แรงดันกดชนในการเชื่อมท่อ HDPE คืออะไร และคำนวณอย่างไรให้ถูกต้องก่อนลงหน้างานจริง

หนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในการเชื่อมท่อ HDPE แบบ Butt Fusion แต่มือใหม่มักมองข้ามหรือเข้าใจผิดบ่อยที่สุดคือ แรงดันกดชน (Fusion Pressure / Drag Pressure) หลายคนมักโฟกัสแค่อุณหภูมิแผ่นความร้อนหรือเวลาในการให้ความร้อน แต่ลืมไปว่าค่าแรงดันที่ใช้กดหน้าท่อเข้าหากันนั้นมีผลโดยตรงต่อคุณภาพรอยเชื่อมไม่แพ้กัน หากกดแรงเกินไปหรืออ่อนเกินไป รอยเชื่อมจะไม่ได้มาตรฐานและอาจรั่วซึมในภายหลัง บทความนี้จะพาทุกคนทำความเข้าใจเรื่องแรงดันกดชนตั้งแต่ต้น พร้อมวิธีคำนวณที่นำไปใช้งานได้จริงหน้างาน

แรงดันกดชนในการเชื่อมท่อ HDPE คืออะไร

แรงดันกดชน หรือที่เรียกในภาษาอังกฤษว่า Fusion Pressure คือค่าแรงดันที่ใช้กดหน้าท่อสองข้างเข้าหากันในระหว่างกระบวนการเชื่อมท่อ HDPE แบบ Butt Fusion ทั้งในขั้นตอนการกด Bead (Heating Pressure) และขั้นตอน Cooling ที่ต้องรักษาแรงดันคงที่ไว้จนรอยเชื่อมแข็งตัวสมบูรณ์ แรงดันนี้แตกต่างจากแรงดันไฮดรอลิกที่อ่านจากมาตรวัดโดยตรง เนื่องจากต้องหักค่าแรงต้านทานของตัวเครื่องออกก่อน ซึ่งเรียกว่า Drag Pressure หรือแรงเสียดทานภายในระบบของเครื่องเชื่อมท่อ ดังนั้นค่าที่แท้จริงบนมาตรวัดที่ควรตั้งไว้คือ Fusion Pressure บวกกับ Drag Pressure เสมอ

การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างสองค่านี้เป็นพื้นฐานที่ขาดไม่ได้สำหรับทุกคนที่ต้องการเชื่อมท่อ PE หน้างานให้ได้มาตรฐาน โดยเฉพาะงานระบบประปาและงานอุตสาหกรรมที่ต้องการความน่าเชื่อถือของรอยเชื่อมระยะยาว

วิธีคำนวณแรงดันกดชนที่ถูกต้องสำหรับท่อ HDPE

สูตรที่ใช้คำนวณค่าแรงดันที่ต้องตั้งบนเครื่องมีดังนี้

• Fusion Pressure (bar) = แรงดันที่ต้องการ (N/mm²) x พื้นที่หน้าตัดท่อ (mm²) / พื้นที่ลูกสูบไฮดรอลิก (mm²)
• ค่าที่ตั้งจริงบนมาตรวัด = Fusion Pressure + Drag Pressure
• Drag Pressure วัดได้โดยการเลื่อนแคลมป์โดยไม่มีท่อและอ่านค่าที่มาตรวัดขณะเลื่อนตัวเครื่อง

ค่าแรงดันมาตรฐานสำหรับท่อ HDPE ทั่วไปที่ใช้ในงานเชื่อมท่อประปาและงานระบบระบายน้ำอยู่ที่ประมาณ 0.15 N/mm² หรือ 1.5 kgf/cm² ต่อพื้นที่หน้าตัดของท่อ ซึ่งผู้ผลิตท่อมักระบุค่านี้ไว้ในคู่มือหรือสเปคชีตของท่อแต่ละรุ่น ดังนั้นก่อนเริ่มงานทุกครั้งต้องตรวจสอบสเปคท่อให้ครบถ้วนก่อนเสมอ

ตัวอย่างเช่น หากใช้ เครื่องเชื่อมท่อ 4 นิ้ว หรือ เครื่องเชื่อมท่อ PE 4 นิ้ว กับท่อขนาด 110 mm SDR 11 พื้นที่หน้าตัดของเนื้อท่อจะต่างจากท่อขนาด 160 mm หรือ 200 mm อย่างมาก ทำให้แรงดันที่ตั้งบนเครื่องต่างกันตามไปด้วย การใช้ค่าเดิมกับท่อทุกขนาดโดยไม่คำนวณใหม่เป็นความผิดพลาดที่พบบ่อยมากในหน้างาน

Drag Pressure วัดอย่างไรและสำคัญแค่ไหน

Drag Pressure คือค่าแรงต้านทานภายในของเครื่องเชื่อมท่อเอง ซึ่งเกิดจากน้ำหนักของชุดแคลมป์และแรงเสียดทานในระบบไฮดรอลิก ค่านี้ไม่คงที่ตลอดชีวิตเครื่อง และอาจเปลี่ยนแปลงตามสภาพการใช้งาน อายุเครื่อง และอุณหภูมิแวดล้อม วิธีวัดที่ถูกต้องมีดังนี้

• ถอดท่อออกจากแคลมป์ทั้งหมด
• เปิดวาล์วระบบไฮดรอลิกและเลื่อนแคลมป์เคลื่อนที่ช้าๆ
• อ่านค่าแรงดันบนมาตรวัดขณะที่แคลมป์กำลังเลื่อน ค่านี้คือ Drag Pressure
• บันทึกค่าไว้และนำไปบวกกับ Fusion Pressure ทุกครั้งก่อนเริ่มงาน

สำหรับผู้ที่ใช้งานเครื่องเชื่อมท่อไฮดรอลิกของแบรนด์ ONEMAN จะพบว่าตัวเครื่องออกแบบมาให้วัด Drag Pressure ได้ง่ายและมีมาตรวัดที่อ่านค่าได้ชัดเจน ซึ่งช่วยลดโอกาสผิดพลาดในการตั้งค่าแรงดันได้มาก โดยเฉพาะในงานเชื่อมท่อ HDPE หน้างานที่สภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

นอกจากนี้ เครื่องเชื่อมท่อชนรุ่นที่มีระบบดาต้าล็อกเกอร์จะบันทึกค่าแรงดันตลอดกระบวนการเชื่อมโดยอัตโนมัติ ทำให้สามารถตรวจสอบย้อนหลังได้ว่าค่าแรงดันในแต่ละรอยเชื่อมอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานหรือไม่ ซึ่งเป็นสิ่งที่งานระดับมืออาชีพและงานที่ต้องส่งมอบให้หน่วยงานราชการต้องการ

ข้อควรระวังในการตั้งค่าแรงดันสำหรับมือใหม่

สำหรับมือใหม่ที่กำลังเริ่มต้นเชื่อมท่อ PE หรือกำลังศึกษาวิธีใช้เครื่องเชื่อมท่อเป็นครั้งแรก มีข้อควรระวังหลักๆ ที่ต้องจำให้ขึ้นใจดังนี้

• อย่าใช้ค่าแรงดันเดิมกับท่อทุกขนาด ต้องคำนวณใหม่ทุกครั้งเมื่อเปลี่ยนขนาดท่อ เช่น จากท่อ 4 นิ้วไปเป็นเครื่องเชื่อมท่อ 6 นิ้ว PE ค่าแรงดันจะต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ
• วัด Drag Pressure ใหม่ทุกวัน โดยเฉพาะงานในสภาพอากาศที่อุณหภูมิต่างกันมาก เพราะน้ำมันไฮดรอลิกมีความหนืดเปลี่ยนตามอุณหภูมิ
• ตรวจสอบมาตรวัดแรงดันให้อยู่ในสภาพดีเสมอ มาตรวัดที่ชำรุดหรืออ่านค่าไม่ได้จะทำให้คุณตั้งค่าผิดพลาดโดยไม่รู้ตัว
• อย่ารีบในขั้นตอน Cooling ต้องรักษาแรงดันคงที่ตลอดจนหมดเวลา ห้ามปล่อยแรงดันก่อนกำหนดเด็ดขาด

หากต้องการพัฒนาทักษะให้เร็วขึ้นและถูกต้องตั้งแต่ต้น การเทรนหน้างานเครื่องเชื่อมท่อกับผู้เชี่ยวชาญเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด บริษัท วาย.พี.ดี.อินเตอร์กรุ๊ป จำกัด ผู้นำเข้าและจำหน่ายเครื่องเชื่อมท่อ HDPE แบรนด์ ONEMAN ให้บริการเทรนเครื่องเชื่อมท่อนอกสถานที่และรับเชื่อมท่อ HDPE หน้างานด้วยทีมงานที่มีประสบการณ์ ไม่ว่าจะเป็นงานเชื่อมท่อประปา งานก่อสร้างถนน งานโรงงานอุตสาหกรรม หรืองานชลประทาน ทีมงานพร้อมให้คำแนะนำและสาธิตการใช้งานจริงให้ถูกต้องตั้งแต่ครั้งแรก

ไม่ว่าคุณจะเลือกใช้เครื่องเชื่อมท่อมือหมุน เครื่องเชื่อมท่อมือโยก หรือเครื่องเชื่อมท่อไฮดรอลิกรุ่นใดก็ตาม การเข้าใจเรื่องแรงดันกดชนและ Drag Pressure อย่างถ่องแท้คือก้าวแรกที่จะทำให้รอยเชื่อมทุกจุดแข็งแรงและได้มาตรฐานสากล ซึ่งในระยะยาวช่วยลดปัญหาการรั่วซึม ลดต้นทุนซ่อมแซม และสร้างความน่าเชื่อถือให้กับงานของคุณในทุกโครงการ