วันพุธที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2560

ข้อพึงคำนึงพื้นฐานในการเลือกใช้วาล์ว (Valve Philosophy) ตอนที่ ๔ MO Memoir : Wednesday 8 November 2560

รูปที่ ๑๖ หัวข้อ 2.3 ตอนท้ายของหน้าที่ ๙/๒๒ ของเอกสาร Valve philosophy

หัวข้อ 2.3 เกี่ยวกับท่อระบายแก๊ส (Vent) ท่อระบายของเหลว (Drain) และท่อเก็บตัวอย่าง (Sample outlets)
 
เรื่องของท่อ vent และ drain นี้เคยเล่าไว้ครั้งหนึ่งแล้วใน Memoir ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๔๙๒ วันจันทร์ที่ ๑๓ สิงหาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "Drain อยู่ล่าง Vent อยู่บน" ที่เกี่ยวข้องกับจุด drain และ vent ของแนวเส้นท่อ
 
vent มีหน้าที่ระบายแก๊สที่ไม่ต้องการออกจากระบบ เช่นการไล่อากาศออกจากระบบด้วยการใช้ไอน้ำหรือแก๊สไนโตรเจน หรือการไล่อากาศออกจากระบบท่อเพื่อการทำ hydraulic test ส่วน drain มีหน้าที่ระบายของเหลวที่อยู่ในระบบออกให้หมด เช่นเมื่อต้องการทำการซ่อมบำรุง ด้วยเหตุนี้ vent จึงควรอยู่ที่ตำแหน่งสูงสุด (เมื่อเทียบกับบริเวณใกล้เคียง) และ drain ควรอยู่ที่ตำแหน่งต่ำสุด (เมื่อเทียบกับบริเวณใกล้เคียง)
 
หัวข้อ 2.3.1a (รูปที่ ๑๗) เกี่ยวข้องกับตำแหน่งจุด vent และ drain ในกรณีของ vessel ที่ท่อด้านขาออกทางด้านบนของตัว vessel นั้นอยู่ ณ ตำแหน่งสูงสุดของตัว vessel ตัว vessel นั้นก็ไม่จำเป็นต้องมีจุด vent (รูปที่ ๑๘) และในทำนองเดียวกันในกรณีที่ท่อด้านขาออกทางด้านล่างของตัว vessel นั้นอยู่ ณ ตำแหน่งต่ำสุดของตัว vessel (เช่นท่อส่งของเหลวไปยังปั๊ม) ตัว vessel นั้นก็ไม่จำเป็นต้องมีจุด drain (กล่าวคือท่อสำหรับ vent และ drain ไม่ได้ต่อตรงกับตัว vessel แต่ไปต่อกับท่อด้านขาออกจากตัว vessel หรืออยู่ที่ตัวอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ (เช่นที่ตัวปั๊ม) แทน
 
ข้อ 2.3.1b เกี่ยวข้องกับจุด vent บนเส้นท่อที่อยู่ ณ ตำแหน่งสูงสุดของเส้นท่อช่วงนั้น ในกรณีที่ต้องมีการใช้จุด vent นั้นเป็นประจำก็ควรติดตั้งวาล์วไว้ที่ตำแหน่งนั้น แต่ถ้าเป็นจุด vent ที่ใช้เพื่อการทำ hydrostatic test เท่านั้น หลังจากที่ทำการทดสอบเรียบร้อยแล้วก็สามารถถอดวาล์วออกแล้วใช้ plug อุดแทนก็ได้
ในทำนองเดียวกันตำแหน่งของจุด drain (ข้อ 2.3.1c) ก็ควรอยู่ที่ตำแหน่งต่ำสุดของแนวเส้นท่อช่วงนั้น
 
ข้อ 2.3.1d กล่าวถึงจุด vent หรือ drain ที่ใช้วาล์วเพียงตัวเดียวปิดเอาไว้ ในกรณีเช่นนี้ท่อด้านขาออกจากตัววาล์วก็ควรติดตั้ง plug หรือ blind flange ปิดเอาไว้ด้วย เว้นแต่เป็นกรณีของจุดระบายออกจากตัวเรือนปั๊มที่ใช้กับของเหลวที่ไม่ระเหยง่าย (เมื่อเปิดออกสู่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ) ที่อาจระบายตรงไปยังบ่อรองรับหรือระบบกำจัดโดยตรง
 
ข้อ 2.3.1e กล่าวถึงจุด vent สำหรับปั๊ม (ในที่นี้ก็คงเป็นปั๊มหอยโข่ง ที่จำเป็นต้องเติมของเหลวให้เต็มตัวเรือนปั๊มก่อนที่จะทำการเดินเครื่องปั๊ม แต่ถ้าเป็นปั๊มหอยโข่งที่ท่อทางออกอยู่ ณ ตำแหน่งสูงสุดของตัวเรือนปั๊ม ก็จะไม่มีจุด vent) ที่ของเหลวในปั๊มนั้นมีอุณหภูมิใกล้จุดวาบไฟ (flash point) หรือเป็นของเหลวภายใต้ความดัน ที่เมื่อลดความดันลงสู่ความดันบรรยากาศก็จะระเหยกลายเป็นไอ ในกรณีเช่นนี้ขนาดท่อ vent ควรต้องคำนึงถึงการกลายเป็นไอของของเหลวนั้นด้วย และควรระบายของเหลวหรือไอที่เกิดขึ้นนั้นไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัย หรือระบายกลับไปยังตัว vessel หรือระบบท่อ
 
ข้อ 2.3.1f กล่าวถึงการระบายของเหลวที่ค้างอยู่ในท่อด้านขาเข้าและด้านขาออกของปั๊ม (คือส่วนของท่อจาก block valve ด้านขาเข้าและด้านขาออก มายังตัวปั๊ม) ว่า ถ้าเป็นไปได้แล้วควรที่จะระบายออกที่จุดต่ำสุดของตัวเรือนปั๊ม (ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๒๐)


รูปที่ ๑๗ หน้าที่ ๑๐/๒๒ ของเอกสาร Valve philosophy

รูปที่ ๑๘ ตัว vessel ทางด้านซ้ายนั้นท่อขาออกด้านบนอยู่ ณ ตำแหน่งบนสุดของตัว vessel ดังนั้นอาจไม่มีจุด vent ที่ต่อตรงกับตัว vessel ก็ได้ และท่อขาออกด้านล่างนั้นอยู่ ณ ตำแหน่งต่ำสุดของตัว vessel ดังนั้นอาจไม่มีจุด draine ที่ต่อตรงกับตัว vessel ก็ได้เช่นกัน (คือไประบายของเหลวออกที่ตัวปั๊มแทน ซึ่งถ้าเป็นปั๊มหอยโข่ง ปรกติก็จะมีรูระบายของเหลวออกจากตัวเรือนปั๊ม ณ ตำแหน่งต่ำสุดของตัวเรือนปั๊มอยู่แล้ว ส่วนตัว vessel ด้านขวานั้นเนื่องจากท่อขาออกนั้นไม่ได้อยู่ ณ ตำแหน่งบนสุดของตัว vessel (เนื่องจากมีการติดตั้งใบพัดกวน) ก็อาจจำเป็นต้องมีจุด vent ที่ต่อเข้ากับตัว vessel โดยตรง (คือพยายามให้อยู่ใกล้ตำแหน่งสูงสุดให้มากที่สุด) และท่อขาออกด้านล่างก็ไม่ได้อยู่ ณ ตำแหน่งต่ำสุด (เช่นในกรณีที่เกรงว่าของเหลวใน vessel นั้นมี ๒ เฟสแยกชั้นกันอยู่ เช่น น้ำกับน้ำมัน หรือของเหลวกับของแข็งที่เป็นตะกอน) ก็จำเป็นต้องมีจุดระบายสิ่งที่ตกค้างที่ก้นถังออก


รูปที่ ๑๙ ปั๊มหอยโข่งตัวนี้ท่อด้านขาออกอยู่ ณ ตำแหน่งบนสุดของตัวเรือน จึงไม่จำเป็นต้องมี vent วาวล์วที่อยู่ตรงท่อข้าง ๆ มีไว้สำหรับเติมน้ำเพื่อล่อน้ำ

รูปที่ ๒๐ ข้างใต้ตัวเรือนปั๊มในรูปที่ ๑๙ จะมี plug อุดอยู่ เพื่อการระบายของเหลวออกจากตัวเรือนปั๊ม


รูปที่ ๒๑ ปั๊มน้ำดับเพลิงตัวนี้ท่อด้านขาออกอยู่ในแนวราบทางด้านข้างของปั๊ม จึงต้องมีระบบ vent (ท่อที่มีวาล์ว) อยู่ทางด้านบนตัวเรือน ท่อเล็ก ๆ ที่เห็นออกไปทางด้านข้างเป็นท่อนำน้ำด้านข
 
ข้อ 2.3.2 เกี่ยวกับการแสดงการมีอยู่ของ vent และ drain บน P&ID (Piping and Instrumentaion Diagram) ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว ในกรณีของระบบท่อนั้นมักจะไม่ปรากฏอยู่ใน P&ID เว้นแต่เป็นตัวที่ต้องใช้งานเป็นประจำในระหว่างการเดินเครื่อง เพราะตำแหน่งที่จะต้องติดตั้งหรือจำนวนที่ต้องติดตั้งนั้นขึ้นอยู่กับรูปแบบการวางแนวท่อ ซึ่งจะไปรู้เอาก็ตอนทำ Piping Isometric Drawing ที่จะเห็นว่าในความเป็นจริงนั้นแนวท่อมีการไต่ขึ้น-ลงอย่างไรบ้าง และถ้าจะทำการติดตั้งนั้นก็ควรเป็นท่อที่มีขนาดไม่เล็กกว่า 3/4 นิ้ว นอกจากนี้ยังมีคำแนะนำอีกด้วยว่า
 
2.3.2a ถ้าต้องติดตั้งวาล์วสำหรับ vent หรือ drain เข้ากับตัว vessel ก็ควรที่จะติดตั้งวาล์วเข้ากับตัว nozzle ของตัว vessel โดยตรง
 
2.3.2b วาล์วของระบบ drain ที่ใช้กับของเหลวที่มีของแข็งที่ทำให้เกิดการสึกหรอได้ปะปนอยู่ หรือเป็นของเหลวที่มีความหนืดสูงเมื่อเย็น ควรมีขนาดไม่ต่ำกว่า 1 นิ้ว

ข้อ 2.3.3 เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อระบบ vent, drain และระบบสาธารณูปโภค (เช่น ไอน้ำ ไนโตรเจน อากาศ น้ำ) เข้ากับตัว vessel โดยขนาดของท่อ (และวาล์ว) ดังกล่าวขึ้นอยู่กับปริมาตรของ vessel และไม่ควรมีขนาดเล็กกว่าที่แสดงไว้ในตาราง และในกรณีที่ vessel สองตัวนั้นมีการเชื่อมต่อกันโดยท่อเชื่อมต่อนั้นไม่มีวาล์วปิดกั้น ก็อาจใช้จุด vent หรือ drain เพียงจุดเดียว โดยพิจารณาขนาดจากปริมาตรรวมของ vessel ทั้งสอง แต่ทั้งนี้ก็ต้องพิจารณาด้วยว่าต้องไม่มีจุดบอดหรือมุมอับเกิดขึ้นในแต่ละ vessel ที่ทำให้ไม่สามารถทำการ vent หรือ drain ได้อย่างสมบูรณ์

ข้อ 2.3.4 เกี่ยวข้องกับการเลือกชนิดวาล์วสำหรับ vent และ drain โดยมีคำแนะนำดังนี้ เริ่มจากข้อ 2.3.4.1 ที่เกี่ยวข้องกับวาล์วของระบบ vent และ drain
ข้อ 2.3.4.1a สำหรับท่อ ANSI rating 600 class หรือต่ำกว่า (เช่น class 150, 300) คือเป็นระบบท่อที่ไม่ได้มีความดันสูงมาก ใช้ block valve เพียงตัวเดียวก็พอ (ส่วนจะเป็นวาล์วชนิดไหนนั้นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง)
 
ข้อ 2.3.4.1b ถ้าเป็นท่อ ANSI rationg 900 class หรือสูงกว่า (คือเป็นท่อระบบความดันสูง) ใช้ globe valve เพียงตัวเดียวได้ (เฉพาะในกรณีของ vent เท่านั้น) หรือใช้ lubricated plug valve เพียงตัวเดียว (เพราะวาล์วสองชนิดนี้มันเปิดง่ายกว่า gate valve และยังปิดได้สนิทกว่า) หรือถ้าใช้ gate valve ก็ต้องใช้สองตัวต่ออนุกรมกัน
 
ข้อ 2.3.4.1c ในกรณีของไฮโดรคาร์บอนเหลวที่มีความดันไอที่อุณหูมิ 100ºF (38ºC) สูงเกินกว่า 65 psia (ประมาณ 3.4 barg) ใช้ ball valve เพียงตัวเดียวได้ หรือถ้าใช้ gate valve ก็ต้องใช้สองตัวต่ออนุกรมกัน (ball valve มันปิดได้สนิทกว่า gate valve แต่ถ้าเป็นระบบที่มีอุณหภูมิสูงก็ต้องใช้ gate valve เพราะชิ้นส่วนอิลาสโตเมอร์ของตัว ball valve มันไม่ทนอุณหภูมิสูง)
 
ข้อ 2.3.4.1d กรณีของสารละลายโซดาไฟ (caustic) ใช้ ball valve หรือ lubricated plug valve เพียงตัวเดียว

ข้อ 2.3.4.2 กล่าวถึงจุดเก็บตัวอย่าง ซึ่งก็ได้กล่าวว่าควรมีขนาดอย่างน้อย 3/4 นิ้วและยังมีคำแนะนำเพิ่มเติมดังต่อไปนี้
 
ข้อ 2.3.4.2a สำหรับท่อ ANSI rating 600 class หรือต่ำกว่า คือเป็นระบบท่อที่ไม่ได้มีความดันสูงมาก ใช้ block valve เพียงตัวเดียวก็พอ (ส่วนจะเป็นวาล์วชนิดไหนนั้นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง)
 
ข้อ 2.3.4.2b ถ้าเป็นท่อ ANSI rationg 900 class หรือสูงกว่า (คือเป็นท่อระบบความดันสูง) ใช้ globe valve เพียงตัวเดียวได้ (เฉพาะในกรณีของ vent เท่านั้น) หรือใช้ lubricated plug valve เพียงตัวเดียว (เพราะวาล์วสองชนิดนี้มันเปิดง่ายกว่า gate valve และยังปิดได้สนิทกว่า) หรือถ้าใช้ gate valve ก็ต้องใช้สองตัวต่ออนุกรมกัน

รูปที่ ๒๒ หน้าที่ ๑๑/๒๒ ของเอกสาร Valve philosophy

ข้อ 2.3.4.2c ในกรณีของไฮโดรคาร์บอนเหลวที่มีความดันไอที่อุณหูมิ 100ºF (38ºC) สูงเกินกว่า 65 psia (ประมาณ 3.4 barg) ใช้ ball valve เพียงตัวเดียวได้ หรือใช้ gate valve อยู่ทางด้าน upstream ร่วมกับ globe valve อยู่ทางด้าน downstream
 
ข้อ 2.3.4.2d กรณีของสารละลายโซดาไฟ (caustic) ใช้ ball valve หรือ lubricated plug valve เพียงตัวเดียว
รูปที่ ๒๓ หน้าที่ ๑๒/๒๒ ของเอกสาร Valve philosophy

อันที่จริงการติดตั้งวาล์วสำหรับท่อเก็บตัวอย่างนั้นยังมีรายละเอียดที่สำคัญหลายอย่างให้คำนึงถึงอีก ตัวอย่างหนึ่งของหายนะที่เกิดจากระบบวาล์วท่อเก็บตัวอย่างที่ไม่เหมาะสมได้แก่การระเบิดของถังแก๊ส LPG ที่เมือง Feyzin ประเทศฝรั่งเศสในปีพ.ศ. ๒๕๐๙ (ดู Memoir ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๖๔๐ วันอาทิตย์ที่ ๗ กรกฎาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "การระเบิดของถัง LPG ที่เมือง Feyzin ประเทศฝรั่งเศส") และในกรณีของการเก็บตัวอย่างจากระบบที่มีความดันสูงนั้น จะปลอดภัยกว่าถ้าจะใช้วิธีเปิดให้สารในระบบไหลเข้าสู่ถังพักขนาดเล็กก่อน จากนั้นจึงค่อยเก็บตัวอย่างจากถังพักขนาดเล็กนั้นอีกที


รูปที่ ๒๔ ตัวอย่างระบบเก็บตัวอย่างจากระบบความดันสูง ด้วยการให้ตัวอย่างไหลเข้าถังพักใบเล็กก่อน แล้วค่อยเก็บตัวอย่างจากถังพักใบเล็กนั้น แทนการเก็บตัวอย่างจากระบบความดันสูงโดยตรง


รูปที่ ๒๕ รูปนี้แถมพิเศษ เป็นวาล์วปีกผีเสื้อ จะเห็นว่ามีการทำรูสำหรับคล้องกุญแจล็อกวาล์วให้อยู่ในตำแหน่งปิดสนิทหรือเปิดเต็มที่ค้างเอาไว้ได้ โครงสร้างของวาล์วปีกผีเสื้อนั้นทำให้แผ่นดิกส์ปิด-เปิดไม่สามารถค้างไว้ที่ตำแหน่งต่าง ๆ ได้ด้วยตัวเอง จำเป็นต้องมีกลไกล็อกตรึงอยู่ที่ด้านจับที่เห็นเป็นฟันเฟืองในรูป

ไม่มีความคิดเห็น: