บอลวาล์ว (Ball Valve) คืออะไร

บอลวาล์ว คือวาล์วชนิดหนึ่งที่มีหน้าที่สำหรับควบคุมการไหลของของเหลวหรือก๊าซ โดยใช้ลูกบอลโรตารี่ที่มีรูตรงกลางเป็นตัวปิดกั้นการไหลของของเหลวหรือก๊าซ ซึ่งปัจจุบัน บอลวาล์วนั้นผลิตขึ้นมาหลากหลายประเภท สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายทั้งในภาคอุตสาหกรรมและภาคครัวเรือน ที่พบได้บ่อยจะใช้เป็นอุปกรณ์เสริมของท่อประปา เพื่อเพิ่มความสะดวกในการใช้น้ำ และในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ที่ใช้บอลวาล์วสำหรับควบคุมทิศทางการไหลของน้ำมัน ก๊าซ และไอน้ำ

หลักการทำงานของบอลวาล์ว

บอลวาล์วเริ่มต้นการทำงานด้วยการหมุนก้านวาล์ว ซึ่งเป็นส่วนที่เชื่อมต่อกับลูกบอลวาล์วโดยตรง นิยมติดตั้งใช้ร่วมกับคันโยก เพื่อเพิ่มความสะดวกในการเปิดปิดการทำงาน หรือติดตั้งเป็นระบบอัตโนมัติ (ไฟฟ้าหรือนิวเมติกส์) ก็ได้ เมื่อหมุนลูกบอลหนึ่งในสี่รอบ (90 องศา) รอบแกนของตัวกลาง ระบบจะเปิดหรือปิดการไหลเพื่อให้ของเหลวหรือก๊าซไหลผ่าน

ส่วนประกอบของบอลวาล์ว (Ball Valve) มีอะไรบ้าง

●      Ball

ลูกบอลภายในบอลวาล์ว มีหลายสเปคหลายวัสดุ แต่ที่นิยมมากที่สุดจะเป็นที่ผลิตจากเหล็กกล้า โดยลูกบอลวาล์วจะมีลักษณะเป็นทรงมีรูตรงกลางขนาดเท่ากับเส้นผ่าศูนย์กลางภายในท่อ ซึ่งบอลวาล์วชนิดนี้เรียกว่า Full Bore Ball Valve แต่หากบอลวาล์วที่รูลูกบอลขนาดเล็กกว่าเส้นผ่าศูนย์กลางภายในท่อ จะเรียกว่า Reduce Bore Ball Valve

●      Valve body

โครงสร้างภายนอกของบอลวาล์ว ผลิตขึ้นจากเหล็กหล่อชนิดต่าง ๆ ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักในการเชื่อมต่อกับท่อส่งของเหลวหรือก๊าซ ด้วยส่วนหน้าแปลน (Flange End) หรือแบบที่เชื่อมติดกับท่อส่งของเหลวโดยตรง (Weld End) ซึ่งแบบหลังจะเหมาะสำหรับใช้กับวาล์วที่ต้องรับความดันสูงมาก ๆ อีกทั้งการผลิตและประกอบชิ้นส่วน Valve body ของบอลวาล์วยังมีรูปแบบอื่น ๆ อีก เช่น แบบ Top Entry ที่เป็นการหล่อ Valve body มาทั้งชิ้นและใส่ลูกบอลวาล์วด้านบนและปิดด้วย Valve body อีกชิ้น เป็นต้น

●      Valve seat ส่วนประกอบของบอลวาล์วที่มีลักษณะเป็นวงแหวน ผลิตขึ้นจากวัสดุจำพวกยาง PTFE หรือวัสดุอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับสเปคของแต่ละรุ่น โดยภายในบอลวาล์วจะมี Valve seat อยู่ 2 วง ติดตั้งที่ทางเข้าและทางออกของลูกบอล เพื่อทำหน้าที่ในการปิดกั้นของเหลวหรือก๊าซไม่ให้ไหลผ่านช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างลูกบอล (Ball) และโครงสร้างภายนอก (Valve body)

●      Valve stem

ก้านวาล์วหรือแกนหมุนของบอลวาล์ว จัดเป็นส่วนที่เชื่อมต่อกับส่วนต้นกำลังการหมุน ซึ่งอาจจะเป็นก้านวาล์ว หรือกล่องเกียร์ทดกำลัง (Gear Box) ก็ได้ขึ้นอยู่กับแต่ละรุ่น มีหน้าที่ในการหมุนเปิดปิดการทำงานของบอลวาล์ว

ประเภทของบอลวาล์ว (Ball Valve)

●    บอลวาล์ว 1 ชิ้น หรือบอลวาล์วที่หล่อรวมเป็น 1 ส่วน ไม่มีรอยต่อ มักเป็นบอลวาล์วขนาดเล็ก เช่น ขนาด ½ ถึง 1 ซึ่งส่วนใหญ่มักติดตั้งเป็นแบบเกลียว โอกาสรั่วซึมน้อย เพราะไม่มีรอยต่อเลย

●      บอลวาล์ว 2 ชิ้น หรือตัวบอลวาล์วที่แบ่งออกเป็น 2 ส่วน มักเป็นบอลวาล์วขนาดใหญ่ หรือจำเป็นต้องติดตั้งด้วยการเชื่อมหรือติดตั้งด้วยหน้าแปลนกับท่อ 1 ด้าน

●    บอลวาล์ว 3 ชิ้น หรือตัวบอลวาล์วที่แบ่งออกเป็น 3 ส่วน พบได้ทั้งในบอลวาล์วขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ถือเป็นประเภทที่พบได้บ่อยมาก เนื่องจากจำเป็นต้องติดตั้งด้วยการเชื่อมหรือติดตั้งด้วยหน้าแปลนกับท่อทั้ง 2 ด้าน อยู่แล้ว

ทิศทางการไหลของบอลวาล์ว

●      บอลวาล์ว 2 ทาง หมายถึงบอลวาล์วที่บังคับทิศทางการไหลของของเหลวหรือก๊าซ 2 ทาง เป็นทางเข้า 1 ทาง และทางจ่ายออก 1 ทาง โดยลูกบอลวาล์วจะหมุนทำมุม 90 องศา เพื่อเปิดหรือปิดการทำงาน ซึ่งบอลวาล์ว 2 ทาง มักใช้ติดตั้งกับระบบน้ำของเครื่องสุขภัณฑ์ งานฝักบัว สายฉีดชำระ และระบบน้ำต่าง ๆ ในครัวเรือน

●    บอลวาล์ว 3 ทาง คือบอลวาล์วที่มีทางเข้า 1 ทาง และทางออก 2 ทาง โดยลูกบอลวาล์วจะหมุนทำมุม 180 องศา เพื่อสลับสับเปลี่ยนตำแหน่งจากระบบปิดการไหลเป็นปล่อยออก หรือปล่อยออกเป็นปล่อยออกทั้งสองทาง

ขนาดของรูภายในบอลวาล์ว

●    แบบรูลด (Reduced Bore หรือ Reduced Port) หรือรูของลูกบอลวาล์วที่มีขนาดรูเล็กกว่ารูท่อ เช่น บอลวาล์วขนาด 3 นิ้ว และรูที่ของเหลวผ่านได้ 1 นิ้ว เป็นต้น

●    แบบรูปกติ (Standard Bore หรือ Standard Port) หรือรูของลูกบอลวาล์วที่มีขนาดรูเล็กกว่ารูท่อ 1 ขนาด เช่น บอลวาล์วขนาด 3 นิ้ว และรูที่ของเหลวผ่านได้ 2 นิ้ว เป็นต้น

●    แบบรูเต็ม (Full Bore หรือ Full Port) หรือรูของลูกบอลวาล์วที่มีขนาดเท่ากับรูท่อ เช่น บอลวาล์วขนาด 3 นิ้ว และรูที่ของเหลวผ่านได้ 3 นิ้ว เป็นต้น

ข้อแตกต่างกันระหว่าง รูลด (REDUCE PORT) รูปกติ (STANDARD PORT) และ รูเต็ม (FULL PORT)

โดยพื้นฐานแล้วบอลวาล์วจะมีการแบ่งแยกขนาดรูปล่อยของเหลวหรือก๊าซ ส่วนใหญ่คนจะนิยมใช้รูท่อบอลวาล์วแบบรูลดหรือรูปกติ มากกว่าแบบรูเต็ม เนื่องจากเวลาเปิดปิดการทำงาน ของเหลวหรือก๊าซจะไหลได้เร็วกว่าและแรงกว่า ทั้งยังมีราคาที่ถูกกว่าและน้ำหนักน้อยกว่าแบบรูเต็ม แต่ก็ต้องแลกมาด้วยความเสถียรของระดับความดัน ที่รูเต็มให้ได้ดีกว่า ไม่สูญเสียแรงดันภายในท่อ

ปลายบอลวาล์ว

ในบอลวาล์วลมที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม คือขนาด 1/4" เป็นบอลวาล์วที่ทำจากวัสดุทองเหลือง การต่อมีความเสี่ยงต่อการรั่วของของเหลว จึงมีปลายหลายแบบเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน ได้แก่ ปลายเกลียวนอก ปลายเกลียวใน และปลายหางปลา

การติดตั้งและใช้งานบอลวาล์ว

1.    นำส่วนประกอบต่าง ๆ ของบอลวาล์วมาประกอบเข้าด้วยกัน จากนั้นให้วัดระยะของท่อที่เราต้องการติดตั้งเชื่อมกับตัวบอลวาล์ว (ต้องตรงกับส่วนที่จะหมุนใช้งาน)

2.   สวมบอลวาล์วเข้ากับในท่อให้เรียบร้อย ควรใช้เทปพันเกลียวที่เป็นสีขาวมาพันรอบ ๆ รอยต่อให้แน่น เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและปิดรอยรั่วซึม

3.   จากนั้นให้ทดสอบเปิดใช้งานบอลวาล์ว เริ่มจากการหมุนเล็กน้อยให้ของเหลวหรือก๊าซไหลผ่านออกมา หากไม่พบการรั่วไหลก็เป็นอันเสร็จสิ้น

วัสดุของบอลวาล์ว

●    บอลวาล์วทองเหลือง (Brass Ball Valve) คือบอลวาล์วที่ผลิตขึ้นจากวัสดุทองเหลือง ซึ่งเป็นโลหะผสมระหว่างทองแดงและสังกะสี มีระดับสีตั้งแต่สีเหลืองหม่นไปจนถึงสีแดง (ตามปริมาณของสังกะสีในส่วนผสม) จุดเด่นของบอลวาล์วทองเหลืองอยู่ที่ความเหนียว แข็งแรง และทนทานต่อการใช้งาน สามารถทนอุณหภูมิและความดันได้สูง ทนทานต่อสารเคมี สารกัดกร่อน และคราบจุลินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

●    บอลวาล์วสแตนเลส (Stainless Steel Ball Valve) หมายถึงบอลวาล์วที่ผลิตจากสแตนเลส ซึ่งที่นิยมมากที่สุดจะเป็นสแตนเลสเกรด 304 และ 316 อันเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่มีส่วนผสมของโครเมียมสูงกว่านิกเกิล ทำให้มีคุณสมบัติต้านทานการเกิดสนิมได้ดีเยี่ยม ต้านทานการกัดกร่อนได้เหมือนกัน เพราะมีความเหนียว แข็งแรง ทั้งยังทนทานต่อสภาวะอุณหภูมิและแรงดันสูงเป็นเลิศ

●    พีวีซีบอลวาล์ว (PVC Ball Valve) บอลวาล์วที่ผลิตจากวัสดุพลาสติกที่มีความเหนียว แข็งแรง และทนทาน เมื่อเทียบกับทองเหลืองและสแตนเลส อาจจะมีความแข็งแรงน้อยกว่า แต่มีจุดเด่นในด้านราคาที่ถูกกว่า เหมาะสำหรับติดตั้งใช้กับวาล์วที่มีระดับอุณหภูมิและแรงดันต่ำ ส่วนใหญ่จะใช้กับระบบประปาตามครัวเรือน การชลประทาน และระบบจำหน่ายน้ำทั่วไป ไม่ค่อยนิยมในงานอุตสาหกรรม

มาตรฐานที่ใช้ในบอลวาล์ว (STANDARD OF BALL VALVE)

1.    มาตรฐาน WOG หรือ WOG For Valves คือมาตรฐานที่แสดงถึงระดับความดันของน้ำ น้ำมัน หรือก๊าซที่บอลวาล์วสามารถทนได้ขณะทำงาน ซึ่งอ้างอิงถึงอุณหภูมิห้อง ยิ่งระดับ WOG มากเท่าไร ยิ่งหมายความว่าบอลวาล์วจะทำงานได้ดีขึ้นเท่านั้น

2.   มาตรฐาน WSP คือมาตรฐานแสดงถึงระดับความดันของไอน้ำที่บอลวาล์วสามารถทนได้ขณะทำงาน ซึ่งมาตรฐานจะแตกต่างจาก WOG ตรงที่จะอ้างอิงถึงอุณหภูมิไอน้ำแทนอุณหภูมิห้อง

ข้อแนะนำในการเลือก บอลวาล์ว (Ball Valve)

●    พิจารณาจากวัสดุของบอลวาล์ว โดยบอลวาล์วพีวีซีมีราคาถูก รองรับความดันและอุณหภูมิได้ต่ำ เหมาะสำหรับใช้ในงานประปา หรือระบบน้ำทั่วไป บอลวาล์วทองเหลืองถือเป็นบอลวาล์วมาตรฐานที่ได้รับความนิยมสูงมาก เพราะมีความแข็งแรงทนทาน รองรับความดันและอุณหภูมิสูงได้ หาซื้อง่าย และไม่แพง และบอลวาล์วสแตนเลสที่ต้องพิจารณาเจาะลึกถึงเกรดของสแตนเลสอีกที หากเป็นเกรดที่ไม่ได้มาตรฐาน คุณภาพก็มีโอกาสลดลงได้เหมือนกัน

●    พิจารณาจากขนาดบอลวาล์ว มีจำหน่ายตั้งแต่ขนาด 18 หรือ ½ นิ้ว 20 หรือ ¾ นิ้ว ไปจนถึงขนาดใหญ่ 100 หรือ 4 นิ้ว ซึ่งแต่ละขนาดจะมีราคาที่ไม่เท่ากัน ยิ่งใหญ่ยิ่งแพง ควรเลือกขนาดที่สอดคล้องกับรูท่อที่ใช้ติดตั้ง รวมถึงปริมาณความต้องการของของเหลวหรือก๊าซที่ต้องการ ยิ่งมีขนาดใหญ่ รูใหญ่ หมายความว่าความเร็วในการไหลก็จะสูงตามไปด้วย

ข้อดีและข้อเสียของบอลวาล์ว (Ball Valve)

ข้อดีของบอลวาล์ว (Ball Valve)

●    บอลวาล์วสามารถติดตั้งใช้งานได้ง่าย มีราคาต้นทุนไม่สูง รวมถึงสามารถประกอบให้เป็นวาล์วอัตโนมัติได้ด้วย

●    บอลวาล์วเป็นอุปกรณ์ที่มีความทนทานสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน อุณหภูมิและความดันสูงได้ดีเยี่ยม

●    บอลวาล์วสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ทั้งการติดตั้งใช้ร่วมกับระบบประปา ระบบน้ำในภาคครัว ตลอดจนการเปิดปิด ควบคุมทิศทางการไหลของของเหลวหรือก๊าซในระบบอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ปิโตรเคมี รวมถึงระบบน้ำในอุตสาหกรรมการเกษตร

●    บอลวาล์วทำให้เกิดแรงดันตกต่ำเมื่อเทียบกับวาล์วประเภทอื่น เนื่องจากเป็นการไหลเต็ม มีข้อจำกัดน้อยที่สุด อีกทั้งยังวาล์วที่เปิดปิดการไหลได้ทันที

ข้อเสียของบอลวาล์ว (Ball Valve) 

●    บอลวาล์วมีข้อจำกัดในการใช้งานโดยเฉพาะด้านอุณหภูมิตาม Ball Seat

●    เมื่อเปรียบเทียบกับ Gate Valve ที่ใช้ท่อลักษณะเดียวกันแล้ว บอลวาล์วถือว่าขนาดที่ใหญ่และมีน้ำหนักมากกว่า

●    การติดตั้งบอลวาล์วจำเป็นต้องใช้พื้นที่รอบกว้างสำหรับเปิดปิดวาล์ว ยิ่งหากเป็นบอลวาล์วขนาดใหญ่ 6 นิ้ว อาจต้องใช้ก้านหมุนที่มีรัศมีประมาณ 1 เมตร เลยทีเดียว

สรุป 

บอลวาล์วถือเป็นอุปกรณ์ทางเลือกที่ดีในการจัดวางระบบท่อและการควบคุมทิศทางการไหลของของเหลวหรือก๊าซในระบบ ด้วยความที่มีต้นทุนการติดตั้งที่ไม่แพงจนเกินไป สามารถประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย เพียงเลือกวัสดุของบอลวาล์วให้เหมาะสมก็สามารถเพิ่มความทนทานต่อการใช้งานได้แล้ว รวมถึงยังมีตัวเลือกให้ใช้งานในรูปแบบที่แตกต่างกันได้ ทั้งบอลวาล์ว 2 ทาง และบอลวาล์ว 3 ทาง มีดีไซน์ลูกบอลให้เลือกขึ้นอยู่กับแรงดันใช้งานที่จะติดตั้ง สำหรับท่านใดที่กำลังมองหาแนวทางการควบคุมทิศทางการไหลของของเหลวหรือก๊าซ บอลวาล์วถือเป็นแนวทางที่น่าสนใจไม่แพ้การติดตั้งวาล์วประเภทอื่น ๆ แน่นอน

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับบอลวาล์ว (Ball Valve)

●       สามารถซื้อบอลวาล์วไปติดตั้งด้วยตัวเองได้หรือไม่? 

ภาคครัวเรือนและการติดตั้งบอลวาล์วเพื่อใช้งานง่าย ๆ ภายในบ้าน สามารถทำได้ด้วยตัวเองไม่จำเป็นต้องเรียกช่างก็ได้ เพียงสวมบอลวาล์วกับท่อพีวีซีที่ต้องการใช้ หมุนให้แน่นจากนั้นก็เปิดน้ำใช้งานได้ตามปกติเลย แต่สำหรับภาคอุตสาหกรรม ควรเรียกใช้งานผู้เชี่ยวชาญเพื่อวางแผนและติดตั้งบอลวาล์วจะดีที่สุด เพราะภาคอุตสาหกรรมจะมีเรื่องของแรงดันและปัจจัยอื่น ๆ ที่อาจส่งผลต่อกระบวนการผลิต หรือระบบต่าง ๆ ในโรงงานได้

●       บอลวาล์ว แบรนด์ไหนดีที่สุด คุ้มค่าต่อการใช้งาน? 

บริษัทที่ผลิตและจัดจำหน่ายบอลวาล์วมีให้เลือกมากมาย ซึ่งผู้ใช้งานสามารถเลือกซื้อได้ตามวัตถุประสงค์ในการใช้งานของแต่ละท่านได้เลย แต่หากถามว่าแบรนด์ไหนมีความน่าเชื่อถือ ได้มาตรฐาน ทั้งยังมีราคาไม่แพง คุ้มค่าต่อการใช้งาน คงต้องยกให้กับแบรนด์ KITZ ซึ่งเป็นแบรนด์สินค้าอุตสาหกรรมที่จากประเทศญี่ปุ่น สินค้ารับประกันคุณภาพมาตรฐานในระดับสากล มีหน่วยงานรับรอง และมีเอกสารรับรองคุณภาพและสเปคของสินค้าให้ด้วย