Mechanical seal and Agitator (Mixer) seal

ก่อนที่ผู้เขียนจะอธิบายเกี่ยวกับ “Mechanical Seal/ Agitator (mixer) Seal” ทางผู้เขียนขอกล่าวนำถึงวิวัฒนาการของอุปกรณ์ที่ใช้ในการ Sealing โดยทั่วไปสั้นๆ พอเป็นส่วนประกอบ

คำว่า “Sealing” เป็นคำทั่วๆไป แปลความหมายตามตัวคือ การปิด การกั้น การแยก และอื่นๆ ที่มีความหมายในลักษณะเดียวกัน แต่ผู้เขียนจะขอจำกัดการนำคำนี้ไปใช้ในอุปกรณ์บางส่วนที่จะกล่าวถึงในบทความนี้คือ Pump, Compressor, Agitator(mixer) และอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีลักษณะใกล้เคียงกับที่กล่าวมาแล้ว ทั้งในลักษณะของการหมุน การเหวี่ยง การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง และการเคลื่อนที่ในแนวนอน เป็นต้น

ตัวอย่างของการ “Sealing” เช่น gasket, O-ring, packing, lip seal, bushing, mechanical seal/ agitator (mixer) seal

อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ “Sealing” ที่กล่าวมาข้างต้น ผู้เขียนขอจำกัดความหมายลึกลงไปอีกว่า เป็นการกันรั่วของอุปกรณ์จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง แต่ไม่สามารถกันรั่วได้ 100% กล่าวคือจะมีความหมายว่า เป็นอุปกรณ์ช่วยในการควบคุมปริมาณการรั่วไหลตามความต้องการ ไม่ให้มีค่ามากเกินไป ปริมาณการรั่วไหลถูกกำหนดด้วยความกว้างระหว่างช่องว่าง (Gap) ของส่วนพื้นผิวที่ “Sealing”

Terminology

(ภาษาไทย: คำศัพท์เฉพาะทาง) ของอุปกรณ์

“Sealing” ต่างๆ ส่วนใหญ่ใช้ทับศัพท์ภาษาอังกฤษ เพราะมีความคุ้นเคยและใช้ในชีวิตประจำวันของผู้มีส่วนเกี่ยวข้องในภาคอุตสาหกรรมนั้นๆ ผู้เขียนได้รวบรวมมาเพื่อประกอบความเข้าใจดังต่อไปนี้

“Gasket” ปะเก็น มีรูปร่างหลากหลาย ทั้งแบบกลม เหลี่ยม รี และอื่นๆ โดยมีความหนาและขนาดที่แตกต่างกันไป

“O-ring” ทับศัพท์ว่า โอริง มีรูปร่างกลม เส้นผ่าศูนย์กลางมีหลากหลายขนาดตั้งแต่วงเล็ก ขนาดต่ำกว่า 1มิลลิเมตร จนใหญ่ขนาดเป็นเมตร

“Packing” ส่วนใหญ่ทับศัพท์เรียกว่า แพ็คกิ้ง หรือ เรียกว่า ตัวกันรั่ว ตัวอัดแน่น เป็นวัสดุที่ขดม้วนเป็นวงกลม เหลี่ยม หรือมีรูปร่างตามแต่จะใช้กับอุปกรณ์ร่วม มีเป็นแบบสำเร็จรูป สามารถสวมใส่กับอุปกรณ์ร่วมที่ต้องการใช้ หรือแบบขดม้วนใหญ่นำมาตัดใส่ได้ตามความเหมาะสม วัสดุที่ใช้มีหลากหลาย ทั้งที่ทำมาจากพืช ยาง เหล็กชนิดต่างๆ และอื่นๆ ตามความเหมาะสมตามที่ผู้ใช้ต้องการ

“Bushing” ทับศัพท์ว่า บุชชิ่ง มีความซับซ้อนกว่า Packing และมีการออกแบบช่องว่างให้มีการควบคุมการรั่วไหลที่แตกต่างไป เช่น เป็นทรงเรียบ เป็นฟันปลาแบบเกลียว เป็นต้น วัสดุที่ใช้ส่วนใหญ่เป็นเหล็ก.

“Lip seal” ทับศัพท์ ลิปซีล รูปร่างเป็นรูปตัวยูคว่ำ ใช้ในพื้นที่แคบ ติดตั้งง่าย ใช้กับของเหลวที่มีความดันต่ำ

“Mechanical seal” ปกติใช้ทับศัพท์ หรือ ภาษาไทยเรียกว่า อุปกรณ์กันรั่วเชิงกล ซึ่งจะอธิบายเพิ่มเติมต่อไป

“Agitator (Mixer) seal” ปกติใช้ทับศัพท์ หรือ ภาษาไทยเรียกว่า อุปกรณ์กันรั่วที่ใช้กับตัวกวน ซึ่งจะอธิบายเพิ่มเติมต่อไป

พื้นฐานการเลือก Mechanical seal/ Agitator (Mixer) seal มีอะไรบ้าง

1. ทนทานทางกายภาพ ทนความเค้น (stress) และความเครียดของสภาวะการทำงาน (strain)

2. ความทนทานทางเคมี

3. ความทนทานของอุณหภูมิ /ความดัน/ การเกิดไอ

4. ความทนทานต่อการสึกหรอ สนิม

5. คุณสมบัติของของเหลว การเกิดผลึก แข็งตัว ความเป็นพิษ

ทั้งนี้ รายละเอียดของข้อมูลต่างๆ เป็นไปตามที่ผู้ผลิตขอเพิ่มเติม

โดยคำนิยามและความหมายของ คำว่า Agitator และ Pump ตามที่ผู้เขียนได้กล่าวถึง มีคำจำกัดความดังนี้

สังเกตว่าผู้เขียนจะเขียนคำว่า Agitator และมีวงเล็บว่า Mixer ให้เข้าใจตรงกันว่า มีความหมายในทางเดียวกันคือ อุปกรณ์/เครื่องกวน/ปั่น/หมุน แม้ว่าจะไม่ได้ถูกจำกัดเฉพาะให้ใช้คำไหนเป็นทางการ เนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งสองคำ แต่จากข้อสังเกตของผู้เขียน คำว่า “Agitator” ใช้มากในผู้ผลิตที่มาจากทวีปยุโรป ส่วนคำว่า “Mixer” ใช้มากในผู้ผลิตที่มาจากทวีปอเมริกา ซึ่งในทวีปเอเชียและทวีปอื่นๆ ใช้ทั้งสองคำนี้ แล้วแต่ความถนัดของผู้ใช้ แต่มีความหมายคือ การกวน การผสม ให้ของเหลวมากกว่า 1 ชนิดผสมเป็นเนื้อเดียวกัน หรือส่วนผสมที่ไม่ใช่

ของเหลวก็สามารถใช้การกวนให้เกิดการละลายผสมเป็นเนื้อเดียวกัน หรือมีการตกตะกอนแยกสารออกได้ชัดเจน การกวนนี้ทำให้เกิดพลังงานทั้งความดัน อุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมเพื่อผสมสารมากกว่า 1 ชนิดให้เกิดเป็นสารใหม่จากการทำปฏิกิริยาเคมี/ ปฏิกิริยาเชิงกลตามความต้องการของผู้ใช้งาน

ส่วน Pump คืออุปกรณ์ในการนำพาของเหลว (ส่วนใหญ่ 1 ชนิด) จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยการส่งผ่านของเหลวนั้นด้วยพลังงาน (จากการทำงานของ Pump) ความดัน อุณหภูมิ และเวลาที่เหมาะสม ขนาดของ Pump ขึ้นอยู่กับความมากน้อยของความดัน อุณหภูมิ และเวลาที่ต้องการ รวมทั้งปริมาณที่ต้องการ (Capacity) ที่จะขนส่งด้วย

คำถามเชิงวิจารณ์ที่มีการพูดคุยกันในวงสนทนาเกี่ยวกับ Mechanical Seal และ Agitator (Mixer) seal

· Mechanical seal/ Agitator (Mixer) seal มีอายุในการใช้งานนานเท่าไร

คำตอบ เราไม่สามารถบอกได้ถึงอายุการใช้งานจริงๆ เพราะมีสภาพการณ์หลายอย่างมาเกี่ยวข้อง โดยปกติแล้วอาจกล่าวได้ว่าสามารถใช้งานโดยเฉลี่ย 1-2 ปี หรือ 2-4 ปี หรือแม้แต่ 6 เดือน สำหรับ Mechanical seal และ 3-5 ปี หรือ 5-7 ปี หรือแม้แต่ 1-2 ปี สำหรับ Agitator (Mixer) seal.

· เราสามารถปล่อยให้เกิดการรั่วได้มากน้อยเท่าไร

คำตอบ อย่างที่ทราบกัน Mechanical seal/ Agitator (Mixer) seal ไม่สามารถกันรั่วได้ 100% แต่มีการรั่วที่ยอมรับได้ อุปกรณ์บางอย่างสามารถให้มีการรั่วไหลได้ถึง 100 cc/hr. เช่นน้ำ/ น้ำร้อน แต่การรั่วที่ยอมรับได้ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้ การปฏิบัติงาน กระบวนการติดตั้ง สารของเหลวที่ใช้ว่ามีคุณสมบัติในการกัดกร่อนมากน้อยอย่างไร ความดัน อุณหภูมิ ของของเหลวนั้นๆ ไม่มีผู้ผลิตใดที่กำหนดตัวเลขตายตัวได้ว่าการรั่วที่ยอมรับได้เป็นเท่าไร เพราะฉะนั้น ขึ้นอยู่กับขนาดของ Mechanical seal/ Agitator (Mixer) seal การติดตั้ง ความดัน อุณหภูมิของของเหลว และอื่นๆ แต่ตัวเลขเฉลี่ยที่ผู้ผลิตมักใช้ตอบ หลักการง่ายๆ คือ ปริมาณไม่เกิน 30-50 cc/hr. ปริมาณการรั่วจาก Mechanical seal ของ Pump จะต่ำกว่า 30-50 cc/hr. และต่ำกว่า Agitator (Mixer) seal.

· API682 กับ ISO21049 ต่างกันหรือไม่

คำตอบ ไม่ต่างกัน ทั้ง API682 (American petroleum institute) 682 และ ISO (International Organization for Standardization) 21049 มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบสำหรับการเลือก Mechanical seal สำหรับ Pump (ทั้งแบบ Centrifugal และ Rotary) และเป็น Guideline สำหรับผู้ที่ต้องการซื้อ Pump และต้องการกำหนดให้ผู้ขาย Pumps มีมาตรฐานเดียวกันในการนำเสนอ Mechanical seal เท่านั้น ไม่ได้มีข้อบังคับใดๆ ที่ผู้ซื้อต้องนำไปใช้เสมอไป บางครั้งเป็นข้อถกเถียงในวงการ Pumps ว่า ทำให้ราคาทั้ง

Package แพงขึ้นเกินความจำเป็น แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นเป็นสิทธิของผู้ซื้อที่จะกำหนดให้มี API682 หรือ ISO21049 หรือให้ผู้ขาย Pumps เป็นผู้เสนอตามความเหมาะสม เพราะการนำเสนอของผู้ขาย Pumps จะต้องมี Warranty ให้ลูกค้าอยู่แล้ว

· API682/ ISO21049 เป็น Guideline สำหรับ Agitator (Mixer) Seal หรือไม่

คำตอบ ไม่ – สำหรับอุปกรณ์ Agitator (Mixer) เป็นไปตามการเลือก Seal ของผู้ผลิตให้เหมาะสมกับการใช้งานนั้นๆ

· Mechanical seal ที่ใช้กับ Pumps สามารถนำไปใช้กับ Agitator (Mixer) ได้ทั้งหมดหรือไม่

คำตอบ ไม่- ความแตกต่างทางด้าน Characteristic, Design ของ Pump และ Agitator (Mixer) มีส่วนทำให้ Mechanical seal บางแบบ บางชนิดที่เหมาะกับ Pumpอาจไม่เหมาะสำหรับใช้กับ Agitator (Mixer) และเช่นกัน Agitator (Mixer) seal บางแบบ บางชนิดก็ไม่เหมาะกับ Pump เช่นกัน

ตามที่ได้กล่าวมาข้างต้นเป็นคำถามเชิงแลกเปลี่ยนที่ผู้เขียนได้รับจากที่มีผู้สอบถามมาบ่อยๆ แน่นอนหลากหลายคำถามที่ไม่ได้กล่าวถึง ผู้เขียนมั่นใจว่าผู้ผลิตทั้ง Pumps และ Agitators (Mixers) และผู้เชี่ยวชาญทางด้าน Mechanical seal และ Agitator (Mixer) seal สามารถให้คำตอบเพิ่มเติมกับทุกท่านได้เป็นอย่างดี

ท้ายนี้ผู้เขียนขอขอบคุณเอกสารอ้างอิงที่ได้รับความกรุณามอบให้อ่านดังนี้

· คู่มืออุปกรณ์กันรั่วเชิงกลเบื้องต้น (Mechanical seal Course Handbook) โดย พรชัย เอนกวัฒนกุล

· EKATO Handbook

· ESD Seal Handbook

· ข้อมูลสาธารณะที่ได้รับจากการเผยแพร่ทาง YouTube ของ Google

ข้อมูลที่ได้รวบรวมและเขียนทั้งหมด หากมีความผิดพลาดประการใด ผู้เขียนขออภัยมา ณ ที่นี้