สายยาง ทนแรงดัน ดูที่อะไร? PSI / BAR / ชั้นผ้าใบ / ลวดถัก — อ่านสเปกให้ขาด ก่อนสายแตก

ถ้าพูดถึง สายยาง ภาพแรกที่หลายคนนึกถึงอาจเป็นแค่ของใช้ธรรมดา เส้นหนึ่งต่อจากปั๊มไปปลายทาง เปิดน้ำ เปิดลม แล้วก็จบ แต่พอขยับเข้ามาในโลกของงานอุตสาหกรรม ความคิดแบบนั้นมักพาไปสู่ปัญหาซ้ำซาก ตั้งแต่สายบวม สายแตก สายแข็งกรอบ ไปจนถึงเหตุการณ์ที่ไม่มีใครอยากเจออย่าง “สายระเบิดกลางงาน” ทั้งที่บนตัวสายก็พิมพ์ไว้ชัดเจนว่า “ทนแรงดันสูง” ทั้งที่ตัวเลข PSI หรือ BAR ก็ดูเหลือ ๆ เมื่อเทียบกับแรงดันที่ใช้งานจริง คำถามคือ ปัญหาเกิดจากสายยางไม่ดี หรือเกิดจากการอ่านสเปกแบบไม่ครบ?

บทความนี้น้องช่างจะพาทุกคนไล่ตั้งแต่พื้นฐานที่หลายคนคุ้นเคยอย่าง PSI และ BAR ไปจนถึงโครงสร้างภายในของสายยางอุตสาหกรรมที่แทบไม่มีใครเห็น ตั้งแต่ชั้นผ้าใบ ลวดถัก ไปจนถึงตัวแปรที่มักถูกมองข้ามอย่างอุณหภูมิ ความยาวสาย และแรงกระชาก เพื่อให้คุณเลือกสายยางได้แบบ “เข้าใจจริง” ไม่ใช่แค่เดาให้รอดไปวัน ๆ

แรงดันในสายยาง ไม่ใช่ตัวเลขนิ่ง ๆ บนกระดาษ

ในตำรา แรงดันคือแรงที่ของไหลกระทำต่อพื้นที่ผิวด้านในของสายยาง ฟังดูเรียบง่าย แต่ในหน้างานจริง แรงดันแทบไม่เคยอยู่นิ่ง ระบบลมและระบบน้ำในโรงงานมักมีพฤติกรรมแบบนี้

• เปิด–ปิดใช้งานตลอดวัน
• มีหลายจุดใช้งานพร้อมกัน
• มีช่วงที่โหลดเพิ่มและลดอย่างรวดเร็ว
• ปั๊มเริ่มทำงานแบบกระชาก
• วาล์วปิดกะทันหัน ทำให้แรงดันสะสมย้อนกลับ

แรงดันลักษณะนี้ทำให้สายยางต้องรับภาระที่สูงกว่าค่าเฉลี่ย และถ้าโครงสร้างของสายไม่ได้ถูกออกแบบมาเผื่อสถานการณ์เหล่านี้ ความเสียหายก็เป็นเพียงเรื่องของเวลา

PSI และ BAR หน่วยเดียวกันในโลกเดียวกัน แต่คนละมุมมอง

PSI หน่วยที่คุ้นเคยที่สุด

PSI หรือ Pound per Square Inch เป็นหน่วยแรงดันที่พบได้บ่อยมาก โดยเฉพาะในระบบลม เครื่องมือ และอุปกรณ์ทั่วไป สายยางจำนวนมากในตลาดจึงระบุแรงดันเป็น PSI เพื่อให้ผู้ใช้งานเข้าใจง่าย

BAR หน่วยที่งานอุตสาหกรรมใช้กันจริง

BAR เป็นหน่วยแรงดันที่นิยมในระบบอุตสาหกรรมและมาตรฐานยุโรป หน่วยนี้ให้ภาพรวมที่เข้าใจง่ายเมื่อพูดถึงระบบทั้งชุด โดยประมาณ 1 BAR เท่ากับ 14.5 PSI

ในทางปฏิบัติ การแปลงหน่วยไม่ใช่เรื่องยาก แต่สิ่งที่สำคัญกว่าคือ ตัวเลขที่เห็นนั้นเป็นค่าอะไร

Working Pressure กับ Burst Pressure ความต่างที่ทำให้สายอยู่หรือสายพัง

บนสายยางอุตสาหกรรม มักมีการระบุแรงดันไว้มากกว่าหนึ่งค่า ซึ่งค่าที่สำคัญที่สุดคือสองคำนี้

• Working Pressure แรงดันใช้งานต่อเนื่องที่สายยางรับได้อย่างปลอดภัย
• Burst Pressure แรงดันสูงสุดก่อนที่สายจะเสียหายหรือแตก

Burst Pressure มักถูกระบุให้ดูสูงมาก เพราะเป็นค่าทดสอบในห้องทดลอง และมักสูงกว่า Working Pressure ประมาณ 3 – 4 เท่า

ปัญหาคือ ผู้ใช้งานจำนวนไม่น้อยหยิบค่า Burst มาใช้ตัดสินใจ โดยคิดว่าสายยาง “ทนได้ถึงตรงนั้น” ทั้งที่ในความเป็นจริง ค่าที่ควรใช้เป็นหลักคือ Working Pressure เท่านั้น

เสียงเตือนจากหน้างาน

สายยางที่ใช้งานใกล้ค่า Working Pressure ตลอดเวลา อาจไม่แตกทันที แต่จะเสื่อมจากด้านในก่อน เมื่อถึงวันที่มันพัง มักพังแบบฉับพลันและไม่มีสัญญาณเตือน

สายยางรับแรงดันได้อย่างไร? คำตอบอยู่ที่โครงสร้างภายใน

ถ้าผ่าเข้าไปดูในสายยางอุตสาหกรรม จะพบว่ามันไม่ใช่แค่ยางชิ้นเดียว แต่เป็นโครงสร้างหลายชั้นที่ทำงานร่วมกัน

โดยทั่วไปประกอบด้วย

• ชั้นยางด้านใน
• ชั้นเสริมแรง (ผ้าใบหรือลวด)
• ชั้นยางด้านนอก

ชั้นที่ทำหน้าที่รับแรงดันจริง ๆ คือ ชั้นเสริมแรง

ชั้นผ้าใบ หัวใจของสายยางแรงดันระดับทั่วไป

ชั้นผ้าใบถือเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่พบได้มากที่สุดใน สายยางอุตสาหกรรม โดยเฉพาะงานลมและงานน้ำที่ต้องรับแรงดันต่อเนื่อง แม้จะมองไม่เห็นจากภายนอก แต่ผ้าใบคือชั้นที่ทำหน้าที่รับแรงดันทั้งหมดจากด้านในของสายยางโดยตรง

หน้าที่ของชั้นผ้าใบไม่ได้มีแค่ช่วยให้สายไม่แตก แต่ยังทำหน้าที่ควบคุมการขยายตัวของสายยางไม่ให้บวมเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น และช่วยรักษารูปทรงของสายยางให้คงที่เมื่อต้องใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน หากชั้นผ้าใบไม่แข็งแรงพอ สายยางจะเริ่มยืด เสียรูป และเสื่อมจากด้านในก่อนที่จะเห็นความผิดปกติจากภายนอก

จำนวนชั้นผ้าใบมีผลโดยตรงกับความสามารถในการทนแรงดัน

• สายที่มี ผ้าใบ 1 ชั้น มักเหมาะกับงานแรงดันต่ำหรือการใช้งานทั่วไป
• สายที่มี ผ้าใบ 2–3 ชั้น เป็นระดับที่พบมากในงานอุตสาหกรรม งานลม และงานน้ำที่ใช้งานต่อเนื่อง

ส่วนสายที่มี ผ้าใบหลายชั้น จะเหมาะกับงานหนัก หรือระบบที่ต้องเปิดใช้งานตลอดวันและมีแรงดันขึ้นลงบ่อย

อย่างไรก็ตาม จำนวนชั้นอย่างเดียวไม่ใช่คำตอบทั้งหมด คุณภาพของผ้าใบก็สำคัญไม่แพ้กัน ผ้าใบที่ทอแน่น ยึดเกาะกับชั้นยางได้ดี จะช่วยกระจายแรงดันได้สม่ำเสมอ ลดการล้าของโครงสร้าง และยืดอายุการใช้งานของสายยางได้ชัดเจนกว่าในระยะยาว

ลวดถัก เมื่อแรงดันสูงจนผ้าใบอย่างเดียวไม่พอ

สำหรับงานที่แรงดันสูงขึ้นไปอีกระดับ หรือมีแรงกระชากเกิดขึ้นบ่อย สายยางจะใช้ ลวดถักหรือลวดสปริง เป็นโครงสร้างเสริมแรงแทน หรือเสริมร่วมกับชั้นผ้าใบ

ลวดถักช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงโครงสร้างให้กับสายยาง ลดการขยายตัวของสายเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น และรองรับแรงดันสูงรวมถึงแรงกระชากได้ดีกว่าผ้าใบเพียงอย่างเดียว ทำให้สายมีความเสถียรมากขึ้นในระบบที่แรงดันไม่นิ่ง

สายยางที่มีลวดถักมักพบในระบบลมแรงดันสูง งานไฮดรอลิกเบา หรือระบบอุตสาหกรรมที่ไม่ต้องการให้สายยางบวมแม้เพียงเล็กน้อย เพราะการเปลี่ยนรูปของสายอาจส่งผลต่อความแม่นยำหรือความปลอดภัยของระบบ

ข้อแลกเปลี่ยนของสายยางลวดถักคือ น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น ความยืดหยุ่นที่ลดลง และการโค้งงอที่ทำได้ยากกว่าเดิม รวมถึงต้องเลือกข้อต่อให้เหมาะสมมากขึ้น เนื่องจากแรงดันและแรงที่ส่งผ่านไปยังข้อต่อจะสูงกว่าสายยางทั่วไป

ความหนาของสายยาง ใช่คำตอบเสมอไปหรือไม่?

หลายคนใช้ “ความหนา” เป็นเกณฑ์ตัดสิน แต่ความจริงแล้ว ความหนาของยางด้านนอกไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับแรงดันมากนัก

สายยางบางเส้นดูหนาเพราะชั้นยางนอกหนา เพื่อทนการขูดขีด ไม่ได้หมายความว่าทนแรงดันสูงกว่าเสมอไป ในขณะที่บางเส้นดูไม่หนามาก แต่มีโครงสร้างผ้าใบหรือลวดถักที่ออกแบบมาดี กลับทนแรงดันได้ดีกว่าอย่างชัดเจน

อุณหภูมิ ตัวแปรเงียบที่ทำให้สายยางพังเร็ว

อุณหภูมิมีผลกับสายยางมากกว่าที่หลายคนคิด

• อุณหภูมิสูง ทำให้ยางอ่อนตัว ความสามารถในการทนแรงดันลดลง
• อุณหภูมิต่ำ ทำให้ยางแข็งและเปราะ เพิ่มโอกาสแตก

สายยางที่ทนแรงดันได้ดีในอุณหภูมิหนึ่ง อาจใช้งานได้ไม่ดีเลยในอีกสภาพหนึ่ง หากอุณหภูมิแตกต่างกันมาก

ความยาวสายยาง ยิ่งยาว ยิ่งต้องระวัง

สายยางที่ยาวขึ้น ทำให้แรงดันตกตลอดแนว ปั๊มต้องทำงานหนักขึ้น และมีโอกาสเกิดแรงกระชากสูงขึ้นในช่วงเริ่มต้นระบบ ในระบบที่ใช้สายยาวมาก ๆ สายยางจึงต้องรับแรงมากกว่าที่ตัวเลขปลายทางบอกไว้เสมอ

แรงกระชาก ศัตรูที่มองไม่เห็นของสายยาง

แม้ระบบจะตั้งค่าแรงดันใช้งานไว้ไม่สูงนัก แต่ สายยาง จำนวนมากกลับเสียหายจากสิ่งที่ไม่ได้ระบุอยู่ในสเปก นั่นคือ “แรงกระชาก” ซึ่งเป็นแรงดันที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ แต่มีค่าสูงกว่าปกติอย่างมาก

แรงกระชากมักเกิดจากสถานการณ์ที่พบได้บ่อยในหน้างาน เช่น การสตาร์ทปั๊มที่ดึงแรงดันขึ้นทันที การปิดวาล์วอย่างรวดเร็ว หรือการตัดต่อโหลดแบบฉับพลันในระบบลมและระบบน้ำ เหตุการณ์เหล่านี้อาจเกิดขึ้นเพียงเสี้ยววินาที แต่แรงดันที่พุ่งขึ้นมานั้นอาจสูงกว่าค่าใช้งานจริงหลายเท่า

ปัญหาคือ แรงกระชากลักษณะนี้มักไม่ถูกนำมาคิดรวมตอนเลือกสายยาง เพราะมันไม่ใช่แรงดันคงที่ที่วัดได้ง่าย สายยางที่ดูเหมือนเลือกมาถูกต้องตามค่าแรงดันใช้งาน จึงอาจรับแรงกระชากไม่ไหว และเกิดการแตกหรือรั่วแบบไม่ทันตั้งตัว ทั้งที่ก่อนหน้านั้นไม่มีสัญญาณเตือนใด ๆ

ในงานที่มีการเปิด–ปิดระบบบ่อย หรือมีการเปลี่ยนโหลดตลอดเวลา แรงกระชากจึงกลายเป็นศัตรูเงียบที่ค่อย ๆ ทำลายโครงสร้างภายในของสายยาง และเป็นสาเหตุสำคัญของการเสียหายก่อนอายุการใช้งานจริง

สรุป เลือกสายยางทนแรงดัน ต้องดูอะไรบ้าง

• ใช้ค่า Working Pressure เป็นหลัก
• เทียบ PSI หรือ BAR ให้ตรงกับระบบ
• ดูโครงสร้างภายใน มากกว่าความหนาภายนอก
• เลือกจำนวนชั้นผ้าใบหรือลวดถักให้เหมาะกับงาน
• พิจารณาอุณหภูมิ ความยาว และแรงกระชากร่วมด้วย

สายยาง ที่ทนแรงดันได้ดี ไม่ได้เกิดจากตัวเลขแรงดันสูงอย่างเดียว แต่เกิดจากการออกแบบโครงสร้างให้เหมาะกับสภาพการใช้งานจริง เมื่อคุณเข้าใจ PSI, BAR, ชั้นผ้าใบ และลวดถัก อย่างครบถ้วน การเลือกสายยางจะไม่ใช่เรื่องเสี่ยงอีกต่อไป แต่เป็นการตัดสินใจที่ช่วยลดต้นทุน ลดปัญหา และเพิ่มความปลอดภัยในระยะยาว