วันพุธที่ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2557

ท่อปลายตัน (Dead end pipe) MO Memoir : Wednesday 23 July 2557

เมื่อวานมีรุ่นน้องใจดีที่เคยทำงานร่วมกัน แต่ลาออกไปประกอบธุรกิจส่วนตัว เปิดโอกาสให้เข้าเยี่ยมชมโรงงานของเขาพร้อมทั้งอนุญาตให้ถ่ายรูปได้โดยสะดวก เพื่ออยากให้นำความรู้ที่ได้มาเผยแพร่แก่นิสิตที่เรียนอยู่ และคาดว่าอีกไม่นานเราก็จะเชิญเขามาบรรยายพิเศษเกี่ยวกับประสบการณ์การทำงานของเขา เตรียมเคลียร์เวลาว่างและจองที่นั่งล่วงหน้าได้เลย โดยเฉพาะคนที่อยากรู้ว่าวิศวกรเคมีมือเปื้อนที่ผ่านการทำงานมาทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็นการเดินสำรวจตลาด สร้างความสัมพันธ์ทางธุรกิจ สร้างความมั่นใจให้กับลูกค้า สร้างความเชื่อถือให้กับพนักงาน ออกแบบอุปกรณ์โรงงาน วางโครงการสร้างโรงงาน ฯลฯ นั้นเขาประสบอะไรมาบ้าง งานนี้รับรองได้ว่าสนุกแน่ ๆ
  
โรงงานที่เขาเปิดให้ผมเข้าไปดูนั้นเป็นโรงงานที่สร้างมาหลายปีแล้ว ประสบกับปัญหาการดำเนินการ ทางเขาและเพื่อนร่วมงานเพิ่งจะเข้าไปดูแลกิจการได้ประมาณ ๑ ปีเท่านั้นเอง ดังนั้นระบบอุปกรณ์หลักต่าง ๆ จึงเป็นระบบที่มีอยู่เดิมตั้งแต่สร้างโรงงานและยังไม่มีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ

เรื่องแรกที่ขอยกมาเล่าคือเรื่อง "ท่อปลายตัน" หรือ "Dead end pipe"
  
ท่อปลายตันเป็นส่วนของท่อที่ของไหล (แก๊สหรือของเหลว) ไม่สามารถไหลไปไหนได้ ท่อปลายตันนี้อาจเกิดขึ้นจากความจงใจในการออกแบบ หรือเกิดขึ้นจากตำแหน่งของวาล์ว (ปิด-เปิด) ในระหว่างกระบวนการผลิต รูปที่ ๑ ข้างล่างเป็นตัวอย่างหนึ่งของท่อปลายตันที่เกิดขึ้นจากความจงใจในการออกแบบคือ pipe manifold หรือ pipe header

รูปที่ ๑ (บน) ระบบ pipe manifold หรือ pipe header (ล่าง) pipe header ของระบบไอน้ำของโรงงานแห่งหนึ่ง
  
ในโรงงานนั้นเป็นเรื่องปรกติที่จะมีระบบท่อ (piping system) ที่เรียกว่าเป็น header หรือ manifolf เพื่อไว้กระจายสาธารณูปโภค (เช่น น้ำ ไอน้ำ อากาศความดัน ฯลฯ) ไปยังส่วนต่าง ๆ ของโรงงาน การเดินท่อ header นี้จะมีการเดินท่อหลักเป็นท่อใหญ่ที่ปิดปลายข้างหนึ่งเอาไว้ (เส้นสีน้ำเงินในรูปที่ ๑ (บน)) โดยการปิดปลายมักจะปิดด้วยหน้าแปลนหรือ pipe fitting ชนิดถอดออกได้ เพื่อไว้ทำความสะอาดหรือขยายเพิ่มเติมได้ จากนั้นก็จะต่อท่อเล็ก ๆ ย่อยออกไปทางด้านข้าง (เส้นสีส้มในรูปที่ ๑ (บน)) เพื่อจ่ายสาธารณูปโภคไปยังบริเวณต่าง ๆ ของโรงงานที่อยู่ใกล้เคียงกับ header ตัวนั้น
  
ระบบท่อบางระบบที่มีการเผื่อการขยายเพิ่มเติมในอนาคตก็อาจมีการเกิดส่วนที่เป็นท่อปลายตันตรงเส้นท่อด้านที่ปิดตายเอาไว้เผื่อการขยาย

อีกรูปแบบหนึ่งของการเกิดท่อปลายตันที่เกิดจากการทำงานคือการปิดวาล์ว ตัวอย่างเช่น drain valve ที่เป็นวาล์วสำหรับระบายของเหลว (หรือในบางกรณีจะเป็นความดันตกค้าง) ออกจากระบบท่อ เป็นเรื่องปรกติที่ระบบท่อในโรงงานจะมีการติดตั้ง drain valve เพราะเมื่อประกอบท่อเสร็จเรียบร้อยแล้วก็ต้องมีการทดสอบความสามารถในการรับความดัน และวิธีการทดสอบที่นิยมใช้กันคือการทำ hydraulic test ที่ทำโดยการเติมน้ำเข้าไปให้เต็มระบบท่อ จากนั้นจึงอัดความดันให้สูงถึงความดันที่ต้องการทดสอบ ถ้าท่อนั้นรับความดันดังกล่าวได้โดยไม่มีการรั่วไหลก็ถือว่าผ่านการทดสอบ จากนั้นก็จะทำการระบายน้ำที่เติมเข้าไปในระบบท่อทิ้ง ซึ่งก็ต้องระบายออกทาง drain valve ที่ติดตั้งเอาไว้เพื่อการนี้โดยเฉพาะเพียงอย่างเดียว (คือไม่มีการใช้งานในระหว่างการทำงานตามปรกติ) เรื่องเกี่ยวกับการติดตั้ง drain valve นี้เคยเล่าเอาไว้แล้วใน Memoir ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๔๙๒ วันจันทร์ที่ ๑๓ สิงหาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "Drainอยู่ล่างVentอยู่บน"
  
drain valve อีกแบบหนึ่งที่มีการใช้งานบ่อยครั้งกว่าคือ drain valve ที่ติดตั้งเพื่อระบายของเหลวและ/หรือความดันตกค้างออกจากระบบท่อก่อนทำการถอดอุปกรณ์ ตัวอย่างของอุปกรณ์ที่มักมีการถอดซ่อมแซม/ตรวจสอบเป็นประจำคือวาล์วควบคุมอัตราการไหลหรือที่เราเรียกว่า control valve รูปที่ ๒ ข้างล่างเป็นตัวอย่างหนึ่งของระบบท่อของวาล์วควบคุมอัตราการไหล โดยมีส่วนที่เป็นท่อปลายตันเกิดขึ้นจากการปิด drain valve
  
เรื่องระบบ piping สำหรับวาล์วควบคุมอัตราการไหลหรือ control valve เคยกล่าวเอาไว้ใน Memoir ก่อนหน้านี้สองฉบับคือ ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๖๖ วันอังคารที่ ๒๕ พฤษภาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน๒๕๕๓ ตอนที่ ๑๐ สรุปคำถาม" และ ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๖๗ วันพฤหัสบดีที่ ๒๗ พฤษภาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "การปิดcontrolvalve"
  
drain valve ด้านขาออกของวาล์วควบคุมการไหลนี้อาจไม่จำเป็นถ้าหากสารในระบบท่อนั้นเป็นของเหลวและไม่เป็นสารอันตราย (เช่นน้ำ) หรือเป็นท่อขนาดเล็ก ทั้งนี้เพราะถ้าปริมาตรของท่อระหว่างวาล์วควบคุมการไหล (1) และ block valve (2) นั้นมีค่าน้อย ทันทีที่คลายข้อต่อออกให้ของเหลวรั่วออกมาความดันก็จะลดต่ำลงทันทีโดยไม่มีการฉีดพ่นของเหลว

รูปที่ ๒ ตัวอย่างระบบท่อรอบวาล์วควบคุมอัตราการไหล (นำมาจาก Memoir ฉบับที่ ๑๖๗) ในกรณีนี้ในระหว่างการทำงานปรกติ (5) drain valve จะถูกปิดเอาไว้ ทำให้ตรงบริเวณนี้มีลักษณะเป็นท่อปลายตัน
  
ที่วันนี้ยกเอาเรื่องท่อปลายตันขึ้นมาก็เพราะถ้าหากไม่ระมัดระวัง มันอาจเกิดปัญหาขึ้นได้ ทั้งในรูปแบบที่เกิดขึ้นทันทีทันใด และแบบรอเวลาที่จะเกิด
  
ท่อปลายตันที่แนวทางตันนั้นอยู่ในแนวเดียวกับเส้นทางการไหลหลักนั้น (เช่นในรูปที่ ๑) อาจเกิดความเสียหายจากการกระแทกของของไหล (ปรกติก็มักเป็นของเหลว) ที่ไหลเข้ามาอย่างรวดเร็วกระทันหันได้ เช่นในกรณีของท่อไอน้ำเมื่อเริ่มเปิดระบบไอน้ำจากระบบท่อที่เย็น ไอน้ำที่ควบแน่นจะกลายเป็นของเหลวไหลปนไปกับไอน้ำในระบบท่อด้วยแรงดันของไอน้ำ พอมาถึงทางแยกออกด้านข้าง ส่วนที่เป็นไอน้ำจะไหลออกไปทางด้านข้างได้ แต่ส่วนที่เป็นของเหลวจะไม่เลี้ยวออกด้านข้างตาม แต่จะพุ่งตรงไปข้างหน้า พอถึงส่วนที่เป็นข้องอหรือท่อปลายตัน ก็จะกระแทกกับกับข้อต่อท่อบริเวณนั้นอย่างแรง เกิดเป็นสิ่งที่เราเรียกว่า "Water hammer" หรือ "ค้อนน้ำ" รู้ได้จากการที่มีเสียงดังเกิดขึ้น และถ้าการกระแทกนั้นรุนแรงหรือเกิดขึ้นเป็นประจำก็จะทำให้เกิดความเสียหายแก่ระบบท่อได้ ถ้าอยากรู้ว่าค้อนน้ำเสียงมันดังอย่างไรก็ให้เอาค้อนไปทุบท่อประปาที่เป็นเหล็กดู เสียงมันดังแบบเดียวกัน

นอกจากนี้ตรงตำแหน่งที่เป็นท่อปลายตันนั้นอาจเป็นจุดที่ทำให้เกิดการสะสมของสิ่งที่ไม่ควรจะสะสมในระบบท่อ เพราะสิ่งที่สะสมนั้นอาจทำให้ท่อเกิดการผุกร่อนจนทะลุได้ สิ่งที่สะสมนั้นอาจเป็นของแข็งที่แก๊ส/ของเหลวในท่อพัดพามา (เช่นท่อน้ำดิบ อาจพัดพาตะกอนมา) หรือเป็นของเหลวที่ปนมากับแก๊ส (เช่นน้ำที่เกิดจากการควบแน่นของไอนน้ำ และไหลร่วมมากับไอน้ำ) หรือเฟสของเหลวที่ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน (เช่นน้ำที่ปนมากับน้ำมัน)
  
รูปที่ ๓ ข้างล่างเป็นระบบท่อของวาล์วควบคุมการไหลของท่อไอน้ำ ในระบบนี้เขาวางแนวการไหลผ่านวาล์วควบคุมนั้นให้เป็นเส้นตรง ส่วนเส้นทาง by-pass นั้นเขาวางอ้อมลงมาทางด้านล่างของวาล์วควบคุม

รูปที่ ๓ ระบบท่อรอบวาล์วควบคุมการไหลของไอน้ำของโรงงานแห่งหนึ่ง ระบบท่อนี้วางท่อ by-pass ไว้ด้านล่าง ทำให้ไอน้ำที่ควบแน่น (steam condensate) สะสมในส่วนของท่อ by-pass ได้ และไม่มีการติดตั้ง drain valve สำหรับระบายของเหลวหรือแก๊สที่ติดค้างอยู่ในระบบก่อนทำการถอดวาล์วควบคุมการไหลออกด้วย ส่วนที่เขาวางวาล์วควบคุมคว่ำหัวลงก็เพราะไม่ต้องการให้มันยื่นขึ้นไปเกะกะทางด้านบน พึงสังเกตว่า block valve เขาจะวางหันออกข้างเพื่อให้ยืนหมุนได้ง่าย ส่วนวาวล์ by-pass ที่อยู่ต่ำกว่านั้นจะวางตั้งขึ้นบนก็เพื่อให้ยืนหมุนได้ง่ายเช่นกัน
  
การควบแน่นของไอน้ำในระบบท่อไอน้ำเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงในการออกแบบท่อ ดังนั้นการวางท่อไอน้ำ (โดยเฉพาะไออิ่มตัวหรือ saturated steam) จึงต้องคำนึงถึงการระบายน้ำที่เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำ (ชื่อเต็มก็คือ steam condensate แต่ถ้าคุยกันเรื่องไอน้ำอยู่เขามักเรียกว่า condensate เฉย ๆ) ออกจากระบบท่อไอน้ำด้วยการใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า "Steam trap" ตัว steam trap นี้จะระบายน้ำที่เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำออกมาโดยปิดกั้นไม่ให้ไอน้ำรั่วไหลออกมา ดังนั้นอย่าแปลกใจถ้าพบว่าการวางท่อไอน้ำในแนวราบนั้นจะวางให้ท่อมีการลาดเอียงเพื่อให้น้ำที่เกิดจากการควบแน่นนั้นไหลลงตามแรงโน้มถ่วงไปยังท่อ drain ที่มี steam trap ติดตั้งอยู่
  
น้ำที่เกิดจากไอน้ำที่ควบแน่นในระบบท่อไอน้ำ ถ้าหากไปสะสมอยู่ที่บริเวณใดบริเวณหนึ่งของท่อเป็นเวลานาน และถ้าน้ำที่ใช้ในการผลิตไอน้ำนั้นมีแร่ธาตุปะปนอยู่และแร่ธาตุเหล่านี้หลุดติดมากับไอน้ำ (มากับหยดของเหลวที่ถูกพัดพามากับไอน้ำที่เดือดขึ้นมาจากน้ำ) ปะปนมาด้วย มีโอกาสที่แร่ธาตุที่ปะปนมานั้นเกิดการสะสมจนมีความเข้มข้นสูงขึ้นจนอาจกัดท่อให้ทะลุได้


รูปที่ ๔ ระบบท่อของวาล์วควบคุมการไหลอีกตัวหนึ่งที่วางท่อ by-pass ไว้ทางด้านบน การวางรูปแบบนี้ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการสะสมของสิ่งปนเปื้อนในส่วนท่อ by-pass แต่ระบบนี้ก็ไม่มีการติดตั้ง drain valve ทางด้านขาออกของวาล์วควบคุม ทั้ง block valve และวาล์ว by-pass ของระบบนี้เป็นวาล์วปีกผีเสื้อ (butterfly valve) ทั้งหมด

สนิมเหล็กก็เป็นสิ่งหนึ่งที่อาจสะสมได้ตรงบริเวณท่อปลายตัน ท่อเหล็กกล้านั้นมักจะมีสนิม (เหล็กออกไซด์) อยู่บนผิวเหล็กทั้งทางด้านนอกและด้านใน การกำจัดสนิมออกจากผิวด้านในของท่อทำได้ด้วยการผ่านไอน้ำเข้าไปในท่อดังกล่าว ความร้อนของไอน้ำจะทำให้ทั้งท่อเหล็กและสนิมเกิดการขยายตัว แต่เนื่องจากตัวท่อเหล็กและสนิมขยายตัวด้วยอัตราที่แตกต่างกันจึงทำให้สนิมเหล็กนั้นหลุดร่อนออกจากผิวด้านในของท่อ สนิมเหล็กที่หลุดร่อนออกมานี้ต้องถูกชะล้างออกจากระบบท่อก่อนที่จะผ่านสารอื่น (ที่ท่อนั้นต้องทำหน้าที่ลำเลียงสารนั้น) เข้าไปในท่อดังกล่าว และถ้าระบบท่อนั้นมีส่วนที่เป็นท่อปลายตัน สนิมเหล็กที่หลุดออกมาก็จะไปสะสมอยู่ ณ บริเวณดังกล่าวได้
  
จากประสบการณ์ของตนเองที่ผ่านมาพบว่าคนที่ทำงานไม่เป็นหรือไม่เคยสัมผัสกับการทำงานจริง แต่เก่งในการนำเสนอผลงานที่อาจไม่มีอะไรเลยหรือนำเอาผลงานของคนอื่นมาแสดง โดยสามารถทำให้เจ้านายชื่นชมได้ก็มีโอกาสเลื่อนตำแหน่งในหน้าที่การงานได้ แต่นั่นหมายความว่าต้องเจอกับเจ้านายที่ชอบลูกน้องแบบ "ขุนพลพลอยพยัก" (ซึ่งหาไม่ยากซะด้วย) แต่ก็ยังไม่พบว่าบุคคลที่มีพฤติกรรมการทำงานดังกล่าวจะเป็นที่ชื่นชอบของผู้ใต้บังคับบัญชาหรือเพื่อนร่วมงานเท่าใดนัก
  
งานวิศวกรเป็นงานที่ต้องพบปะกับบุคคลที่อยู่ในตำแหน่งหน้าที่การงานที่สูงกว่า (ผู้บังคับบัญชา) และที่ต่ำกว่า (ผู้ใต้บังคับบัญชา) สิ่งที่เห็นว่ามีปัญหาเป็นประจำคือทำอย่างไรจึงจะได้รับความไว้เนื้อเชื่อใจจากผู้ใต้บังคับบัญชา ที่อาจมีทั้งอายุที่มากกว่าและประสบการณ์การทำงานที่นานกว่า และมีพื้นเพทางสังคมที่แตกต่างกัน การทำตัวอย่างไรให้ได้รับความไว้เนื้อเชื่อใจจากผู้ใต้บังคับบัญชานั้นผมไม่เคยเห็นว่ามันมีสูตรสำเร็จ แต่สิ่งหนึ่งที่สำคัญที่ต้องมีก่อนก็คือความเข้าใจในเรื่องความเชื่อของผู้ใต้บังคับบัญชา บางรายนั้นจะใช้วิธีการที่ค่อยเป็นค่อยไป ใช้การเรียนรู้ การฝึกอบรม และการแสดงให้เห็น เพื่อให้ผู้ใต้บังคับบัญชานั้นเปลี่ยนความเชื่อด้วยตัวเขาเองโดยไม่ให้เขารู้สึกว่าที่ผ่านมานั้นเขาเชื่อในสิ่งที่ผิด
  
แต่สำหรับบางเรื่องที่แม้ว่าผู้บังคับบัญชาจะไม่เชื่อถือ แต่ถ้าเห็นว่าความเชื่อดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อหน้าที่การทำงาน แต่สามารถส่งผลกระทบต่อจิตใจของผู้ใต้บังคับบัญชาได้ การให้การสนับสนุน (จะโดยตรงหรือโดยอ้อม) หรือเพียงแค่ไม่เข้าไปกีดขวางหรือให้ความคุ้มครอง ก็สามารถทำให้ผู้ใต้บังคับบัญชาเกิดความรู้สึกในทางบวกต่อผู้บังคับบัญชาได้


รูปที่ ๕ เทอร์โมคับเปิลที่วัดอุณหภูมิยอดหอกลั่น อุณหภูมิยอดหอกลั่นนี้เป็นตัวกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่กลั่นได้

แล้ว ๓ ย่อหน้าข้างบนมันเกี่ยวข้องอะไรกับเรื่องท่อปลายตันเหรอ คำตอบคือไม่เกี่ยวข้องอะไรเลย เพียงแต่ระหว่างเดินเยี่ยมชมหอกลั่น ก็ไปพบสิ่งหนึ่งเข้า สิ่งนี้คืออะไรก็แสดงไว้ในรูปที่ ๕ ข้างบนแล้ว :)

ไม่มีความคิดเห็น: