วอเตอร์แฮมเมอร์ (Water Hammer): ภัยเงียบในระบบท่อที่ป้องกันได้

วอเตอร์แฮมเมอร์ (Water Hammer) หรือปรากฏการณ์ค้อนน้ำ คือการเกิดคลื่นแรงดันกระแทก (Pressure Surge) อย่างรุนแรงและฉับพลันในระบบท่อส่งของเหลว เปรียบเสมือนการใช้ค้อนขนาดใหญ่ทุบเข้าไปในเส้นท่อ ซึ่งสามารถสร้างเสียงดังและแรงสั่นสะเทือนที่สร้างความเสียหายร้ายแรงต่อท่อ, วาล์ว, และอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบได้ การทำความเข้าใจสาเหตุและวิธีป้องกันจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

สาเหตุหลักของการเกิด Water Hammer

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อของเหลวที่กำลังไหลด้วยความเร็วสูงในเส้นท่อถูกบังคับให้หยุดหรือเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหัน ทำให้พลังงานจลน์ของมวลน้ำมหาศาลเปลี่ยนเป็นพลังงานแรงดันสูงในทันที โดยมีสาเหตุหลักดังนี้:

• การปิดวาล์วอย่างรวดเร็ว: เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุด โดยเฉพาะวาล์วประเภท Ball Valve หรือ Butterfly Valve ที่สามารถปิดได้ในเสี้ยววินาที
• การหยุดทำงานของปั๊มอย่างฉับพลัน: เช่น กรณีไฟฟ้าดับ ทำให้มวลน้ำที่กำลังถูกส่งไปข้างหน้าไหลย้อนกลับมากระแทกกับ Check Valve ที่ปิดลงอย่างรวดเร็ว
• การเริ่มทำงานของปั๊มอย่างรวดเร็ว: การเปิดปั๊มให้น้ำไหลเต็มที่ในทันทีก็สามารถสร้างคลื่นแรงดันกระแทกได้เช่นกัน

ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น

แรงกระแทกจาก Water Hammer สามารถสร้างความเสียหายได้ตั้งแต่เล็กน้อยไปจนถึงขั้นรุนแรง:

• เกิดเสียงดังรุนแรงและการสั่นสะเทือนในเส้นท่อ
• ท่อ, ข้อต่อ, และจุดยึดท่อได้รับความเสียหายหรือแตกหัก
• วาล์ว, เกจวัดแรงดัน, และอุปกรณ์วัดอื่นๆ เสียหาย
• สร้างความเสียหายต่อซีลกันรั่วและตลับลูกปืนของปั๊มน้ำ

แนวทางการป้องกันและแก้ไข

การป้องกัน Water Hammer ที่ดีที่สุดคือการลดความเร็วในการเปลี่ยนแปลงการไหลของน้ำ:

1. ใช้วาล์วที่ปิดช้า (Slow-Closing Valves): เช่น Gate Valve หรือ Globe Valve แทนวาล์วที่ปิดเร็ว
2. ติดตั้งอุปกรณ์ลดแรงกระแทก (Water Hammer Arrestor): เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายกระบอกลมหรือไดอะแฟรม ทำหน้าที่ดูดซับแรงดันส่วนเกินที่เกิดขึ้น
3. ติดตั้งถังลดแรงดัน (Surge Tank): ใช้ในระบบขนาดใหญ่เพื่อช่วยหน่วงการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน
4. ใช้ระบบ Soft Start/Stop: การใช้ตู้ควบคุมที่มีระบบ Soft Starter หรือ Variable Frequency Drive (VFD) จะช่วยให้ปั๊มค่อยๆ เริ่มและหยุดทำงานอย่างนุ่มนวล ซึ่งเป็นวิธีป้องกันที่ต้นเหตุและมีประสิทธิภาพสูง