ปั๊มสูบโคลน ส่งไกลแค่ไหนถึงยังไหว

ปัญหาที่เจอซ้ำๆ ในงานสูบโคลนคือ ปั๊มตัวเดิมที่เคยสูบน้ำขึ้นตึกได้สบาย พอเอามาสูบโคลนกลับส่งไปได้ไม่ถึงครึ่งทาง ทั้งที่ไม่ได้เปลี่ยนอะไรเลยนอกจากของที่อยู่ในท่อ คำอธิบายอยู่ที่สองอย่างซึ่งไม่ได้เขียนอยู่บนกราฟของปั๊ม

กราฟปั๊มที่ให้มา เป็นกราฟของน้ำใส

กราฟประสิทธิภาพที่ผู้ผลิตแนบมากับปั๊มทุกตัว วัดด้วยน้ำสะอาดที่อุณหภูมิห้อง เวลาเอาไปใช้กับโคลน ต้องเผื่อสองอย่างเพิ่มเสมอ

• ความถ่วงจำเพาะ โคลนหนักกว่าน้ำ ปั๊มตัวเดิมที่ดันน้ำขึ้นได้สูงเท่าเดิม จะดันของที่หนักกว่าขึ้นได้ต่ำลงตามสัดส่วนน้ำหนัก
• ความเสียดทานในท่อ ของข้นไหลฝืดกว่าน้ำใสมาก ยิ่งท่อยาวยิ่งกินเฮดสะสม และยิ่งท่อเล็กยิ่งกินหนัก

ผลรวมคือ เฮดที่ใช้งานได้จริงเหลือน้อยกว่าที่อ่านจากกราฟ ระยะที่คิดว่าส่งถึง จึงมักส่งไม่ถึง

ระยะทางแนวราบก็กินเฮด ไม่ใช่แค่ความสูง

คนส่วนใหญ่คิดเฮดจากความสูงอย่างเดียว เช่น ต้องส่งขึ้นเนิน 8 เมตร ก็หาปั๊มที่ทำเฮดได้เกิน 8 เมตร แต่ท่อที่วางราบไปอีกร้อยเมตรก็กินเฮดเหมือนกัน และในงานโคลนมันกินเยอะกว่าน้ำใสมาก

เฮดรวมที่ปั๊มต้องทำได้ = ความสูงที่ต้องยกจริง + ความเสียดทานตลอดความยาวท่อ + ความเสียดทานที่ข้องอและวาล์วทุกตัว ถ้าคิดแต่ข้อแรก ก็จะได้ปั๊มที่เล็กเกินไปทุกครั้ง

ข้องอ 90 องศาแต่ละตัวมีผลเทียบเท่าท่อตรงเพิ่มขึ้นอีกช่วงหนึ่ง งานที่วางท่อคดเคี้ยวหลบสิ่งกีดขวางจึงเสียเฮดมากกว่างานที่วางท่อตรง ทั้งที่ระยะบนแผนที่เท่ากัน

ท่อเล็กไม่ได้แปลว่าน้ำแรง

ความเข้าใจผิดที่ทำให้งานพังบ่อยที่สุดคือ ลดขนาดท่อลงเพื่อให้น้ำพุ่งแรงขึ้น ในงานน้ำใสอาจพอกล้อมแกล้มได้ แต่ในงานโคลนมันย้อนกลับมาทำร้ายตัวเอง เพราะความเสียดทานเพิ่มขึ้นเร็วมากเมื่อท่อเล็กลง ปั๊มดันไม่ออก อัตราไหลตก แล้วตะกอนก็ตกค้างอยู่ในท่อจนอุด

ในทางกลับกัน ท่อใหญ่เกินไปก็มีปัญหาคนละแบบ คือความเร็วในท่อต่ำจนตะกอนตกตัวระหว่างทาง กลายเป็นสันโคลนสะสมในท่อ หลักคือต้องมีความเร็วมากพอที่จะพาตะกอนไปได้ แต่ไม่สูงจนกัดท่อและกินเฮดเกินจำเป็น ซึ่งเป็นเหตุผลที่ควรยึดขนาดท่อส่งของปั๊มเป็นหลัก ไม่ใช่ยึดท่อเดิมที่มีอยู่หน้างาน

ส่งไกลมาก ให้แบ่งเป็นช่วง

เมื่อระยะไกลเกินกว่าปั๊มตัวเดียวจะรับไหว การเพิ่มขนาดปั๊มไม่ใช่คำตอบเสมอไป เพราะแรงดันที่สูงขึ้นไปกดที่ซีลและข้อต่อทั้งระบบ ทางที่นิยมกว่าคือแบ่งเป็นช่วง

• บ่อพักกลางทาง สูบจากต้นทางมาลงบ่อพัก แล้วให้ปั๊มตัวที่สองสูบต่อ แต่ละตัวรับเฮดน้อยลง ซ่อมง่ายกว่า และถ้าตัวหนึ่งหยุด อีกตัวยังทำงานได้
• ปั๊มต่ออนุกรม ใช้เมื่อไม่มีที่วางบ่อพัก แต่ต้องออกแบบให้ดี เพราะแรงดันสะสมทั้งระบบสูงขึ้น ท่อและข้อต่อต้องรับไหว

สำหรับงานที่เน้นปริมาณมากกว่าแรงดัน ผู้ผลิตมักแนะนำมอเตอร์รอบต่ำ อย่างซีรีส์ KRS ของ Tsurumi ซึ่งเป็นมอเตอร์ 4 โพล ท่อส่ง 80–250 มม. มอเตอร์ 2.2–22 kW ส่วนงานที่ต้องการเฮดสูงจะไปทางซีรีส์ KTZ ซึ่งเป็นมอเตอร์ 2 โพล ท่อส่ง 50–150 มม. มอเตอร์ 1.5–22 kW ตัวเลขเหล่านี้เป็นช่วงของทั้งซีรีส์ตามที่ผู้ผลิตประกาศ รุ่นที่ตรงกับหน้างานต้องเลือกจากจุดทำงานจริง

ข้อมูลที่ต้องมีก่อนคำนวณ

ถ้าจะให้วิศวกรคิดเฮดให้ได้แม่น ต้องมีห้าข้อนี้

• ความสูงจากผิวของเหลวถึงจุดปล่อย ไม่ใช่จากพื้นดิน
• ความยาวท่อรวมตามเส้นทางจริง ไม่ใช่ระยะเส้นตรงบนแผนที่
• จำนวนข้องอและวาล์วตลอดเส้นทาง
• ปริมาณที่ต้องการต่อชั่วโมง
• ของที่จะสูบข้นแค่ไหน มีทรายปนไหม

ข้อสุดท้ายเป็นข้อที่คนมองข้ามบ่อยที่สุด แต่เป็นตัวที่เปลี่ยนคำตอบมากที่สุด

สรุป

ปั๊มสูบโคลนจะส่งถึงหรือไม่ถึง ไม่ได้ตัดสินที่แรงม้า แต่ตัดสินที่เฮดรวมที่คิดครบทั้งความสูง ความยาวท่อ และข้องอ บวกกับการเผื่อสำหรับของที่หนักและฝืดกว่าน้ำ งานที่ไกลมากให้แบ่งเป็นช่วงแทนการเพิ่มขนาดปั๊มตัวเดียว และอย่าลดขนาดท่อเพื่อหวังให้น้ำแรงขึ้น เพราะในงานโคลนมันได้ผลตรงกันข้าม

คำถามที่พบบ่อย

ปั๊มสูบโคลนกับปั๊มดูดโคลนต่างกันไหม

เป็นปั๊มกลุ่มเดียวกัน แต่คนใช้คำต่างกันตามสิ่งที่เน้น คำว่าดูดมักหมายถึงการเก็บโคลนขึ้นจากบ่อ ส่วนคำว่าสูบมักเน้นการส่งต่อไปที่ปลายทาง ซึ่งเป็นด้านที่ต้องคำนวณเฮดให้ดี

เพิ่มแรงม้าแล้วส่งได้ไกลขึ้นไหม

ไม่เสมอไป เพราะแรงม้าที่เพิ่มอาจไปลงที่อัตราไหลแทนที่จะเป็นเฮด ต้องดูจุดทำงานบนกราฟของรุ่นนั้นว่าที่เฮดที่ต้องการ ปั๊มยังให้ปริมาณพอไหม ไม่ใช่ดูตัวเลขแรงม้าอย่างเดียว

ท่ออ่อนกับท่อแข็งเลือกอย่างไร

ท่ออ่อนติดตั้งเร็วและย้ายง่าย เหมาะกับงานชั่วคราว แต่ผิวในมักฝืดกว่าและพับงอได้ถ้าวางไม่ดี ทำให้เสียเฮดมากกว่าที่คำนวณไว้ งานที่วางถาวรและระยะไกลควรใช้ท่อแข็ง

รู้ได้อย่างไรว่าท่ออุดแล้ว

สัญญาณที่ชัดที่สุดคือกระแสของมอเตอร์ตกลงพร้อมกับปริมาณที่ปลายท่อลดลง เพราะปั๊มดันไม่ออกจึงทำงานเบาลง ต่างจากกรณีปั๊มทำงานหนักซึ่งกระแสจะขึ้น