สี่รูปแบบความเสียหายของแผ่นตะแกรง และวิธีแยกแต่ละแบบ

เมื่อตะแกรงชีวมวลต้องเปลี่ยนแผ่นตะแกรงทั้งชุดภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งปี ผู้ซื้อมักตัดสินใจจากราคาต่อหน่วยเพียงอย่างเดียว และความเสียหายแบบเดิมก็กลับมาอีกในปีถัดไป รูปแบบความเสียหายสี่แบบด้านล่างนี้ดูคล้ายกันในภาพถ่าย แต่สาเหตุต่างกันโดยสิ้นเชิง การระบุให้ได้ว่าเป็นแบบไหนจึงเป็นตัวกำหนดว่าจะแก้ที่เกรดวัสดุ การกระจายลม เชื้อเพลิง หรือวิธีการเดินเครื่อง

1. หลอมละลายและมีตะกรันเกาะ

ลักษณะคือผิวด้านบนสูญเสียเนื้อวัสดุ แต่สูญเสียแบบเรียบมนไม่ใช่ขรุขระ ขอบถูกหลอมจนมน ผิวมีลักษณะคล้ายเคลือบแก้ว และในร่องอาจมีของสีน้ำตาลอมเขียวเกาะอยู่ เมื่อตัดหน้าตัดแผ่นแบบนี้จะเห็นสามชั้น คือชั้นคราบที่อุดมด้วยโพแทสเซียมและคลอรีนด้านนอก ชั้นออกไซด์เหล็กที่มีรูพรุนตรงกลาง และเนื้อโลหะด้านในที่ขาดโครเมียมและเกิดออกซิเดชันภายใน

กลไกไม่ใช่แค่ความร้อนสูงเกิน คลอรีนสร้างคลอไรด์โลหะที่ระเหยได้บริเวณรอยต่อออกไซด์กับโลหะ คลอไรด์นั้นถูกออกซิไดซ์ซ้ำและปล่อยคลอรีนออกมาโจมตีต่อ ฟิล์มออกไซด์ป้องกันจึงก่อตัวไม่สมบูรณ์ ขณะเดียวกันโพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับเถ้าซิลิกาเกิดโพแทสเซียมซิลิเกตที่หลอมตัวต่ำ ซึ่งที่อุณหภูมิใช้งานของตะแกรงอยู่ในสภาพหลอมหรือกึ่งหลอม ทำหน้าที่เป็นตัวช่วยหลอม ละลายและซึมผ่านฟิล์มออกไซด์ สุดท้ายตะกรันหลอมเหลวถูกชั้นเชื้อเพลิงที่เคลื่อนที่พัดพาออกไป ฟาง ฟางข้าวสาลี ฟางข้าว และทะลายปาล์มเปล่าเป็นเชื้อเพลิงกลุ่มนี้เพราะจุดหลอมตัวของเถ้าต่ำ พื้นหลังดูได้ในบทความเชื้อเพลิงแบบใดทำให้แผ่นตะแกรงถูกหลอมติดและเกิดตะกรัน

สิ่งที่เปลี่ยนผลลัพธ์ได้ คือคุมอุณหภูมิผิวแผ่นให้ต่ำกว่าจุดอ่อนตัวของเถ้า ใช้การกระจายลม ความเร็วตะแกรง และความหนาชั้นเชื้อเพลิงควบคุมตำแหน่งโซนเผาไหม้หลัก และเพิ่มโครเมียมในเกรดวัสดุตรงตำแหน่งที่เลี่ยงตะกรันไม่ได้ การเพิ่มลมไม่ช่วย เพราะโซนที่ร้อนกว่าและมีออกซิเดชันแรงกว่าจะทำให้ปฏิกิริยาเดียวกันเดินเร็วขึ้น

2. ออกซิเดชันและหลุดเป็นชั้น

รูปแบบนี้เนื้อโลหะหายไปสม่ำเสมอและเป็นชั้น เปลือกออกไซด์ลอกออกทีละชั้น ผิวเป็นรูพรุนคล้ายรังผึ้ง หน้าตัดบางลงทั้งแผ่น ไม่ใช่เป็นแอ่งที่จุดเดียว นี่คือลักษณะของแผ่นที่ทำงานเกินเพดานอุณหภูมิของเกรดเป็นเวลานานในบรรยากาศออกซิไดซ์

ระบบเหล็กหล่อมีเพดาน 1100℃ ตามระบบมาตรฐาน และเมื่อคิดรอบความร้อนเข้าไปด้วย ขีดจำกัดใช้งานจริงจะต่ำกว่านั้น เมื่อเกิน ออกไซด์จะโตเร็ว ลอกออก แล้วโตใหม่ แต่ละรอบกินเนื้อโลหะไปหนึ่งชั้น ที่อุณหภูมิเดียวกัน อากาศส่วนเกินยิ่งสูงยิ่งแย่ เพราะความดันย่อยของออกซิเจนที่ผิวสูงขึ้น หัวเผาหรือลำลมที่เป่าตรงเข้าแผ่นก็ให้ผลเฉพาะจุดแบบเดียวกัน

สิ่งที่เปลี่ยนผลลัพธ์ได้ คือตรวจวัดอุณหภูมิผิวแผ่นจริง ไม่ใช่อุณหภูมิห้องเผาไหม้ ลดอากาศส่วนเกินลงถึงขีดจำกัดของการเผาไหม้ และเลือกเกรดที่มีอุณหภูมิใช้งานสูงกว่าภาวะงาน ห้าเกรดที่ใช้บ่อยและที่มาของอุณหภูมิแต่ละเกรดเทียบไว้ในบทความการเลือกเกรดตามอุณหภูมิใช้งาน

3. แตกร้าวจากความร้อนและความล้าเนื่องจากความร้อน

รอยแตกพาดขวางแผ่น ไม่ได้วิ่งตามความยาว มักเริ่มที่จุดที่หน้าตัดเปลี่ยน ที่รูสลัก ที่โคนฟันขบประกบ หรือที่ขอบรูระบายอากาศ รอยแตกฝอยละเอียดหนาแน่นบนผิวร้อนคือระยะเริ่มต้น รอยแตกทะลุคือระยะสุดท้าย แผ่นที่แตกร้าวมักยังมีความหนาครบ ซึ่งเป็นจุดที่แยกออกจากสองแบบข้างต้น

ปัจจัยหลักคือจำนวนครั้งและขนาดของรอบอุณหภูมิ ไม่ใช่อุณหภูมิสูงสุด การเริ่มและหยุดเดินเครื่องบ่อย ลมเย็นที่เข้าไปในตะแกรงร้อนขณะหยุดหรือขณะเดินโหลดต่ำ การหล่อเย็นด้วยน้ำหรือไอน้ำที่ขาดช่วง และชั้นเชื้อเพลิงที่คลุมสลับเปิดเป็นบางโซน ล้วนสะสมความเสียหาย ผิวที่มีรูเสี่ยงกว่า เพราะขอบรูทุกขอบเป็นจุดรวมความเค้น และเนื้อโลหะระหว่างรูร้อนกว่าผิวโดยรอบ

สิ่งที่เปลี่ยนผลลัพธ์ได้ คือลดจำนวนรอบการเริ่มหยุด อุ่นเครื่องก่อนเริ่มเดินใหม่ หลีกเลี่ยงการกระแทกด้วยลมเย็น และเลือกเกรดที่มีนิกเกิลสูงขึ้นเมื่อความเสียหายหลักคือการแตกร้าว เพราะนิกเกิลเพิ่มความเหนียวและความต้านทานความล้าเนื่องจากความร้อน ไม่ควรเชื่อมซ่อมซ้ำบนแผ่นที่แตกร้าวแล้ว เพราะบริเวณได้รับความร้อนจากแนวเชื่อมจะเป็นจุดเริ่มรอยแตกครั้งต่อไป

4. ไหม้ทะลุและจุดร้อนเฉพาะที่

ลักษณะคือมีรูที่ถูกหลอมหรือถูกกัดทะลุที่ตำแหน่งหนึ่ง ส่วนที่เหลือของแผ่นยังดีอยู่ ตำแหน่งนั้นแทบจะเป็นเส้นทางที่ลมรั่วด้วยความเร็วสูงเสมอ ช่องระหว่างแผ่นกว้างขึ้น แผ่นหลุดหรือเลื่อนตำแหน่ง ซีลข้างหลุด แผ่นที่บิดงอไปยกแผ่นข้างเคียง หรือรูปแบบรูวางอยู่เหนือผนังกั้นห้องลมทำให้ลมทั้งห้องวิ่งผ่านพื้นที่เล็ก ๆ จุดเดียว

กระบวนการเร็วมาก เมื่อลำลมเฉพาะจุดเกิดขึ้น โลหะรอบข้างจะบางลงภายในไม่กี่สัปดาห์ ช่องกว้างขึ้น ลมรั่วมากขึ้น แล้วแผ่นก็เสีย นี่เป็นปัญหาการกระจายลม ไม่ใช่ปัญหาวัสดุ เกรดที่แพงกว่าจึงกันไม่ได้

สิ่งที่เปลี่ยนผลลัพธ์ได้ คือควบคุมช่องว่างทุกครั้งที่ยกเครื่อง เปลี่ยนแผ่นที่บิดงอหรือเลื่อนตำแหน่งแทนการดัดกลับ รักษาซีลข้างให้แนบตลอด และจัดตำแหน่งรูให้ตรงกับห้องลม รายการตรวจว่าควรเปลี่ยนแผ่นแล้วหรือยังดูได้ในบทความวิธีตัดสินว่าแผ่นตะแกรงต้องเปลี่ยนหรือยัง

5. ตารางแยกสี่รูปแบบ

รูปแบบ	ตำแหน่งที่พบ	ลักษณะการสูญเสียเนื้อ	สาเหตุที่น่าจะเป็น	ต้องเปลี่ยนอะไร
หลอมละลายมีตะกรันเกาะ	ผิวบนของโซนเผาไหม้หลัก รุนแรงที่สุดที่แถวที่ร้อนที่สุด	เรียบมน เป็นเงา มีคราบคล้ายแก้วในร่อง	เถ้าหลอมตัวต่ำจากโพแทสเซียมและคลอรีน ผิวสูงกว่าจุดอ่อนตัวของเถ้า	การกระจายลม ความเร็วตะแกรง ความหนาชั้นเชื้อเพลิง เพิ่มโครเมียมในโซนหลัก
ออกซิเดชันหลุดเป็นชั้น	ผิวร้อนทั้งหมด ค่อนข้างสม่ำเสมอตลอดตะแกรง	บางลงสม่ำเสมอ เป็นชั้นออกไซด์และรูพรุน	อุณหภูมิผิวเกินเพดานเกรด อากาศส่วนเกินสูง	เกรดที่อุณหภูมิใช้งานสูงกว่า ลดอากาศส่วนเกิน
แตกร้าวจากความร้อน	จุดเปลี่ยนหน้าตัด รูสลัก โคนฟัน ขอบรู	แทบไม่สูญเสียเนื้อก่อนเสียหาย	รอบความร้อนมากเกิน ลมเย็นกระแทก จุดรวมความเค้น	ลดรอบเดินเครื่อง อุ่นเครื่อง เกรดนิกเกิลสูง ไม่เชื่อมซ่อมซ้ำ
ไหม้ทะลุ	จุดเดียว มักที่ทางลมรั่ว	เป็นรูเฉพาะจุด ส่วนที่เหลือสมบูรณ์	ช่องว่างกว้างขึ้น แผ่นเลื่อนตำแหน่ง ซีลเสีย รูอยู่เหนือผนังกั้นห้อง	คุมช่องว่างและซีล เปลี่ยนแผ่นที่ผิดรูป จัดรูปแบบรูใหม่

6. ทำไมการเผาฟางจึงทนไม่ถึงหนึ่งปี

มีสามผลกระทบซ้อนกันในเชื้อเพลิงฟาง เถ้ามีโพแทสเซียม คลอรีน และซิลิกอนสูง จึงทั้งกัดกร่อนแรงและหลอมตัวต่ำ โซนเผาไหม้หลักร้อนกว่ามากเมื่อเทียบกับโซนอบแห้งและโซนเผาไหม้หมด เกรดเดียวกันที่ใช้ได้ที่ช่วงท้ายตะแกรงจึงพังตรงกลาง และถ่านจากฟางมีขนาดเล็กและเบา การเดินเครื่องจึงมักใช้ชั้นเชื้อเพลิงบางและลมมากเพื่อให้ติดไฟ ซึ่งดันอุณหภูมิผิวของแถวที่ร้อนที่สุดให้สูงขึ้นอีก

ดังนั้นแนวทางที่ใช้ได้จริงมักไม่ใช่เปลี่ยนวัสดุทั้งตะแกรง แต่เลือกวัสดุตามโซน คือคงเส้นรอบรูปและขนาดตามแบบเดิม แล้วเปลี่ยนแถวในโซนเผาไหม้หลักเป็นเหล็กหล่อทนความร้อนอย่าง Cr25Ni20 (310S) ซึ่งยกอุณหภูมิใช้งานให้เกินเพดาน 1100℃ ของเหล็กหล่อ และมีนิกเกิลช่วยต้านความล้าเนื่องจากความร้อน ส่วนโซนอบแห้งและโซนเผาไหม้หมดใช้เกรดที่ถูกลวกว่า เช่น Cr26Ni12 หรือ RTCr20 การใช้เกรดสูงทั้งชุดคือการลงทุนที่ส่วนท้ายตะแกรงโดยไม่ได้อะไรกลับมา

ข้อควรระวัง: ใช้ต่างเกรดกันในแถวที่อยู่ติดกันได้ ถ้าเส้นรอบรูป ระยะพิทช์ และความสูงเหมือนกันทุกประการ แต่การผสมรูปทรงสองแบบ หรือผสมแผ่นมีรูกับแผ่นไม่มีรูเพื่อประหยัดนั้นไม่ได้ เหตุผลดูในบทความแผ่นตะแกรงมีรูระบายอากาศใช้แทนของเดิมได้ไหม

7. ควรบันทึกอะไรก่อนสั่งซื้อครั้งต่อไป

ถ่ายรูปทั้งชุดตอนถอดออก และทำเครื่องหมายตำแหน่งแผ่นที่เสียหายแต่ละแผ่นบนภาพร่างตะแกรง วัดความหนาที่เหลือตรงจุดที่บางที่สุดของแผ่นสามแผ่นต่อโซน บันทึกว่าชุดนี้ใช้งานมากี่ชั่วโมงและเริ่มหยุดเครื่องกี่ครั้งในช่วงนั้น บันทึกส่วนผสมเชื้อเพลิงช่วงเดียวกัน รวมถึงสัดส่วนฟาง ความชื้น และมีการเปลี่ยนเชื้อเพลิงก่อนเกิดเหตุหรือไม่ บันทึกสี่อย่างนี้เพียงพอแยกสี่รูปแบบข้างต้นได้โดยไม่ต้องส่งห้องแล็บ และเป็นข้อมูลที่ผู้จัดจำหน่ายต้องใช้เพื่อเสนอ “เกรด” ไม่ใช่แค่ “ราคา”

เราเป็นผู้จัดจำหน่ายแผ่นตะแกรงเคลื่อนที่ แผ่นอยู่กับที่ ซีลข้าง และอะไหล่ประกอบสำหรับตะแกรงโยกเยกที่เผาชีวมวล จัดส่งจากโรงงานพันธมิตรตามเกรดที่กล่าวข้างต้น ตรวจขนาดและวัสดุตามแบบหรือตามตัวอย่างที่วัดได้