Pipe Support หรือ ตุ๊กตารับท่อ เป็นอุปกรณ์สำหรับรองรับน้ำหนักของท่อและของไหลภายในท่อ ช่วยรักษาแนวท่อให้มั่นคง ลดการแอ่นตัว ลดแรงกระทำต่อข้อต่อและหน้าแปลน รวมถึงช่วยกระจายแรงลงสู่ฐานรากหรือโครงสร้างรองรับ ทำให้ระบบท่อมีความปลอดภัยและมีอายุการใช้งานยาวนาน

Pipe Support ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในโครงการระบบส่งน้ำและโครงสร้างพื้นฐานด้านทรัพยากรน้ำ โดยเฉพาะงานของการประปาและชลประทาน เช่น

ระบบผลิตและส่งน้ำประปา

ใช้รองรับท่อเหล็ก ท่อเหล็กเหนียว (Ductile Iron Pipe) และท่อขนาดใหญ่ภายในโรงผลิตน้ำประปา สถานีสูบน้ำ และแนวท่อส่งน้ำ เพื่อป้องกันการทรุดตัวของท่อและลดแรงที่เกิดกับข้อต่อเมื่อระบบมีแรงดันใช้งาน

ระบบท่อส่งน้ำดิบและท่อส่งน้ำประปา

ติดตั้งตามแนวท่อเหนือดิน จุดเปลี่ยนระดับ หรือบริเวณที่ต้องยกท่อข้ามสิ่งกีดขวาง เพื่อรองรับน้ำหนักของท่อและรักษาระดับแนวท่อให้เป็นไปตามแบบวิศวกรรม

สถานีสูบน้ำ (Pump Station)

ใช้รองรับท่อดูด (Suction Pipe) และท่อส่ง (Discharge Pipe) เพื่อลดการสั่นสะเทือนจากเครื่องสูบน้ำ ลดแรงที่ส่งผ่านไปยังตัวปั๊ม และช่วยให้การติดตั้งเป็นไปตามหลักวิศวกรรม

ระบบชลประทาน

เหมาะสำหรับโครงการของกรมชลประทาน เช่น ระบบส่งน้ำ คลองส่งน้ำ สถานีสูบน้ำ ประตูระบายน้ำ และอาคารชลศาสตร์ ที่มีการติดตั้งท่อเหล็กหรือท่อเหล็กเหนียวขนาดใหญ่

โรงงานผลิตน้ำประปาและโรงบำบัดน้ำเสีย

ใช้รองรับระบบท่อภายในโรงงาน ทั้งท่อน้ำดิบ ท่อน้ำดี ท่อน้ำล้าง และท่อระบายน้ำ เพื่อให้ระบบท่อมีความมั่นคง ลดการเคลื่อนตัวจากแรงดันและน้ำหนักของของไหล

Pipe Support สามารถออกแบบให้เหมาะสมกับขนาดท่อ น้ำหนักบรรทุก ระยะช่วงรองรับ (Support Span) และสภาพหน้างาน รวมถึงเลือกวัสดุและระบบป้องกันการกัดกร่อนให้เหมาะกับการใช้งานในโครงการประปาและชลประทานที่ต้องการอายุการใช้งานระยะยาว

ประเภทของหัวขับไฟฟ้า

1. On-Off Type (เปิด-ปิดเท่านั้น)
   • เหมาะสำหรับงานที่ต้องการเปิดหรือปิดวาล์วเท่านั้น ไม่มีการควบคุมตำแหน่งอื่นๆ
2. Modulating Type (ควบคุมตำแหน่งได้หลายระดับ)
   • ใช้ในระบบที่ต้องการควบคุมอัตราการไหลอย่างแม่นยำ เช่น ระบบควบคุมอัตราการไหลก่อนที่จะปิดปั๊มเพื่อป้องกันการเกิดฆ้อนน้ำ

ข้อดีของหัวขับไฟฟ้า

• ติดตั้งง่าย ไม่ต้องใช้ระบบลมเหมือนหัวขับลม
• มีความแม่นยำสูง ควบคุมได้ละเอียด
• สามารถตั้งโปรแกรมหรือเชื่อมต่อกับระบบอัตโนมัติได้ง่าย
• มีความปลอดภัยสูงกว่าระบบลม เพราะไม่มีแรงดันเข้ามาเกี่ยวข้อง

ข้อควรพิจารณาในการเลือก

1. แรงบิด (Torque) ต้องเหมาะสมกับวาล์วที่ใช้งาน
2. ความเร็วรอบ (Speed) ต้องเหมาะสมกับระยะเวลาที่ต้องการใช้ในการเปิดหรือปิด
3. แหล่งจ่ายไฟ (Voltage) เช่น 380V หรือ 220V
4. IP Rating (ความทนทานต่อฝุ่นและน้ำ) โดยเฉพาะสำหรับงานกลางแจ้ง เช่น IP68 หรือ IP67
5. ฟังก์ชันเสริม เช่น Manual Override (มือหมุนฉุกเฉิน),Torque Switches (จำกัดแรงบิด), Limit Switches (จำกัดตำแหน่ง) และ Input-Output Signal
6. มาตรฐานและการรับรอง เช่น Functional Safety (SIL)

ระบบควบคุมการปิดเปิด

• เฟืองเกียร์ Manual Gearbox
• หัวขับไฟฟ้า Electric Actuator
• ระบบลม Pneumatic Actuator
• ระบบไฮโดรลิก Hydraulic Actuator

ตารางแสดงแรงบิดและจำนวนรอบของประตูน้ำลิ้นปีกผีเสื้อ

ประตูน้ำเหล็กหล่อ Gate Valve (เกทวาล์ว) หรือที่รู้จักกันในชื่อประตูน้ำเหล็กหล่อลิ้นยกเป็นวาล์วที่เปิดขึ้นโดยการยกลิ้นของประตูน้ำออกจากเส้นทางการไหลของของเหลว ลักษณะที่แตกต่างของ Gate Valve (เกทวาล์ว) คือพื้นผิวการปิดผนึกระหว่างประตูน้ำและหน้าสัมผัส (seat) ซึ่งเป็นระนาบ ดังนั้น Gate Valve (เกทวาล์ว) จึงมักถูกใช้เมื่อต้องการการไหลของของเหลวแบบเส้นตรงและมีข้อจำกัดไม่มาก ลิ้นของประตูน้ำส่วนใหญ่จะเป็นรูปแบบลิ่ม แต่ก็สามารถเป็นรูปแบบขนานได้

การใช้งานทั่วไป

ประตูน้ำเหล็กหล่อ Gate Valve (เกทวาล์ว) ถูกใช้เพื่อปล่อยผ่านหรือป้องกันการไหลของของเหลว และโดยทั่วไป Gate Valve (เกทวาล์ว) จะถูกใช้สำหรับควบคุมการเปิด-ปิดมากกว่าควบคุมการไหล เนื่องจากความสามารถในการตัดการผ่านของเหลวนี้ Gate Valve (เกทวาล์ว) จึงถูกใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ในการเปิด Gate Valve (เกทวาล์ว) เส้นทางการไหลจะถูกขยายออกในลักษณะทุกทิศทุกทางตามเปอร์เซ็นต์ของการเปิด นั่นแปลว่าอัตราการไหลจะไม่เปลี่ยนแปลงไปตามการเคลื่อนที่ของก้านยก (stem) การเปลี่ยนแปลงการไหลส่วนใหญ่เกิดขึ้นใกล้จุดปิดด้วยความเร็วของเหลวที่ค่อนข้างแรง เป็นเหตุให้ประตูและหน้าสัมผัส (seat) สึกหรอและเกิดการรั่วไหลหากใช้เพื่อควบคุมการไหล ซึ่งการเปิดประตูเพียงบางส่วนมีแนวโน้มทำให้เกิดการสั่นจากการไหลของของเหลว ดังนั้น การทำงานของ Gate Valve (เกทวาล์ว) จึงถูกออกแบบให้เปิดหรือปิดแบบเต็มที่ เมื่อเปิดอย่างเต็มที่เส้นทางการไหลจะไม่มีอุปสรรค เป็นผลให้สูญเสียแรงเสียดทานต่ำมาก เกิด

โครงสร้างของ Valve (วาล์ว)

ประตูน้ำเหล็กหล่อ Gate Valve (เกทวาล์ว) ทำงานผ่านก้านเกลียวซึ่งเชื่อมต่อหัวขับ (ใช้มือหมุนหรือใช้มอเตอร์) ติดกับประตู และตัวก้านมีทั้งแบบ rising และ non-rising ขึ้นอยู่กับการทำงานของก้าน ตัวก้านแบบ rising จะถูกยึดกับลิ้น และยกขึ้น-ลงพร้อมกันขณะที่วาล์วกำลังทำงาน ซึ่งเป็นการบ่งชี้ตำแหน่งของวาล์ว หัวขับที่ทำหน้าที่เสมือนแป้นเกลียวจะหมุนวนรอบก้านเกลียวเพื่อเป็นตัวขับเคลื่อน ตัวก้านแบบ non-rising จะถูกยึดติดและถูกหมุนพร้อมกับหัวขับภายในส่วนของประตู ซึ่งอาจจะมีจุดชี้เกลียวที่ด้านบนสุดของก้านเพื่อบ่งชี้ตำแหน่งของวาล์ว เนื่องจากการเคลื่อนที่ของประตูจะถูกปิดอยู่ภายในวาล์ว ตัวก้านแบบ non-rising นี้จะถูกใช้สำหรับใต้ดินหรือที่ซึ่งมีช่องว่างแนวตั้งแบบจำกัด

ประตูน้ำเหล็กหล่อ Gate Valve (เกทวาล์ว) อาจจะมีหน้าแปลน (flange) ที่ส่วนปลาย ซึ่งถูกเจาะตามมาตรฐานมิติหน้าแปลนที่เข้ากันได้กับท่อ โดยทั่วไป Gate Valve (เกทวาล์ว) จะทำจากเหล็กหล่อ (cast iron) เหล็กเหนียว (ductile iron) เหล็กกล้าคาร์บอน (cast carbon steel) โลหะผสมทองแดงหรือดีบุกหรือสังกะสี (gunmetal) เหล็กกล้าไร้สนิมหรือสแตนเลสสตีล (stainless steel) เหล็กกล้าผสม (alloy steel) และเหล็ก forged หรือเหล็กคาร์บอนต่ำ (forged steel)

ระบบควบคุมการปิดเปิด

• เฟืองเกียร์ Manual Gearbox
• ก้านยกคันกระดก
• หัวขับไฟฟ้า Electric Actuator
• ระบบลม Pneumatic Actuator
• ระบบไฮโดรลิก Hydraulic Actuator

ชนิดของประตูน้ำลิ้นยก

• แบบก้านยก Rising Stem
• แบบก้านไม่ยก Non-Rising Stem

ท่อโค้งเป็นท่อที่ถูกออกแบบให้มีการโค้งงอที่มุมต่าง ๆ เช่น 45 องศา หรือ 90 องศา เพื่อให้การเชื่อมต่อท่อสามารถติดตั้งได้ตามเส้นทางที่ต้องการโดยไม่ต้องใช้การตัดหรือดัดท่อให้ยุ่งยาก ท่อโค้งมักจะมีหน้าแปลน (Flange) เพื่อความสะดวกในการเชื่อมต่อกับท่ออื่น ๆ หรืออุปกรณ์ในระบบ ท่อโค้งที่ใช้ในงานประปามักมีการออกแบบให้มีความทนทานต่อแรงดันและการกัดกร่อน

ได้รับการรับรองตามมาตรฐานอุตสาหกรรม

มอก.918-2535 สำหรับท่อเหล็กหล่อเทา

มอก.2253-2548 สำหรับท่อเหล็กหล่อแกรไฟต์กลม

ซึ่งการรับรองนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าท่อโค้งเหล่านี้สามารถใช้งานในระบบส่งน้ำที่ต้องการคุณภาพและความปลอดภัยสูงได้

วัสดุ

1. วัสดุเหล็กหล่อเทา (Cast Iron)

เหล็กหล่อเทาเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมในการผลิตท่อโค้งเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ทนต่อการกัดกร่อนและสึกหรอได้ดี โดยภายในเนื้อเหล็กหล่อเทามีแกรไฟต์ที่ช่วยลดแรงกระแทก ทำให้วัสดุนี้ทนต่อการแตกหักได้ดีเมื่อเทียบกับโลหะอื่น ๆ เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาวะที่มีความชื้นสูงหรือในระบบน้ำที่ต้องการความทนทาน เหล็กหล่อเทายังมีความสามารถในการดูดซับแรงสั่นสะเทือนได้ดี จึงเหมาะกับการใช้งานในระบบที่มีการไหลเวียนของน้ำตลอดเวลา

ข้อดีของท่อโค้งที่ทำจากเหล็กหล่อเทาคือ สามารถรองรับการเปลี่ยนทิศทางของระบบท่อได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ลดทอนความแข็งแรงของวัสดุ ซึ่งส่งผลให้ระบบมีความปลอดภัยและมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน

2. วัสดุเหล็กหล่อแกรไฟต์กลม (Ductile Iron)

เหล็กหล่อแกรไฟต์กลมมีคุณสมบัติที่เหนือกว่าเหล็กหล่อเทาในด้านความยืดหยุ่นและความทนทานต่อแรงดึงและแรงดัด เนื่องจากโครงสร้างภายในมีแกรไฟต์ในลักษณะกลมซึ่งทำให้ท่อมีความแข็งแรงและสามารถรองรับแรงดันได้สูงกว่าวัสดุชนิดอื่น เหล็กหล่อแกรไฟต์กลมเหมาะกับการใช้งานในระบบน้ำที่มีแรงดันสูงหรือการใช้งานในสภาวะที่ต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง

ท่อโค้งที่ทำจากเหล็กหล่อแกรไฟต์กลมมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมในด้านความทนทานต่อการสึกกร่อนจากของเหลว ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานและมีความปลอดภัยสูง เหมาะกับการใช้งานในระบบท่อส่งน้ำ

อุปกรณ์เสริมต่างๆ

• ลูกตุ้ม (Counter Weight)
• กระบอกน้ำมัน (Oil Dashpot)
• ชุดระบาย (Bypass)
• ระบบไฮโดรลิก (Hydraulic Actuator)

ชนิดของประตูน้ำลิ้นกันกลับ

• แบบแหวนยาง Rubber Seat
• แบบแหวนโลหะ Metal Seat