ในหอหล่อเย็น (Cooling Tower) แบบเกียร์ขับพัดลม มอเตอร์มักติดตั้งบนแท่นเหนือเด็ค แล้วถ่ายทอดกำลังผ่าน drive shaft ไปยัง เกียร์มุมฉาก (right-angle gearbox) ที่เชื่อมกับเพลาพัดลม หน้าที่ของ shaft จึงไม่ใช่แค่ ส่งแรงบิด แต่ต้องรับมือกับการสั่นสะเทือน ความชื้น ละอองน้ำ (drift) และสารเคมีจากระบบปรับสภาพน้ำ ซึ่งล้วนส่งผลต่อการสึกหรอและความปลอดภัยโดยตรง

ต่างจากเพลารถที่ทำงานในสภาพแห้งและอุณหภูมิคงที่กว่า เพลาใน Cooling Tower อยู่ในบรรยากาศชื้น กัดกร่อน มีความเสี่ยงการกระเด็นของน้ำเคมี จึงให้ความสำคัญกับ การป้องกันการกัดกร่อน, น้ำหนักของเพลา (ผลต่อแรงเฉื่อย/โหลดแบริ่ง), การซีล, และการกั้นป้องกัน (guarding) มากเป็นพิเศษ

โครงสร้างและหลักการทำงาน

ชุดขับมาตรฐานประกอบด้วย มอเตอร์ไฟฟ้า (มักเป็นแนวนอน), คัปปลิงยืดหยุ่น (flexible coupling) ด้านมอเตอร์, ตัวเพลา (shaft) แบบท่อนเดียวหรือหลายท่อน, สเปเซอร์/ฟลานจ์, และ คัปปลิงด้านเกียร์ บางรุ่นเป็นเพลา ลอย (floating shaft) ที่พึ่งพาคัปปลิงยืดหยุ่นทั้งสองด้านเพื่อชดเชยการเยื้องศูนย์เชิงมุม/เชิงขนาน และดูดซับแรงกระชากระหว่างสตาร์ตหยุด

เพลาควรถูก บาลานซ์แบบไดนามิก ตามเกรดที่เหมาะสม (เช่น ISO 21940-11 เดิม ISO 1940, ระดับ G6.3 หรือดีขึ้นสำหรับรอบสูง) และมี ระยะห่างจากความเร็ววิกฤต (critical speed margin) เพียงพอ เพื่อหลีกเลี่ยงเรโซแนนซ์ในย่านความเร็วทำงานจริง การติดตั้งที่ถูกต้องจะกำหนด แนวศูนย์ (alignment) ให้ตรงทั้งแนวราบแนวดิ่ง พร้อมชดเชย thermal growth ของฐานรองมอเตอร์/เกียร์เมื่อตัวเครื่องอุ่นตัวหลังเดินเครื่องต่อเนื่อง

เลือกวัสดุเพลาและคัปปลิงให้ เข้ากับหน้างานจริง

วัสดุของเพลามีผลต่อความทนทาน การสั่น และภาระที่ส่งต่อไปยังแบริ่งของเกียร์/มอเตอร์ โรงงานจำนวนไม่น้อยเปลี่ยนจากเหล็กคาร์บอนมาใช้ FRP (ไฟเบอร์เสริมแรง) หรือ สแตนเลส ขึ้นอยู่กับสารเคมีที่สัมผัสและข้อจำกัดน้ำหนักสปิน

เปรียบเทียบตัวเลือกยอดนิยม

• เหล็กคาร์บอน: แข็งแรง ราคาเอื้อมถึง แต่หนักและไวต่อสนิม ต้องเคลือบ/ทาสีกันกัดกร่อนอย่างดี
• สแตนเลส (เช่น 304/316): ต้านการกัดกร่อนได้ดีกว่า แต่หนักกว่าคอมโพสิต และต้นทุนสูง
• FRP/คอมโพสิต: เบา ต้านการกัดกร่อนดี ลดแรงเฉื่อยและโหลดแบริ่ง เหมาะสภาพชื้นจัด แต่ต้องควบคุมคุณภาพการประกอบและทอร์กตามสเปกผู้ผลิต
• คัปปลิงยืดหยุ่น (elastomeric/disc/grid): ช่วยชดเชยเยื้องศูนย์และลดแรงกระแทก เลือกชนิดตามอุณหภูมิ/สารเคมี/ทอร์ก
• ฮาร์ดแวร์/โบลต์: ควรใช้เกรดเหมาะสมและสารกันคลาย โดยเฉพาะจุดที่โดนสเปรย์น้ำต่อเนื่อง

แนวศูนย์ บาลานซ์ และความเร็ววิกฤต: สามเสาหลักของความเสถียร

แนวศูนย์ (alignment) คือจุดเริ่มต้นของทุกอย่างเพียงเยื้องศูนย์ไม่กี่มิลลิเมตรในเพลายาว อาจก่อให้เกิดแรงสั่นและแรงกดผิดแนวที่คูปปลิงและแบริ่ง เมื่อทำงานหลายชั่วโมงต่อวัน ความร้อนสะสมจะขยายตัวฐานเครื่องเล็กน้อย (thermal growth) ดังนั้นการตั้งศูนย์ควรเผื่อค่าชดเชยตามสภาพเดินเครื่องจริง (hot alignment) และต้องแก้ปัญหา soft foot ก่อนล็อกนอตทั้งหมด

บาลานซ์ ที่ได้มาตรฐานช่วยลดแรงเหวี่ยงและการสั่นสะสม ในทางปฏิบัติ ควรตรวจใบรับรองบาลานซ์จากผู้ผลิต และเมื่อซ่อมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนสำคัญ ให้ทำ re-balance อีกครั้ง โดยเฉพาะเพลาหลายท่อนที่ใช้สเปเซอร์ยาว

ความเร็ววิกฤต (critical speed) เป็นย่านที่เพลามีแนวโน้มสั่นแรงจากเรโซแนนซ์ กฎง่าย ๆ คือให้ความเร็วใช้งานห่างจาก Ncr พอสมควร (เช่น 2025% ขึ้นไป) เพื่อความปลอดภัยและอายุชิ้นส่วน การคำนวณ Ncr อาศัยความแข็ง (stiffness) ของเพลา/ตลับลูกปืน/ระยะสเปน และมวลหมุนที่ปลาย หากเพิ่มความยาวโดยไม่เพิ่มความแข็งแรง หรือมีอุปกรณ์เสริมติดที่ปลาย อาจทำให้ Ncr เลื่อนเข้ามาใกล้ช่วงใช้งานโดยไม่ตั้งใจ

อาการเสียที่พบในหน้างาน Cooling Tower

อาการแรก ๆ มักเริ่มจาก เสียงหึ่ง/ครางผิดปกติ และการสั่นเพิ่มขึ้นที่ช่วงความเร็วหนึ่ง ต่อด้วย ยางคัปปลิงแตกร้าว หรือ โบลต์ฟลานจ์คลาย หากไม่หยุดตรวจ อาจลุกลามถึง เพลาบิดงอ หรือ แบริ่งเกียร์สึกก่อนเวลา สิ่งที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังมักเป็นการเยื้องศูนย์เล็ก ๆ ที่ปล่อยไว้นาน การตั้งทอร์กนอตไม่ตามสเปก ความไม่สมดุลจากสนิม/คราบที่เกาะเพลา หรือการพลาดเผื่อ thermal growth ตอนตั้งศูนย์

สภาพแวดล้อมก็มีบทบาทละอองน้ำที่พัดผ่านพร้อมสารเคมีปรับสภาพน้ำ สามารถเร่งการกัดกร่อนที่ฟลานจ์และโบลต์โดยเฉพาะจุดที่เคลือบกันสนิมหลุด การมี การ์ดครอบ ที่ระบายอากาศแต่กันละอองและสิ่งแปลกปลอมได้ จะช่วยลดปัญหาสะสมคราบที่ทำให้บาลานซ์เพี้ยน

ขั้นตอนบำรุงรักษาเชิงป้องกันที่ควรยึดเป็นวินัย

การบำรุงรักษาที่ดีเริ่มจาก วางรอบตรวจ ชัดเจน: ตรวจด้วยสายตาทุกสัปดาห์, วัดการสั่นสะเทือนรายเดือน, ตรวจแนวศูนย์และแรงบิดโบลต์รายไตรมาส หรือหลังงานซ่อมใหญ่/ถอดประกอบ ตลอดจนบันทึกข้อมูลเป็นเทรนด์เพื่อ เห็นก่อนพัง แทนการรอให้หยุดเครื่อง

การวัด Vibration ในแกนแนวรัศมี/แนวแกนที่แบริ่งใกล้คัปปลิงทั้งสองฝั่ง จะช่วยเจาะจงชนิดความผิดปกติ (ไม่สมดุลเยื้องศูนย์หลวมหลุดเฟสชิฟต์) ขณะที่ Thermography ชี้จุดร้อนที่คัปปลิง/ฟลานจ์ซึ่งบอกใบ้การเสียดสีผิดปกติ การพิจารณา การเปลี่ยนอิลาสโตเมอร์ในคัปปลิง ตามชั่วโมงใช้งานแทนรอจนแตก จะลดเหตุหยุดเครื่องกะทันหันได้มาก

คู่มือแก้ปัญหาไว: อาการสาเหตุวิธีจัดการ

Troubleshooting Quick Guide

• สั่นที่ช่วงความเร็วหนึ่ง บาลานซ์เพี้ยน/เข้าใกล้ Ncr ทำความสะอาดคราบ, ตรวจตะกอนเกาะ, re-balance, ตรวจ critical speed margin
• เสียงหึ่งต่อเนื่อง เยื้องศูนย์/โบลต์คลาย laser alignment ใหม่, เช็ก soft foot, ทอร์กนอตตามสเปก
• ยางคัปปลิงแตกร้าวเร็ว ผิดสเปกวัสดุ/อุณหภูมิสูง/สารเคมี เปลี่ยนชนิดคัปปลิง, ปรับการระบายอากาศ/การ์ด, ตรวจ misalignment
• ฟลานจ์/โบลต์เป็นสนิมหนัก การป้องกันกัดกร่อนไม่เพียงพอ เปลี่ยนวัสดุ/ชุบ, ทาสีกันสนิม, ใช้สารกันคลาย (ที่ผู้ผลิตอนุญาต)
• แบริ่งเกียร์ร้อน/สึกเร็ว เพลา/คัปปลิงถ่ายทอดแรงสั่นเกิน ตรวจ alignment/balance, ตรวจน้ำหนักเพลาและโหลดที่ส่งเข้าแบริ่ง

ความปลอดภัย: ไม่มีข้อยกเว้น

เพลาหมุนความเร็วสูงในสภาพแวดล้อมเปียกลื่นเป็นความเสี่ยงโดยตรง ต้องมี การ์ดครอบที่มั่นคง, ป้ายเตือนชัดเจน, และ มาตรการ Lock-Out/Tag-Out (LOTO) ทุกครั้งก่อนเข้าทำงาน ใบอนุญาตงานร้อน/งานที่สูง (ถ้ามี) ควรเป็นส่วนหนึ่งของระเบียบปฏิบัติ นอกจากนี้ การจัดสภาพพื้นที่ให้เดินยืนได้อย่างปลอดภัย การกันตกเครื่องมือ และการฝึกซ้อมกรณีฉุกเฉิน เป็นวัฒนธรรมความปลอดภัยที่ต้องปลูกฝังอย่างต่อเนื่อง

ติดตั้งใหม่หรือเปลี่ยนรุ่น: เช็คอะไรให้ครบก่อนเดินเครื่อง

เมื่อเปลี่ยนจากเหล็กเป็น FRP/composite หรือสลับชนิดคัปปลิง ควรตรวจสอบ ทอร์กเริ่มต้นสูงสุด ของระบบ, ความยาวสเปเซอร์, และ critical speed margin ใหม่ทั้งหมด ระยะรูสลัก/ฟลานจ์ควรสอดคล้องกับมาตรฐานผู้ผลิตเกียร์มอเตอร์ และหากฐานเครื่องมีการปรับแต่ง ควรทำ grouting ให้แน่นหนาเพื่อลด soft foot บนฐานที่ยกตัวไม่เท่ากัน ขั้นตอน run-in ช่วงแรกควรบันทึกค่าการสั่นและอุณหภูมิทุก 1530 นาที เพื่อยืนยันความเสถียร ก่อนปล่อยเดินงานต่อเนื่องยาว ๆ

เพลาเล็ก ๆ ที่คุมความเสี่ยงใหญ่ ๆ

Drive shaft ในระบบ Cooling Tower คือชิ้นส่วน เล็กเมื่อเทียบกับหอทั้งใบ แต่ผลกระทบต่อความปลอดภัย พลังงาน และความพร้อมใช้งานของระบบ ใหญ่กว่าที่คิด การเลือกวัสดุและคัปปลิงให้เหมาะกับสภาพกัดกร่อน การตั้งศูนย์และบาลานซ์ตามมาตรฐาน การเว้นระยะจากความเร็ววิกฤตอย่างพอเพียง และการบำรุงรักษาแบบมีวินัย คือสี่เสาหลักที่ทำให้พัดลมเดินเรียบ เย็นไว และปลอดภัยยาวนาน เมื่อทีมปฏิบัติการอ่านเสียงอ่านสั่นเป็น ดูบันทึกแนวโน้มอย่างสม่ำเสมอ และปิดงานด้วย LOTO ทุกครั้ง เพลาเส้นเดียวนี้จะเลี้ยงทั้งระบบให้เดินนิ่งและช่วยให้หอหล่อเย็นทำหน้าที่ของมันได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด