บอลวาล์วเป็นวาล์วที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในการควบคุมการเปิด-ปิดของเหลว ด้วยกลไกที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพ โดยมีลูกบอลทรงกลมที่มีรูตรงกลางเป็นตัวปิดกั้นการไหล
ส่วนประกอบหลักของบอลวาล์ว
1.ลูกบอล (Ball): หัวใจของบอลวาล์ว ลูกบอลที่อยู่ในวาล์ว ส่วนใหญ่ผลิตจากเหล็กกล้า หรืออาจใช้วัสดุอื่นๆขึ้นอยู่กับสารไหล โดยหากมีรูขนาดเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อเรียก (Full Bore Valve) หากเล็กกว่าเรียก (Reduce Bore Ball Valve)
2. ตัววาล์ว (Valve Body): โครงสร้างวาล์วภายนอก ผลิตมาจากเหล็กหล่อเป็นโครงสร้างหลักที่เชื่อมต่อกับท่อส่งของเหลว มีทั้งแบบหน้าแปลน (Flange End) หรือแบบเชื่อมติดกับท่อส่งของเหลว (Weld End) ตัววาล์วเกิดจากการประกอบของตัววาล์ว 2 ชิ้นมา เชื่อมกัน โดยมักใช้กับวาล์วความดันสูงมากๆ หรือใช้น็อตในการเชื่อมสำหรับวาล์วการใช้งานทั่วไป
รูปแบบของการประกอบ valve body หลักๆมี 2 แบบ
2.1 Side entry Valve Body สองชิ้นเข้าด้วยกันแนวเดียวกับทิศทางการไหลของ ของเหลว
2.2 Top Entry คือการทำการหล่อ Valve Body มาทั้งชิ้น แล้วนำ Ball มาใส่ด้านบนแล้วปิดด้วย Valve Body อีกชิ้น
3. Valve Seat : วงแหวนที่ทำจากยาง, PTFE หรือวัสดุอื่นๆ ติดตั้งอยู่ทั้งสองด้านของทางเข้าออกลูกบอล เพื่อไม่ให้สารไหลผ่านช่องว่างที่เกิดจากการการประกอบกันระหว่าง Ball และ Valve Body ที่ทำจากเหล็ก โดยรูที่น้ำไหลผ่านบอลวาล์ว จะมีขนาดต่างกันออกไป ดังนี้
ขนาดรูของบอลวาล์ว
- รูลด (Reduced Bore/Reduced Port): รูของบอลเล็กกว่ารูท่อ ใช้ลดแรงดันและเพิ่มความเร็วของของเหลว เหมาะกับงานที่ต้องการความเร็ว เช่น ไอน้ำ น้ำมัน หรือก๊าซ แต่มีข้อเสียคือสูญเสียแรงดัน
- รูปกติ (Standard Bore/Standard Port): รูของบอลเล็กกว่าขนาดท่อเล็กน้อย ลดแรงดันได้น้อยกว่า Reduce Port
- รูเต็ม (Full Bore/Full Port): รูของบอลเท่ากับขนาดรูของท่อ ลดแรงดันน้อยมาก เหมาะกับงานที่ต้องการการไหลของของเหลวเต็มที่
ปัจจัยในการเลือกระหว่างวาล์วเต็มและวาล์วลดขนาด Full/Reduce/Standard Port:
- การทำความสะอาด (Pigging): รูเต็ม (Full Bore/Full Port)วาล์วเต็มเหมาะสำหรับการทำความสะอาดท่อ เนื่องจากตัว pig สามารถผ่านได้โดยไม่ติดขัด
- ต้นทุน: Reduced Port กับ Standard Port ราคาดีกว่า วาล์วเต็ม เพราะวาล์วเต็มมีราคาแพงกว่าและหนักกว่าวาล์วลดขนาด เนื่องจากใช้วัสดุมากกว่าแต่จะแตกต่างกันสิ้นเชิงในวาล์วขนาดใหญ่ เช่น 8 นิ้ว 10 นิ้ว หรือใหญ่กว่านั้น
- ของเหลวในกระบวนการ (Process fluid): รูเต็ม (Full Bore/Full Port) วาล์วเต็มจะช่วยให้ของเหลวไหลผ่านได้ง่ายกว่า
- การลดแรงดัน (Pressure drop):Reduced Port กับ Standard Port วาล์วรูปกติหรือรูลดขนาดสามารถทำให้เกิดการลดแรงดันได้ เนื่องจากของเหลวต้องผ่านช่องแคบ แต่ถ้าไม่ใช่ไซส์ใหญ่มาก ปัจจัยนี้จะไม่ส่งผลกระทบมาก
- การเลือกตามระบบท่อ (Going to piping way): การเลือกใช้วาล์วประเภทเดียวกันกับระบบท่อสามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้
วาล์วที่ใช้มาตรฐานอเมริกาจะมีประสิทธิภาพโดยดูจากค่า 2 ค่าหลักๆ คือ
- WOG (Water, Oil, Gas): น้ำ น้ำมัน ก๊าซ เป็นค่าที่แสดงถึงแรงดันสูงสุดที่วาล์วสามารถทนได้เมื่อใช้กับน้ำ น้ำมัน หรือก๊าซ ที่อุณหภูมิห้อง
- WSP (Working Steam Pressure): ความดันไอน้ำ เป็นค่าที่แสดงถึงแรงดันสูงสุดที่วาล์วสามารถทนได้เมื่อใช้กับไอน้ำที่อุณหภูมิสูง
โดยทั่วไปแล้ว วาล์วที่มีการเชื่อมต่อแบบหน้าแปลน (Flange) จะมีการกำหนดมาตรฐานตามมาตรฐานของหน้าแปลน เช่น ANSI B16.5, ASME B16.47, API 605 ซึ่งจะช่วยให้การเลือกใช้วาล์วเป็นเรื่องที่ง่ายและเหมาะสมกับงานมากยิ่งขึ้น