วันพฤหัสบดีที่ 30 พฤษภาคม พ.ศ. 2556

เหลือแก๊สใช้ได้นานอีกเท่าไหร่ (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๔๖) MO Memoir : Thursday 30 May 2556

"อย่าใช้ความกลัวบอกว่ามันไม่พอซิ ทำไมไม่ใช้ความรู้ที่มีอยู่คำนวณออกมาล่ะว่ามันยังเหลืออยู่อีกเท่าไหร่"
  
ผมบอกกับสาวโชเฟอร์สิบล้อเมื่อเช้าวันวาน ไม่รู้ว่าเขาจะฟังข้อความได้หมดหรือเปล่า เพราะดูเหมือนว่าตอนนั้นเขาจะคุมสติไม่ค่อยจะอยู่

เรื่องมันเริ่มจากการที่เขาเปิดเครื่อง GC-2014 ECD & PDD ไปสักพัก แล้วค่อยมาเห็นว่าเข็มวัดความดันภายในถังของมันไม่กระดิกขึ้น แต่ความดันด้านขาออกนั้นยังปรับขึ้นได้อยู่ (รูปที่ ๑) ก็เลยจะปิดเครื่อง GC แล้วทำท่าออกอาการเหมือนกับจะตายเอาว่าอุตสาห์มาทำแลปแต่เช้า แต่ดันไม่มีแก๊สให้ทำแลป

รูปที่ ๑ เกจวัดความดันของ pressure regulator ถังแก๊สฮีเลียมที่เป็นปัญหาเมื่อเช้าวันวาน

เกจวัดความดันในถังของ pressure regulator มันออกแบบมาวัดความดันสูง จากรูปจะเห็นว่ามันไปได้ถึง 270 bar แต่ในความเป็นจริงแก๊สที่ส่งมามักจะบรรจุมาเพียง 125 bar หรือเทียบเท่าแก๊สประมาณ 6 m3 ที่ความดันบรรยากาศ 
   
ทีนี้พอใช้งานไปเรื่อย ๆ จนความดันในถังลดลงเหลือประมาณ 10 bar เข็มแสดงความดันภายในถังมันก็แทบจะไม่กระดิกให้เห็นแล้ว ถ้าอยากรู้ว่าความดันในถังเหลือเท่าไรก็ทำได้โดยการปิดวาล์วด้านขาออก แล้วลองหมุน pressure regulator ไปเรื่อย ๆ เราก็จะเห็นเข็มชี้วัดความดันด้านขาออกมันเพิ่มขึ้น มันเพิ่มได้แค่ไหนก็แสดงว่าความดันในถังมันเหลือแค่นั้น
  
เราสามารถประมาณได้ว่าเราเหลือแก๊สในถังให้ใช้ได้อีกเท่าไรโดยคำนวณจากค่าความดันในถังและปริมาตรของถัง ค่าความดันในถังหาได้อย่างไรก็ทำตามย่อหน้าข้างบน ส่วนปริมาตรภายในถังก็ดูที่บริเวณหัวถังจะมีการตอกตัวเลขเอาไว้ ดังที่แสดงในรูปที่ ๒ ข้างล่าง

รูปที่ ๒ ที่แต่ละถังจะมีการตอกตัวเลขแสดงค่าต่าง ๆ เอาไว้ ที่ถ่ายรูปมาตัว V คือตัวระบุปริมาตรภายใน หน่วยเป็นลิตร สำหรับถังนี้คือ 47.5 ลิตร ส่วนตัว W ระบุน้ำหนักของถังเปล่า หน่วยเป็นกิโลกรัม สำหรับถังนี้คือ 54.2 กิโลกรัม

สำหรับถังที่มีปริมาตร 47.5 ลิตร ที่ความดันภายในถังประมาณ 10 bar เราก็จะมีแก๊สใช้งานคิดเป็นปริมาตรประมาณ 475ลิตรที่ความดันบรรยากาศ สำหรับเครื่อง GC-2014 ECD & PDD นั้น ในขณะนี้เราตั้งความดันด้านขาออกของ pressure regulator ไว้ที่ 5 bar แต่ตัวเครื่องนั้นจะมี pressure regulatorปรับความดันเพื่อไว้สำหรับปรับอัตราการไหลของ carrier gas ซึ่งในขณะนี้เราตั้งไว้ที่ประมาณ 1.5 bar ส่วนตัว PDD นั้นต้องการ purge gas ที่การอัตราไหลขั้นต่ำ 30 ml/min แต่ตรงนี้ตัวเครื่องจะมี restriction orifice ติดตั้งอยู่กับท่อ purge gas ของ PDD ซึ่งจะจำกัดการไหลไว้ที่ประมาณ 30 ml/min ส่วนตัวคอลัมน์ที่ต่ออยู่กับ PDD นั้นเป็นชนิด micro packed columne (OD 1/8") ผมประมาณค่าอัตราการไหลสูงสุดจากความดันที่ตั้งเอาไว้เผื่อเอาไว้ให้อย่างมากไม่เกิน 20 ml/min ดังนั้น GC เครื่องนี้จึงน่าจะใช้แก๊สฮีเลียมในอัตราประมาณ 50 ml/min หรือ 72 ลิตรต่อวันที่ความดันบรรยากาศ (ถ้าเปิดเครื่องทิ้งไว้ 24 ชั่วโมง)
  
ถ้าเราจะใช้แก๊สจนความดันในถังลดลงเหลือ 5 bar เราก็ต้องดึงแก๊สออกมาคิดเป็นปริมาตร 475/2 = 237.5 ลิตรที่ความดันบรรยากาศ ดังนั้นเราจะสามารถใช้แก๊สต่อไปได้อีก 237.5/72 = 3.3 วันหรือต่อเนื่องเป็นเวลา 79 ชั่วโมง ซึ่งก็เป็นเวลาที่เหลือเฟือสำหรับการสั่งแก๊สถังใหม่และได้ถังใหม่มาเปลี่ยน และโดยปรกติเรามักจะเปิดเครื่องประมาณ 12 ชั่วโมงต่อวัน ดังนั้นเราจะยังสามารถใช้แก๊สในถังดังกล่าวต่อไปได้อีกร่วมสัปดาห์

เรื่องตรงนี้มันไม่มีอะไรซับซ้อนเลย เพียงแต่ตั้งสติและใช้ความรู้พื้นฐานที่ได้เรียนมาแล้วก็จะหาคำตอบเองได้

ไม่มีความคิดเห็น: