ข้อต่อแบบหน้าแปลน (flange) ตัวนอต (ที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า bolt หรือนอตตัวผู้ในภาษาไทย หรือสลักเกลียวในภาษาที่เป็นทางการ) จะไม่สัมผัสกับของไหลที่ไหลอยู่ภายใน เพราะระหว่างหน้าแปลนจะมีปะเก็น (gasket) ปิดกั้นการรั่วซึมของของไหล ดังนั้นตัววัสดุที่ใช้ทำนอตจึงไม่จำเป็นต้องมีความทนทานต่อสารเคมีดังเช่นวัสดุที่ใช้ทำปะเก็นหรือตัวท่อ แต่ต้องมีความสามารถในการรับแรงดึงที่เกิดจากการขันนอตให้ตึงได้ (นอตตัวหลังนี้คือนอตตัวเมีย หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า nut และภาษาทางการเรียกว่าแป้นเกลียว)
ชนิด รูปร่าง และวัสดุ ของปะเก็นที่ปัองกันการรั่วซึมระหว่างหน้าแปลนขึ้นอยู่กับ ความดัน อุณหภูมิ และของไหลที่มันสัมผัส ในกรณีของระบบความดันสูงนั้นจะใช้หน้าแปลนแบบ Ring Type Joint (RTJ) ที่บนผิวหน้าของหน้าแปลนจะมีร่องสำหรับวางปะเก็นโลหะตัน (Ring Type Joint (RTJ) gasket) (ดูรูปที่ ๑ ข้างล่าง) ที่ตัวปะเก็นนั้นจะต้องวางลงในร่องได้พอดี เมื่อนำหน้าแปลนสองชิ้นปะกบกันและทำการขันตอน ตัวปะเก็นโลหะตันก็จะถูกบีบอัดให้แนบเข้ากับพื้นผิวในร่องของหน้าแปลน เป็นการป้องกันการรั่วซึมของของไหลที่อยู่ภายใน
คำว่า "Bonnet" ถ้าดูตามพจนานุกรมก็จะหมายถึงฝากระโปรงรถหรือหมวกบางชนิดสำหรับสุภาพสตรีสวมใส่ แต่ถ้าใช้กับวาล์วจะหมายถึงชิ้นส่วนที่ปิดครอบลำตัว (body) ของตัววาล์ว โดยกลไกต่าง ๆ ที่ใช้ในการควบคุมการไหลจะติดตั้งอยู่กับตัว bonnet นี้ (รูปที่ ๒) วิธีการยึด bonnet เข้ากับลำตัววาล์วขึ้นอยู่กับชนิดของไหล อุณหภูมิ และความดัน สำหรับระบบที่มีอุณหภูมิและความดันสูง และของไหลที่อันตราย ก็จะใช้การยึดแบบหน้าแปลน โดยมีการวางปะเก็นไว้ระหว่างพื้นผิวของลำตัววาล์วกับพื้นผิวของ bonnet ที่จะนำมาปะกบเข้าด้วยกัน
ข้อต่อแบบหน้าแปลนนั้นเมื่อใช้งานไปก็อาจเกิดการรั่วไหลได้ ในกรณีที่การรั่วไหลนั้นอยู่ในตำแหน่งที่ไม่สามารถหยุดการเดินเครื่องเพื่อซ่อมแซมได้และเกิดไม่มาก ก็สามารถหยุดการรั่วไหลออกมาภายนอกด้วยการใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า "Clamping system" (รูปที่ ๓) ที่เป็นชิ้นส่วนสวมครอบทับลงไปบนตำแหน่งที่เกิดการรั่ว ลักษณะหน้าตาของอุปกรณ์นี้ขึ้นกับว่าตำแหน่งที่เกิดการรั่วนั้นเป็นแบบใด และการออกแบบของผู้ผลิตแต่ละราย
รูปที่ ๒ ตัวซ้ายเป็น globe valve ส่วนตัวขวาเป็น gate valve ที่ยึดส่วน bonnet เข้ากับ body ด้วยข้อต่อแบบหน้าแปลน
รูปที่ ๓ เป็นตัวอย่าง Clamping system ของผู้ผลิตรายหนึ่งสำหรับใช้ปิดกั้นการรั่วไหลตรงบริเวณหน้าแปลน ตัวอุปกรณ์จะเสมือนปลอกโลหะสวมครอบแนบลงไปบนหน้าแปลนที่มีการรั่ว โดยมีรู (ที่มีวาล์วปิดเปิด) อยู่ที่ตำแหน่งมุมต่าง ๆ เพื่อไว้สำหรับฉีดสาร sealant (วัสดุอุดกันรั่ว) เข้าไปในที่ว่างระหว่าง Clamping system และแปลนเพื่อปิดกั้นการรั่วไหล
เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากเอกสารเรื่อง "Accident description & Lessons learned" ฉบับวันที่ 1 เมษายน ค.ศ. ๒๐๑๔ (พ.ศ. ๒๕๕๗) จัดทำโดย TEAM Industrial Services ของบริษัท Total ที่เป็นเหตุการณ์วาล์วท่อไอน้ำระเบิดที่โรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่งในประเทศเบลเยี่ยมเมื่อวันที่ ๑๙ พฤศจิกายน ค.ศ. ๒๐๑๓ (พ.ศ. ๒๕๕๖) ในขณะที่พนักงานของ TEAM กำลังฉีด sealant เพื่อปิดกั้นการรั่วบริเวณ bonnet ของตัววาล์ว ทำให้พนักงานที่ทำหน้าที่ดังกล่าวเสียชีวิต ๒ ราย
รูปที่ ๔ รูปซ้ายเป็นวาล์วตัวที่เกิดเหตุ ส่วนรูปขวาเป็นตัว bonnet ที่หลุดแยกออกมา
วาล์วที่เกิดเหตุเป็น gate valve ขนาด 16 นิ้ว ใช้กับท่อน้ำร้อนป้อนหม้อน้ำที่ความดัน 70 bar อุณหภูมิ 290ºC (น้ำที่จุดเดือด) rating 900 (รูปที่ ๔) วาล์วตัวนี้มีการรั่วซึมบริเวณ bonnet จึงได้ทำการติดตั้ง clamp ไว้ตั้งแค่ประมาณเดือนมีนาคม ค.ศ. ๒๐๑๑ (พ.ศ. ๒๕๕๔) หรือประมาณสองปีครึ่งก่อนเกิดเหตุ
ในวันที่เกิดเหตุพนักงานของ TEAM ได้เข้าไปเพื่อทำการฉีด sealant เพิ่มเติม โดยฉีดเข้าทางวาล์วที่ติดตั้งอยู่บนตัว clamp ในตำแหน่งระหว่างนอตตัวที่ 1 และ 2 ของ bonnet (รูปที่ ๕) และแทบจะทันทีที่เริ่มทำการฉีด sealant ก็เกิดการระเบิดขึ้น
จากการตรวจสอบพบว่า นอตที่ใช้ยึด bonnet เข้ากับตัววาล์วจำนวน 14 ตัวจากทั้งหมด 20 ตัว มีความเสียหายที่เกิดจาก Stress Corrosion Cracking (มักเรียกย่อกันว่า SCC) เนื่องจากการเกิด SCC นี้จำเป็นต้องมีทั้งความเค้นและสารเคมีร่วมกัน โดยปรกตินอตในขณะถูกขันตึงก็จะมีความเค้นอยู่แล้ว จึงเกิดคำถามขึ้นมาว่าแล้วสารเคมีมาได้อย่างไร
การตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังพบว่า ช่วงหลังการหยุดซ่อมบำรุงใหญ่ในปีค.ศ. ๒๐๐๙ (พ.ศ. ๒๕๕๒) คุณภาพน้ำหม้อน้ำมีความผันผวน ทำให้เกิดการรั่วไหลในระบบหลายจุดต้องต้องมีการติดตั้ง clamp หลายตำแหน่ง (วาล์วตัวที่เกิดเหตุนี้ได้รับการติดตั้ง clamp ในปีค.ศ ๒๐๐๑ (พ.ศ. ๒๕๕๔)) เหตุการณ์นี้อธิบายได้ว่าทำไมตัวนอตจึงต้องประสบกับสารเคมี
หลังติดตั้ง clamp ก็ไม่มีการใช้งานวาล์วดังกล่าวเป็นเวลานานประมาณ ๕ เดือน และอีกประมาณ ๖ สัปดาห์ในปีค.ศ. ๒๐๑๒ (พ.ศ. ๒๕๕๕) โดยในช่วงเวลาดังกล่าวระบบยังมีความดันแต่ไม่ได้มีอุณหภูมิสูง เหตุการณ์นี้คงเป็นตัวอธิบายว่านอตนั้นได้สัมผัสกับสารเคมีเป็นเวลานานโดยที่ตัวนอตมีแรงดีง แต่ไม่เพียงพอที่จะอธิบายการแตกหักว่าความเค้นที่สูงเกินมาจากไหน
การตรวจสอบตัววาล์วพบข้อบอกพร่องในการออกแบบ/ผลิต กล่าวคือร่องสำหรับวางประเก็นโลหะตันตรง body กับ bonnet นั้นมีขนาดวงที่เล็กเกินไป 5 mm (มาตรฐานกำหนดให้ไม่เกิน 0.13 mm) ดังนั้นเมื่อวางปะเก็นโลหะตันลงไปตอนประกอบวาล์ว ส่วนหนึ่งของปะเก็นจะอยู่เหนือร่อง (รูปที่ ๖) ทำให้นอตที่อยู่ทางฝั่งด้านนี้ถูกขันตึงมากเป็นพิเศษเพื่อไม่ให้เกิดการรั่วซึม ประมาณว่าความเค้นในตัวนอตฝั่งนี้เกือบเท่าความเค้นสูงสุดที่นอตจะทนได้ ความเค้นที่เพิ่มขึ้นอีกในขณะที่ทำการฉีดอัด sealant ลงไป ร่วมกับรอยแตกร้าวที่เกิดจาก SCC จึงทำให้นอตบางตัวฉีกขาด นอตตัวที่เหลือที่ไม่สามารถรับความเค้นเพิ่มเติมได้อีกแล้วจึงฉีกขาดตามอย่างรวดเร็ว ก่อให้เกิดการระเบิดเกิดขึ้น
บทความไม่ได้บอกไว้ชัดเจนว่าความผิดพลาดในการประกอบวาล์วเกิดขึ้นเมื่อใด แต่ดูเหมือนจะบอกเป็นนัยว่าน่าจะมาจากผู้ผลิต
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น