สรุปสั้น

Vibration สูงในชุดปั๊มและมอเตอร์มักเกี่ยวข้องกับสภาพการรองรับและการจัดแนวเพลา ไม่ได้มาจากตัวปั๊มอย่างเดียว ดังนั้น บทความนี้จึงสรุปหลักวิชาที่เกี่ยวข้อง 4 เรื่อง ได้แก่ Soft Foot, การเยื้องศูนย์ของเพลา, การติดตั้งฐานและกราวท์ และเกณฑ์ประเมิน Vibration พร้อมอ้างอิงแหล่งที่มา แล้วนำมาเทียบกับกรณีศึกษางานเปลี่ยนฐานปั๊มน้ำที่หน่วยธุรกิจ MET ของ WCE ดำเนินการในช่วง Shutdown

1. ฐานปั๊มทำหน้าที่อะไร

ฐานปั๊ม (Pump Baseplate) รองรับปั๊มและมอเตอร์ให้อยู่ในแนวเดียวกันบนฐานคอนกรีต และรับน้ำหนักกับแรงสั่นสะเทือนขณะเดินเครื่อง ดังนั้น เมื่อฐานเสื่อมสภาพหรือการติดตั้งไม่ดี ผลที่ตามมามักปรากฏเป็นค่า Vibration ที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุให้แบริ่งและซีลสึกหรอเร็วขึ้นได้

2. หลักวิชาที่เกี่ยวข้อง

2.1 Soft Foot

Piotrowski (2010) [5] อธิบาย Soft Foot ว่าเกิดเมื่อขาของเครื่องจักรตัวใดตัวหนึ่งหรือมากกว่านั้นสัมผัสกับฐานได้ไม่เต็มที่ ทำให้การจัดแนวเพลาทำได้ยากขึ้น และสัมพันธ์กับ Vibration ที่ความถี่ 1 เท่าของรอบหมุน (1x) ที่สูงขึ้น ดังนั้น การแก้ไขจึงเริ่มจากฐานที่เรียบและขาเครื่องแนบสนิทก่อนการจัดแนวเพลา [4][5]

2.2 การเยื้องศูนย์ของเพลา (Shaft Misalignment)

Sekhar และ Prabhu (1995) [6] ศึกษาด้วยแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ พบว่าการเยื้องศูนย์ที่คัปปลิ้งทำให้เกิดแรงปฏิกิริยาและโมเมนต์เพิ่มเข้าไปในระบบโรเตอร์ และทำให้ฮาร์มอนิกของ Vibration เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ Piotrowski (2006) [4] ยังรวบรวมวิธีจัดแนวเพลาไว้หลายวิธี รวมถึงวิธีเชิงแสง-อิเล็กทรอนิกส์ (Electro-optic) ที่ใช้เครื่องมือเลเซอร์

2.3 การติดตั้งฐานบนแท่นคอนกรีตและการกราวท์

แนวปฏิบัติ API RP 686 [7] เป็นเอกสารที่อุตสาหกรรมอ้างถึงมากสำหรับการติดตั้งเครื่องจักรและการกราวท์ฐานด้วยอีพอกซี

นอกจากนี้ เอกสารทางเทคนิคของผู้ผลิตวัสดุกราวท์ [8] ระบุว่าหน้าที่ของกราวท์คือเติมช่องว่างระหว่างอุปกรณ์กับฐานคอนกรีตให้เต็ม และระบบที่ยึดเกาะกันแน่น (Bonded) ถ่ายเทแรงและลด Vibration ได้ดีกว่าระบบที่ไม่ยึดเกาะ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลข้อหลังมาจากเอกสารของผู้ผลิตวัสดุ จึงควรอ่านควบคู่กับ [7]

2.4 เกณฑ์ประเมิน Vibration

ISO 20816-1:2016 [1] เป็นแนวทางทั่วไปในการวัดและประเมิน Vibration ของเครื่องจักร ในขณะที่ ISO 20816-3:2022 [2] ใช้กับเครื่องจักรอุตสาหกรรมที่กำลังเกิน 15 kW และความเร็วรอบ 120–30,000 รอบ/นาที (เป็นฉบับที่มาแทน ISO 10816-3:2009)

สำหรับปั๊มโรโตไดนามิก ANSI/HI 9.6.4-2022 [3] กำหนดวิธีวัดที่ฝาครอบแบริ่งและค่า Vibration ที่ยอมรับได้ทั้งในการทดสอบที่โรงงานผู้ผลิตและที่หน้างาน ทั้งนี้ เกณฑ์ที่เหมาะสมขึ้นกับชนิดและกำลังของเครื่องและข้อตกลงกับเจ้าของงาน

3. กรณีศึกษา: งานเปลี่ยนฐานปั๊มน้ำของ WCE

ข้อมูลในหัวข้อนี้เป็นข้อเท็จจริงของโครงการ ไม่ใช่การอ้างอิงจากแหล่งภายนอก

• ผู้รับผิดชอบ: หน่วยธุรกิจ MET (Maintenance Engineering and Technology) ของ WCE
• ลูกค้า: ผู้ผลิตเหล็กแผ่นรายใหญ่ของประเทศไทย
• ช่วงเวลา: Shutdown เดือนสิงหาคม 2569 ระยะเวลา 7 วัน
• ขอบเขต: เปลี่ยนฐานปั๊มน้ำ เพื่อลดปัญหา Vibration ของชุดปั๊ม
• ผลการดำเนินงาน: แล้วเสร็จ 100% ตามแผน

จากภาพประกอบหน้าปก (ภาพปรับแต่งด้วย AI จากภาพถ่ายหน้างาน) งานประกอบด้วย 4 ขั้นตอนตามลำดับจากซ้ายไปขวา คือ ฐานเหล็กใหม่ที่ผลิตและทาสีเสร็จ การตรวจวัดด้วยเครื่องวิเคราะห์ Vibration การจัดแนวเพลาระหว่างปั๊มกับมอเตอร์ด้วยเครื่องมือเลเซอร์ และชุดปั๊มที่ติดตั้งบนฐานใหม่และแท่นคอนกรีตเรียบร้อย

ลำดับนี้ตรงกับหลักการในข้อ 2.1 ถึง 2.4 คือเริ่มจากฐานที่ถูกต้อง ติดตั้ง จัดแนวเพลา แล้วตรวจวัดเพื่อยืนยัน

4. ข้อสังเกตจากกรณีศึกษา

• งานแก้ปัญหา Vibration ควรมองทั้งระบบ คือ ฐาน การติดตั้ง และการจัดแนวเพลา ไม่ใช่เปลี่ยนชิ้นส่วนใดชิ้นหนึ่งอย่างเดียว
• นอกจากนี้ ช่วง Shutdown มีเวลาจำกัด ดังนั้น การวางลำดับงานให้ชัดล่วงหน้า (เตรียมฐานใหม่ให้พร้อมก่อนหยุดเครื่อง) จึงช่วยให้งานจบตามแผนได้
• สุดท้าย การตรวจวัดก่อนส่งมอบเป็นขั้นตอนที่ทำให้ยืนยันผลงานได้ด้วยข้อมูล

5. บริการของ WCE

หน่วยธุรกิจ MET ให้บริการซ่อมบำรุงโรงงาน ทั้งงานบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (PM) งาน Shutdown และงานปฏิบัติการและบำรุงรักษา (O&M)

ติดต่อ: +66 65-937-6283 | international@wce.co.th | www.wce.co.th
We engineer your success.

เอกสารอ้างอิง

[1] ISO 20816-1:2016. Mechanical vibration – Measurement and evaluation of machine vibration – Part 1: General guidelines. International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/63180.html

[2] ISO 20816-3:2022. Mechanical vibration – Measurement and evaluation of machine vibration – Part 3: Industrial machinery with a power rating above 15 kW and operating speeds between 120 r/min and 30 000 r/min. International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/78311.html

[3] ANSI/HI 9.6.4-2022. Rotodynamic Pumps for Vibration Measurement and Allowable Values. Hydraulic Institute. https://webstore.ansi.org/standards/hi/ansihi2022-2481997

[4] Piotrowski, J. (2006). Shaft Alignment Handbook (3rd ed.). CRC Press. ISBN 978-1-57444-721-7.

[5] Piotrowski, J. (2010, May). Soft Foot: The First Step to Precision Alignment. Pumps & Systems. https://www.pumpsandsystems.com/soft-foot-first-step-precision-alignment

[6] Sekhar, A. S. & Prabhu, B. S. (1995). Effects of coupling misalignment on vibrations of rotating machinery. Journal of Sound and Vibration, 185(4), 655–671.

[7] American Petroleum Institute. API RP 686: Recommended Practice for Machinery Installation and Installation Design (2nd ed., 2009).

[8] Five Star Products, Inc. Technical Bulletin 419: Steel Baseplate Considerations. https://www.fivestarproducts.com/wp-content/uploads/TB419-SteelBaseplateConsiderations-na13568eng-rA.pdf

(เข้าถึงข้อมูลเมื่อ 1 ตุลาคม 2569)