ความเห็นเกี่ยวกับการทำ Isolation MO Memoir : Friday 1 March 2562

ก่อนอื่นต้องขอบอกว่ารู้สึกดีใจครับที่เห็นศิษย์เก่าของภาควิชารายหนึ่งที่กำลังทำงานอยู่ในภาคอุตสาหกรรม ได้พยายามที่จะถ่ายทอดความรู้ออกมาในรูปบทความง่าย ๆ เพื่อให้คนที่กำลังเรียนอยู่นั้นสามารถอ่านเข้าใจได้ไม่ยาก (บทความของเขาอยู่บน medium.com ครับ) ซึ่งตอนนี้เขากำลังเขียนบทความในชุด "วิศวกรมือใหม่หัดเขียน P&ID" อยู่ (ถ้าอยากรู้ว่าเขาเขียนอะไรไปบ้างแล้ว ก็เอาข้อความ "วิศวกรมือใหม่หัดเขียน P&ID" ไปให้ google ค้นหาได้เลยครับ) ตรงนี้ขอแนะนำให้ใครที่กำลังจะไปฝึกงานน่าจะแวะเข้าไปอ่านและติดตามผลงานของเขาหน่อยครับ
 

เมื่อวานเขาก็ได้เผยแพร่บทความที่น่าสนใจเกี่ยวกับการทำ "Isolation" ระบบ (คือการตัดขาดการเชื่อมต่ออุปกรณ์จากกระบวนการผลิต เพื่อไม่ให้มี process fluid รั่วไหลออกจากระบบ และรั่วเข้ามาในอุปกรณ์ที่ทำการ Isolate นั้นได้) ซึ่งตัวผมเองก็มีความเห็นในบางประเด็นและได้มีการสนทนากับเขาทางหน้า facebook เมื่อช่วงเช้าวันนี้ แต่ด้วยเห็นว่าความเห็นที่คุยกับเขานั้นน่าจะพอมีประโยชน์กับผู้อื่นบ้าง และไม่อยากให้มันสูญหายไปกับหน้า facebook ของผม ก็เลยขอนำมาบันทึกไว้บนหน้า blog เสียหน่อย เรื่องที่คุยกับเขามีอยู่ ๔ เรื่องด้วยกันดังนี้ครับ

เรื่องที่ ๑ วาล์วสำหรับการทำ Isolation

ชนิดของวาล์วที่จะใช้เป็น block valve (คือทำหน้าที่ปิด-เปิดเป็นหลัก) ขึ้นอยู่กับชนิดของ fluid สภาพแวดล้อมการทำงาน ขนาดท่อ และขนาดท่อ
 

ball valve เองก็มีข้อเสียหลายอย่างในตัวมัน ไม่ว่าจะมี fluid ค้างอยู่ในตัวลูกบอลได้เมื่อปิดวาล์ว และแม้ว่าจะมีการเจาะรูลูกบอลทางด้านdownstream เพื่อระบายความดันในลูกบอล ก็จะทำให้ต้องระวังในการติดตั้ง เพราะมันจะต้องตั้งให้ถูกต้องกับทิศทางการไหล (ดูรูปที่ ๑ ที่ใส่เพิ่มเติมจากการสนทนาเมื่อเช้า)
 

การเจาะรูลูกบอลทางด้าน downstream แม้ว่าจะระบายความดันเนื่องจากแก๊สได้ แต่ของเหลวยังคงค้างในตัวลูกบอลได้
 

นอกจากนี้ก้านหมุนลูกบอลยังกินพื้นที่ทำงานโดยรอบที่กว้างด้วย ไม่เช่นนั้นจะไม่สามารถเปิด-ปิดวาล์วได้ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือประตูน้ำที่การประปาติดไว้ที่ทางเข้าออกมิเตอร์น้ำครับ เขาจะให้ gate valve เพราะว่ามันไม่ต้องกังวลเรื่องไม่มีพื้นที่ว่างสำหรับการหมุนเปิด-เปิดวาล์ว
 

การที่ ball valve สามารถเปิดเต็มที่ได้อย่างรวดเร็วนั้นมีทั้งข้อดีและข้อเสีย ข้อดีคือถ้าเป็นการระบายความดันสู่บรรยากาศ มันจะช่วยลดความดันได้เร็ว
 

แต่ถ้าเป็นระบบที่ด้าน upstream มีความดันสูงกว่าด้าน downstream การเปิดวาล์วอย่างรวดเร็วอาจทำให้ของไหลด้าน upstream นั้นไหลพุ่งไปอย่างรวดเร็ว 
  

และเมื่อต้องเปลี่ยนทิศทาง (เช่นตรงข้องอ) ก็อาจทำให้ระบบท่อเสียหายได้
 

การระเบิดที่ TPI ปี ๒๕๓๑ เข้าใจว่าเกิดการจากที่ operator คิดว่า ball valve นั้นปิดได้ง่าย จึงคิดจะกำจัดสิ่งอุดตันในท่อด้วยการให้ความดันใน process นั้นดันให้สิ่งอุดตันหลุดออกผ่าน ball valve แล้วก็รีบปิดวาล์ว แต่เอาเข้าจริง ๆ พอสิ่งอุดตันหลุดออกมาแล้วก็ไม่สามารถปิดวาล์วได้ (น่าจะเป็นท่อขนาด 8 นิ้ว) ก็เลยทำให้เฮกเซนรั่วออกมาในปริมาณมากก่อนเกิดการระเบิด

รูปที่ ๑ ball valve แบบมีการเจาะรูที่ตัวลูกบอลว่าจะให้สารที่อยู่ในตัวลูกบอลระบายออกทางด้าน downstream (ซ้าย) หรือทำการปรับความดันในตัวลูกบอลให้เท่ากับทางด้าน upstream (ขวา) รูปนี้นำมาจากเอกสาร "Process Ball Valve Vent Options" ของบริษัท Swagelok ในรูปแบบ downstream vent (ซ้าย) นั้น ถ้า fluid เป็นแก๊สมันก็ยังมีแก๊สตกค้างอยู่ได้เล็กน้อยในตัวลูกบอล แต่ถ้าเป็นของเหลว ของเหลวที่อยู่ที่ระดับต่ำกว่ารูระบายจะยังคงค้างอยู่ในตัวลูกบอลได้ ซึ่งปริมาณที่ค้างก็เพิ่มตามขนาดลูกบอล ทำให้ต้องใช้ความระมัดระวังให้มากขึ้นถ้าของเหลวนั้นเป็นสารพิษและ/หรือไวไฟ

เรื่องที่ ๒ Single block หรือ Single block + Bleed valve

ในข้อเขียนของ Prof. T.A. Kletz อดีต safety office ของ ICI ที่มาเป็นอาจารย์มหาวิทยาลัยหลังเกษีณจากบริษัท จะย้ำเป็นประจำครับว่าไม่ให้ไว้ใจ single block ในการทำ isolation แม้ว่าจะเป็นกรณีของ process fluid ที่เราเห็นว่าไม่มีอันตรายใด ๆ เพราะเอาเข้าจริง ๆ จากcase study ที่แกนำมาเผยแพร่นั้นแสดงให้เห็นว่าการรั่วไหลของ process fluid ที่มีอันตรายเข้าไปปนเปื้อนในระบบ utility (เช่นน้ำหล่อเย็น อากาศ) มีให้เห็นเสมอ
 

แม้ว่าจะเป็นกรณีของ single block + bleed valve ก็ตาม เพราะท่อด้าน bleed valve นั้นมันเล็กกว่าท่อด้าน downstream ดังนั้นถ้ามีการรั่วผ่าน block valve มาได้ การไหลต่อไปยังด้าน downstream จึงน่าจะง่ายกว่าการรั่วออกทาง bleed valve
 

ซึ่งกรณีแบบนี้ส่วนตัวเห็นว่าถ้าไม่ได้เป็นการทำที่รีบเข้าไปช่วยชีวิตคนอื่น ก็อย่างเสียงดีกว่า เพราะจะว่าไปแล้วแม้ว่าจะเป็น double block + bleed valve ก็ยังมีกรณีที่มันไม่ work ถึงต้องมีการเพิ่ม slip plate ไว้ทางด้าน downstream ของ block valve ตัวที่สองอีก
 

เรื่องที่ ๓ Slip plate/slip ring กับ Spectacle plate

ถ้าท่อมีความยืดหยุ่น (ซึ่งมักเป็นท่อขนาดเล็ก) สามารถง้างหน้าแปลนแล้วแทรก slip plate ได้ ก็ไม่จำเป็นต้องติดตั้ง slip ring เอาไว้
 

แต่ถ้าเป็นระบบที่มีความดันสูง ซึ่งตัว slip plate นั้นจะต้องสามารถรับความดันนั้นได้ด้วย นั่นหมายความว่ามันจะต้องหนาด้วย ระยะช่องว่างที่สามารถง้างหน้าแปลนได้อาจไม่กว้างพอที่จะสอดมันเข้าไป (มันต้องมีปะเก็นปะกบด้านหน้า-หลังด้วย) ก็จำเป็นต้องติดตั้ง slip ring เอาไว้ โดยต้องทำตั้งแต่ตอนออกแบบระบบท่อ
 

ข้อดีของการใช้ slip plate/slip ring ก็คือมันไม่มีอะไรโผล่ยื่นออกมาให้เกะกะทางเดิน แต่มันก็มีข้อเสียคือถ้าไม่มีการทำเครื่องหมายไว้ที่ด้ามอย่างชัดเจนเราจะบอกไม่ได้ว่าเราติดตั้งอะไรอยู่ และสำหรับท่อหุ้มฉนวน มันอาจถูกฉนวนปิดคลุมจนลืมไปว่ามีอะไรติดตั้งอยู่
 

spectacle plate แม้ว่าติดตั้งแล้วมันจะดูเกะกะ แต่ก็ทำให้รู้ว่าขณะนั้นท่อถูกปิดกั้นหรือเปิดอยู่และยังไม่ต้องไปเสียเวลาค้นหาเมื่อต้องการเปลี่ยนจากเปิดเป็นปิดหรือปิดเป็นเปิด 
  

และจะว่าไปน้ำหนักของพวกนี้ก็ไม่ได้ไปเพิ่มอะไรมากนักจากน้ำหนักหน้าแปลนที่มันแทรกอยู่

เรื่องที่ ๔ spool piece

จะเรียกว่าการไม่ให้มี physical connection ระหว่าง upstream กับ downstream เป็นวิธีการ isolate ที่ดีที่สุดก็ได้ แต่ทั้งนี้จำเป็นต้องมี blind flange ติดตั้งอยู่ที่ปลายท่อด้าน process side โดย blind flange นั้นต้องสามารถรับความดันของด้าน process side ได้และต้องไม่มีการรั่วไหล
 

กรณีของการไม่ปิด blind flange ให้ดีที่ทำให้เกิดความเสียหายมากที่สุดเห็นจะได้แก่กรณีของ piper alpha เมื่อปี ๒๕๓๑ ในทะเลเหนือที่มีการรั่วไหลของเมทานอลออกทาง blind flange ที่ปิดไม่แน่น จนก่อให้เกิดการระเบิดและเพลิงลุกไหม้รุนแรงตามมา

ความเห็นส่วนตัวที่คุยไปกับเขาเมื่อเช้าก็มีเพียงเท่านี้ครับ :) :) :)