งานออกแบบและก่อสร้างทางวิศวกรรมเป็นงานที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐานการทำงานต่าง ๆ มากมาย แต่จะว่าไปก็มีเพียงไม่กี่ประเทศที่กำหนดมาตรฐานและถูกนำไปใช้โดยประเทศอื่น ที่เห็นชัด ๆ ได้แก่ สหรัฐอเมริกา อังกฤษ (BS) เยอรมัน (DIN) และญี่ปุ่น (JIS) ซึ่งมาตรฐานในเรื่องเดียวกันของประเทศผู้ออกมาตรฐานเหล่านี้ก็ไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน ประเทศอื่นที่ไม่ใช่ประเทศที่เป็นผู้ออกมาตรฐานก็มักใช้การอ้างอิงมาตรฐานของประเทศใดประเทศหนึ่ง หรือในงานที่ไม่มีข้อกำหนดเด่นชัดก็มักเป็นที่รู้กันว่าต้องใช้มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปในวงการ
ปัญหาอย่างหนึ่งในการทำงานคือมาตรฐานที่ออกมานั้นมีการปรับเปลี่ยนตามความรู้ใหม่ที่เกิดขึ้น อย่างเช่นสมัยก่อนการทำ "ไฮโดรเทส" ภาชนะรับความดันจากเดิมให้กระทำที่ความดันไม่น้อยกว่า 1.5 เท่า แต่ช่วงประมาณปีค.ศ. ๑๙๙๘ (พ.ศ. ๒๕๔๑) ได้มีการปรับลดเป็นที่ความดันไม่น้อยกว่า 1.3 เท่า (รูปที่ ๑) แต่เมื่อไปค้นข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตจะพบว่าเว็บไซต์ต่าง ๆ มีกล่าวถึงค่า 1.5 เท่าและ 1.3 เท่า ซึ่งตรงนี้ก็ต้องดูให้ดี เพราะมาตรฐานการทดสอบความสามารถในการรับความดันของ "ท่อ" นั้นยังคงเป็นที่ 1.5 เท่า ดังนั้นต้องดูให้ดีว่าในเนื้อหานั้นเขากำลังกล่าวถึงเรื่องอะไรอยู่
(ไฮโดรเทส มาจากคำ Hydraulic pressure test หรือ Hydrostatic test ซึ่งเป็นการทดสอบความสามารถในการรับความดันด้วยการเติมน้ำเข้าไปใน ถัง ท่อ ภาชนะรับความดัน แล้วเพิ่มความดันจนกระทั่งความดันภายในสูงถึงข้อกำหนด มาตรฐานการทดสอบความสามารถในการรับความดันของภาชนะรับความดันคือ ASME Boiler and Pressure Vessel Code paragraph UG-99 ส่วนมาตรฐานการทดสอบความสามารถในการรับความดันของท่อคือ ASME B31.1 Power Piping ฉบับปีค.ศ. ๒๐๑๖ ที่ค้นได้ก็ยังคงค่าที่ 1.5 เท่าอยู่)
ปัญหาอย่างหนึ่งสำหรับคนทำงานก็คือ เอกสารมาตรฐานต่าง ๆ มันไม่ใช่ของฟรี ในเมื่อคนทำมาตรฐานเขาก็มีค่าใช้จ่ายในการทำงาน เขาก็เลยต้องขายมาตรฐานที่ทำขึ้น ที่พอจะหาได้ฟรีก็มักจะเป็นฉบับย้อนหลัง ไม่ใช่ฉบับล่าสุด แต่ก็ใช่ว่าฉบับที่ออกใหม่นั้นจะมีการเปลี่ยนแปลงแบบโละของเท่าทิ้งทั้งหมด เพราะอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ออกแบบตามมาตรฐานที่ล่าสุดในขณะนั้น เมื่อมาตรฐานมันเปลี่ยนไปจนมันไม่เข้าเกณฑ์มาตรฐานใหม่ ก็ใช่ว่ามันจะไม่ปลอดภัย เพียงแต่ของใหม่ที่ต้องทำตามมาตรฐานใหม่ จะมีความปลอดภัยไม่น้อยกว่าเดิม
American Petroleum Institute ที่มีชื่อย่อว่า API เป็นองค์กรหนึ่งที่ออกมาตรฐานการทำงานเกี่ยวกับปิโตรเลียมและเป็นมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในวงกว้างในอุตสาหกรรมกลั่นน้ำมัน ปิโตรเคมี และเคมี การออกแบบและ/หรือการเลือกใช้งานอุปกรณ์ว่าควรเป็นรูปแบบใดก็มักจะอิงจากมาตรฐาน API นี้ แต่ประเด็นที่เป็นคำถามก็คือสำหรับคนทำงานจริง จะมีสักกี่คนที่มีโอกาสได้อ่านเนื้อหาทั้หมดในเอกสารที่เกี่ยวข้องกับงานที่ตัวเองทำอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิศวกรจบใหม่ที่ที่เพิ่งจะเริ่มทำงานได้ไม่นาน และนี่ก็เลยเป็นที่มาของบทความชุดนี้ที่คิดว่าจะเอามาตรฐานต่าง ๆ เท่าที่ค้นหาได้ มาย่อยเป็นภาษาไทยให้ได้อ่านกันเป็นตอนสั้น ๆ แม้ว่าเอกสารที่ค้นได้นั้นมันจะไม่ใช่เอกสารล่าสุดก็ตาม แต่ก็คิดว่าน่าจะเป็นประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้น
และมาตรฐานแรกที่ขอหยิบมาก็คือ API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks โดยเอกสารฉบับล่าสุดที่หาดาวน์โหลดได้ทางอินเทอร์เน็ตเป็น API 2000 7th Edition, March 2014. Reaffirmed, April 2020 ก็เรียกว่าเก่าเพียงแค่ ๓ ปีจากปัจจุบัน
แต่ก่อนอื่นเรามาลองดูเทียบกับฉบับเก่า ๆ ในปีค.ศ. ๑๙๙๒ และ ๑๙๙๘ ดูก่อน
รูปที่ ๒ ข้อความเริ่มต้นของมาตรฐาน API 2000 ฉบับ (ซ้าย) ปีค.ศ. ๑๙๙๒ และ (ขวา) ปีค.ศ. ๑๙๙๗
มาตรฐานปีค.ศ. ๑๙๙๒ เริ่มต้นด้วยหัวช้อ 1.1 General Requirements โดยในหัวข้อนี้แยกย่อยออกเป็นอีก 2 หัวข้อคือ 1.1.1 และ 1.1.2 (รูปที่ ๒ ซ้าย) หัวข้อ 1.1.1 บอกว่ามาตรฐานนี้ครอบคลุมทั้ง normal และ emergency venting (การทำงานตามปรกติและในสภาวะฉุกเฉิน) สำหรับถังเก็บปิโตรเลียมเหลวหรือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ที่ติดตั้งอยู่เหนือระดับพื้นดิน และถังเก็บที่มีระบบทำความเย็น (refrigerated storage tanks) ทั้งชนิดที่ติดตั้งอยู่เหนือพื้นดินและใต้ดิน ช่วงความดันตั้งแต่สุญญากาศไปจนถึง 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้วเกจ (psig) (หรือ 1.034 bar.g)
ความดันบรรยากาศเท่ากับ 1.0135 bar.a หรือ 14.7 psi.a ตัว g ต่อท้ายหมายถึงความดันเกจ (gauge) ส่วนตัว a ต่อท้ายหมายถึงความดันสัมบูรณ์ (absolute)
หัวข้อ 1.1.2 ย่อหน้าแรกกล่าวว่ามาตรฐานนี้อิงจากการศึกษาที่ใช้ "เฮกเซนเหลว" (hexane C6H14 จุดเดือดประมาณ 68-69ºC) ดังนั้นถ้าจะเอาข้อมูลในที่นี้ไปใช้กับของเหลวอื่น จำเป็นต้องใช้การพิจารณาและตัดสินใจทางด้านวิศวกรรมที่ดี
ตำราจะบอกว่าไฮโดรคาร์บอนที่มีจำนวนอะตอม C ตั้งแต่ 5 อะตอมขึ้นไปจะเป็นของเหลวที่ "อุณหภูมิห้อง" แต่ "อุณหภูมิห้อง" ในที่นี้ขึ้นอยู่กับสถานที่และวันเวลาด้วย ตัวอย่างเช่นเพนเทน (pentane C5H12) มีจุดเดือดที่ประมาณ 36ºC ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิห้องในบ้านเราในบางช่วงเวลาอีก หรือบิวเทน (butane C4H10) ที่มีจุดเดือดที่ประมาณ -1ºC ดังนั้นสารนี้จะเป็นแก๊สตลอดทั้งปีในบ้านเรา แก๊สหุงต้มบ้านเราจึงมีสัดส่วนโพรเพนต่อบิวเทนในช่วง 70:30 ถึง 50:50 ได้ แต่สำหรับพื้นที่เขตหนาวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0ºC สารนี้จะกลายเป็นของเหลว ดังนั้นแก๊สหุงต้มที่ใช้ในพื้นที่ดังกล่าวจึงต้องใช้โพรเพน (propane C3H8 จุดเดือดที่ -42ºC) เป็นหลัก ในขณะที่เฮปเทน (heptane C7H16) มีจุดเดือดประมาณ 98ºC ซึ่งใกล้เคียงกับน้ำ มันจึงไม่ค่อยมีปัญหาเนื่องจากการระเหยที่อุณหภูมิห้อง
ย่อหน้าที่สองของหัวช้อ 1.1.2 กล่าวว่า การศึกษาทางวิศวกรรมโดยละเอียดของ tank ใด ๆ ที่เฉพาะเจาะจงลงไปและสภาวะการทำงานของ tank นั้น อาจแสดงให้เห็นว่าความสามารถในการระบายสำหรับ tank นั้น "ไม่ใช่" ค่าความสามารถในการระบายที่ประมาณได้โดยใช้มาตรฐานนี้ ถ้าสภาพการใช้งานของถังแตกต่างไปจากค่าต่าง ๆ ที่ใช้ในการพัฒนามาตรฐานฉบับบนี้ จึงควรที่จะทำการศึกษาทางวิศวกรรมโดยละเอียด
ในที่นี้ขอใช้คำว่า tank แทนคำแปลไทยว่า "ถังเก็บ" เพื่อป้องกันความสับสน เพราะคำภาษาอังกฤษว่า storage drum ก็แปลเป็นไทยได้ว่าถังเก็บเหมือนกัน แต่มันเป็นคนละชนิดกับ tank คำว่า "vent" หรือ "การระบาย" ในที่นี้รวมถังการระบายความดันออกจาก tank (ในกรณีที่ความดันใน tank เพิ่มสูงกว่าความดันบรรยากาศ) และการยอมให้อากาศไหลเข้า tank (ในกรณีที่ความดันใน tank ลดลงต่ำกว่าความดันบรรยากาศ)
ทีนี้พอมาเป็นฉบับเดือนเมษายนปีค.ศ. ๑๙๙๘ (5th edition) (รูปที่ ๒ ขวา) เปิดตัวมาด้วยหัวข้อ 0 Introduction ซึ่งถ้าดูเนื้อหาแล้วก็คือหัวข้อ 1.1.2 ของฉบับปีค.ศ. ๑๙๙๒ และหัวข้อ 1.1.1 ของฉบับปีค.ศ. ๑๙๙๒ ก็กลายมาเป็นหัวข้อ 0 Scope ของฉบับปีค.ศ. ๑๙๙๘
ทีนี้มาดูมาตรฐานฉบับเดือนมีนาคม ค.ศ. ๒๐๑๔ (Reaffirmed เมษายน ค.ศ. ๒๐๒๐) (รูปที่ ๓) ที่เริ่มต้นด้วยหัวข้อ 1 Scope ที่ย่อหน้าแรกนั้นเหมือนกับฉบับเดือนเมษายนปีค.ศ. ๑๙๙๘ แค่ต่างกันนิดเดียวตรงคำเริ่มต้นที่เปลี่ยนจาก "This" มาเป็น "The" และไม่ได้มีการกล่าวถึงเฮกเซนแต่กล่าวว่าเป็นสำหรับ tank ที่ใช้เก็บปิโตรเลียมและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม
และมีการระบุเพิ่มเติมว่าไม่ได้ใช้กับ tank ชนิด "external floating-roof tank" หรือที่แปลเป็นไทยได้ว่าถังเก็บชนิดหลังคาลอยภายนอก
ถังเก็บชนิดหลังคาลอยหรือ floating roof tank นั้น ตัวหลังคาจะลอยอยู่บนผิวของเหลว (รูปที่ ๔) ดังนั้นจึงไม่มีที่ว่างระหว่างผิวของเหลวกับหลังคาที่ต้องมีการระบายความดัน ถ้าตัวหลังคาลอยนั้นเป็นแบบเปิดโล่ง (คือเหนือขึ้นไปไม่มีอะไรนอกจากท้องฟ้า) ความดันเหนือหลังคาก็จะเป็นความดันบรรยากาศตลอดเวลา ถังหลังคาลอยแบบนี้ต้องมีการทำช่องทางระบายน้ำออกจากหลังคาเวลาฝนตกด้วย
ในประเทศเขตหนาวที่มีหิมะตกนั้น น้ำหนักของหิมะที่ตกสะสมบนหลังคาจะก่อปัญหาได้ ดังนั้นตัวหลังคาลอยจะมีหลังคาปิดคลุมอีกชั้นทางด้านบนสุด tank แบบนี้มองภายนอกจะเหมือน tank มีหลังคายึดตรึงทั่วไป การมีหลังคาคลุมอีกชั้นทำให้ไม่ต้องกังวลว่าจะมีน้ำหนักของหิมะไปก่อปัญหาการลอยขึ้นลงของหลังคาลอย แต่มันทำให้เกิดที่ว่างระหว่างหลังคาลอยกับตัวหลังคายึดตรึง ที่ต้องมีการยอมให้อากาศไหลเข้า-ออกได้เวลาที่ของเหลวในถังมีระดับเปลี่ยนไป
เนื้อหาต่อจากไปนี้จะนำมาจากมาตรฐานฉบับเดือนมีนาคม ค.ศ. ๒๐๑๔ (Reaffirmed เมษายน ค.ศ. ๒๐๒๐) เป็นหลัก เว้นแต่จะเห็นว่ามีเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับฉบับเก่าก่อนหน้าที่ควรนำมาเปรียบเทียบ เนื่องจากหัวข้อที่ 2 Terms, Definitions, and Abbreviated Terms นั้นค่อนข้างจะยาว ก็จะขอยกไปเป็นตอนถัดไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น