"Operation of Servo-valve in a hydraulic actuator"

hydraulic systems ေတြကို open loop system နဲ႔ closed loop system ဆိုၿပီး ခြဲၿခားသတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ open loop system ဆိုတာကေတာ႔၊ hydraulic fluid ဟာ အသံုးၿပဳၿပီး cycle ရဲ႕ အဆံုးမွာ၊ unpressurized fluid return အၿဖစ္၊ hydraulic tank သို႔၊ ၿပန္လည္ေရာက္ရိွလာမယ္႔ system ၿဖစ္ပါတယ္။ hydraulic pump ရဲ႕ အဝင္ inlet နဲ႔ hydraulic motor ရဲ႕ အထြက္ return တို႔ႀကားမွာ directional valve တလံုး၊ တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ return line ကိုေတာ႔ hydraulic tank ၿဖင္႔၊ ဆက္သြယ္ထားပါတယ္။

 

Fig. (A) - Open loop system and (B) - Closed loop system

closed loop system မွာေတာ႔၊ hydraulic fluid ဟာ အသံုးၿပဳၿပီး cycle ရဲ႕အဆံုးမွာ၊ closed pressurized loop တခုအတြင္းရိွေနကာ၊ hydraulic tank သို႔၊ return အေနနဲ႔ ၿပန္မလာတဲ႔ system ၿဖစ္ပါတယ္။ hydraulic pump ရဲ႕ အဝင္ inlet နဲ႔ hydraulic motor ရဲ႕ အထြက္ return line တို႔ကို တိုက္ရိုက္ဆက္သြယ္ထားပါတယ္။

electrical signal အသံုးၿပဳကာ၊ valve spool ရဲ႕ position အား လိုအပ္သလို ေၿပာင္းလဲေရြွ႕လၽွားေစနိဳင္တဲ႔ hydraulic valves ေတြကို၊ 'servo-valve' လို႔ေခါါကာ၊ 'flapper nozzle type' နဲ႔ 'jet pipe type' ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခား သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။closed loop control system ေတြမွာ၊ servo-valve ကို command sensor, feedback sensor ေတြ အပါအဝင္ analog သို႔မဟုတ္ digital controllers ေတြနဲ႔ တြဲဖက္အသံုးၿပဳၿခင္းၿဖင္႔၊ တိကၽတဲ႔ accurate position control အား ရရိွေစနိဳင္ပါတယ္။

servo-valve ကို hydraulic actuator နဲ႔ combination အၿဖစ္ တြဲဖက္ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ servo-actuator လို႔ေခါါပါတယ္။ servo-valve ကို low power electrical signal ေပးသြင္းရံုၿဖင္႔၊ hydraulic actuator သို႔မဟုတ္ hydraulic motor အား၊ တိကၽတဲ႔ accurate position နဲ႔ေရြွ႕လၽွားေစနိဳင္ပါတယ္။ servo-valves ေတြမွာ၊ torque motor, flapper nozzle သို႔မဟုတ္ jet pipe နဲ႔ spools အစရိွတဲ႔ အစိတ္အပိုင္းေတြကို၊ ထည္႔သြင္း တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ 

 

 Fig. Cross section view for flapper nozzle type 2-stage servo-valve

hydraulic actuator သို႔မဟုတ္ hydraulic motor ကို တိကၽတဲ႔ accurate position ၿဖင္႔ေရြွ႕လၽွားေစရန္၊ servo valve မွ ပထမအဆင္႔ 'Stage 1' နဲ႔ ဒုတိယအဆင္႔ 'Stage 2' ဆိုၿပီး၊ အဆင္႔ (၂) ဆင္႔ၿဖင္႔ ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ တခါတရံ တတိယအဆင္႔ 'Stage 3' ထည္႔သြင္းထားတဲ႔ servo valves ေတြ ကိုလည္း ေတြ႔ရတတ္ပါတယ္။ 

ပထမ အဆင္႔ 'Stage 1' ဟာ hydraulic pressure amplification ၿဖစ္ၿပီး၊ flapper nozzle သို႔မဟုတ္ jet pipe နဲ႔ spools တို႔မွေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ low power electrical signal ေႀကာင္႔၊ flapper nozzle သို႔မဟုတ္ jet pipe ေရြွ႕လၽွားၿပီး၊ differential pressure '∆_p' ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ '∆_p' ေႀကာင္႔ spool ေရြွ႕လၽွားၿပီး၊ spool မွ '∆_p' ကို amplification အၿဖစ္၊ pressure တိုးၿမွင္႔ကာ၊ hydraulic actuator သို႔မဟုတ္ hydraulic motor သို႔ သက္ေရာက္ေစပါတယ္။

spool မွ hydraulic actuator သို႔မဟုတ္ hydraulic motor သို႔ hydraulic pressure သက္ေရာက္ေစၿခင္းဟာ၊ ဒုတိယအဆင္႔ 'Stage 2' ၿဖစ္ပါတယ္။ တတိယအဆင္႔ 'Stage 3' ထည္႔သြင္းထားတဲ႔ servo valves ေတြမွာေတာ႔ additional spool ကိုတတ္ဆင္ထားၿပီး၊ spool ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ ဒုတိယအဆင္႔ 'Stage 2' မွ hydraulic pressure ကို additional spool သို႔ သက္ေရာက္ေစပါတယ္။ additional spool valve မွာ သက္ေရာက္တဲ႔ pressure အား actuator သို႔မဟုတ္ motor သို႔ေပးသြင္းၿခင္႔ၿဖင္႔၊ servo system အၿဖစ္ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။

servo-valve မွာ hydraulic pressure inlet နဲ႔ torque motor အတြက္၊ electrical input ကိုေပးသြင္းပါတယ္။ စီးဝင္လာတဲ႔ electrical input current ရဲ႕ (+) positive သို႔မဟုတ္ (-) negative ပမာဏေပါါမူတည္ၿပီး flapper ေရြွ႕လၽွားပါတယ္။ flapper ေရြွ႕လၽွားမွဳမွတဆင္႔ servo-valve အတြင္းမွ၊ spool ေရြွ႕လၽားၿပီး၊ hydraulic actuator ရဲ႕chambers 'A' နဲ႔ 'B' တို႔အတြင္းမွ hydraulic pressure ကို၊ controlled အေနနဲ႔ ထိမ္းေႀကာင္းေပးပါတယ္။ spool ေရြွ႕လၽားတဲ႔အခါ၊ servo-valve ရဲ႕ port ေတြမွာ အဖြင္႔အပိတ္ ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ hydraulic pressure ကို actuator ရဲ႕ တဖက္အၿခမ္းအတြင္းသို႔ စီးဆင္းေစပါတယ္။ actuator ရဲ႕ အၿခားတဖက္ အၿခမ္းအတြင္းမွ hydraulic fluid ကိုေတာ႔၊ servo-valve အတြင္းသို႔ return အေနနဲ႔ ၿပန္လည္၊ စီးဝင္ေစပါတယ္။

'Flapper nozzle servo-valve' - electromagnetic torque motor ဟာ flapper ကိုေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ motor မွာ၊ ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ torque ဟာ၊ ေပးသြင္းတဲ႔ applied current နဲ႔ proportionally တိုက္ရိုက္ အခၽိဳးကၽၿပီး၊ ေသးငယ္တဲ႔၊ mili-ampere range ပမာဏ ၿဖင္႔သာ၊ ေပးသြင္းပါတယ္။ torque motor မွာ၊ magnetically permeable armature (၁) ခု ပါဝင္ၿပီး၊ coil (၂) ခုကို armature winding အၿဖစ္ 'ပတ္' ထားပါတယ္။ armature ဟာ flapper piece ရဲ႕ အစိတ္အပိုင္းၿဖစ္သလို၊ permanent magnets (၂) ခုအႀကားမွာ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ applied current ကို armature coil သို႔ေပးသြင္းတဲ႔အခါ၊ armature မွာ၊ magnetic flux ေတြေပါါေပါက္လာပါတယ္။ 

permanent magnets ေတြရဲ႕ magnetic poles ေတြႀကားမွာ၊ ေပးသြင္းတဲ႔ applied current ရဲ႕ direction အရ၊ armature မွ magnetic poles ေတြရိွေနပါတယ္။ permanent magnets ေတြဟာ၊ armature မွာၿဖစ္ေပါါတဲ႔ magnetic poles ရဲ႕ direction ေပါါမူတည္ၿပီး၊ direction မတူတဲ႔အခါ attraction အေနနဲ႔ ဆြဲယူမွာၿဖစ္သလို၊ direction တူတဲ႔အခါ repelling အေနနဲ႔ တြန္းကန္ပါတယ္။

permanent magnets ေတြရဲ႕ attraction နဲ႔ repelling ေႀကာင္႔၊ armature ဟာ၊ torque တန္ဖိုးပမာဏတခုၿဖင္႔ လည္ပတ္သြားပါတယ္။ armature လည္ပတ္တဲ႔အခါ၊ flapper လည္းလိုက္ပါေရြွ႕လၽွားပါတယ္။ permanent magnets ေတြဟာ၊ လည္ပတ္သြားတဲ႔ armature အား၊ position တခုမွာ lock အေနနဲ႔ ပံုေသရိွေနေစၿပီး၊ applied current ပမာဏထပ္မံတိုးၿမွင္႔မွသာ၊ ေနာက္ထပ္ position တခုသို႔ ဆက္လက္လည္ပတ္မွာၿဖစ္ပါတယ္။

flapper ဟာလည္း၊ armature မွာ သက္ေရာက္တဲ႔ magnetic flux ေတြေႀကာင္႔၊ lock အေနနဲ႔ position တခုမွာ ပံုေသ ရိွေနတဲ႔အၿပင္၊ nozzles ေတြမွာရိွေနတဲ႔ hydraulic flow forces, flapper hinge point ရဲ႕ friction force တို႔ အပါအဝင္၊ flapper နဲ႔ spool တို႔ကို ဆက္သြယ္ေပးထားတဲ႔ feed back spring wire ရဲ႕ forces ေတြေႀကာင္႔၊ torque balance အေနနဲ႔ တည္ၿငိမ္ေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။ flapper နဲ႔ spool တို႔ကို feed back spring wire ၿဖင္႔ ခၽိတ္ဆက္ထားတဲ႔အတြက္၊ servo-valve မွာ stability ပိုမိုရရိွနိဳင္သလို၊ performance လည္း ပိုမိုေကာင္းမြန္လာတာ ေတြ႔ရပါတယ္။

applied current ရဲ႕ direction ကိုေၿပာင္းလဲၿပီး၊ ေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အခါ၊ armature ဟာ မူလ permanent magnet မွ၊ အၿခား permanent magnet တခုထံသို႔ reverse direction ၿဖင္႔လည္ပတ္ကာ၊ ေရြွ႕လၽွားသြားမွာၿဖစ္ပါတယ္။ armature ရဲ႕ လည္ပတ္မွဳေႀကာင္႔ flipper ဟာ nozzle တခုနဲ႔ ပိုမိုနီးကပ္သြားၿပီး၊ အၿခား nozzle တခုနဲ႔ ပိုမိုေဝးကြာသြားပါတယ္။ nozzle တခုနဲ႔ ပိုမိုနီးကပ္သြားတဲ႔အခါ၊ flipper နဲ႔ nozzle အႀကားမွ hydraulic fluid ရဲ႕ flow area ကၽဥ္းေၿမာင္းသြားၿပီး၊ အၿခားတဖက္မွာေတာ႔ flow area ကၽယ္ၿပန္႔သြားပါတယ္။ armature ဟာ၊ (~ 0. 01 radius) ပမာဏခန္႔သာရိွတဲ႔ အလြန္ေသးငယ္တဲ႔ angle နဲ႔သာ direction of rotation အၿဖစ္၊ လည္ပတ္သလို၊ flipper နဲ႔ nozzle တို႔ႀကားမွ gap အကြာအေဝး 'G' ဟာလည္း (0. 002 ~ 0. 003) inches ခန္႔သာရိွပါတယ္။

Fig. Flapper nozzle servo-actuator

'G' ဆိုတဲ႔ flipper နဲ႔ nozzle တို႔ႀကားမွ gap အကြာအေဝးႀကီးမားခဲ႔လၽွင္၊ armature ဟာ direction of rotation အေနနဲ႔၊ ဆက္လက္ မလည္ပတ္နိဳင္ေတာ႔တဲ႔အၿပင္၊ flipper မွာရိွေနတဲ႔ torque balance forces ေတြေႀကာင္႔ latch အေနနဲ႔ ကန္႔လန္႔ အတားအဆီးတခုလို၊ ၿဖစ္သြားတတ္ပါတယ္။ 

အထက္မွာေဖာ္ၿပထားတဲ႔ 'Flapper nozzle servo-actuator' မွ၊ nozzle ရဲ႕ အဝင္ inlet ဟာ orifices inlet (၂) ခု ၿဖစ္ၿပီး၊ 'Q₁' နဲ႔ 'Q₂' အၿဖစ္ သတ္မွတ္ပါတယ္။ nozzle ရဲ႕ အထြက္ outlet (၂) ခုကို 'P_n1' နဲ႔ 'P_n2' အၿဖစ္ သတ္မွတ္သလို၊ flapper နဲ႔ spool တို႔ကို ဆက္သြယ္ေပးထားတဲ႔ feed back spring wire ကိုေတာ႔၊ nozzle ရဲ႕ back pressure 'P_n3' အၿဖစ္ သတ္မွတ္ပါတယ္။ nozzle inlet orifice 'Q₁' နဲ႔ 'Q₂' တို႔ဟာ၊ flapper ရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳေပါါမူတည္ၿပီး hydraulic pressure နဲ႔ volume အေၿပာင္းအလဲကို၊ ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ 

 

 

Fig. Flapper nozzle

flapper နဲ႔ nozzle တို႔ဟာ linear relation ၿဖင္႔ဆက္စပ္ေနၿပီး၊ flapper နဲ႔ nozzle တို႔ အႀကားမွာေပါါေပါက္လာမယ္႔ circumferential area ဟာ၊ nozzle diameter ထက္ေသးငယ္ပါတယ္။ nozzle တို႔ႀကားမွ circumferential area ဟာ၊ flow control area ၿဖစ္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ flapper ရဲ႕ ေသးငယ္တဲ႔ ေရြွ႕လၽွားမွဳ movement မွတဆင္႔၊ accurate control ကို ရရိွေစတဲ႔အတြက္၊ torque motor ရဲ႕ materials, windings နဲ႔ overall design features ေတြဟာလည္း၊ အေရးႀကီးပါတယ္။ flapper ရဲ႕ movement ေႀကာင္႔ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ accurate control ဟာ pilot spool သို႔ သက္ေရာက္ၿပီး၊ pilot spool မွတဆင္႔၊ actuator ကို၊ actual control အေနနဲ႔ ေရြွ႕လၽွားေစမွာၿဖစ္ပါတယ္။

pilot spool ရဲ႕ ဟိုဖက္၊ ဒီဖက္ both sides (၂) ဖက္ စလံုးမွာ၊ flapper နဲ႔ nozzles တို႔ရဲ႕ control pressure acting သက္ေရာက္ပါတယ္။ flapper ဟာ အလယ္ဗဟို neutral position မွာရိွေနစဥ္၊ ဟိုဖက္၊ ဒီဖက္ nozzle flow areas ေတြဟာ ညီမၽွေနမွာၿဖစ္သလို၊ nozzle ရဲ႕ အထြက္ outlet pressures 'P_n1' နဲ႔ 'P_n2' တို႔ဟာလည္း၊ ညီမၽွေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။ nozzle ရဲ႕ အဝင္ inlet မွ flow areas ေတြ ညီမၽွေနၿခင္းနဲ႔ inlet nozzle pressures ေတြ ညီမၽွေနၿခင္းကလည္း၊ neutral position မွာရိွေနတဲ႔ flapper ကို ပိုမိုတည္ၿငိမ္ေစပါတယ္။

flipper ဟာ၊ nozzle 'n₁' နဲ႔ ပိုမိုနီးကပ္သြားတဲ႔အခါ၊ nozzle ရဲ႕ အထြက္ outlet flow area လည္း၊ ကၽဆင္းသြားၿပီး၊ outlet pressures 'P_n1' ၿမင္႔တက္လာပါတယ္။ တခၽိန္တည္းမွာပဲ nozzle 'n₂' ရဲ႕ outlet flow area ၿမင္႔တက္သြားၿပီး၊ outlet pressures  'P_n2' ကၽဆင္းသြားပါတယ္။ မတူညီတဲ႔ outlet pressures 'P_n1' နဲ႔ 'P_n2' တို႔ေႀကာင္႔ differential pressure '∆_p' ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ "(differential pressure  ∆_p=  P_n1 – P_n2 )" အရ spool ဟာ၊ outlet pressures နည္းတဲ႔ nozzle 'n₂' ဖက္ အၿခမ္းသို႔၊ ေရြွ႕သြားပါတယ္။ high pressure fluid ဟာ၊ actuator chamber 'P_A' အတြင္းသို႔ စီးဝင္လာၿပီး၊ actuator chamber 'P_B' အတြင္းမွ fluid ကေတာ႔ return အေနနဲ႔ servo-valve အတြင္းသို႔ ၿပန္လည္ စီးဆင္းသြားပါတယ္။ flapper ဟာ nozzle 'n₁' ဖက္သို႔ေရြွ႕သြားစဥ္၊ feed back spring wire မွ၊ neutral position သို႔ ၿပန္လည္ဆြဲယူပါတယ္။

Fig. Fiber-optic force sensor

flapper system မွာ stabilizing force ရရိွေစရန္၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ spring wire အစား linear variable differential transducer ေတြကိုလည္း feed back အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳပါတယ္။ 'Hall effect sensor' သို႔မဟုတ္ 'Piezoelectric sensor' နဲ႔ 'Fiber-optic force sensor' အစရိွတဲ႔ linear variable differential transducer ေတြရဲ႕ output signal ဟာ၊ armature သို႔ ေပးသြင္းေနတဲ႔ applied current ကို၊ control လုပ္ၿပီး stabilizing ရရိွေစရန္၊ ေဆာင္ရြက္ေပးနိဳင္ပါတယ္။

'Jet pipe servo-valve' - servo systems ေတြကို ခြဲၿခားႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ load positioning servo system, velocity servo system နဲ႔ force servo system ဆိုၿပီးေတြ႔ရပါတယ္။ applications ေတြအေပါါမူတည္ၿပီး၊ servo systems ေတြ ကြဲၿပားေပမယ္႔၊ flapper nozzle type နဲ႔ jet pipe type servo-valve (၂) မၽိဳးထဲမွ၊ တမၽိဳးကို အဓိက main component အၿဖစ္ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ jet pipe type servo-valve မွာ spool ေရြွ႕လၽွားမွဳၿဖစ္ေပါါေစရန္၊ jet pipe အား၊ အသံုးၿပဳထားၿပီး၊ torque motor အလုပ္လုပ္ပံုကေတာ႔၊ flapper nozzle type servo-valve အလုပ္လုပ္ပံုနဲ႔ ဆင္တူပါတယ္။

jet pipe ဟာ hydraulic fluid moving ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ kinetic energy  ကို၊ static pressure အၿဖစ္သို႔ေၿပာင္းလဲေပးပါတယ္။ servo-valve ရဲ႕ receiver block မွာ အေပါက္ hole (၂) ခု ပါဝင္ၿပီး၊ hole (၂) ခုရဲ႕ အလယ္ဗဟို center မွာ jet pipe ရိွေနတဲ႔အခါ၊ servo ဆိုတဲ႔ spool ရဲ႕ ဟိုဖက္ဒီဖက္ both end မွာ သက္ေရာက္ေနမယ္႔ hydraulic pressure ေတြဟာလည္း၊ ညီမၽွေနပါတယ္။ receiver hole တခုဖက္ဆီသို႔၊ jet pipe လည္ပတ္ကာေရြွ႕လၽွားသြားတဲ႔အခါ၊ receiver hole ရဲ႕ hydraulic pressure ဟာ၊ jet pipe နဲ႔ ေဝးသြားတဲ႔ receiver hole ရဲ႕ hydraulic pressure ထက္ ပိုမၽားလာမွာၿဖစ္ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ servo ဆိုတဲ႔ spool မွာ pressure unbalanced condition တခုေပါါေပါက္လာၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Jet pipe centered position and Jet pipe rotate to right side position

 

Fig. Bernoulli's equation  

'Bernoulli’s equation' ကို၊ သံုးၿပီး၊ jet pipe ရဲ႕ rotational movement ေႀကာင္႔ၿဖစ္ေပါါလာမယ္႔ stagnation pressure 'P_S' ကို၊ တြက္ယူနိဳင္ပါတယ္။ stagnation pressure 'P_S' ဟာ၊ hydraulic fluid ရဲ႕ အလယ္ midstream မွာ ၿဖစ္ေပါါမယ္႔ maximum fluid pressure ၿဖစ္ပါတယ္။ 

jet stream ဟာ၊ receiver block ရဲ႕ အလယ္ဗဟိုကို၊ သက္ေရာက္ေနစဥ္၊ spool ရဲ႕ ဟိုဖက္ဒီဖက္ both end မွာ သက္ေရာက္ေနမယ္႔ hydraulic pressure ေတြ၊ ညီမၽွေနတဲ႔အတြက္၊ (∆_p = 0) အေနနဲ႔၊ differential pressure ၿဖစ္ေပါါၿခင္း မရိွနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

jet pipe ဟာ၊ receiver block ရဲ႕ ညာဖက္ 'right side' သို႔ေရြ႔ွ႕လၽွားသြားတဲ႔အခါ၊ jet stream ေႀကာင္႔ ညာဖက္ receiver hole မွာ hydraulic fluid pressure ၿမင္႔တက္လာၿပီး၊ ဘယ္ဖက္ left side မွာရိွေနတဲ႔ receiver hole မွာေတာ႔ pressure ကၽဆင္းသြားပါတယ္။ differential pressure '∆_p' ေပါါေပါက္လာၿခင္းၿဖစ္သလို၊ jet pipe ရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳ အကြာအေဝးဟာ၊ ေသးငယ္လြန္းေပမယ္႔ differential pressure ဟာ jet pipe travel range နဲ႔ linear relation ၿဖင္႔၊ တိုက္ရိုက္ အခၽိဳးကၽပါတယ္။

Fig. Jet pipe servo-actuator

jet pipe ရဲ႕ nozzle diameter နဲ႔ receiver hole diameters ေတြဟာ၊ relationship အေနနဲ႔ ဆက္သြယ္မွဳရိွသလို၊ jet pipe nozzle ရဲ႕ performance လို႔ေခါါတဲ႔ optimization ဟာလည္း၊ servo-valve အတြက္ အေရးႀကီးပါတယ္။ 'maximum L = 2 D_n' ဆိုတဲ႔ nozzle နဲ႔ receiver hole အကြာအေဝး ဆက္သြယ္ခၽက္အရ၊ အမၽားဆံုးအကြာအေဝး maximum 'L' ဟာ၊ receiver hole diameter ထက္၊ (၂) ဆခန္႔သာ ရိွသင္႔ပါတယ္။ nozzle နဲ႔ receiver hole တို႔ဟာ၊ တတ္နိဳင္သမၽွ အနီးကပ္ဆံုး၊ အကြာအေဝးမွာ ရိွတဲ႔အခါ၊ optimization ပိုမိုေကာင္းမြန္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ 

optimization ေကာင္းမြန္မွသာ၊ actuator chamber 'A' နဲ႔ 'B' တို႔အေပါါ တလွည္႔စီသက္ေရာက္မယ္႔ hydraulic pressure 'P₁' နဲ႔ 'P₂' တို႔ကိုလည္း၊ maximum pressure အေနနဲ႔ ရရိွနိဳင္ပါတယ္။ Jet pipe servo-valve ရဲ႕ spool မွာ differential pressure '∆_p' သက္ေရာက္ေနစဥ္၊ stabilizing force ရရိွဖို႔၊ 'Flapper nozzle servo-valve' ေတြကဲ႔သို႔၊ feed back spring wire သို႔မဟုတ္ linear variable differential transducer ေတြကိုတတ္ဆင္ အသံုးၿပဳပါတယ္။

jet pipe servo-valve ရဲ႕ receiver block hole diameter ဟာ၊ ႀကီးမားပါတယ္။ hole diameter ႀကီးမားတဲ႔အတြက္၊ hydraulic fluid မွာ ေရာေနွာပါဝင္ေနတဲ႔ အမွဳန္၊ အနည္နဲ႔ အညစ္အေႀကးေတြေႀကာင္႔ contamination ရိွေနေပမယ္႔၊ jet pipe servo-valve ရဲ႕ servo operation ကို၊ ထိခိုက္နိဳင္ၿခင္း မရိွတာေတြ႔ရပါတယ္။ jet pipe orifices ဆိုတဲ႔ jet pipe nozzles ေတြရဲ႕ diameter ဟာ၊ flapper nozzle diameter ထက္၊ ပိုမိုႀကီးမားပါတယ္။

jet pipe nozzle diameter ႀကီးမားတဲ႔အတြက္ jet pipe servo-valve မွာ leakage flow ဆိုတဲ႔၊ internal leakage ၿဖစ္ေပါါတတ္ သလို၊ flapper nozzle servo-valve မွာေတာ႔ flapper nozzle diameter ေသးငယ္တဲ႔အတြက္၊ hydraulic fluid contamination ေႀကာင္႔၊ ပိတ္ဆို႔တတ္ပါတယ္။ flapper nozzle ပိတ္ဆို႔သြားတဲ႔အခါ၊ spool ဟာ direction တဖက္တည္းကိုသာေရြွ႕လၽွားၿပီး၊ အၿခားတဖက္သို႔ မေရြွ႕နိဳင္ပဲ၊ ရပ္ေနတတ္ပါတယ္။

'Servo movement' - spool အား၊ hydraulic fluid pressure ေပးသြင္းၿပီး၊ ဟိုဖက္ဒီဖက္ လိုအပ္သလိုေရြွ႕လၽွားေစၿခင္းကို 'servo movement' အၿဖစ္ သတ္မွတ္ပါတယ္။ servo movement ရရိွေစရန္ အသံုးၿပဳတဲ႔ spool ဟာ rod တခုနဲ႔ ဆက္ထားတဲ႔ lands (၂) ခုပါဝင္တဲ႔ spool ၿဖစ္ၿပီး၊ bushing လို႔ေခါါတဲ႔ outer sleeve အတြင္းမွာေရြွ႕လၽွားပါတယ္။ hydraulic fluid စီးဝင္နိဳင္ေစရန္ sleeve မွာ flow port ေတြေဖာက္ထားၿပီး၊ spool နဲ႔ outer sleeve တို႔ကို၊ ေပါင္းစပ္ကာ 'servo' လို႔ေခါါပါတယ္။

'servo' ဟာ၊ hydraulic paths ရဲ႕ actuation component တခုၿဖစ္ပါတယ္။ spool ရဲ႕ position ေရြွ႕လၽွားမွဳဟာ၊ valve အတြင္း ၿဖတ္သန္းစီးဆင္းသြားမယ္႔ hydraulic fluid ရဲ႕ flow area ေပါါမူတည္ပါတယ္။ flow area ကို control လုပ္ၿခင္းၿဖင္႔၊ spool ရဲ႕ position ေရြွ႕လၽွားေၿပာင္းလဲမွဳ ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ open/ closed ဆိုတဲ႔ 'two position solenoid controlled', applied current အား၊ လိုအပ္သလိုေၿပာင္းလဲေပးသြင္းတဲ႔ 'proportional solenoid controlled' နဲ႔ 'mechanical lever controlled' အစရိွတဲ႔ နည္းလမ္းေတြကိုအသံုးၿပဳၿပီး၊ flow area ကို control လုပ္ႀကပါတယ္။  

 

Fig. Basic servo

 

Fig. Servo flow characteristic equation

'Servo flow characteristic equation' လို႔ေခါါတဲ႔ 'Turbulent orifice flow equation' အရ၊ valve spool position 'X_v' ဟာ၊ flow cross-sectional area 'A_v' နဲ႔ ဆက္သြယ္ေနပါတယ္။ flow cross sectional area ေႀကာင္႔ valve spool ရဲ႕ position ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ servo ရဲ႕ flow rate ကိုေတာ႔၊ outlet flow area မွ controlled လုပ္ၿပီး၊ outlet flow area ဟာ၊ inlet flow area ထက္ေသးငယ္ပါတယ္။

 

Fig. Servo lapping 

bushing လို႔ေခါါတဲ႔ outer sleeve အတြင္းမွာ spool တည္ရိွေနပံု အေနအထားကို 'lapped' လို႔ေခါါပါတယ္။ spool တည္ရိွေနပံု အေနအထားအေပါါမူတည္ၿပီး၊ servo ေတြကို zero lapped servo, over lapped servo နဲ႔ under lapped servo အၿဖစ္ခြဲၿခား၊ သတ္မွတ္ပါတယ္။ 'zero lapped servo' ရဲ႕ land width အကၽယ္နဲ႔ flow port ေတြရဲ႕ width ဟာတူညီပါတယ္။ land width နဲ႔ port width တူညီေနတဲ႔အတြက္၊ outlet မွာ zero flow position ၿဖစ္ေပါါေနၿပီး၊ tightest control အေနနဲ႔ တိကၽမွဳရိွတဲ႔ high precision servo-valves ေတြအၿဖစ္၊ အသံုးၿပဳပါတယ္။ 'over lapped servo' မွာေတာ႔ land width ဟာ flow port width ထက္ပိုႀကီးပါတယ္။ spool ေရြွ႕လၽွားတဲ႔အခါ ေပါါေပါက္လာမယ္႔ flow area vs pressure curve ဆိုတဲ႔ flow area နဲ႔ pressure ဆက္သြယ္ခၽက္မွာ၊ dead-band အေနနဲ႔ေတြ႔နိဳင္ပါတယ္။ 

minimum spool movement ဟာ overlap dimension နဲ႔ညီမၽွၿပီး၊ spool ေရြွ႕လၽွားၿပီးမွသာ outlet flow စီးဆင္းပါတယ္။ overlapped servo ေတြရဲ႕ 'noise' factors tolerant ဟာႀကီးမားပါတယ္။ 'noise' factors tolerant ႀကီးမားတဲ႔အတြက္၊ တိကၽတဲ႔ control accuracy ရရိွနိဳင္မွဳ ကၽဆင္းသြားပါတယ္။ under lapped servo ရဲ႕ land width ဟာ၊ port width ထက္ငယ္တဲ႔အတြက္၊ spool position အကုန္လံုးမွာ၊ outlet flow စီးဆင္းေနပါတယ္။ outlet flow ႀကိဳတင္ရိွေနတဲ႔အတြက္၊ control response ပိုၿမန္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

 

Fig. Flow rate behavior  

'Turbulent orifice flow equation' အရ၊ servo port ရဲ႕ flow area ကို၊ 'A (X_v)' အၿဖစ္ သတ္မွတ္ပါတယ္။ flow area ဟာ valve တည္ေဆာက္ပံု type ပံုသ႑န္နဲ႔ spool position တို႔ အေပါါမူတည္ပါတယ္။ differential pressure '∆_p'  ဟာ၊ constant အေနနဲ႔ တည္ၿငိမ္ေနတဲ႔အခါ၊ flow rate နဲ႔ flow area တို႔ဟာ၊ proportionally varies အေနနဲ႔ တိုက္ရိုက္ အခၽိဳးကၽေၿပာင္းလဲေနမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။ flow area ဟာ constant အေနနဲ႔ အေၿပာင္းအလဲမရိွတဲ႔အခါမွာေတာ႔၊ flow rate နဲ႔ differential pressure '∆_p' တို႔ဟာ၊ square root varies ဆိုတဲ႔ နွစ္ထပ္ကိန္းရင္း ဆက္သြယ္ခၽက္နဲ႔ လိုက္ပါေၿပာင္းလဲေနပါတယ္။

Fig. Effects of valve lapping on flow 

အေပါါမွာေဖာ္ၿပထားတဲ႔ 'flow curve' မွာ၊ differential pressure '∆_p' ဟာ၊ constant အေနနဲ႔ တည္ၿငိမ္ေနၿပီး၊ servo မွ sleeve port  အတြင္းသို႔ ဝင္ေရာက္လာမယ္႔ hydraulic fluid ရဲ႕ controlled flow နဲ႔ valve position တို႔ရဲ႕ ဆက္သြယ္ခၽက္ၿဖစ္ပါတယ္။ zero lapped spool မွာ curve ဟာ controlled flow နဲ႔ valve position တို႔ရဲ႕ origin point အားတေၿဖာင္႔တည္း ၿဖတ္သန္းသြားတာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ overlapped servo မွာ၊ flow ဟာ zero အေနနဲ႔ ရိွေနၿပီး၊ sufficiently moved အေနနဲ႔ spool ေရြွ႕လၽွားသြားမွ flow စတင္ စီးဆင္းပါတယ္။ 

under lapped valve မွာေတာ႔ flow ဟာ servo ရဲ႕ directions (၂) ဖက္စလံုးသို႔စီးေနၿပီး၊ spool စတင္ေရြွ႕လၽွားတဲ႔အခါ၊ zero flow အေနနဲ႔ ရပ္တန္႔ သြားပါတယ္။ spool စတင္ေရြွ႕လၽွားၿခင္းကို load စတင္ ထမ္းေဆာင္ၿခင္းအၿဖစ္၊ သတ္မွတ္နိဳင္ၿပီး၊ zero flow အေနနဲ႔ servo မွ hydraulic fluid စီးဆင္းၿခင္း မရိွတဲ႔အေၿခအေနကို၊ 'null' position လို႔ေခါါပါတယ္။ spool ဟာ null position ကိုေကၽာ္လြန္သြားတာနဲ႔ လၽွင္ၿမန္စြာေရြွ႕လၽွားသြားၿပီး၊ sleeve ရဲ႕ outlet port အား အလၽွင္အၿမန္ပိတ္လိုက္ပါတယ္။

Fig. (A) Flow rate behavior for a two position servo and (B) Mechanically positioned servo

open/ closed ဆိုတဲ႔ 'two position solenoid controlled' servo ေတြမွာ၊ spool မေရြွ႕လၽွားခင္ minimum flow area 'A_min' အတြင္း၊ zero flow အေနနဲ႔ servo မွ hydraulic fluid စီးဆင္းၿခင္း မရိွသလို၊ spool ေရြွ႕လၽွားတဲ႔အခါ maximum flow area  'A_max' အား၊ 100 mili-seconds ေအာက္အခၽိန္တိုေလးအတြင္းမွာ၊ ခၽက္ၿခင္း ရရိွနိဳင္ပါတယ္။ 'mechanical lever controlled' ဆိုတဲ႔ mechanically positioned servo ေတြမွာေတာ႔၊ flow area ဟာ၊ mechanically input force 'F' နဲ႔ ညီမၽွပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ mechanically input force အေပါါမွာ တိုက္ရိုက္မွီခိုၿပီး၊ flow area ေၿပာင္းလဲတယ္လို႔၊ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ 

 

Fig. Spool grooves servo

servo ေတြကိုေရြးခၽယ္တတ္ဆင္တဲ႔အခါ၊ အသံုးၿပဳမယ္႔ pressure rating, ေပါါေပါက္လာမယ္႔ differential pressure နဲ႔ temperature rating, တတ္ဆင္ထားတဲ႔ spring, အသံုးၿပဳမယ္႔ actuation method နဲ႔ speed, closed loop system မွ interactions ဆိုတဲ႔ တြဲဖက္အသံုးၿပဳမယ္႔ equipment နဲ႔ devices ေတြရဲ႕ သက္ေရာက္မွဳ effect, servo-valve materials, friction, seals/ clearances, failure modes နဲ႔ chattering အစရိွတဲ႔ အခၽက္အလက္ေတြကို၊ ထည္႔သြင္းစဥ္းစားရန္ လိုအပ္ပါတယ္။

 

Fig. Electro-hydraulic servo-valve

အသံုးၿပဳမယ္႔ pressure rating နဲ႔ ကိုက္ညီတဲ႔ servo ၿဖစ္ဖို႔လိုသလို၊ servo အထြက္မွ၊ downstream pressure ဟာ၊ servo အတြင္းမွ orifice လို႔ေခါါတဲ႔ nozzle အား၊ flow restriction အေနနဲ႔ အေနွာက္အယွက္ေပးကာ၊ ၿပန္လည္ သက္ေရာက္တတ္တဲ႔အတြက္၊ differential pressure ဟာ downstream pressure ကို ခံနိဳင္ရည္ရိွရန္ လိုအပ္ပါတယ္။ 

servo ဟာ ပတ္ဝန္းကၽင္ေနရာရဲ႕ environmental temperatures ကို ခံနိဳင္ရည္ရိွဖို႔လိုအပ္ပါတယ္။ non-powered position မွာ servo ကို return အၿဖစ္ ၿပန္လာေစရန္၊ တခါတရံ spring ထည္႔သြင္းတတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။ spring ရဲ႕ force ဟာ၊ non-powered condition အေၿခအေနအၿပင္၊ operating conditions အေၿခအေနအားလံုး အတြက္မွာပါ၊ လံုေလာက္မွဳရိွ မရိွကို၊ ထည္႔သြင္းစဥ္းစားဖို႔ လိုသလို၊ solenoid သို႔မဟုတ္ mechanical linkage ဟာ၊ spring ရဲ႕ overcome force ကို၊ ခံနိဳင္ရည္ရိွရန္လည္း လိုအပ္ပါတယ္။ 

servo position ကို၊ control အေနနဲ႔ ထိမ္းေကၽာင္းတဲ႔အခါ၊ solenoid သို႔မဟုတ္ mechanical linkage တို႔ကိုအသံုးၿပဳၿပီး၊ actuation method လို႔ေခါါပါတယ္။ actuation method ကိုေရြးခၽယ္ရာမွာ၊ hydraulic system တခုလံုးရဲ႕ overall system layout နဲ႔ design အားအေၿခခံၿပီး၊ solenoid အတြက္ ရရိွနိဳင္မယ္႔ maximum နဲ႔ minimum available voltages ေတြကို၊ ေရြးခၽယ္ပါတယ္။ mechanical linkage method ကိုေရြးခၽယ္တဲ႔ အခါမွာေတာ႔၊ hydraulic system တခုလံုးမွာေပါါေပါက္နိဳင္မယ္႔ inertia, friction နဲ႔ maximum applied load တို႔အား၊ အေၿခခံၿပီး ေရြးခၽယ္ပါတယ္။ hydraulic system ရဲ႕ structure နဲ႔ components ေတြအလိုက္၊ actuation method ဟာ၊ ကိုက္ညီမွဳ compliance ရိွမရိွကို၊ ထည္႔သြင္းစဥ္းစားရန္လိုအပ္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ hydraulic system ဟာ၊ reset force ထည္႔သြင္းဖို႔ လိုအပ္တဲ႔အခါ၊ spring reset mechanism တတ္ဆင္ေပးရမွာၿဖစ္ပါတယ္။

servo ဟာ actuation device ၿဖစ္တဲ႔အတြက္၊ speed ကိုလည္း၊ ထည္႔သြင္း စဥ္းစားရန္လိုအပ္ပါတယ္။ solenoid ကိုအသံုးၿပဳထားတဲ႔၊ 2 position (open/ closed) servo ေတြဟာ၊ လၽွင္ၿမန္တဲ႔ fast response servo ေတြ ၿဖစ္ၿပီး၊ closed အေနနဲ႔ ၿပန္ပိတ္တဲ႔အခါ၊ pressure waves ေတြေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။ pressure waves ဟာ၊ control system မွာ၊ shut off flow အၿဖစ္၊ အေနွာက္အယွက္ေပးတတ္တဲ႔အတြက္၊ fault အၿဖစ္ယူဆနိဳင္ပါတယ္။ pressure waves ေတြၿငိမ္သက္သြားေစရန္၊ time required အေနနဲ႔ 50 ~ 100 milliseconds ခန္႔ အခၽိန္ယူၿပီးမွ၊ actuation ကိုေဆာင္ရြက္ၿခင္းၿဖင္႔၊ shut off flow အားေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ပါတယ္။

servo အတြက္အသံုးၿပဳထားတဲ႔ material ကို ေရြးခၽယ္တဲ႔အခါ၊ corrosion နဲ႔ environmental considerations ပိုင္းေတြကို ထည္႔သြင္းစဥ္းစားဖို႔ လိုအပ္သလို၊ ၿမင္႔မားတဲ႔ extreme temperature ကိုလည္း၊ ခံနိဳင္ရည္ရိွရန္လိုအပ္ပါတယ္။ mechanically actuated servos ေတြဟာမွ၊ mechanical linkage method ကို အသံုးၿပဳထားတဲ႔အတြက္၊ spool မွာ friction ေပါါေပါက္နိဳင္ပါတယ္။ 

servo ေတာ္ေတာ္မၽားမၽားရဲ႕ spool နဲ႔ housing တို႔ကို၊ tight clearances အေနနဲ႔တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ leakage မၿဖစ္ေပါါေစရန္ တားဆီးႀကပါတယ္။ တခါတရံလည္း leakage ကို တားဆီးဖို႔ seal ေတြကို၊ ထည္႔သြင္းအသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ tight clearances နဲ႔ seal တို႔မွာ၊ tear and wear ဆိုတဲ႔ ပြန္းစားၿခင္းေတြ ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။ tear and wear down ဟာ၊ အသံုးၿပဳရာပတ္ဝန္းကၽင္ environmental conditions ေတြေႀကာင္႔ ေပါါေပါက္တတ္သလို၊ aging ဆိုတဲ႔အသံုးၿပဳမွဳ သက္တမ္းႀကာလာတဲ႔ အခါမွာလည္း ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။ wear and tear ေႀကာင္႔၊ leakage flow ဆိုတဲ႔၊ internal leakage ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။

servo ဟာ၊ full closed position မွ full open position သို႔ေရြွ႕လၽွားေနစဥ္၊ လမ္းခုလတ္မွာ 'jamming' အေနနဲ႔ ဆက္မေရြႇ႕နိဳင္ပဲ ရပ္သြားတတ္ပါတယ္။ solenoid ဟာ၊ servo ကိုလံုေလာက္တဲ႔ current မေပးသြင္းနိဳင္တဲ႔ အခါမၽိဳးေတြနဲ႔၊ hydraulic fluid contamination ေႀကာင္႔၊ spool မွာ high friction ရိွေနတဲ႔အခါ၊ jamming ၿဖစ္ေပါါတတ္ၿပီး၊ failure mode လို႔ေခါါပါတယ္။ hydraulic fluid အဝင္အထြက္၊ upstream နဲ႕ downstream pressure ေႀကာင္႔၊ proportional servo ေတြမွာ၊ 'chattering' ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။ chattering ဟာ natural frequency တခုနဲ႔ အသံၿမည္တတ္သလို၊ fluid flow ကိုလည္း damping အေနနဲ႔ မတည္မၿငိမ္ ၿဖစ္ေစတတ္ ပါတယ္။

hydraulic fluid flow နဲ႔ differential pressure '∆_p' တို႔ဟာ၊ 'Turbulent orifice flow equation' အရ ဆက္သြယ္ေနၿခင္းၿဖစ္သလို၊ spool မွာေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ force balance ေႀကာင္႔ servo position ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ force balance မွာ flapper nozzle ဒါမွမဟုတ္ jet pipe မွတဆင္႔ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ differential pressure သာမက၊ spool မွာသက္ေရာက္ေနတဲ႔ friction forces, spring forces နဲ႔ flow forces ေတြလည္း ပါဝင္တဲအ႔ေႀကာင္း၊ အထက္မွာေဖာ္ၿပခဲ႔ပါတယ္။

spool ဟာ neutral position မွာရိွေနၿခင္းကို 'null position' မွာ servo-valve ရိွေနၿခင္းအၿဖစ္၊ သတ္မွတ္ပါတယ္။ null position ဟာ hydraulic fluid စီးဆင္းၿခင္းမရိွတဲ႔၊ non-flow position ၿဖစ္ပါတယ္။ servo-valve အမၽားစုကိုႀကည္႔လၽွင္၊ compression springs ေတြကို servo ရဲ႕ ဟိုဖက္ဒီဖက္ both side မွာ၊ တတ္ဆင္ၿပီး၊ 'null position' အၿဖစ္၊ ထိမ္းသိမ္းထားတာေတြ႔ရပါတယ္။

အခၽိဳ႕ servo-valve ေတြမွာေတာ႔ servo ရဲ႕ တဖက္တည္းမွာ compression spring တတ္ဆင္ထားတာေတြ႔ရပါတယ္။ applied current ေႀကာင္႔ spool ေရြွ႕လၽွားတဲ႔အခါ၊ spring ရဲ႕ force ထက္ၿမင္႔မားတဲ႔ over come force ရရိွမွသာ၊ null position မွေကၽာ္လြန္ၿပီး၊ ေရြွ႕လၽွားနိဳင္ပါတယ္။ အေႀကာင္းတစံုတခုေႀကာင္႔ applied current ရုတ္တရက္၊ ၿပတ္ေတာက္သြားတဲ႔အခါ၊ compression springs ေတြေႀကာင္႔ servo ဟာ၊ null position သို႔ ခၽက္ၿခင္းၿပန္လည္ေရာက္ရိွသြားၿပီး၊ hydraulic fluid စီးဆင္းမွဳကို ၿဖတ္ေတာက္လိုက္မွာၿဖစ္ပါတယ္။

null position ဆိုတဲ႔ non-flow position ကို 'null bias' လို႔လည္းေခါါႀကပါတယ္။ servo ကိုnull position မွေရြ႕သြားေစမယ္႔ applied current ကိုေတာ႔ 'null bias current' လို႔ေခါါပါတယ္။ null bias current ဟာ servo မွာ ၿဖစ္ေပါါသက္ေရာက္တတ္တဲ႔ supply pressure, operating temperatures နဲ႔ wear and tear ေတြေႀကာင္႔၊ အနည္းအမၽားအေၿပာင္းအလဲ ရိွတတ္ပါတယ္။ null bias current ကို rated current ရဲ႕ ± 3% ခန္႔အတြင္းထားရိွပါတယ္။ 

'Servo-valve flow characteristics' - servo ေရြွ႕လၽွားမွဳေႀကာင္႔၊ hydraulic fluid ရဲ႕ flow မွာ characteristics ေတြ၊ ေၿပာင္းလဲမွဳၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ orifice flow equation ကို flow characteristics အေနနဲ႔၊ ေဖာ္ၿပနိဳင္သလို၊ control flow နဲ႔ load pressure တု႔ိ၊ ဆက္သြယ္ေနတာေတြ႔ရပါတယ္။

 

    Fig. Flow characteristics – Control flow vs. Load pressure

'i/ i_max' ဟာ၊ servo-valve သို႔ေပးသြင္းမယ္႔ applied current နဲ႔ maximum current တို႔ရဲ႕ ratio ၿဖစ္ပါတယ္။ 'ρ' ဟာ hydraulic fluid ရဲ႕ density ၿဖစ္ၿပီး၊ 'q' က flow rate ၿဖစ္ပါတယ္။ '∆_p' ဟာ differential pressure ၿဖစ္ၿပီး၊ servo-valve ဟာ null position တဝိုက္နဲ႔၊ spool travel ရဲ႕အဆံုးမွာ၊ ၿမင္႔မားတဲ႔ higher gain ရရိွတာေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။

 

Fig. Servo flow characteristics – Control flow vs. Input current

input current အေပါါမူတည္ၿပီး၊ control flow ေၿပာင္းလဲပါတယ္။ အကယ္၍ differential pressure '∆_p' ဟာ၊ အေၿပာင္းအလဲမရိွ constant အေနနဲ႔၊ တည္ၿငီမ္ေနတဲ႔အခါ၊ control flow ဟာ liner အေနနဲ႔ လိုက္ပါေၿပာင္းလဲပါတယ္။ higher differential pressure '∆_p' ေႀကာင္႔ flow ၿမင္႔တက္လာပါတယ္။

 

Fig. Servo flow characteristics – Flow curve with hysteresis

current ကို 0 ampere မွ maximum positive ampere value၊ တခါ maximum negative ampere value မွ 0 ampere၊ အစရိွသလို ေပးသြင္းတဲ႔အခါ၊ control flow ကို အၿပာေရာင္ၿဖင္႔ေဖာ္ၿပထားတဲ႔ curve အေနနဲ႔ေတြ႔ရမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။ servo-valve မွာ၊ torque motor ရဲ႕ electromagnetic effects ေတြနဲ႔ friction တို႔ေႀကာင္႔၊ hysteresis ေတြေပါါေပါက္ေလ့ရိွပါတယ္။ ideal flow curve မွာ hysteresis effects ကို ဥပမာအၿဖစ္ေဖာ္ၿပထားပါတယ္။

electromagnetic effects ဟာ၊ non-linear characteristic ရိွတဲ႔အတြက္၊ hysteresis loop ဟာ၊ input signal ေပါါမူတည္ၿပီး၊ non-linear width အေနနဲ႔ ၿဖစ္ေပါါလာတာကို၊ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ friction ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ hysteresis ကေတာ႔၊ non-linearity characteristics နဲ႔ေပါါေပါက္ေပမယ္႔၊ backlash ဆိုတဲ႔ hysteresis loop ရဲ႕ clearance ေသးငယ္တာကိုေတြ႔ရပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ spool ရဲ႕ movement function တေလၽွာက္လံုးမွာ၊ constant အေနနဲ႔ ယူဆနိဳင္ပါတယ္။ servo-valve ရဲ႕ hysteresis ကို၊ valve dynamic position မွာရိွေနတဲ႔၊ inertia effect ကို၊ ထည္႔မတြက္ပဲ၊ spool ေရြွ႕လၽွားစဥ္ slow speed မွာ၊ တိုင္းတာၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။

 

 
Fig. Servo flow characteristics – Flow curve with Hysteresis & Null Bias

null bias ေႀကာင္႔၊ servo မွာ unbalanced spring effect ေပါါေပါက္နိဳင္ပါတယ္။ servo ဟာ unbalanced spring effect ေႀကာင္႔ အလယ္ဗဟိုမွာမရိွပဲ၊ 'offset' အေနနဲ႔ direction တဖက္သို႔ ေရာက္ေနတတ္သလို၊ torque motor current ကို ပိုမိုေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အခါ၊ shifting flow ေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။ electronic controllers ေတြ၊ closed loop position control loops ေတြနဲ႔တြဲဖက္အသံုးၿပဳတဲ႔၊ servo-actuators ေတြဟာ၊ inherently ဆိုတဲ႔ပင္ကိုယ္မူလတည္ေဆာက္ပံုအရ၊ non-linear behavior ဘဘာဝ ရိွတာေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။

Reference and image credit to : http://www.daerospace.com/, http://www.valvehydraulic.com/, http://robotics.case.edu/

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party. 

"Hull, Bottom & Tank Corrosion Protection"

Fig. Type of corrosion

Corrosion ေတြကို၊ Uniform corrosion, Concentration cell corrosion, Inter-granular corrosion ဆိုတဲ႔ Exfoliation corrosion, Atmospheric corrosion, Erosion corrosion, Fretting corrosion, De-alloying corrosion, Formicary corrosion ဆိုတဲ႔ Ant-net corrosion, MIC ဆိုတဲ႔ Microbiological corrosion, Galvanic corrosion သို႔မဟုတ္ Bimetallic corrosion, Crevice corrosion ဆိုတဲ႔ Pitting corrosion , Cracking ဆိုတဲ႔ Stress corrosion, Cavitation corrosion, Hydrogen embitterment corrosion, Immunity corrosion နဲ႔ Corrosion fatigue ဆိုၿပီး သတ္မွတ္ထားႀကပါတယ္။

ပင္လယ္ေရ sea water နဲ႔ ဆားဓါတ္ပါတဲ႔ ေရခိုးေရေငြ႔ sea moisture ေတြကို၊ အၿမဲထိေတြ႔ေနရတဲ႔ သေဘ္ာအတြက္ေတာ႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳဟာ၊ ေရွာင္လြွဲလို႔ မရနိုင္တဲ႔ ကိစၥၿဖစ္ၿပီး၊ ေလၽွာ႔ခၽဖို႔ကိုသာ၊ အတတ္နိဳင္ဆံုးႀကိဳးစားရပါတယ္။ ပင္လယ္ေရနဲ႔ ေရခိုးေရေငြ႔ေတြကို၊ အၿမဲထိေတြ႔ေနရတဲ႔ material ေတြရဲ႕ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳ process reaction ကို 'chemical reaction process' နဲ႔ 'electrochemical reaction process' ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ 

'Chemical reactions process' - သေဘ္ာေတြရဲ႕ သံသားမၽက္နွာၿပင္ iron steel surface နဲ႔ ေလထုထဲမွ atmospheric oxygen တို႔ထိေတြ႔ရာမွ၊ iron ေတြၿပိဳကြဲကာ chemical reaction process အေနနဲ႔ iron oxide ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ iron oxide ဟာ ေရနဲ႔ ေရခိုးေရေငြ႔တို႔ၿဖင္႔၊ ထပ္မံထိေတြ႔ၿခင္းေႀကာင္႔၊ iron hydroxide သို႔မဟုတ္ rust လို႔ေခါါတဲ႔ သံေခၽးေတြေပါါေပါက္လာပါတယ္။ rust ဟာ oxygen နဲ႔ ဆက္တိုက္ထိေတြ႕ၿခင္းၿဖင္႔ သံေခၽးတက္ ဧရိယာပမာဏ၊ ပြားမၽားလာပါတယ္။ oxygen ပါဝင္မွဳနည္းတဲ႔ stainless steel material ရဲ႕ ပထမအလြွာမွ oxide layer မွာေတာ႔ chemical reactions  မၿဖစ္ေပါါနိဳင္ကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Electrochemical reactions process' - အခၽိဳ႕ေသာသတၱဳ metal ေတြရဲ႕ acid, bases နဲ႔ ဓါတ္ေငြ႔ဖြဲ႔စည္းမွဳ gas compound ေတြအတြင္း၊ iron ၿပိဳကြဲမွဳေႀကာင္႔၊ electrochemical reaction process ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ metal compound ေတြထဲမွ ၿပိဳကြဲထြက္လာတဲ႔ iron ေတြရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳေႀကာင္႔ လၽွပ္စီးမွဳ current flow ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ 'galvanic current flow' လို႔ေခါါပါတယ္။ iron ၿပိဳကြဲမွဳေႀကာင္႔ ေရနဲ႔ ထိေတြေနတဲ႔ သေဘ္ာကိုယ္ထည္ သံၿပားေတြမွာ negative iron ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ ေရမွာေတာ႔ positive iron ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။

ေ႐ွာင္လြွဲလို႔မရတဲ႔ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ရန္ တစ္နည္းအားၿဖင္႔ electrochemical reactions process ကို အဓိကထားကာ၊ ေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ရန္၊ သေဘ္ာေတြမွာ 'ေဆးသုတ္ၿခင္း' ဆိုတဲ႔  by painting the metal surface that is continuously exposed to water or moisture,  'sacrificial anode မၽားတတ္ဆင္ၿခင္း' ဆိုတဲ႔ by reversing the current using sacrificial anode နဲ႔ 'ICPP' ဆိုတဲ႔ 'impressed current cathodic protection system တတ္ဆင္ၿခင္း' စတဲ႔ နည္းလမ္းေတြကို အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ သေဘ္ာေတြအတြက္ corrosion protection အေနနဲ႔၊ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽရာမွာ  ေဆးသုတ္ၿခင္းဆိုတဲ႔ painting ကို၊ primary protection အၿဖစ္သတ္မွတ္နိဳင္ၿပီး၊ sacrificial anode တတ္ဆင္ၿခင္းနဲ႔ impressed current cathodic protection system တတ္ဆင္ၿခင္း တို႔ကိုေတာ႕ secondary protection အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ အရည္အေသြးညံ႔တဲ႔ သုတ္ေဆး paint ကို အသံုးၿပဳထားၿပီး၊ သုတ္ေဆးအလြွာ paint coating လည္း၊ 'ပါး' ခဲ႔လၽွင္ sacrificial anode ေတြရဲ႕ သက္တမ္း၊ တိုေတာင္းသြားနိဳင္ပါတယ္။

Fig. galvanic current flow

ေရထဲမွ အမၽိဳးအစားမတူတဲ႔ သတၱဳအလြွာ (၂) ခုႀကားမွာ၊ အိုင္းယြန္းေတြရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳေႀကာင္႔ 'လၽွပ္စီး' ဆိုတဲ႔ current flow ဟာ higher potential သတၱဳမွ၊ lower potential သတၱဳသို႔ စီးဆင္းပါတယ္။ lower potential သတၱဳမွ iron ေတြဟာ galvanic current flow ေႀကာင္႔ တၿဖည္းၿဖည္းနဲ႔ ေရထဲသို႔ စီးဆင္းသြားသလို၊ အခၽိန္အတိုင္းအတာ တခုသို႔ ေရာက္သြားတဲ႔အခါမွာေတာ႔ lower potential သတၱဳမွာ iron လံုးဝမကၽန္ေတာ႔တဲ႔ အေၿခအေနၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ 'anodic reaction' လို႔ေခါါပါတယ္။ 

Fig. (A) - Corrosion in tank, (B) - Anodes on Rudder blade

သေဘ္ာသံၿပားေတြမွာ၊ lower potential သတၱဳ အမၽိဳးအစားကို၊ တတ္ဆင္ၿပီး၊ 'anode' လို႔အမည္ေပးကာ၊ higher potential သတၱဳၿဖစ္တဲ႔ သေဘ္ာသံၿပားကိုေတာ႔ 'cathode' လို႔ အမည္ေပးပါတယ္။ hull plate ဆိုတဲ႔၊ သေဘ္ာကိုယ္ထည္ သံၿပားေတြမွာမက၊ propeller နဲ႔အနီးတဝိုက္ ဧရိယာေတြ၊ pipeline ေတြနဲ႔ heat exchanger ေတြမွာလည္း၊ lower potential သတၱဳ အမၽိဳးအစားၿဖစ္တဲ႔ zinc နဲ႔ aluminum တို႔ကို၊ anode အၿဖစ္ တတ္ဆင္ၿပီး၊ secondary corrosion protection အား၊ ေဆာင္ရြက္ႀကပါတယ္။  

တနည္းအားၿဖင္႔ oxidation လို႔ေခါါတဲ႔ corrosion ဟာ၊ anodic zone မွာသာ ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ cathodic zone မွာ မၿဖစ္ေပါါနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ corrosion မေပါါေပါက္ေစခၽင္တဲ႔ metal surface ကို၊ cathodic zone အၿဖစ္ ေၿပာင္းလဲလိုက္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ corrosion protection လို႔ေခါါတဲ႔ corrosion prevention အတြက္၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ cathodic protection system ကို၊ "Hull cathodic protection system" သို႔မဟုတ္ "Sacrificial anode protection system" နဲ႔ ICCP  ဆိုတဲ႔ "Impressed current cathodic protection system" ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။  

'Sacrificial anode protection system' - သေဘ္ာရဲ႕ hull, bottom နဲ႔ tank ေတြမွာ ၿဖစ္ေပါါတဲ႔ corrosion ဟာ၊ electrochemical reaction ေႀကာင္႔ ေပါါေပါက္လာတာၿဖစ္ၿပီး၊ 'uniform corrosion' လို႔ေခါါပါတယ္။ anode နဲ႔ cathode တို႔ကို၊ common electrolyte အရည္တခုအတြင္း၊ 'နွစ္' လိုက္တဲ႔အခါ၊ electrochemical reaction ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ electrochemical reaction ဟာ၊ corrosion process ၿဖစ္ၿပီး၊ electrolyte ကိုၿဖတ္ကာ၊ anode မွ cathode သို႔၊ current flow တခု စီးဆင္းသြားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။

anode မွ cathode သို႔၊ current flow စီးဆင္းရာမွ၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ current ရဲ႕ magnitude ဟာ၊ metal lost လို႔ေခါါတဲ႔ corrosion နဲ႔ တိုက္ရိုက္အခၽိဳးကၽၿပီး၊ 1 ampere ပမာဏရိွတဲ႔ current flow ဟာ၊ steel ကို၊ တနွစ္ 9 Kg အေလးခၽိန္ခန္႔၊ corroding surface အၿဖစ္၊ ေပါါေပါက္ေစနိဳင္တာကို ေတြ႔ရပါတယ္။ sacrificial anode protection system ဟာ၊ လၽွပ္စစ္ဓါတ္အား အသံုးၿပဳၿပီး၊ ေဆာင္ရြက္ၿခင္းမရိွသလို၊ installation လို႔ေခါါတဲ႔ တတ္ဆင္မွဳ အပိုင္းမွာလည္း လြယ္ကူတာကို၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ anode ေတြ၊ ကုန္ဆံုးသြားတဲ႔အထိ၊ corrosion protection အား၊ ေဆာင္ရြက္ေပးနိဳင္ပါတယ္။

"Hull cathodic protection system" ဆိုတဲ႔ "Sacrificial anode protection system" ကို၊ metal တခုအား ကာကြယ္ရန္အတြက္၊ အၿခား metal တခုမွ စေတးခံၿခင္းလို႔ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ စေတးခံရတဲ႔ sacrificial anode ဟာ၊ active metal ၿဖစ္ၿပီး၊ steel structure မွာေပါါေပါက္လာမယ္႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳအား၊ တားဆီးရန္၊ steel structure နဲ႔အတူ coupling အေနနဲ႔ တြဲဖက္ၿပီး၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ အမၽိဳးအစားမတူတဲ႔ သတၳဳ metal သို႔မဟုတ္ သတၳဳစပ္ alloy (၂) မၽိဳးကို၊ တြဲဆက္ၿပီး၊ electrolyte form အေနနဲ႔ ၿဖစ္ေပါါေစၿခင္းကို၊ galvanic couple သို႔မဟုတ္ galvanic cell လို႔ေခါါပါတယ္။

aluminum, zinc နဲ႔ magnesium anodes ေတြကို၊ galvanic anodes ေတြ အၿဖစ္၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ galvanic reaction ပိုမိုေကာင္းမြန္တာကိုေတြ႔ရပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ current ပိုမိုထုတ္ေပးနိဳင္တယ္လို႔၊ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ သေဘ္ာရဲ႕ hull ကို cathode အၿဖစ္၊ ယူဆတဲ႔အခါ cathode မွထြက္လာတဲ႔ corrosion current ရဲ႕ magnitude အား၊ galvanic anodes ေတြမွထုတ္ေပးတဲ႔ protective current ၿဖင္႔၊ ဖိသိပ္ေၿခဖၽက္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ 

Fig. (A) - Freely flowing corrosion current from anode to cathode and (B) - Flow of corrosion current suppressed by protective current discharged from sacrificial anode

မည္သည္႔ metal သို႔မဟုတ္ alloy ကိုမဆို၊ conductive electrolyte တခုခုအတြင္း နွစ္လိုက္တဲ႔အခါ၊ open circuit potential လို႔ေခါါတဲ႔ unique corrosion potential ေတြၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ 'Galvanic series' အရ၊ မည္သည္႔ metal သို႔မဟုတ္ alloy အမၽိဳးအစားမွာမဆို၊ ပင္လယ္ေရနဲ႔ထိေတြ႔တဲ႔အခါ၊ more active သို႔မဟုတ္ prone to corrosion လို႔ေခါါတဲ႔၊ corrosion ၿဖစ္လြယ္တဲ႔သတၱိေတြရိွသလို၊ noble သို႔မဟုတ္ corrosion resistant လို႔ေခါါတဲ႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါဖို႔မလြယ္ကူတဲ႔၊ ဂုဏ္သတၱိေတြလည္း၊ ရိွပါတယ္။

conductive environment လို႔ေခါါတဲ႔၊ electrolyte တခုခုအတြင္းမွာ၊ အမၽိဳးအစား မတူတဲ႔သတၱဳ (၂) မၽိဳးကို၊ electrical connection အေနနဲ႔ ဆက္သြယ္ၿပီး၊ နွစ္လိုက္တဲ႔ အခါ၊ electrons ေတြဟာ active ၿဖစ္တဲ႔၊ သတၱဳမွ noble ၿဖစ္တဲ႔ သတၱဳဖက္သို႔၊ စီးဆင္းပါတယ္။ active ၿဖစ္တဲ႔၊ သတၱဳဟာ negative surface ၿဖစ္ၿပီး၊ noble ၿဖစ္တဲ႔ သတၱဳဟာ၊ positive surface ၿဖစ္တဲ႔အတြက္၊ electrons flow ေႀကာင္႔ noble metal မွာ၊ negative potentials ေတြပိုမိုၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ cathodic polarization လို႔ေခါါပါတယ္။ electron ေတြေရြွ႕လၽားရာမွေပါါေပါက္လာတဲ႔ current flow နဲ႔ polarization ဟာ၊ noble metal မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳကိုတားဆီးေပးပါတယ္။ 

 

Fig. Anodic reaction

zinc နဲ႔ steel တို႔ကို၊ တြဲမဆက္ပဲ၊ သီးၿခားတခုစီ sea water နဲ႔ထိေတြ႔ေစတဲ႔အခါ၊ 'Anodic reaction' အရ၊ steel surface မွာ excess flow အေနနဲ႔ electrons ေတြကို ပိုမိုစီးဆင္းေစနိဳင္မယ္ဆိုရင္၊ steel ရဲ႕ oxidation ကၽဆင္းသြားမွာၿဖစ္ပါတယ္။ zinc block တံုးကို၊ steel hull အေပါါမွာ welding ေဆာ္ၿပီး၊ galvanic couple အေနနဲ႔တြဲဆက္ကာ ပင္လယ္ေရနဲ႔ထိေတြ႔ေစတဲ႔အခါ၊ active metal ၿဖစ္တဲ႔၊ zinc မွာသာ၊ corrosion ပိုၿဖစ္ၿပီး၊ noble metal ၿဖစ္တဲ႔ steel မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳနည္းသြားတာ ကိုေတြ႔ရပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ negative potentials ေတြထုတ္ေပးမယ္႔ active metal တခုခုနဲ႔ တြဲဆက္ၿပီး၊ reverse reaction အေနနဲ႔ driving force ကို ပိုမိုေပးသြင္းကာ၊ oxidation ကိုေလၽွာ႔ခၽၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။

sacrificial anodes အၿဖစ္အသံုးၿပဳမယ္႔၊ metal ရဲ႕ elector-chemical properties ဟာ၊ အေရးႀကီးပါတယ္။ electrolyte ေတြမွာ resistance ရိွတဲ႔အတြက္၊ sacrificial anode မွ corrosion potential ဟာ၊ ပင္လယ္ေရလို electrolyte အတြင္းမွ၊ ၿဖတ္သန္းသြားရပါတယ္။ sacrificial anode ဟာ၊ လံုေလာက္တဲ႔ driven current ကိုထုတ္ေပးနိဳင္တဲ႔ negative သို႔မဟုတ္ active metal ၿဖစ္ရန္လိုအပ္ပါတယ္။ sacrificial anode အၿဖစ္ zinc ကိုအသံုးၿပဳသလို၊ aluminum ကိုလည္း အသံုးၿပဳနိဳင္ပါတယ္။ zinc ကို aluminum နဲ႔နိွဳင္းယွဥ္အသံုးၿပဳႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ သက္တမ္း တိုတာကို ေတြ႔ရပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ zinc ရဲ႕ corrosion protection rate ဟာ၊ aluminum ထက္နည္းတယ္လို႔ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ ေစၽးနံွဳးအရလည္း aluminum ဟာ သက္သာေပမယ္႔၊ သေဘ္ာေတြမွာ အစဥ္အလာတခုလို၊ zinc ကိုသာ အသံုးၿပဳေနဆဲ ၿဖစ္ပါတယ္။

anode မွထုတ္ေပးတဲ႔ current အနည္းအမၽားေပါါမူတည္ၿပီး၊ corrosion protection ကို၊ ေဆာင္ရြက္တာၿဖစ္သလို၊ anode ေတြ၊ ကုန္မသြားပဲ ေရရွည္အသံုးနိဳင္ေစရန္၊ current အနည္းအမၽားကို၊ ခၽိန္ညွိေပးလို႔ မရသလို၊ hull မွာ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ anodes ေတြရဲ႕ ပြန္းစားမွဳဟာ၊ သေဘ္ာေမာင္းနွင္ သြားလာရာမွ ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ hull pressure နဲ႔ turbulent flow အနည္းအမၽားအေပါါ မူတည္ေနပါတယ္။ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ anodes ေတြေႀကာင္႔ သေဘ္ာရဲ႕ hull drag နဲ႔ fuel consumption တိုးလာနိဳင္သလို၊ သက္တမ္းအေနနဲ႔ အမၽားဆံုး (၃) နွစ္ အထိသာခံၿပီး၊ အသစ္လဲလွယ္ေပးရန္ လိုအပ္ပါတယ္။ 

'Impressed current cathodic protection system' - ICCP ဆိုတဲ႔ Impressed current cathodic protection system ရဲ႕ အေၿခခံအလုပ္လုပ္ပံုဟာ၊ Sacrificial anode protection system အေၿခခံအလုပ္လုပ္ပံုနဲ႔ ဆင္တူၿပီး၊ vulnerable material ဆိုတဲ႔ electrons ေတြ၊ ပိုမိုထုတ္ေပးမယ္႔၊ သတၱဳတမၽိဳးကိုအသံုးၿပဳကာ၊ အၿခား သတၱဳတခုသို႔ reverse direction အေနနဲ႔ စီးဆင္းေစၿပီး၊ corrosion rate အား ေလၽွာ႔ခၽတာၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ vulnerable material တခုခုကို၊ galvanic anode အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳကာ၊ ၿပင္ပမွ DC current အား၊ galvanic anodes အတြင္းသို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ protective current ထုတ္ယူၿခင္းလို႔ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ ေယဘုယၽ အားၿဖင္႔ graphite, silicon iron, lead alloy နဲ႔ platinised metals ေတြကို၊ galvanic anode အၿဖစ္ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။

 

Fig. Anodic reaction

'M' ဟာ၊ metal ရဲ႕ atomic symbol ၿဖစ္ၿပီး၊ 'n' ကေတာ႔၊ reaction မွာ ၿဖစ္ေပါါလာမယ္႔၊ electron အရည္အတြက္ၿဖစ္ပါတယ္။ 'Anodic reaction' အရ၊ steel surface မွာ excess flow အေနနဲ႔ electrons ေတြကို၊ ပိုမိုစီးဆင္းေစမယ္ဆိုလၽွင္၊ steel ရဲ႕ cathodic polarization ကၽဆင္းသြားမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။ ICCP system ဟာ၊ conductive electrolyte တခုခုအတြင္းမွာေပါါေပါက္လာမယ္႔၊ metal ရဲ႕ open circuit potential လို႔ေခါါတဲ႔ unique corrosion potential ကို၊ ၿပင္ပမွ electric current ေပးသြင္းကာ၊ fixed value အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွထားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ potential ကို fixed အေနနဲ႔ controlled လုပ္ထားတဲ႔အခါ၊ metal မွာ 'anodic dissolution' မေပါါေပါက္နိဳင္ေတာ႔အတြက္၊ sacrificial anodes ေတြလို၊ စားသြားၿခင္း မရိွေတာ႔သလို၊ corrosion ကိုလည္းေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ပါတယ္။  

 

Fig. Basic ICCP system

ICCP system မွာ အဓိကပါဝင္တဲ႔ အစိတ္အပိုင္းေတြကေတာ႔၊ power supply, AC signal ကို DC signal အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲေပးမယ္႔၊ transformer - rectifier, anode, reference electrodes နဲ႔ dielectric shield တို႔ၿဖစ္ပါတယ္။ dielectric shield ဟာ anode နဲ႔ hull plate တို႔ကို၊ short current အေနနဲ႔စီးဆင္း မသြားေစရန္ တားဆီးေပးပါတယ္။ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ vulnerable material ဆိုတဲ႔ anodes ေတြဟာ၊ corrosion resistance ရိွတဲ႔၊ anodes ေတြၿဖစ္သလို၊ low resistance current flow anodes ေတြလည္း ၿဖစ္ပါတယ္။ ICCP anodes ေတြ အၿဖစ္၊ solid platinum anodes, platinum coated titanium anodes နဲ႔ platinized niobium anodes ေတြကို၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

ICCP system ဟာ၊ power supply operating range ေပါါမူတည္ၿပီး၊ protective current ပမာဏအမၽားအၿပားကို ထုတ္ေပးနိဳင္သလို၊ anodes အသစ္ေတြနဲ႔ လွဲလွယ္ အစားထိုးရန္၊ မလိုအပ္တဲ႔ protection system လည္းၿဖစ္ပါတယ္။ anode အရည္အတြက္အနည္းငယ္သာ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ အတြက္၊ သေဘ္ာရဲ႕ hull drag နဲ႔ fuel consumption မွာ၊ အေၿပာင္းအလဲမရိွေတာ႔ေပမယ္႔၊ စတင္တတ္ဆင္တဲ႔အခါ၊ initial cost ၿမင္႔မားတဲ႔ corrosion protection system လည္းၿဖစ္ပါတယ္။

'Propeller shaft earthing system' - cooled region ဆိုတဲ႔၊ အေအးပိုင္းေဒသေတြ အပါအဝင္ ေနရာအနံွ႔သြားလာရန္၊ ရည္ရြယ္ တည္ေဆာက္ထားတဲ႔ သေဘ္ာေတြမွာ၊ inboard stern tube bearing cooling system အတြက္၊ sea water အသံုးမၿပဳပဲ၊ lubricating oil ကိုသာ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ stern tube bearing lubricating oil ဟာ သေဘ္ာရဲ႕ hull နဲ႔ propeller shaft အႀကားမွာ၊ electrical insulator အေနနဲ႔ တည္ရိွေနပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ inboard နဲ႔ outboard stern tube bearings ေတြဟာ၊ non-metallic bearings ေတြၿဖစ္ခဲ႔လၽွင္ hull နဲ႔ propeller shaft ႀကားမွာ၊ insulator အေနနဲ႔ ရိွေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။

propeller shaft လည္ပတ္မွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ static electricity ေႀကာင္႔၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွာ၊ electrical potential ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ hull နဲ႔ propeller blade, propeller boss နဲ႔ propeller shaft/ tail shaft metal ေတြကို corrosion ၿဖစ္ေစနိဳင္ပါတယ္။ propeller လည္ပတ္မွဳမွ တဆင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ cavitation ေႀကာင္႔၊ propeller blade ေတြနဲ႔ propeller boss ေတြပၽက္စီးသလို၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွ၊ electrical potential ေႀကာင္႔လည္း propeller blades နဲ႔ boss မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါကာ ပၽက္စီးနိဳင္ပါတယ္။ 

Fig. (A) - without shaft earthing system and (B) - correctly sized and fitted shaft earthing system

အေႀကာင္းတခုခုေႀကာင္႔ stern tube bearing seal damage ၿဖစ္ကာ၊ lubricating oil နဲ႔ ပင္လယ္ေရ ေရာေနွာသြားတဲ႔အခါ၊ shaft နဲ႔ hull ႀကားမွာ၊ ၿမင္႔မားတဲ႔ heavy current flow ၿဖစ္ေပါါတတ္သလို၊ current flow ေႀကာင္႔ bearing မွာ နက္ရိွဳင္းတဲ႔ deep pitting ေတြေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။ main engine နဲ႕ intermediate shaft ရဲ႕ plumber block bearings ေတြ၊ excessive wear ၿဖစ္ေနခဲ႔လၽွင္လည္း၊ heavy current flow ေပါါေပါက္ကာ၊ အခန္႔မသင္႔လၽွင္ spark erosion ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။

 hull နဲ႔ propeller shaft ႀကားမွာ၊ lubricating oil ဟာ၊ insulation အေနနဲ႔ ရိွေနတဲ႔အခါ၊ 'Sacrificial Anode Protection System' နဲ႔ 'Impressed Current Cathodic Protection System' ေတြကို တတ္ဆင္ထားေပမယ္႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳအား၊ မတားဆီးနိဳင္တာေတြ႔ရပါတယ္။ propeller shaft လည္ပတ္မွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ static electricity ဟာ၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွာ၊ electrical potential အေနနဲ႔ ရိွေနတဲ႔အတြက္၊ current ကို hull သို႔စီးဆင္းေစၿခင္းၿဖင္႔ corrosion အားေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ရန္နဲ႔ spark erosion ကိုတားဆီးရန္အတြက္၊ 'Propeller shaft earthing device' ကို မရိွမၿဖစ္တတ္ဆင္ဖို႔ လိုအပ္ပါတယ္။

'Marine growth prevention system' - marine growth ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ mollusks, barnacles, mussels, algae နဲ႔ slime အစရိွတဲ႔၊ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြဟာ၊ သေဘ္ာရဲ႕ sea water system အတြင္းမွ၊ temperature, nutrients, pH factor အစရိွတဲ႔၊ environmental conditions ေတြေကာင္းမြန္မယ္႔ ေနရာေတြကိုေရြးခၽယ္ၿပီး တြယ္ကပ္ႀကပါတယ္။ တြယ္ကပ္ၿပီးတာနဲ႔ ခၽက္ၿခင္းမၽိဳးပြား ေပါက္ဖြားလာႀကၿပီး၊ fouling အေနနဲ႔ ဖြဲ႔တည္ကာ၊ sea water flow ကို၊ turbulence ၿဖစ္ေပါါေစသလို၊ block အေနနဲ႔ ပိတ္ဆို႔ၿပီး၊ coolers ေတြရဲ႕ heat transfer efficiency ကိုပါ ကၽဆင္းေစပါတယ္။

Fig. Marine growth

marine growth ေတြကို၊ hard marine growth နဲ႔ soft marine growth ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ mollusks, barnacles, tubeworms, အခၽိဳ႕ algae ေတြနဲ႔ mussels အစရိွတဲ႔၊ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြကို၊ hard marine growth အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ၿပီး၊ အခၽိဳ႕ algae ေတြနဲ႔ anemones, hydroid sponges နဲ႔ slime အစရိွတဲ႔ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြကိုေတာ႔ soft marine growth အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ 

 

Fig. (A) Macro-fouling and (B) - Macro-fouling

 

hard marine growth ေတြေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ fouling ကို၊ 'Macro-fouling' လို႔ေခါါၿပီး၊ soft marine growth ေတြေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ fouling ကိုေတာ႔ 'Micro-fouling' လို႔ေခါါပါတယ္။ သေဘ္ာေတြရဲ႕ sea water system မွာ macro-fouling နဲ႔ micro-fouling (၂) မၽိဳးလံုးၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။ 

marine growth ေတြေႀကာင္႔ sea water system မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ 'micro-biological corrosion' လို႔ေခါါပါတယ္။ sea water system ရဲ႕ အစိတ္အပိုင္းေတြၿဖစ္တဲ႔ sea chest housing နဲ႔ cooler covers ေတြမွာေတာ႔၊ sacrificial anodes ေတြတတ္ဆင္ကာ၊ electrochemical reactions အေနနဲ႔ ေပါါေပါက္လာမယ္႔ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽႀကပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ sea water system ရဲ႕ pipe lines ေတြမွာ ၿဖစ္ေပါါလာမယ္႔ fouling ကိုေလၽွာ႔ခၽရန္၊ vulnerable material ကို anode အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္ကာ၊ current ေပးသြင္းတဲ႔ စနစ္ကို၊ အသံုးၿပဳလာႀကၿပီး၊ MGPS သို႔မဟုတ္ 'marine growth prevention system' လို႔ေခါါပါတယ္။ MGPS ကို Electrolytic action MGPS နဲ႔ Sodium Hypochloride action MGPS အၿဖစ္၊ ခြဲၿခားအသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

'Electrolytic action MGPS' - copper နဲ႔ aluminum တို႔ကို anodes အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳေလ့ရိွသလို၊ soft iron သို႔မဟုတ္ 'သံ' ပါတဲ႔ ferrous anodes ေတြကိုလည္း၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ anodes ေတြကို၊ sea chest နဲ႔ strainer housing အဝင္ဖက္မွာ တတ္ဆင္ကာ၊ ၿပင္ပမွ DC current ကို၊ anodes မၽားအတြင္းသို႔ ေပးသြင္းပါတယ္။ anodes ေတြကို၊ current ေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အခါ၊ ions နဲ႔ 'floc' ဆိုတဲ႔ 'flocculent mass'  ေတြထြက္ေပါါလာၿပီး၊ sea water နဲ႔အတူ piping system တေလၽွာက္လံုးသို႔ ေရာက္ရိွသြားကာ၊ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြ မေနနိုင္တဲ႔၊ environmental conditions အေၿခအေနမၽိဳးကိို၊ ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။

Fig. Electrolytic action MGPS 

copper မွထုတ္ေပးတဲ႔ ions ေတြဟာ၊ ပမာဏအားၿဖင္႔ အလြန္႔လြန္ နည္းပါးပါတယ္။ electrolytic action ေႀကာင္႔ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ aluminum hydroxide floc ေတြ ကလည္း၊ piping system အတြင္းမွာ protective film အေနနဲ႔ အလြွာပါးေလး တခုအၿဖစ္ ဖြဲ႔တည္ၿပီး၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳအား၊ တားဆီးေပးပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ အခၽိဳ႕ေသာ  အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွ marine growth ေတြဟာ၊ အလင္းေရာင္နဲ႔ oxygen လံုးဝ မရရိွတဲ႔ ေနရာေတြ မွာလည္း၊ ေနထိုင္ အသက္ရွင္နိဳင္ေပမယ္႔ 'floc' ဆိုတဲ႔ 'flocculent mass' မွ၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ emulsion ေတြနဲ႔ ထိခိုက္မိၿခင္းေႀကာင္႔၊ အသက္ရွင္ေနထိုင္နိဳင္မွဳ life span သက္တမ္း၊ တိုေတာင္းသြားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ 

'Sodium Hypochloride action MGPS' - Electrolytic action MGPS သို႔မဟုတ္ vulnerable material ကို၊ anode အၿဖစ္တတ္ဆင္ၿပီး current ေပးသြင္းတဲ႔စနစ္ဟာ၊ Macro-fouling ကိုသာေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ပါတယ္။ macro-fouling နဲ႔ micro-fouling (၂) မၽိဳးလံုး ကို၊ ေလၽွာ႔ခၽရန္၊ 'sodium hypochlorite' ဆိုတဲ႔ NaOCl ကို၊ သေဘ္ာရဲ႕ sea water system အတြင္းသို႔၊ anti-fouling agent အၿဖစ္ေပးသြင္းတဲ႔ Sodium Hypochloride action MGPS ကို၊ အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။

ပင္လယ္ေရမွာပါဝင္ေနတဲ႔ ဆားဓါတ္လို႔ေခါါတဲ႔ sodium chloride (NaCl) ဟာ၊ generating chamber ထဲမွ၊ anode နဲ႔ cathode ဆိုတဲ႔၊ electrodes (၂) ခုနဲ႔ ထိေတြ႔ရာမွ၊ electrolysis action ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ anti-fouling process ကိုၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ chamber ဟာ၊ cathode ၿဖစ္ၿပီး၊ anode အေနနဲ႔ vulnerable material တခုခုအား၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။

 Fig. Sodium Hypochloride action MGPS

generating chamber ထဲမွာ၊ anode မရိွတဲ႔အခါ၊ chemical and electrochemical reactions အေနနဲ႔ chlorine မွာ၊ '2 Cl ⇔ Cl₂ + 2e-' ဆိုၿပီး ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ cathode မွာေတာ႔၊ ပင္လယ္ေရမွ OH-ions ေတြဟာ၊ '2 H2O + 2e- ⇔ 2 OH- + H3' ဆိုၿပီးၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ generating chamber ထဲမွာ၊ anode ရိွတဲ႔အခါ၊ OH- ions နဲ႔ Na+ ions တို႔ဟာ၊ Cl2 ဆိုတဲ႔ Chlorine နဲ႔ေပါင္းစပ္ၿပီး၊ '2 NaOH + Cl₂ ⇔ NaOCl + NaCl + H2O' ဆိုတဲ႔၊ equation အရ၊ sodium hypochlorite ကိုထုတ္ေပးပါတယ္။ အကယ္၍ sea water မွာ၊ calcium နဲ႔ magnesium ေတြပါလာခဲ႔ရင္၊ secondary reaction အေနနဲ႔ generating chamber ထဲမွာ sodium hydrates နဲ႔ sodium carbonates ေတြၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ 

generating chamber ထဲမွ၊ sodium hypochlorite solution ေတြကို၊ sea chests မွာရိွတဲ႔၊ chlorine injection points ေတြအထိ ေရာက္ေအာင္၊ ေပးပို႔လိုက္တဲ႔အခါ၊ sea chest မွ ဝင္လာမယ္႔ ပင္လယ္ေရနဲ ႔ အတူ၊ sea water system အတြင္းသို႔ ေရာက္ရိွသြားပါတယ္။ chlorine-active sea water system ၿဖင္႔ ထိေတြတဲ႔အခါ mussels ကဲ႔သို႔၊ အခံြပါတဲ႔ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြကေတာ႔၊ အခံြကိုပိတ္ကာ ကာကြယ္နိဳင္ေပမယ္႔၊ sea water system ဟာ၊ chlorine-active ၿဖစ္ေနတဲ႔အခါ၊ ရည္ရွည္မွာ တြယ္ကပ္နိဳင္ၿခင္းမရိွေတာ႔သလို၊ chlorine ဟာ၊ toxicant လို႔ေခါါတဲ႔ အဆိပ္အေတာက္တမၽိဳးၿဖစ္တဲ႔အတြက္၊ sea water system အတြင္း၊ 0.2 ~ 0.5 ppm ပမာဏခန္႔ continuous chlorination အေနနဲ႔ရိွေနခဲ႔ရင္၊ marine growth ေတြဟာ fouling အေနနဲ႔ တြယ္ကပ္မေနနိဳင္ေတာ႔တာ ေတြ႔ရပါတယ္။

Reference and image credit to :  D. Jones, Principles and Prevention of Corrosion, Prentice Hall, New Jersey (1996), http://www.esru.strath.ac.uk/, http://blog.marport.com/, http://www.alvimcleantech.com/, http://itars.com.br/conteudo/biofouling.htm, http://www.nstcenter.com/, http://www.iccp-mgps.com/, http://www.farwestcorrosion.com, http://www.incorr.com.sg/, http://naval-architect-jobs.blogspot.com/, http://www.seafresh.co.uk/, http://www.nstcenter.com/, http://www.incorr.com.sg, http://www.iccp-mgps.com, http://www.amteccorrosion.co.uk/, http://www.mechanical-writings.com/, http://www.electrochemlab.com/, http://alliedreliabilityblog.com/, http://www.asminternational.org/, http://www.stoprust.com/, http://masteel.co.uk/, http://www.cathelco.com/

Remark : All images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.

"Oil Fired Drum Type Water Tube Boiler Automatic Control System"

ေယဘုယၽအားၿဖင္႔ boiler ရဲ႕ automatic control system မွာ၊ water level control, alarm & monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔ပါဝင္ၿပီး၊ ပံုမွန္ အသံုးၿပဳေနကၽ typical application အေနနဲ႔ pneumatic နဲ႔ electrical devices ေတြကို primary devices အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။ သေဘ္ာရဲ႕ boiler ကဲ႔သို႔ closed pressurized vessel ထဲမွ ‘non - volatile fluid’ တနည္းအားၿဖင္႔ 'ေရ' ရဲ႕ water level control & monitoring system အတြက္ differential pressure transmitter ေတြကိုအသံုးၿပဳၿခင္းဟာ၊ အသင္႔ေလၽွာ္ဆံုး ၿဖစ္ပါတယ္။ သေဘ္ာရဲ႕ boiler ေတြမွာ differential pressure transmitter ေတြအၿဖစ္၊ 'pneumatic differential pressure transmitter' နဲ႔ 'electrical differential pressure transmitter' ေတြကို၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

'Pneumatic differential pressure transmitter' - boiler drum ရဲ႕ water level မွ ရရိွလာတဲ႔ differential pressure ကို pneumatic signal အၿဖစ္ ေၿပာင္းလဲၿပီး၊ (0. 2 ~ 1 kg/ cm² or 0 ~ 1. 4 kg/ cm²) pressure input signal အေနနဲ႔၊ level controller နဲ႔ alarm & monitoring system သို႔ေပးသြင္းပါတယ္။ pneumatic transmitter ေတြဟာ၊ differential pressure measuring device ၿဖစ္တဲ႔အတြက္ 'pneumatic DP cell' လို႔လည္းေခါါပါတယ္။

pneumatic differential pressure transmitter ေတြဟာ သေဘ္ာမွ၊ control air maximum (7. 0 kg/ cm²) pressure ပမာဏကို၊ air media အၿဖစ္ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ control air ကို transmitter အတြင္းရိွ၊ pressure regulator မွတဆင္႔ maximum (1. 4 kg / cm²) သို႔မဟုတ္ ( 20 psi) pressure အထိ ထပ္မံေလၽွာ႔ခၽၿပီး၊ pneumatic input signal အေနနဲ႔ ေၿပာင္းလဲလိုက္ပါတယ္။ transmitter ရဲ႕ pneumatic output signal ကေတာ႔ (0. 2 kg/ cm² ~ 1. 05 kg/ cm² ) သို႔မဟုတ္ (3 ~ 15 psi) pressure ပမာဏခန္႔ရိွပါတယ္။

pneumatic differential pressure transmitter အသံုးၿပဳထားတဲ႔ differential pressure measuring system ကို၊ "wet leg" system လို႔လည္း၊ ေခါါႀကပါတယ္။  'ေရ' ကို non - volatile fluid အေနနဲ႔ ၿဖည္႔သြင္းထားၿပီး၊ impulse pipes လို႔ေခါါတဲ႔ tube အေသးေလးေတြကို၊ အသံုးၿပဳကာ၊ transmitter ရဲ႕တဖက္ကို၊ steam ရိွေနမယ္႔ boiler drum ရဲ႕ upper section တနည္းအားၿဖင္႔ 'negative measuring point' ၿဖစ္တဲ႔ highest water level ရဲ႕ အထက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ၿပီး၊ transmitter ရဲ႕ အၿခားတဖက္ကိုေတာ႔ 'ေရ' ရိွေနမယ္႔ 'positive measuring point'  ၿဖစ္တဲ႔ lowest water level ရဲ႕ ေအာက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ထားပါတယ္။

  

boiler drum ရဲ႕ upper section ဟာ၊ water level အၿမဲေၿပာင္းလဲေနမယ္႔  'vary head' ေနရာၿဖစ္ၿပီး၊ lowest water level ကေတာ႔ water level တသမတ္တည္း ရိွေနမယ္႔ 'constant head' ေနရာၿဖစ္ပါတယ္။ boiler drum မွ၊ negative measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ေနရာဟာ၊ transmitter ရဲ႕ low pressure side ၿဖစ္ၿပီး၊ positive measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ ေနရာကေတာ႔၊ transmitter ရဲ႕ high pressure side ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Force - balanced type basic pneumatic differential pressure transmitter

transmitter ရဲ႕ low pressure side နဲ႔ high pressure side တို႔မွာ၊ liquid filled diaphragm capsules ေလးေတြ ထည္႔သြင္းတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ negative measuring point မွ fluid ဟာ၊ low pressure side သို႔စီးဝင္ၿပီး၊ low pressure diaphragm capsule အားေရြွ႕လၽွားေစသလို၊ positive measuring point မွ fluid ဟာလည္း၊ high pressure side သို႔စီးဝင္ကာ၊ high pressure diaphragm capsule ကို၊ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ liquid filled diaphragm capsules ေတြရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳမွတဆင္႔ force bar  မွာ movement ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ force bar ေရြွ႕လၽွားလွဳပ္ရွားမွဳဆိုတဲ႔ movement ေ ႀကာင္႔၊ nozzle နဲ႔ flapper ႀကားမွ၊ cavity ဧရိယာမွာ အေၿပာင္းအလဲ၊ ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။

pneumatic input signal ဟာ nozzle ရဲ႕ cavity ဧရိယာမွတဆင္႔ ထြက္ေပါါေနၿပီး၊ nozzle gap ေသးငယ္သြားတဲ႔အခါ၊ nozzle မွ ထြက္ေနတဲ႔ 'ေလ' ရဲ႕ pressure ၿမင္႔တက္လာသလို၊ feed back bellow ကိုလည္း ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ feed back bellow ေရြွ႕လၽွားမွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ pressure ဟာ differential pressure ၿဖစ္ၿပီး၊ pneumatic relay မွ output signal အၿဖစ္ထုတ္ေပးပါတယ္။ 

Fig. Boiler Automatic Control System with pneumatic DP cell

boiler drum ရဲ႕ level sight glass မွာ 'ေရ' ပမာဏ (0 %) သာရိွစဥ္၊  transmitter မွ (0. 2 kg/ cm²) သို႔မဟုတ္ (3 psi) pressure output signal ကိုထုတ္ေပးမွာၿဖစ္ၿပီး၊  boiler drum ရဲ႕ level sight glass မွာ 'ေရ' ပမာဏ (100 %) ရိွတဲ႔အခါ (1. 05 kg/ cm²) သို႔မဟုတ္ (15 psi) pressure output ထုတ္ေပးပါတယ္။ ရရိွလာတဲ႔ pneumatic output signal ကို၊ pressure switch ေတြၿဖစ္တဲ႔ boiler drum water high level alarm switch, boiler drum water low level alarm switch, boiler drum water low-low level alarm switch တနည္းအားၿဖင္႔ burner cut-out switch တို႔ကိုေပးပို႔သလို၊ control room မွ၊ boiler drum water level monitoring unit/ indicator unit သို႔လည္း ေပးပို႔ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ pneumatic output signal  ကို၊ level controller သို႔  input signal အၿဖစ္ေပးပို႔ၿပီး၊ ရရိွလာတဲ႔ signal ကို level controller မွာ၊ amplify အေနနဲ႔ ခၽဲ႕ယူကာ၊ reference signal အေနနဲ႔ boiler feed water regulator သို႔ ထပ္မံေပးပို႔ပါတယ္။ 

'Electrical differential pressure transmitter' - ေနာက္ပိုင္းမွာေတာ႔ pneumatic differential pressure transmitter DP cell ေတြအစား၊ electrical devices ၿဖစ္တဲ႔ electrical differential pressure transmitter DP cell ေတြကို၊ အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။ differential pressure measuring device ၿဖစ္တဲ႔ electrical differential pressure transmitter DP cell ေတြကို၊ capacitance based DP cell, strain - gauge based DP cell နဲ႔ potentio-metric based DP cell ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားနိဳင္သလို၊ boiler ေတြရဲ႕ automatic control system မွာ၊  capacitance based DP cell ေတြကို၊ တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

Fig. capacitance based DP cell

capacitance based DP cell ဟာ၊ electrical capacitance device တခုၿဖစ္ၿပီး၊ dielectric oil အတြင္းနွစ္ထားတဲ႔၊ metal သို႔မဟုတ္ metal - coated quartz diaphragm ေတြပါကို၊ ထည္႔သြင္းတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ diaphragm metal အၿဖစ္၊ stainless steel material ကိုအသံုးၿပဳေလ့ရိွၿပီး၊  corrosive ၿဖစ္လြယ္တဲ႔ applications ေတြ မွာေတာ႔၊ high-nickel steel alloys ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ 'inconel' ဒါမွမဟုတ္၊ 'hastelloy' တို႔ကို အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ chlorine, fluorine နဲ႔ halogens ကဲ႔သို႔၊ gas applications ေတြအတြက္၊ silver diaphragms ေတြကို အသံုးၿပဳပါတယ္။

pneumatic DP cell ကဲ႔သို႔၊ capacitance based DP cell ရဲ႕တဖက္ကို၊ steam ရိွေနမယ္႔ boiler drum ရဲ႕ upper section တနည္းအားၿဖင္႔ negative measuring point ၿဖစ္တဲ႔ highest water level ရဲ႕ အထက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ၿပီး၊ transmitter ရဲ႕ အၿခားတဖက္ကိုေတာ႔ 'ေရ' ရိွေနမယ္႔ positive measuring point  ၿဖစ္တဲ႔ lowest water level ရဲ႕ ေအာက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ထားပါတယ္။ boiler drum မွ၊ negative measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ေနရာဟာ၊ transmitter ရဲ႕ low pressure side ၿဖစ္ၿပီး၊ positive measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ ေနရာကေတာ႔၊ transmitter ရဲ႕ high pressure side ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. DP cell installation

cell အတြင္းသို႔ ဝင္ေရာက္လာတဲ႔၊ pressure (၂) ခုတို႔ဟာ၊ မတူညီတဲ႔အတြက္၊ pressure difference ဆိုတဲ႔ differential pressure ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ diaphragm မွာ ေရြွ႕လၽားမွဳ movement ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ DP cell သို႔၊ power supply ေပးသြင္းတဲ႔အခါ၊ diaphragm movement ေႀကာင္႔ plates ေတြမွာ capacitance တန္ဘိုး အေၿပာင္းအလဲၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ electrical output signal ကို ရရိွလာပါတယ္။ ရရိွလာတဲ႔ output ဟာ (4 ~ 20 mA) current signal ၿဖစ္ၿပီး၊ (1 ~ 5V) voltage signal သို႔ေၿပာင္းလဲယူပါတယ္။ capacitance based DP cell ေတြကို၊ single plate capacitor နဲ႔ two-plate capacitor DP cell ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။

single plate capacitor DP cell မွာ၊ stationary plate ကို diaphragm ရဲ႕ အေနာက္ဖက္မွာ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ diaphragm ရဲ႕ movement လို႔ေခါါတဲ႔ diaphragm deflection ေႀကာင္႔ diaphragm နဲ႔ stationary plate ႀကားမွာ၊ variable capacitance တန္ဘိုးတခု ရရိွလာပါတယ္။ variable capacitance ဆိုတဲ႔၊ capacitance တန္ဘိုးအေၿပာင္းအလဲကို၊ stationary plate မွရယူၿပီး၊ DC current သို႔မဟုတ္ voltage signal အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲကာ၊ panel meters သို႔မဟုတ္ microprocessor - based input/ output boards ေတြကိုေပးပို႔ၿပီး၊ ဖတ္ယူပါတယ္။

two-plate capacitor DP cell မွာေတာ႔၊ stationary plate (၂) ခုႀကားမွာ၊ diaphragm တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ high-frequency နဲ႔ high-voltage oscillator တို႔မွတဆင္႔၊ stationary plates ေတြကို၊ charge လုပ္ပါတယ္။ diaphragm deflection ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ capacitance တန္ဘိုး အေၿပာင္းအလဲကို၊ bridge circuit မွလက္ခံရယူပါတယ္။  bridge circuit မွာ balanced နဲ႔ unbalanced mode တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ 

Fig. DP cell with micro capacitance silicon sensor

balanced mode ဟာ၊ differential pressure ကို၊ တိုင္းယူၿပီး၊ ရရိွလာတဲ႔ output တန္ဘိုးအား null detector လို႔ေခါါတဲ႔ comparator သို႔ တိုက္ရိုက္ေပးပို႔သလို၊၊ bridge circuit ကို၊ null ဆိုတဲ႔ no value အေနအထားမွာ ရိွေနေစပါတယ္။ unbalanced mode မွာေတာ႔၊ differential pressure ေႀကာင္႔ရရိွလာတဲ႔ output voltage တန္ဘိုးကို၊ excitation voltage နဲ႔ နိွဳင္းယွဥ္ၿပီးမွ၊ pressure measurement ratio အၿဖစ္၊ ေပးပို႔ပါတယ္။ static pressure, over pressure နဲ႔ temperature effects တို႔ေႀကာင္႔၊ DP cell ရဲ႕ characteristics ေတြ၊ ထိခိုက္နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ 'stability' နဲ႔ 'reliability' ေကာင္းမြန္ေစရန္၊ 'micro capacitance silicon sensor' ေတြကို၊ measuring cell ရဲ႕ neck မွာထည္႔သြင္း တတ္ဆင္လာတာေတြ႔ရပါတယ္။ 

Fig. Boiler Automatic Control System with electrical DP cell

pneumatic pressure transmitter အသံုးၿပဳထားတဲ႔ boiler automatic control system ကဲ႔သို႔၊ electrical DP cell မွ ရရိွလာတဲ႔ electrical output signal ကို၊ pressure switch ေတြၿဖစ္တဲ႔ boiler drum water high level alarm switch, boiler drum water low level alarm switch, boiler drum water low-low level alarm switch တနည္းအားၿဖင္႔ burner cut-out switch တို႔ကိုေပးပို႔သလို၊ control room မွ၊ boiler drum water level monitoring unit/ indicator unit သို႔လည္း ေပးပို႔ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ electrical output signal  ကို၊ level controller သို႔  input signal အၿဖစ္ေပးပို႔ၿပီး၊ ရရိွလာတဲ႔ signal ကို level controller မွာ၊ amplify အေနနဲ႔ ခၽဲ႕ယူကာ၊ reference signal အေနနဲ႔ boiler feed water regulator သို႔ ထပ္မံေပးပို႔ပါတယ္။

ဒါ႔အၿပင္ boiler ရဲ႕ drum water level တိုင္းတာရာမွာ pneumatic နဲ႔ electrical DP cell ေတြအစား၊ magnetic float ေတြနဲ႔ conductivity သို႔မဟုတ္ capacitance probes ေတြကိုလည္း အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ magnetic float ေတြနဲ႔ conductivity သို႔မဟုတ္ capacitance probes ေတြဟာ၊ water level control နဲ႔ alarm system အတြက္သာ အသံုးၿပဳနိဳင္ၿပီး၊ monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔အတြက္၊ အသံုးမၿပဳနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Magnetic floats' - ေတြကို၊ magnetic level controller အၿဖစ္၊ chamber အတြင္းမွာ၊ တတ္ဆင္ေလ့ရိွသလို၊ boiler shell အတြင္းသို႔ ထည္႔သြင္းၿပီး direct mounted အေနနဲ႔လည္း၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။ float ဟာ boiler ရဲ႕ drum water level အေၿပာင္းအလဲေပါါမူတည္ၿပီး၊  လိုက္ပါေရြွ႕လၽားေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။

 

Fig. Magnetic level controller in a chamber

float ရဲ႕ level signal output အတြက္၊ mercury type သို႔မဟုတ္ 'air-break' type magnetically operated switches ေတြကို၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွသလို၊ magnet attached float ရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားလွဳပ္ရွားမွဳ movement မွတဆင္႔ inductive coil မွာၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ modulating signal ကိုလည္း၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။  တနည္းအားၿဖင္႔ float မွ တဆင္႔ ရရိွလာတဲ႔ level signal output ကို၊ relay သို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ alarm system နဲ႔ On / Off control system အေနနဲ႔ boiler feed water pump အား၊ အလိုအေလၽွာက္ ေမာင္းနွင္ရန္ အသံုးၿပဳသလို၊ modulating level control system အၿဖစ္၊ boiler automatic feed water regulating valve ရဲ႕ opened/ closed operation အတြက္ အသံုးၿပဳၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ float ေတြဟာ၊ 'ေရ' နဲ႔ အၿမဲ ထိေတြ႔ေနရတဲ႔အတြက္၊ ပၽက္စီးမွဳ အနည္းနဲ႔ အမၽား ၿဖစ္ေပါါတတ္တာကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Conductivity probes' - ေတြကို၊ single tip နဲ႔  two tip probes ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ insulation ဖံုးအုပ္ထားတဲ႔ metal rod အတြင္း၊ low voltage ၿဖတ္စီးစဥ္၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ current တန္ဖိုး၊ အေၿပာင္းအလဲ မွတဆင္႔၊ boiler ရဲ႕ drum water level အား၊ တိုင္းတာၿခင္းၿဖစ္ၿပီး၊ smooth insulating material အၿဖစ္၊ 'teflon' တနည္းအားၿဖင္႔ PTFE ဆိုတဲ႔ 'poly - tetrafluoroethylene' ကို၊ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ 

Fig. (A) - Conductivity probes arranged to switch a feed-pump on and off - two tip, (B) Conductivity probe in a closed top tank 

probe ဟာ ေရထဲမွာ immersed အေနနဲ႔ နစ္ၿမဳတ္ကာ၊ ထိေတြ႔ေနစဥ္ circuit အတြင္း၊ current ၿဖတ္စီးကာ၊ lifted out of the water အေနနဲ႔ ေရနဲ႔ မထိေတြ႔တဲ႔ အခါမွာေတာ႔၊  current ၿဖတ္စီးၿခင္းမရိွတာကို၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ prob မွ တဆင္႔ ရရိွလာတဲ႔ level signal output ကို၊ relay သို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ alarm system နဲ႔ On / Off control system အေနနဲ႔ boiler feed water pump အား၊ အလိုအေလၽွာက္ ေမာင္းနွင္ရန္ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ drum water အတြင္းေရာေနွာ ပါဝင္ေနတဲ႔ dirt ေတြနဲ႔ impurities ေတြဟာ၊ probe ရဲ႕ insulator အေပါါ ကပ္ၿငိရာမွတဆင္႔၊ drum water level တိုင္းတာရာမွာ၊ malfunctions အေနနဲ႔ အမွားအယြင္းေတြ၊ ေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္၊ electrical conductivity operated အေနနဲ႔ ေဆာင္ရြက္တဲ႔အတြက္၊ conductivity အေနနဲ႔ 5 µ Siemens / cm ပမာဏထက္နည္းတဲ႔၊ very pure water တနည္းအားၿဖင္႔ 'ေရ'သန္႔မွာ၊ အသံုးၿပဳလို႔ မရတာကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Capacitance probes' - cylindrical probe ၿဖစ္ၿပီး၊ dielectric material ၿဖစ္တဲ႔ PTFE ဆိုတဲ႔ 'poly - tetrafluoroethylene' ကို၊ conducting တနည္းအားၿဖင္႔ first capacitor plate အၿဖစ္အသံုးၿပဳကာ၊ boiler shell ကိုေတာ႔ chamber wall တနည္းအားၿဖင္႔ second capacitor plate အၿဖစ္ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ boiler ရဲ႕ drum water level အေၿပာင္းအလဲေႀကာင္႔ second capacitor plate ရဲ႕ ဧရိယာမွာ၊ အေၿပာင္းအလဲ၊ ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ overall capacitance တန္ဘိုးလည္း၊ လိုက္ပါေၿပာင္းလဲသြားပါတယ္။ total capacitance ဆိုတာကေတာ႔ capacitance above the liquid surface ဆိုတဲ႔ boiler ရဲ႕ drum water level အေပါါမွ capacitance တန္ဘိုး 'C_A'  နဲ႔  capacitance below the liquid surface ဆိုတဲ႔  boiler ရဲ႕ drum water level ေအာက္မွ၊ capacitance 'C_B' တန္ဘိုး  တု႔ိရဲ႕ ေပါင္းလဒ္ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Capacitance probe

ေၿပာင္းလဲသြားတဲ႔ overall capacitance တန္ဘိုးဟာ၊ အလြန္ေသးငယ္ၿပီး pico farads လို႔ေခါါတဲ႔ 10^-12 farads ပမာဏခန္႔သာရိွတဲ႔အတြက္၊ conjunction အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳကာ၊ output signal အၿဖစ္၊ amplifier circuit သုိုုု႔ ေပးသြင္းပါတယ္။ amplifier circuit မွရရိွလာတဲ႔ output signal ကိုေတာ႔ relay သို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ alarm system နဲ႔ On / Off control system အေနနဲ႔ boiler feed water pump အား၊ အလိုအေလၽွာက္ ေမာင္းနွင္ရန္ အသံုးၿပဳသလို၊ modulating level control system အၿဖစ္လည္း၊ အသံုးၿပဳပါတယ္။ conductivity probes ေတြကဲ႔သို႔၊ drum water အတြင္းေရာေနွာ ပါဝင္ေနတဲ႔ dirt ေတြနဲ႔ impurities ေတြဟာ၊ capacitance probe ရဲ႕ conducting plate အေပါါကပ္ၿငိရာမွတဆင္႔၊ drum water level တိုင္းတာရာမွာ၊ malfunctions အေနနဲ႔ အမွားအယြင္းေတြ၊ ေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။

'Boiler safety system' - boiler ရဲ႕ automatic control system မွ၊ water level control, alarm & monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔ဟာ၊ တခုနဲ႔တခု ဆက္သြယ္ေနပါတယ္။ burner ရဲ႕ pre - purging period, ignition period, operating period နဲ႔ post - purging period ဆိုတဲ႔ operation sequence ေတြ တိကၽ မွန္ကန္မွသာ၊ ေဘးအနၱရာယ္ကင္းရွင္းၿပီး၊ boiler ရဲ႕ efficiency ကိုလည္း အၿပည္႔အဝ ရရိွနိဳင္မွာၿဖစ္ပါတယ္။ 

boiler safety system မွ routine start/ stop protection, fan motor & oil pump interlock protection, low/ high oil temperature, low oil pressure, high steam pressure, exhaust gas high temperature protection တို႔ကို၊ အေၿခခံ safety system ေတြအၿဖစ္ သတ္မွတ္နိုင္ပါတယ္။ low low/ lowest water level, missing fire & flame fault, manual emergency stop တို႔ကေတာ႔ မရိွမၿဖစ္၊ အေရးႀကီးတဲ႔ safety system ေတြၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Burner control system and Boiler Safety system 

boiler ရဲ႕ drum water level alarm ကို low water level နဲ႔ low low water level သို႔မဟုတ္ lowest water level alarm ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားထားပါတယ္။ water drum အတြင္းသို႔၊ feed water pump မွ၊ 'ေရ' မေပးသြင္းနိဳင္တဲ႔အခါ၊ drum water ဟာ၊ သတ္မွတ္ထားတဲ႔ level မွနိမ္႔ကၽဆင္းသြားၿပီး၊ low water level alarm အေနနဲ႔ activated ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ အကယ္၍ boiler ကို၊ automatic control system တနည္းအားၿဖင္႔ auto-mode ၿဖင္႔၊ ေမာင္းနွင္လည္ပတ္ေနပါက၊ low water level alarm activated ၿဖစ္စဥ္၊ safety system မွ fuel oil supply ကိုၿဖတ္ေတာက္ကာ၊ burner အားရပ္တန္႔လိုက္မွာ၊ ၿဖစ္ပါတယ္။  low water level alarm activated ၿဖစ္စဥ္၊ manual mode ၿဖင္႔ burner အား manual mode ၿဖင္႔၊ ၿပန္လလည္ေမာင္းနွင္နိဳင္ပါတယ္။ အကယ္၍ water drum အတြင္းမွ 'ေရ' ဟာ  low water level ထက္ ပိုမိုနိမ္႔ကၽတဲ႔ low low water level သို႔မဟုတ္ lowest water level သို႔ ကၽဆင္းသြားကာ၊ lowest water level alarm activated ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ အခါမွာေတာ႔၊ manual mode ၿဖင္႔ပါေမာင္းနွင္၍မရေစရန္၊ safety  system မွ၊ ၿဖတ္ေတာက္ထားပါတယ္။

SOLAS Regulation - Part C : Machinery installations - Regulation 32 မွာ၊ boiler အတြက္ safety valve (၂) လံုး တတ္ဆင္ထားရမယ္လို႔ ၿပဌာန္းထားပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ low water level အေၿခအေန၊ flame fault/ flame failure ေပါါေပါက္တဲ႔အေၿခအေနနဲ႔ အကယ္၍ boiler ရဲ႕ water level control, alarm & monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔အတြက္၊ pneumatic pressure transmitter အသံုးၿပဳထားပါက၊ air supply ၿပတ္ေတာက္သြားတဲ႔ အေၿခအေနေတြမွာ၊ alarm activated ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊  fuel supply အား အလိုအေလၽွာက္ ၿဖတ္ေတာက္နိဳင္ရမယ္လို႔ ၿပဌာန္းထားပါတယ္။ 

propulsion အတြက္၊ steam အသံုးၿပဳမယ္ဆိုလၽွင္ boiler water drum high level alarm တတ္ဆင္ထားရန္လိုအပ္ၿပီး၊ boiler feed water system ဟာ၊ အေႀကာင္းတစံုတခုေႀကာင္႔ အသံုးမၿပဳနိဳင္ခဲ႔လၽွင္၊ မၿပတ္ေတာက္ေစရန္ အရံအၿဖစ္၊ ေနာက္ထပ္ boiler feed water system တစံုသီးသန္႔ တတ္ဆင္ထားရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ boiler မွာအသံုးၿပဳတဲ႔ feed water quality ကိုလည္း၊ အၿမဲမၿပတ္ေစာင္႔ႀကည္႔စစ္ေဆးၿပီး၊ လိုအပ္သလို treatment ၿပဳလုပ္ေပးရန္ ၿပဌာန္းထားပါတယ္။ boiler water level ကို၊ gauge glass ေတြမွတဆင္႔ ဖတ္ရွဳနိဳင္ရမွာၿဖစ္သလို၊ အနည္းဆံုး  gauge glass (၂) စံု တတ္ဆင္ထားရန္၊ သတ္မွတ္ထားတာကိုလည္း ေတြ႔ရပါတယ္။ 

Reference and image credit to :  Steam Engineering Tutorials., 

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.