Drive Shaft ใน Cooling Tower พังบ่อย เพราะสาเหตุอะไร ??

ภายในคูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) มีส่วนประกอบของอุปกรณ์ตัวหนึ่งที่เรียกว่า “เพลาขับ” หรือ Drive shaft หรือที่บางครั้งอาจใช้คำเรียกสั้นๆว่า “เพลา” โดยจะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ส่งถ่ายกำลังจากมอเตอร์ไปที่ชุดเกียร์บ็อกซ์(Gear box) มีลักษณะเป็นแท่งยาวๆพาดกลาง Cooling tower 

การมี drive shaft ที่ทำงานอย่างถูกต้องสามารถช่วยให้การทำงานของ cooling tower มีประสิทธิภาพและการทำงานของระบบส่งกำลังและการควบคุมอุณหภูมิของคูลลิ่งมีความเสถียร

ซึ่งปกติ Drive shaft จะมีอายุการใช้งานอยู่ที่ประมาณ 10-15 ปี โดยวันนี้จะขอมาแชร์ปัญหาที่เกิดขึ้นกับ Drive shaft ภายใน Cooling tower นะครับ และการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นและนำเรื่องมาเขียนเป็นบทความในวันนี้ครับ

ประเภทของ Drive shaft หรือ เพลาขับ

1) Universal joint drive shaft

Universal joint drive shaft เป็นเพลาที่ดัดแปลงมาจากเพลาขับรถยนต์ การมี Joint หรือข้อต่อทำให้เพลาประเภทนี้ สามารถติดตั้งแบบเยื้องได้และรองรับการเยื้องศูนย์ได้มากกว่าเพลาประเภทอื่น  

ข้อเสียของเพลา Universal joint  คือ ไม่เหมาะกับการใช้งานในระยะยาวเนื่องจากเป็นเพลาดัดแปลงทำให้มีน้ำหนักมากและหากตัว drive shaft มีความยาวที่มากเกินไปจะเกิดการสั่นรบกวนตลอดครับ จึงไม่เป็นที่นิยมมากนักในปัจจุบัน

2) Metal drive shaft

Metal drive shaft เป็นเพลาโลหะแบบ Flexible พัฒนามาจาก Universal joint drive shaft ถูกปรับให้สามารถใช้งานระบบเพลาขับได้ดีขึ้น มีการปรับการเยื้องศูนย์จากการใช้ Join เปลี่ยนเป็นการใส่ *Bush แทนเพื่อลดการสั่นสะเทือน(vibration)*Bush มีลักษณะเป็นเหมือนลูกยางกลมๆ คล้ายปลอกวงแหวน ถูกสวมรับกับน็อต 

ข้อเสียของเพลา Metal drive shaft คือ ตัวเพลาทำจากโลหะทั้งหมด ทำให้มีน้ำหนักที่มากกว่าแบบแรก มีราคาแพงและเกิด unbalance ได้ง่าย

3) Composite drive shaft

Composite drive shaft เป็นเพลาแบบ Flexible เหมือนกับ Metal drive shaft แต่วัสดุส่วนใหญ่ทำจาก Carbon fiber มีน้ำหนักที่เบากว่าและด้วยตัวเพลาขับที่ทำจากไฟเบอร์กลาสทำให้ไม่มีการผุกร่อนและมีการรองรับการเยื้องศูนย์ได้ดีกว่าเพลาสองประเภทแรก

“แล้ว Drive shaft ประเภทไหนที่พังและสั่งซื้อบ่อยที่สุด“

จากการวิเคราะห์ด้วยประสบการณ์ที่ผ่านมา ผมแบ่งสาเหตุออกเป็นสองกลุ่มนะครับ

กลุ่มแรก เกิดจากกรณีที่ใช้เพลาขับแบบ Universal joint หรือ Metal drive shaft ปัญหาที่พบคือ Gearbox พังบ่อยมากครับ เนื่องจากเพลาทั้งสองประเภทนี้มีค่า vibration ที่สูงมีการสั่นอยู่ตลอดเวลาเลยส่งผลไปที่ตัวเกียร์โดยตรง ทำให้เกียร์บ็อกซ์เกิดการเสื่อมสภาพและพังเร็วขึ้น และอีกประเด็นที่สำคัญคือตัวเพลามีน้ำหนักมาก หากมีความเสียหายเกิดการชำรุดและขาดออก ชิ้นส่วนอาจหลุดออกไปโดนอุปกรณ์อื่นๆ ภายในตัวคูลลิ่งทาวเวอร์ได้รับความเสียหายได้

กลุ่มที่สอง เกิดจากกรณีที่ใช้เพลาขับแบบ Drive shaft carbon fiber กรณีนี้จะพบปัญหามากพอสมควรคิดเป็น 80% เลยก็ได้ครับ ซึ่งการวิเคราะห์มันมีหลายสาเหตุเลย ผมจะแยกย่อยสาเหตุออกเป็นข้อๆ เพื่อให้เข้าใจง่ายๆนะครับ

• เกิดจากการติดตั้ง Drive shaft ที่ผิด มีการติดตั้งไม่เหมาะสม ไม่ติดตั้งตามที่ Manual กำหนดเพราะส่วนใหญ่จะอาศัยความเคยชินในการติดตั้ง Drive shaft มากกว่าการศึกษาจากคู่มือครับ จึงทำให้เกิดปัญหาตามมา ผมขอแนะนำให้ติดตั้งตาม Manual จะดีที่สุดนะครับ

• เกิดจากการตั้งศูนย์ Alignment Drive shaft ไม่ดีทำให้เกิด vibration เนื่องจากเพลาที่ติดตั้งใน cooling tower จะมีความยาวมาก ผมขอแนะนำว่าจำเป็นต้องใช้ช่างที่ผ่านการอบรมมาเป็นอย่างดีเพราะการตั้งศูนย์ Alignmen ของเพลาที่ใช้ในคูลลิ่งทาวเวอร์ จะแตกต่างจากการตั้งศูยน์ของเพลาที่ใช้กับปั๊ม

• เกิดจากการ *Blade pass frequency หรือที่เรียกว่า BPF เป็นความถี่ของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นจากใบพัดไปตรงกับค่าความถี่ธรรมชาติของ Drive shaft ทำให้ตัวเพลาเกิด resonance ที่เป็นการสั่นพ้องที่มากเกิดไปจนอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อตัวใบพัด(fan blade)หรือตัวเพลาได้ หากมีการตรวจพบจะต้องทำการเปลี่ยนเพลารุ่นใหม่หรือเปลี่ยนจำนวนใบพัดใหม่ ผมขอแนะนำว่าต้องทำการเลือก Drive shaft ให้ถูกประเภทตั้งแต่ก่อนติดตั้งหรือหาก  ติดตั้งไปแล้วเกิดปัญหาภายหลัง การเพิ่มขนาด Drive shaft จะมีค่าใช้จ่ายที่ถูกกว่าการเปลี่ยนใบพัดครับ
• เกิดจากการที่ Drive shaft unbalance ซึ่งปกติเหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นน้อยมากนะครับ เนื่องจาก Drive shaft ใหม่ที่จะทำการติดตั้ง ส่วนใหญ่จะถูกถ่วงสมดุลมาให้เรียบร้อยแล้วจากโรงงาน แต่หากมีการใช้งานไปนานๆ ก็มีโอกาสที่จะเกิด Unbalance ขึ้นได้  ผมขอแนะนำให้หมั่นตรวจสอบและหากพบ Drive shaft unbalance ควรทำการส่งไปปรับถ่วงสมดุลเพลาใหม่ครับ

หลังจากผมทำการวิเคราะห์สาเหตุทั้งหมด ผมพบว่าสาเหตุจริงๆแล้ว อยู่ที่การเลือกใช้ผู้ให้บริการเป็นสำคัญครับ ถึงจะมีการเลือกใช้เพลาถูกประเภทของการใช้งาน แต่หากมีการติดตั้งที่ผิด ไม่ถูกต้องตามคู่มือหรือตั้งค่าไม่ตรงตามผู้ผลิต เน้นที่ผู้ให้บริการที่ราคาถูก ทักษะไม่เพียงพอ สุดท้ายจะเกิดความเสียหายที่มีมูลค่ามหาศาล การเลือกใช้ผู้ให้บริการที่มีประสบการณ์สูง ผ่านการอบรมมาอย่างถูกต้อง จะทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการทำงาน คุ้มค่ากับราคาที่ต้องจ่ายไปแน่นอนครับ

ก่อนจะจบบทความในวันนี้ ผมขอฝากวิธีการซ่อมบำรุง Drive shaft ไว้หน่อยนะครับ เผื่อท่านผู้อ่านจะได้นำไปตรวจเช็คอุปกรณ์ที่ท่านดูแลอยู่

วิธีการซ่อมบำรุง Drive shaft 

• ตรวจสอบค่า Torque Bolt ตามมาตรฐานผู้ผลิตอยู่เสมอ
• ตรวจสอบสภาพภายนอกของ *Drive shaft หากพบว่าเริ่มเห็นเนื้อไฟเบอร์ที่ตัวเพลา แนะนำให้ทำสี UV protection เพื่อปกป้องการเสื่อมของเพลา *สำหรับ Composite drive shaft
• ตรวจสอบสภาพ Flex disc ที่เชื่อมระหว่างเพลากับCoupling หากพบว่าอยู่ในสภาพไม่สมบูรณ์ มีการหลวมหรือเกิดรอยร้าว ควรทำการเปลี่ยน เพื่อป้องกันการเกิดปัญหากับอุปกรณ์
• หากพบรอยร้าวที่ Drive shaft แนะนำให้เปลี่ยนทันที เพราะเพลาที่มีการชำรุดอาจหลุดขาด ชิ้นส่วนของเพลาที่ขาดจะหลุดไปโดน Fan blade และ fan stack ทำให้เกิดความเสียหายมากขึ้นครับ

===============================================

หากผู้ให้บริการที่ท่านเลือกมีความชำนาญและไว้ใจได้.. เรื่องอื่นๆที่เป็นปัญหาท่านจะแทบไม่ต้องคิดเลยครับ ผู้ให้บริการของท่านจะช่วยท่านคิดทั้งหมด ให้คำปรึกษาท่านได้ ยกตัวอย่างเช่น หากท่านมี budget ที่ค่อนข้างจำกัด และจำเป็นต้องปรับลดสเปคของคูลลิ่งทาวเวอร์ ท่านก็จะได้ทราบทั้งจุดดีและจุดด้อยของสิ่งที่ท่านเลือก และยอมรับความเสี่ยงได้ตั้งแต่แรก ไม่โดนหลอก และไม่มีเหตุการณ์เซอร์ไพรส์เกิดขึ้นแบบที่ท่านไม่ได้ระวังไว้ครับ

หวังเป็นอย่างยิ่งว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ต่อท่านผู้อ่าน หากท่านมีคำถามคูลลิ่งทาวเวอร์ หรือมีไอเดียสำหรับบทความถัดไปของเรา เสนอแนะและพูดคุยกันได้ที่อีเมล [email protected] นะครับ เราให้คำปรึกษา/ตอบคำถาม ฟรี! ไม่มีค่าใช้จ่าย 

===============================================