กับ Relief Valve แต่ให้ความแม่นยำที่สูงกว่า เช่น ในระบบต้องการควบคุมแรงดันขาเข้าที่ 300 psi แล้วเราตั้งค่า (Set Pressure) ของตัว Back Pressure Regulator 350 psi หากแรงดันขาเข้าในระบบเกิน 350 psi ตัว Back Pressure Regulator จะทำการปล่อยแรงดันที่เกินมาสู่บรรยากาศหรือ Vent Line ที่ออกแบบไว้

ที่นี้เมื่อเรามั่นใจได้แล้วว่าเราเลือกเพรชเชอร์-เรคกูเรเตอร์ (Pressure Regulator) ที่เราติดตั้งและใช้งานอยู่ใน Plant ติดตั้งถูกต้อง ตามฟังก์ชั่นการควบคุมแรงดันที่ต้องการแล้ว เราก็มาวิเคราะห์กันต่อค่ะว่า เราจะเจอปัญหาอะไรบ้างหลังจากติดตั้ง เพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ไปแล้ว และควรต้องปรับแก้อย่างไร 

ขั้นตอนต่อมา เรามาวิเคราะห์ปัญหาเพื่อหาแนวทางในการแก้ไขกันค่ะ

เมื่อเราติดตั้งเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์แล้ว เราจะเจอพฤติกรรม 2 อย่าง

1.    แรงดันขาออก (Downstream Pressure) ลดลง

ถ้าแรงดันในระบบลดลง (dropping) ต่ำกว่าแรงดันที่เราต้องการ (Set Pressure) แสดงว่ามี Pressure Drop เกิดขึ้นในระบบ อาการแบบนี้เราเรียกว่า Droop

2.    แรงดันขาออก (Downstream Pressure) เพิ่มขึ้น

ในทางกลับกัน หากแรงดันในระบบเพิ่มสูง (rising) กว่าแรงดันที่เราต้องการ (Set pressure) พฤติกรรมนี้อาจเกิดจาก 2 ประเด็นคือ Supply Pressure Effect (SPE) และ Creep

เมื่อเราวิเคราะห์ได้แล้วว่าปัญหาที่เราเจอเกิดจากพฤติกรรมของเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์แบบไหน ระบบมีแรงดันที่ลดลงหรือแรงดันในระบบเพิ่มสูงเกินกว่า Set Pressure ก็มาดูแนวทางในการแก้ไขกันเลยค่ะ

วิธีการแก้ปัญหาเมื่อแรงดันในระบบลดลง เนื่องจาก Droop

: Droop มักจะเกิดขึ้นเมื่ออัตราการไหล (Flow) มีการเพิ่มขึ้น ส่งผลทำให้แรงดันขาออก (Outlet Pressure) ลดลงหรือที่เราเรียกกันว่าเกิด Pressure Drop วิธีการแก้ Droop คือให้เลือกใช้เพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ที่ค่า Inlet Pressure rating ใกล้เคียงกับ Actual System Pressure

: หรือเลือกเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ที่มีค่า Flow Coefficient (Cv) ที่เหมาะสมที่สามารถให้อัตราการไหล (Flow) เพียงพอต่อความต้องการของระบบ ก็จะสามารถช่วยลดปัญหาแรงดันในระบบลดลงได้ดีขึ้น หรือหากท่านใดยังไม่มั่นใจในการเลือกรุ่นของเรคกูเรเตอร์ สามารถติดต่อให้ผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับเรคกูเรเตอร์ของ Swagelok Thailand ช่วยเลือกเรคกูเรเตอร์ ให้เหมาะสมกับการใช้งาน หรือใช้เครื่องมือ FlowCurve Generator Tools ได้เหมือนกันค่ะ 

Balanced Poppet Design ช่วยลด SPE

                                               

วิธีการแก้ปัญหาเมื่อแรงดันในระบบเพิ่มสูงขึ้น (Rising) เนื่องจาก SPE

Supply Pressure Effect สังเกตุได้ง่าย ๆ เมื่อแรงดันขาเข้า (Inlet Pressure) ลดลง ส่งผลทำให้แรงดันขาออกเพิ่มสูงขึ้น (Rising) วิธีการลดผลกระทบของการเกิด Supply Pressure Effect ทำได้โดย

: เลือกใช้เรคกูเรเตอร์แบบ Two stage หรือ Dual stage

: หรือเลือกเรคกูเรเตอร์รุ่นที่เป็น Balanced poppet design

ฟิลเตอร์ (Filter)

                                            

วิธีการแก้ปัญหาเมื่อแรงดันในระบบเพิ่มสูงขึ้น (Rising) เนื่องจาก Creep

Creep สามารถเกิดขึ้นได้ เมื่อมีสิ่งสกปรก (Contaminants)หลุดเข้าไปภายในระบบ ซึ่งสิ่งสกปรก ที่หลุดเข้าไป อาจไปติดอยู่ที่ Seat และ Poppet ของ Pressure Regulator ทำให้เกิดช่องว่าง (Gap) ระหว่าง Seat กับ Poppet, ส่งผลให้แรงดันขาออก (Outlet Pressure) เพิ่มสูงขึ้น ซึ่งอาจส่งผลกระทบกับอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังของเรคกูเรเตอร์ โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่ไม่สามารถต้านทานต่อแรงดันสูงได้

: ติดตั้งฟิลเตอร์ (Filter) ที่ระบบฝั่งแรงดันขาเข้า (Inlet Pressure) ของเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ เพื่อปัองกันและลดสิ่งสกปรกที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์

: เราสามารถติดตั้ง ReliefValve หลังเพรชเชอร์ เรคกูเรเตอร์ เพื่อป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์ที่ไม่สามารถต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในระบบได้

แต่ในบางครั้งปัญหาก็ไม่ได้ยุ่งยากซับซ้อนอะไรมาก มาดูตัวอย่างปัญหาแบบ basic ที่อาจพบเจอได้จากตัวอย่างด้านล่างกันค่ะ 

Crack

บางครั้ง ความสามารถในการควบคุมแรงดันของเรคกูเรเตอร์อาจสูญเสียไป เนื่องจากตัวไดอะแฟรม (Diaphragm) ที่ทำหน้าที่ในการรับแรงดันมีการแตกหัก (Crack)

Clogged

บางครั้งปัญหาก็แก้ง่าย ๆ เพียงแค่ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนตัวกรองในระบบก่อนถึงเรคกูเรเตอร์ 

บางครั้งแรงดันขาเข้า (Inlet Pressure) เปลี่ยนไปหรือมีสิ่งสกปรกหลุดเข้าไปติดกับ Seat ก็อาจเกิดจากมีสิ่งสกปรกติดที่ Filter มากเกินไป ลองทำความสะอาดหรือเปลี่ยน Filter ดูนะคะ

ไม่ว่าปัญหาในการใช้เรคกูเรเตอร์ของคุณคืออะไร หรือคุณอาจจะยังงงอยู่กับ Droop, Creep และ Supply Pressure Effect (SPE) เพียงเพราะยังไม่คุ้นชินกับคำศัพท์เหล่านั้น ไม่ต้องเป็นห่วงไปค่ะ 

Swagelok Thailand เรามี Regulator Expert ที่สามารถช่วยให้คำแนะนำในการเลือกรุ่นของเรคกูเรเตอร์ที่เหมาะสม รวมถึงช่วยแก้ปัญหาการใช้งานเรคกูเรเตอร์ หรือแม้แต่ปัญหาระบบ Gas Distribution System เพียงติดต่อหรือทักแชทเข้ามารับคำปรึกษาหรือดูหน้างาน ฟรี…ไม่มีค่าใช้จ่ายนะคะ 

Published on August 2023 

Credit to Thananun Jaruwijitranon, Regulator Expert

Swagelok Regional Field Engineer