ລະບົບປັ້ມນ້ຳບໍ່ທີ່ເຮັດຈາກສະແຕນເລດຄຸນນະພາບສູງ - ວິທີການສະຫຼາດໃນການສະຫຼາດນ້ຳທີ່ຖາວອນ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ

ເຄື່ອງສູບນ້ຳໃນບໍ່ທີ່ເຮັດຈາກສະຕີນເລດສະເຕີນເປັນສິ່ງທີ່ມີຄວາມເປັນເລີດເນື່ອງຈາກເຕັກໂນໂລຊີການປ້ອງກັນການກັດກິນທີ່ປະຫວັດສາດ ເຊິ່ງປ່ຽນແປງຢ່າງເລິກເຊິ່ງຕໍ່ອາຍຸການໃຊ້ງານ ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງປະສິດທິພາບ. ລະບົບການປ້ອງກັນທີ່ທັນສະໄໝນີ້ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການເລືອກເອົາສະຕີນເລດສະເຕີນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງເປັນພິເສດ ໂດຍໃຊ້ສະຕີນເລດສະເຕີນປະເພດ 316L ສຳລັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ສຳຄັນທີ່ຖືກສຳຜັດກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງທີ່ສຸດໃນບໍ່. ປະລິມານຄຣ໋ອມໃນສະຕີນເລດສະເຕີນເຫຼົ່ານີ້ສ້າງເປືອກອັກຊີດທີ່ເປັນເອກະລັກ (passive oxide layer) ທີ່ສາມາດຟື້ນຟູຕົວເອງໄດ້ອັດຕະໂນມັດເມື່ອຖືກເສຍຫາຍ, ເຮັດໃຫ້ມີການປ້ອງກັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຕໍ່ການເກີດຮ້ອຍ (rust), ການກັດກິນເປັນຈຸດ (pitting), ແລະ ການກັດກິນໃນບ່ອນທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງ (crevice corrosion) ທີ່ເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸຂອງເຄື່ອງສູບທົ່ວໄປເສື່ອມສະຫຼາຍພາຍໃນບໍ່ກີ່ເຖິງສີ່ຫຼືຫ້າປີ. ຄຸນລັກສະນະການຟື້ນຟູຕົວເອງນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ສາກື້ນເລັກໆ ຫຼື ການເສຍຫາຍທີ່ເກີດຂຶ້ນຕໍ່ພື້ນຜິວໃນເວລາຕິດຕັ້ງ ຫຼື ໃນເວລາໃຊ້ງານ ຈະບໍ່ເຮັດໃຫ້ກຸ່ມປ້ອງກັນຂອງເຄື່ອງສູບເສື່ອມເສີຍ, ແລະ ສາມາດຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງໄວ້ໄດ້ຕະຫຼອດອາຍຸການໃຊ້ງານ. ການເພີ່ມນິເກີນ (nickel) ແລະ ໂມລີບດີນຸມ (molybdenum) ໃນສະຕີນເລດສະເຕີນທີ່ຖືກອອກແບບສຳລັບການໃຊ້ງານໃນເຂດທະເລ ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກິນທີ່ເກີດຈາກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ (stress corrosion cracking) ອັນເກີດຈາກຄລໍໄຣດ (chloride) ເຊິ່ງເປັນຮູບແບບການເສື່ອມສະຫຼາຍທີ່ເກີດຂຶ້ນເລື່ອຍໆໃນເຄື່ອງສູບທີ່ໃຊ້ໃນເຂດທະເລ ຫຼື ໃນບໍ່ທີ່ມີເກືອໃນນ້ຳໃນປະລິມານສູງ. ການຜະລິດທີ່ທັນສະໄໝ ເຊັ່ນ: ການປິ່ນປົວດ້ວຍການປ້ອງກັນ (passivation treatments) ແລະ ການຂັດເງົາດ້ວຍໄຟຟ້າ (electropolishing) ສ້າງຜິວທີ່ເລີຍຫຼາຍ ເຊິ່ງຕ້ານທານການຢູ່ຕິດຂອງເຊື້ອຈຸລິນทรີ ແລະ ການກໍ່ຕັ້ງຂອງຊັ້ນຊີວະພາບ (biofilm) ເພື່ອປ້ອງກັນການກັດກິນທີ່ເກີດຈາກຈຸລິນທີ (microbiologically influenced corrosion) ທີ່ເຮັດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງສູບສັ້ນລົງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີນ້ຳໃຕ້ດິນທີ່ອຸດົມສຳລັບອິນຊີວະ (organic-rich groundwater environments). ລັກສະນະເມັດທີ່ເປັນເອກະລັກ (uniform grain structure) ທີ່ໄດ້ຮັບຈາກການຄວບຄຸມດ້ານເຕັກນິກການຜະລິດ (controlled metallurgy) ຈະເຮັດໃຫ້ບໍ່ມີຈຸດທີ່ອ່ອນແອ ເຊິ່ງເປັນຈຸດທີ່ການກັດກິນມັກເລີ່ມຕົ້ນ, ເພື່ອຮັບປະກັນການປ້ອງກັນທີ່ເປັນເອກະລັກທົ່ວທັງໝົດທີ່ເຄື່ອງສູບ. ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມ (temperature cycling resistance) ສາມາດປ້ອງກັນການແ cracks ທີ່ເກີດຈາກຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງຄວາມຮ້ອນ (thermal stress cracking) ທີ່ເກີດຂຶ້ນກັບວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ຳກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ໂຄງສ້າງເຄີສະຕັນ (austenitic crystal structure) ສາມາດຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄວ້ໄດ້ໃນທຸກຊ່ວງອຸນຫະພູມທີ່ໃຊ້ງານ ເລີ່ມຈາກອຸນຫະພູມທີ່ເຢັນຈົນເຖິງອຸນຫະພູມທີ່ສູງ. ເຕັກໂນໂລຊີການປ້ອງກັນການກັດກິນທີ່ຄົບຖ້ວນນີ້ ສະເໜີມູນຄ່າທີ່ວັດແທກໄດ້ ໂດຍການຍືດເວລາການປ່ຽນແທນ, ລຸດຈຳນວນການບໍາລຸງຮັກສາ, ແລະ ປະສິດທິພາບທີ່ສົມໆເທົ່າກັນເປັນເວລາຫຼາຍສິບປີ, ເຮັດໃຫ້ການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນໃນເຕັກໂນໂລຊີເຄື່ອງສູບນ້ຳໃນບໍ່ທີ່ເຮັດຈາກສະຕີນເລດສະເຕີນ ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນສູງຫຼາຍສຳລັບການດຳເນີນງານລະບົບນ້ຳໃນໄລຍະຍາວ.

ລະບົບຈັດການພະລັງງານທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນຢູ່ໃນຫນ່ວຍປັ້ມນ້ຳບໍ່ແຮ່ນສະເຕນເລດທີ່ທັນສະໄໝ ແມ່ນເປັນການປະດິດສ້າງທີ່ສຳຄັນໃນດ້ານປະສິດທິພາບຂອງການດຳເນີນງານ ແລະ ການຄວບຄຸມຕົ້ນທຶນ ໂດຍປະກອບດ້ວຍເຕັກໂນໂລຢີທີ່ມີປັນຍາຊີບ ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບການໃຊ້ພະລັງງານໃຫ້ດີທີ່ສຸດ ແລະ ສ້າງຜົນສຳເລັດໃນການສົ່ງນ້ຳໃຫ້ມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ. ເຕັກໂນໂລຢີຂັບເຄື່ອນຄວາມຖີ່ປ່ຽນແປງ (VFD) ແມ່ນເປັນພື້ນຖານຂອງລະບົບນີ້ ໂດຍປັບຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ ແລະ ອັດຕາບິດທີ່ຜະລິດອອກຢ່າງອັດຕະໂນມັດໃຫ້ເໝາະສົມກັບການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ອງການໃນເວລາຈິງ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກການເຮັດວຽກດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່ໃນຊ່ວງທີ່ຄວາມຕ້ອງການຕ່ຳ. ລະບົບອັລກົຣິດທຶມການວັດແທກຄວາມກົດດັນຂັ້ນສູງ ຈະຕິດຕາມຄວາມກົດດັນຂອງລະບົບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ປັບການເຮັດວຽກຂອງປັ້ມຢ່າງອັດຕະໂນມັດເພື່ອຮັກສາລະດັບຄວາມກົດດັນໃຫ້ຢູ່ໃນສະພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ ໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງມີການເປີດ-ປິດເປັນຈັງຫວะທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍເຊິ່ງເກີດຂຶ້ນທົ່ວໄປໃນລະບົບຖັງຄວາມກົດດັນແບບດັ້ງເດີມ. ມໍເຕີແບບເຄື່ອນທີ່ຖາວອນທີ່ໃຊ້ໃນການຕັ້ງຄ່າປັ້ມນ້ຳບໍ່ແຮ່ນສະເຕນເລດລະດັບສູງ ມີປະສິດທິພາບເກີນ 95% ຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ມີປະສິດທິພາບດີກວ່າມໍເຕີແບບອຸດົມສົ່ງທົ່ວໄປຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ຜະລິດຄວາມຮ້ອນໜ້ອຍລົງ ແລະ ຕ້ອງການການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ໜ້ອຍລົງ. ລະບົບຄຳນວນອັດຈິນທີ່ມີປັນຍາຊີບ ວິເຄາະຮູບແບບການໃຊ້ງານໃນອະດີດ ແລະ ປັບຄວາມຕ້ອງການລ່ວງໆ ເພື່ອປັບຄ່າຂອງລະບົບລ່ວງໆ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານໃນຊ່ວງເວລາທີ່ຄ່າທຳນຽມພະລັງງານສູງ ແຕ່ຍັງຮັບປະກັນວ່າຈະມີນ້ຳພຽງພໍໃນຊ່ວງເວລາທີ່ຄວາມຕ້ອງການສູງ. ເຕັກໂນໂລຢີເລີ່ມຕົ້ນຢ່າງນຸ້ມນວນ (Soft-start) ຊ່ວຍຫຼີກເວັ້ນການເກີດຄວາມກົດດັນທາງໄຟຟ້າເວລາເລີ່ມຕົ້ນການເຮັດວຽກຂອງປັ້ມ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງໄຟຟ້າຕໍ່ອຸປະກອນຕ່າງໆ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າທຳນຽມທີ່ເກີດຈາກການໃຊ້ພະລັງງານສູງໃນເວລາສັ້ນໆ ເຊິ່ງສາມາດສົ່ງຜົນຕໍ່ຕົ້ນທຶນການດຳເນີນງານຂອງຜູ້ໃຊ້ທັງດ້ານການຄ້າ ແລະ ການເກືອບ. ຄວາມສາມາດໃນການປັບປຸງປັດຈັຍພະລັງງານ (Power factor correction) ຊ່ວຍຮັກສາປະສິດທິພາບທາງໄຟຟ້າໃຫ້ຢູ່ໃນສະພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ ແລະ ປ້ອງກັນການຖືກປັບທາດຈາກບໍລິສັດຈັດສົ່ງພະລັງງານເນື່ອງຈາກສະພາບປັດຈັຍພະລັງງານຕ່ຳ ເຊິ່ງເກີດຂຶ້ນທົ່ວໄປໃນການນຳໃຊ້ມໍເຕີ. ລະບົບການຕິດຕາມການໃຊ້ພະລັງງານທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນຢູ່ໃນຕົວເຄື່ອງ ສະເໜີຂໍ້ມູນການໃຊ້ງານໃນເວລາຈິງ ແລະ ການວິເຄາະແນວໂນ້ມ ເພື່ອໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ສາມາດຄົ້ນພົບໂອກາດໃນການປັບປຸງ ແລະ ຕິດຕາມປະໂຫຍດທາງດ້ານການເງິນຈາກການປັບປຸງປະສິດທິພາບ. ໜ້າທີ່ໂໝດການນອນ (Sleep mode) ຈະຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານຂອງລະບົບອັດຕະໂນມັດໃນຊ່ວງເວລາທີ່ບໍ່ມີຄວາມຕ້ອງການນ້ຳເປັນເວລາຍາວ ແຕ່ຍັງຮັກສາຄວາມພ້ອມໃນການຕອບສະຫນອງທັນທີທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການນ້ຳອີກຄັ້ງ. ເຕັກໂນໂລຢີການຫຼຸດຄວາມໄວດ້ວຍການຟື້ນຟູພະລັງງານ (Regenerative braking) ຈະຈັບພະລັງງານຈັກລະຕິເວລາທີ່ປັ້ມຫຼຸດຄວາມໄວ ແລ້ວສົ່ງພະລັງງານຄືນເຂົ້າໄປໃນລະບົບໄຟຟ້າ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານທັງໝົດໃຫ້ນ້ອຍລົງ ເຮັດໃຫ້ເຕັກໂນໂລຢີປັ້ມນ້ຳບໍ່ແຮ່ນສະເຕນເລດນີ້ມີຄວາມດຶງດູດຢ່າງຍິ່ງສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມສົນໃຈຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ການດຳເນີນງານທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄສຕໍ່ຕົ້ນທຶນ.

ຄວາມເປັນເລີດດ້ານການອອກແບບທາງຢືດ (hydraulic) ຂອງລະບົບປັ້ມນ້ຳບໍ່ຮ້ອນທີ່ເຮັດຈາກສະແຕນເລດສະແຕນເລດ ສະເໜີປະສິດທິພາບໃນການສົ່ງນ້ຳທີ່ບໍ່ມີໃຜທີ່ເທີຍບໍ່ໄດ້ ໂດຍຜ່ານຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງແນ່ນອນເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບສູງສຸດ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງໃນການເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ການສຶກຫຼຸດ. ການອອກແບບດ້ວຍຄອມພິວເຕີ (CAD) ແລະ ການຈຳລອງດ້ານໄຫຼ (computational fluid dynamics) ໄດ້ເຮັດໃຫ້ຮູບຮ່າງຂອງແຜ່ນກະຕຸ້ນ (impeller) ມີຄວາມເໝາະສົມທີ່ສຸດ ເພື່ອບັນລຸລັກສະນະການໄຫຼທີ່ດີເລີດ ໂດຍຫຼຸດຜ່ອນການໄຫຼທີ່ບໍ່ເປັນລະບົບ (turbulence) ແລະ ການເກີດຟອງ (cavitation) ທີ່ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຫຼຸດລົງ ແລະ ການເສື່ອມສະພາບຂອງຊິ້ນສ່ວນກ່ອນເວລາອັນຄວນໃນການອອກແບບປັ້ມທົ່ວໄປ. ການຈັດຕັ້ງປະກອບຫຼາຍຂັ້ນ (multi-stage) ໃຊ້ສ່ວນທີ່ເປັນຕົວແບ່ງທິດທາງ (diffuser sections) ທີ່ອອກແບບດ້ວຍວິທະຍາສາດລະຫວ່າງແຕ່ລະຂັ້ນຂອງແຜ່ນກະຕຸ້ນ ເພື່ອປ່ຽນພະລັງງານຈີ່ນ (kinetic energy) ໄປເປັນພະລັງງານຄວາມດັນ (pressure energy) ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ເຮັດໃຫ້ປັ້ມເຫຼົ່ານີ້ສາມາດບັນລຸຄວາມສາມາດໃນການຍົກນ້ຳ (head capabilities) ທີ່ຍອດເຍີ່ມ ແລະ ຍັງຮັກສາການສົ່ງນ້ຳທີ່ເລືອນລົ້ນ ໂດຍບໍ່ມີການເປັນຈັງຫວะ (pulse-free). ການຈັດຕັ້ງປະກອບຂອງລ໋ອດເທີ (rotor assemblies) ທີ່ຖືກຖ່ວງດຸນຢ່າງແນ່ນອນຈະຫຼຸດຜ່ອນການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງກົ່າຍ (mechanical stress) ເພື່ອຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເບີຣິງ (bearings) ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການການບໍາລຸງຮັກສາ ໃນເວລາດຽວກັນກໍຮັບປະກັນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ເງີບງ່ຽວ ເຮັດໃຫ້ການຕິດຕັ້ງປັ້ມນ້ຳບໍ່ຮ້ອນທີ່ເຮັດຈາກສະແຕນເລດເໝາະສົມສຳລັບສະຖານທີ່ຢູ່ອາໄສ ແລະ ສະຖານທີ່ທຸລະກິດທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ສຽງ. ການຈຳລອງທາງຢືດທີ່ທັນສະໄໝຮັບປະກັນວ່າລັກສະນະຄວາມໄວ (velocity profiles) ຈະເໝາະສົມທົ່ວທັງຕົວເຮືອນປັ້ມ (pump housing) ເພື່ອປ້ອງກັນບໍລິເວນທີ່ນ້ຳບໍ່ໄຫຼ (dead zones) ທີ່ອາດເກີດການຈັບຕົວຂອງເຊີມເຟີ (sediment accumulation) ຫຼື ການເຕີບໂຕຂອງຈຸລິນทรີ (biological growth) ທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຫຼຸດລົງ ຫຼື ເກີດບັນຫາໃນການບໍາລຸງຮັກສາ. ຮູບຮ່າງພາຍໃນທີ່ເລືອນລົ້ນ (streamlined internal geometry) ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຄວາມດັນ ແລະ ຂຈາຍມຸມແ sharp corners ຫຼື ການປ່ຽນທິດທາງຢ່າງທັນທີທັນໃດ ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດ turbulence ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບ ເຮັດໃຫ້ປັ້ມເຫຼົ່ານີ້ສາມາດສົ່ງນ້ຳໄດ້ໃນປະລິມານທີ່ສູງຂຶ້ນ ໃນເວລາທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຕ່ຳກວ່າເทັກໂນໂລຊີຄູ່ແຂ່ງ. ການອອກແບບຂອງແຖບການສຶກຫຼຸດ (wear ring designs) ປະກອບດ້ວຍຊິ້ນສ່ວນທີ່ສາມາດປ່ຽນໄດ້ເພື່ອຮັກສາຊ່ອງຫວ່າງທີ່ເໝາະສົມລະຫວ່າງຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ຊິ້ນສ່ວນທີ່ຢູ່ນິ້ງ ເພື່ອຮັກສາປະສິດທິພາບໃນທັງໝົດຂອງອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງປັ້ມ ແລະ ສະເໜີຄວາມສາມາດໃນການບໍາລຸງຮັກສາທີ່ເປັນມິດຕໍ່ງົບປະມານເມື່ອມີຄວາມຈຳເປັນ. ຄຸນລັກສະນະຕ້ານການເກີດຟອງ (anti-cavitation features) ລວມທັງການອອກແບບສ່ວນທີ່ດູດ (suction designs) ແລະ ລັກສະນະການເລີ່ມເຄື່ອນໄຫວທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ (controlled acceleration profiles) ເພື່ອປ້ອງກັນການເກີດຟອງໄອ (vapor bubbles) ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດສຽງ ການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ການເສື່ອມສະພາບຂອງວັດສະດຸໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການປະສິດທິພາບສູງ. ການປັບປຸງປະສິດທິພາບທາງຢືດ (hydraulic efficiency improvements) ສົ່ງຜົນໂດຍກົງຕໍ່ການຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນໃນການເຄື່ອນໄຫວ ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານ ແລະ ການປັບປຸງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ (enhanced reliability) ກໍຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ລະບົບຕ້ອງຢຸດເຄື່ອນໄຫວ (system downtime) ແລະ ຄວາມຕ້ອງການບໍລິການສຸກເສີນ (emergency service requirements). ຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ແນ່ນອນໃນການຜະລິດ (precision manufacturing tolerances) ຮັບປະກັນວ່າປະສິດທິພາບຈະຄົງທີ່ໃນທຸກໆການຜະລິດ ແລະ ວິທີການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບ (quality control protocols) ຈະຢືນຢັນວ່າປະສິດທິພາບທາງຢືດເຂົ້າເກນຕາມມາດຕະຖານກ່ອນຈະສົ່ງອອກ ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າປັ້ມນ້ຳບໍ່ຮ້ອນທີ່ເຮັດຈາກສະແຕນເລດແຕ່ລະເຄື່ອງຈະສະເໜີປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ສັນຍາໄວ້ ເຊິ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ຄຸ້ມຄ່າກັບການລົງທຶນທີ່ສູງຂຶ້ນໃນເທັກໂນໂລຊີການສູບນ້ຳທີ່ທັນສະໄໝນີ້.