เพลิงไหม้จากการรั่วที่หน้าแปลน (๒) MO Memoir : Tuesday 5 November 2567

การตัดแยกระบบหรือการทำ Isolation เป็นขั้นตอนการทำงานที่สำคัญในการป้องกันไม่ให้ process fluid รั่วไหลเข้าสู่ vessel หรือ downstream process ที่ต้องการทำการซ่อมบำรุง และอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการทำหน้าที่ดังกล่าวคือตัว spade (รูปที่ ๑)

รูปที่ ๑ การติดตั้ง (ซ้ายบน) Spade, (ขวาบน) Ring Spacer และ (ล่าง) Spectacle plate ระหว่างหน้าแปลน (รูปจาก https://www.haihaopiping.com/spectacle-flange-spades-and-ring-spacers.html)

หน้าตาของ spade เป็นดังรูปที่ ๑ ซ้ายบน คือเป็นแผ่นโลหะกลมมีด้ามโผล่ยื่นออกมา ขนาดของแผ่นกลมสามารถปิดท่อที่ต้องการตัดแยกระบบแต่สามารถสอดไว้ระหว่างน็อตของหน้าแปลนได้ ในกรณีของท่อที่มีขนาดเล็กและมีความยืดหยุ่นมากพอ อาจใช้การง้างท่อเพื่อสอดตัว spade เมื่อต้องการติดตั้ง แต่ในกรณีของท่อขนาดใหญ่หรือท่อที่ไม่มีความยืดหยุ่นมากพอ ก็ต้องเว้นที่ว่างระหว่างหน้าแปลนเอาไว้สำหรับใส่ตัว spade เมื่อต้องการติดตั้ง โดยขณะที่กระบวนการเดินเครื่องตามปรกติก็ต้องใส่ตัว ring spacer เข้าไปแทน (รูปที่ ๑ ขวาบน) เพื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างหน้าแปลน แล้วทำการบีบอัดด้วยน็อตของตัวหน้าแปลน (แต่ต้องไม่ลืมที่ต้องมีที่ว่างสำหรับใส่ปะเก็นระหว่างหน้าแปลนและตัว ring spacer ด้วย)

สิ่งหนึ่งที่อาจเป็นปัญหาในการทำงานคือจะรู้ได้อย่างไรว่าที่สอดระหว่างหน้าแปลนนั้นเป็น spade หรือ ring spacer การแก้ปัญหาก็ทำได้ด้วยการทำให้โครงสร้างส่วนที่โผล่ยื่นพ้นหน้าแปลนออกมานั้นมีรูปแบบไม่เหมือนกัน หรือก็เอา spade และ ring spacer มาเชื่อมติดกันเป็น spectacle plate แบบรูปที่ ๑ ล่างไปเลย ถ้าเห็นด้านที่เป็น spade โผล่ยื่นออกมาก็แสดงว่าด้านที่เป็น ring spacer นั้นถูกสอดอยู่ระหว่างหน้าแปลน และเช่นเดียวกันถ้าเห็นด้านที่เป็น ring spacer โผล่ยื่นออกมาก็แสดงว่าด้านที่เป็น spade นั้นถูกสอดอยู่ระหว่างหน้าแปลน

หมายเหตุ : การตัดแยกระบบหรือ isolation นั้นปรกติจะไม่ไว้วางใจการใช้วาล์วเพียงตัวเดียวในการปิดกั้น เพราะถือว่าวาล์วอาจมีความบกพร่องที่ทำให้ปิดได้ไม่สนิท ในกรณีที่ต้องมีการตัดแยกระบบบ่อยหรือมีความยากลำบากในการติดตั้ง spade ก็อาจใช้ระบบ double block and bleed valves คือใช้ block valve สองตัวต่ออนุกรมกัน และมีท่อ vent หรือ drain เพื่อระบาย process fluid ที่อาจรั่วไหลผ่าน block valve ทางด้าน process ให้ระบายไปยังจุดที่ปลอดภัย

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Leakage and fire from a flange with a special shape at the reactor outlet at a gas oil mediumpressure hydrocracker" ที่เผยแพร่ในเว็บ Failure Knowledge Database ของประเทศญี่ปุ่น (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1300006.html) โดยเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ Ichihara, Chiba ประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่ ๒๗ ตุลาคม ค.ศ. ๒๐๐๒ (พ.ศ. ๒๕๔๕) ที่ต้องปูเรื่อง spade และ ring spacer ก่อนก็เพื่อให้ผู้ที่ยังเรียนอยู่หรือไม่ได้ทำงานทางด้านนี้มองเห็นภาพได้ว่าอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ดังกล่าวนี้ มันไปปรากฏอยู่ในระบบท่อด้วยเหตุผลใด

รูปที่ ๒ คำบรรยายเหตุการณ์ที่เกิด

หน่วยผลิตที่เกิดเหตุนั้นสร้างขึ้นในปีค.ศ. ๑๙๖๒ (พ.ศ. ๒๕๐๕) เพื่อใช้เป็นหน่วยกำจัดกำมะถันออกจากน้ำมันหนัก (desulphurization unit) ต่อมาในปีค.ศ. ๑๙๘๒ (พ.ศ. ๒๕๒๕) ถูกปรับเปลี่ยนมาทำหน้าที่เป็นทั้งหน่วยกำจัดกำมะถันและ "decomposition unit" สำหรับ heavy gas oil ก่อนที่จะเกิดเพลิงไหม้ในปีค.ศ. ๒๐๐๒

คำ "decomposition unit" ที่ใช้บทความหมายถึงหน่วย hydrocraker ที่เรียกกันในปัจจุบัน คือการกำจัดสารประกอบกำมะถันอินทรีย์ที่ปนอยู่ในน้ำมันจะใช้แก๊สไฮโดรเจนทำปฏิกิริยาโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยเพื่อดึงเอากำมะถันออกมาในรูปแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) โดยปฏิกิริยาจะเกิดที่อุณหภูมิและความดันที่สูง และด้วยการที่โมเลกุลของน้ำมันหนักแม้ว่าจะมีขนาดใหญ่แต่ก็มีความไม่อิ่มตัวสูง (มีพันธะ C=C มาก) จึงแตกตัวออกเป็นโมเลกุลเล็กลงได้ยาก เพราะการที่โมเลกุลใหญ่แตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลง จะได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความไม่อิ่มตัวสูงมากขึ้น ดังนั้นถ้าสารตั้งต้นมีความไม่อิ่มตัวสูงอยู่แล้ว การจะทำให้แตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลงจึงทำได้ยากขึ้นไปอีก ด้วยเหตุนี้จึงต้องทำลดความไม่อิ่มตัวของสารตั้งต้นลงก่อนด้วยการเติมไฮโดรเจนเข้าไปยังตำแหน่งพันธะที่ไม่อิ่มตัว ซึ่งปฏิกิริยานี้ก็เกิดที่อุณหภูมิและความดันที่สูงเช่นกัน

ก่อนเกิดเหตุนั้น ได้มีการลดอัตราการไหลของสารตั้งต้นและลดอุณหภูมิของระบบลงจาก 370ºC เหลือเป็น 340ºC และเมื่อเวลาประมาณ ๒๒.๓๐ น แก๊สความดันสูงและอุณหภูมิสูงได้รั่วไหลออกจากหน้าแปลนที่มี spacer ติดตั้งอยู่ ตำแหน่งหน้าแปลนนี้อยู่ทางด้านขาออกของ reactor ในช่วงแรกนั้นเปลวไฟที่เกิดขึ้นมีขนาดเล็ก แต่ด้วยความร้อนของเปลวไฟจึงทำให้ bolt ที่ยึดหน้าแปลนไว้เกิดการยืดตัวออก ทำให้แรงกดหน้าแปลนให้แนบสนิทนั้นลดลง การรั่วไหลจึงเกิดเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ความเสียหายขยายเป็นวงที่กว้างขึ้น เพลิงสงบเมื่อเวลา ๕.๓๐ น ของวันถัดมา

หน่วยนี้มีการหยุดเดินเครื่องเพื่อซ่อมบำรุงครั้งสุดท้ายในปีค.ศ. ๒๐๐๑ (พ.ศ. ๒๕๔๔) หรือก่อนเกิดเหตุประมาณ ๑ ปี และเมื่อทำการถอด spacer ออกจากหน้าแปลนที่เกิดเหตุก็พบว่าระยะห่างระหว่างหน้าแปลนนั้นมีความแตกต่างถึง 8 mm แทนที่จะขนานกัน ทำให้เวลาที่ใส่ spacer กลับคืนเข้าไปแล้วขัน bolt คืนเดิมนั้น ความตึงของ bolt แต่ะละตัวจะไม่เท่ากัน (คือด้านที่ห่างมากกว่าจะมีความตึงมากกว่า เพราะต้องใช้แรงมากกว่าในการดึงให้หน้าแปลนเคลื่อนเข้าหากัน)

บทความกล่าวว่าสาเหตุที่ทำให้เกิดการรั่วไหลคาดว่าเป็นเพราะตัว spacer มีการหดตัวมากกว่าตัว bolt เมื่ออุณหภูมิของระบบลดต่ำลง คือถ้า bolt หดตัวด้วยขนาดเดียวกันหรือมากกว่าตัว spacer ตัว spacer ก็จะยังคงถูกบีบอัดเอาไว้ แต่พอ bolt หดตัวน้อยกว่า ก็เลยทำให้เกิดช่องว่างระหว่างหน้าผิวสัมผัส

ประเด็นที่น่าสนใจก็คือในเมื่อหน้าแปลนมันไม่ขนานกัน แล้วทำไมจึงฝืนขันน็อตเพื่อให้หน้าแปลนมันแนบติดกัน ตรงนี้ผู้เขียนบทความเล่าไว้ว่ สมัยที่เป็นวิศวกรจบใหม่เข้าทำงานนั้น ในกรณีที่พบว่าหน้าแปลนนั้นไม่ขนานกันอันเป็นผลจากความเครียด (strain) ของระบบท่อ ก็จะใช้รอกโซ่ดึงหน้าแปลนเข้าหากันแล้วทำการขันน็อตให้แน่น ซึ่งแสดงว่าวิธีการทำงานดังกล่าวยังมีการปฏิบัติอยู่จนกระทั่งวันที่เกิดเหตุการณ์ดังกล่าว

ตรงนี้ก็มีข้อควรพิจารณาคือ การใช้การดึงหน้าแปลนที่ไม่ขนานกันให้แนบเข้าหากันนั้นเป็นสิ่งที่ควรกระทำหรือไม่ เพราะตอนที่ประกอบท่อเมื่อสร้างโรงงานนั้นสามารถจัดให้ผิวหน้าแปลนขนานกันได้ แต่พอโรงงานมีการใช้งานก็จะทำให้ท่อมีการขยายตัว ซึ่งสามารถทำให้ท่อเกิดการเคลื่อนออกไปจากตำแหน่งเดิมเมื่อแรกสร้าง และไม่คืนกลับตำแหน่งเดิมแม้ว่าโรงงานจะหยุดการเดินเครื่อง ทำให้เมื่อถอดน็อตยึดหน้าแปลนออกหน้าแปลนจึงไม่ขนานกัน ดังนั้นการทำเช่นนี้จึงอาจเป็นสิ่งที่สามารถกระทำได้ถ้าความเบี่ยงเบนนั้นไม่มากเกินไป บทความไม่ได้กล่าวว่าท่อที่เกิดเหตุนั้นเป็นท่อขนาดกี่นิ้ว จึงไม่สามารถเทียบว่าระยะเบี่ยงเบน 8 mm ที่พบนั้นจัดว่ามากไปหรือไม่สำหรับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่เกิดเหตุ โดยความเห็นส่วนตัวคิดว่าประเด็นหน้าแปลนไม่ขนานนี้น่าจะเป็นตัวการหลักให้เกิดการรั่วไหลมากกว่าการหดตัวของ spacer

ในบทความต้นฉบับ มีความคิดเห็นหนึ่งของผู้เขียนที่ผู้อ่านควรต้องพิจารณาให้ดี คือผู้เขียนบทความกล่าวว่าการใส่ spacer ไว้ที่หน้าแปลนดังกล่าวก็เพื่อใช้ในการตัดแยก reactor ออกจากระบบเมื่อต้องทำการซ่อมบำรุง และน่าจะเป็นการดีกว่าถ้าหากใช้ "ท่อสั้น ๆ" แทนการใช้ spacer แม้ว่าจะต้องมีหน้าแปลนเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งคู่ก็ตาม สำหรับผู้ที่นึกภาพตรงนี้ไม่ออกขอให้ดูรูปที่ ๓ ประกอบ

รูปที่ ๓ (ซ้าย) การใช้ ring spacer (สีเขียว) ใส่ระหว่างหน้าแปลนเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับใส่ spade เมื่อต้องทำการแยก vessel ออกจาก process (ขวา) การใช่ท่อสั้น (สีส้ม) ที่จะถอดออกเมื่อต้องการแยก vessel ออกจาก process

คือในระหว่างการซ่อมบำรุงนั้นต้องมีการป้องกันไม่ process fluid รั่วไหลออกมายังด้านที่ทำการซ่อมบำรุง (เช่นตัว vessel) วิธีการที่ดีที่สุดคือไม่ให้มีการเชื่อมต่อทางกายภาพ (physical connection) ระหว่างกัน กล่าวคือถ้ามีชิ้นส่วนท่อสั้นเชื่อมระหว่างด้าน process กับด้าน vessel ก็ให้ถอดชิ้นส่วนท่อสั้นนั้นออก (ถอดตัวสีส้มในรูปที่ ๓) แต่ปลายท่อด้าน process ก็ต้องปิดด้วย blind flange ให้แน่นหนาสามารถกันการรั่วไหลได้ด้วย

การให้มีท่อสั้นที่สามารถถอดออกได้นั้นก็อาจทำไม่ได้ในกรณีที่พื้นที่มีจำกัด หรือในกรณีที่ท่อมีขนาดใหญ่ ก็จะทำให้ท่อสั้นที่ต้องถอดออกนั้นมีน้ำหนักมากตามไปด้วย การใช้ spade หรือ spectacle plate จะมึความสะดวกมากกว่า หรือในกรณีที่มีการปฏิบัติงานเป็นประจำ การใช้ double block and bleed valves ก็เป็นที่ยอมรับกัน เพราะรอยต่อที่ปิดสนิทไม่มีการรั่วซึมอยู่แล้ว พอไปถอดออกแล้วประกอบใหม่ ก็ต้องมาลุ้นกันใหม่ว่าประกอบใหม่แล้วจะมีการรั่วซึมอีกหรือไม่

การติดตั้ง orifice plate ที่ใช้วัดอัตราการไหลก็มีการติดตั้งแบบเดียวกับ ring spacer คือสอดไว้ระหว่างหน้าแปลน คือถ้าเอาแนวความคิดเดียวกันมาใช้ก็จะกลายเป็นว่าการติดตั้ง orifice plate อาจทำให้เกิดการรั่วไหลแบบนี้ได้ ดังนั้นควรเปลี่ยนไปใช้ venturi flow meter จะดีกว่า

อีกประเด็นคือ ตัวหน้าแปลนเองก็เป็นจุดที่สามารถเกิดการรั่วไหลได้อยู่แล้ว อันเป็นผลจากการคลายตัวของน็อตยึดหน้าแปลนด้วยหลากหลายสาเหตุ (เช่นที่ได้เล่าไปในตอนที่ ๑)

เมื่อ erosion, thermal stress และ vibration มาอยู่รวมกัน MO Memoir : Monday 7 October 2567

แว่วมาว่าเหตุการณ์แก๊สรั่วไหลแล้วตามด้วยเพลิงไหม้ที่โรงงานแห่งหนึ่งเมื่อปลายเดือนที่แล้วเกิดจาก erosion ตรงข้องอ ที่ทำให้ผนังข้องอบางจนรับความดันภายในไม่ได้ มันก็เลยทะลุ ซึ่งเหตุการณ์นี้ก็คล้ายกับที่เกิดที่โรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่งเมื่อ ๑๐ ปีที่แล้ว ที่ได้ยินมาว่าการรั่วไหลเกิดที่ข้องอ เพราะเกิด erosion จนผนังข้องอบาง ซึ่งในกรณีนี้ก็ได้ยินมาว่ามีการตรวจพบปัญหานี้ก่อนหน้าแล้ว และเตรียมที่จะทำการเปลี่ยนเมื่อถึงกำหนดหยุดเดินเครื่อง แต่มันชิงพังเสียก่อน

ส่วนที่ว่าสาเหตุที่แท้จริงของสองเหตุการณ์นั้นเป็นอย่างไร ทางผมเองก็คงไม่สามารถยืนยันได้ คงต้องให้ผู้ที่ทำงานในสองโรงงานดังกล่าวตรวจสอบกันเอง

blog นี้ได้นำเอาเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในยุโรป ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา มานำเสนอหลายเหตุการณ์แล้ว มาคราวนี้ขอนำเอาเรื่องที่เกิดในอินเดียมาเล่าบ้าง อันที่จริงบทความต้นฉบับไม่มีการระบุว่าเกิดที่ไหนและเมื่อใด แต่เป็นเรื่องที่รวบรวมไว้โดย Oil Industry Safety Directorate ของประเทศอินเดีย (https://www.oisd.gov.in/archived-case-studies) ในหัวข้อเรื่อง "Case study on fire incident at VGO-HDT unit" ก็เลยคิดว่าน่าจะเป็นเหตุการณ์ที่เกิดในประเทศอินเดีย เนื้อหาในบทความกล่าวว่าหน่วยผลิตดังกล่าวเริ่มเดินเครื่องในปีค.ศ. ๒๐๑๒ แต่บทความนี้มีการ upload เข้า web site ในเดือนกันยายนปีค.ศ. ๒๐๑๔ แสดงว่าการพังนั้นมันเกิดขึ้นรวดเร็วเหมือนกัน โดยสาเหตุของการพังคาดว่าเป็นการผสมกันของ thermal stress, erosion และ vibration

แต่ก่อนอื่นเรามาลองทำความรู้จักกระบวนการผลิตเพื่อที่จะเข้าใจที่มาของศัพท์บางคำก่อนดีกว่า

รูปที่ ๑ แผนผังหน่วย Vacuum Gas Oil Hydrotreating (VGO-HDT) ภาพต้นฉบับในบทความชี้จุดเกิดเหตุ (Location of explosion) ว่าอยู่ก่อนจุดผสมระหว่างสายร้อนและสายเย็น (จุด A) แต่ในเนื้อหาบอกว่าอยู่ถัดจากจุดผสม ซึ่งเป็นตำแหน่ง B

การกลั่นน้ำมันดิบจะใช้หอกลั่น 2 หอ หอกลั่นหอแรกเป็นการกลั่นที่ความดันบรรยากาศ หอนี้จะกลั่นแยกเอาน้ำมันเบา (คือพวกมีจุดเดือดต่ำ) ออกมาก่อน น้ำมันส่วนที่เหลือที่ออกทางก้นหอกลั่น (พวกมีจุดเดือดสูง) จะเข้าสู่หอกลั่นหอที่สองที่ทำการกลั่นที่สุญญากาศ (ในความเป็นจริงคือความดันต่ำกว่าบรรยากาศ) การที่ลดความดันก็เพื่อให้น้ำมันนั้นเดือดได้ที่อุณหภูมิที่ต่ำลง และยังป้องกันไม่ให้โมเลกุลน้ำมันแตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลงถ้าใช้อุณหภูมิที่สูงในการกลั่น น้ำมันกลุ่มนี้จะอยู่ในส่วนของพวกส่วนที่มีจุดเดือดช่วงของน้ำมันดีเซลและพวกที่มีจุดเดือดสูงกว่า

ผลิตภัณฑ์น้ำมันที่ได้จากการกลั่นในหอกลั่นสุญญากาศนี้มีชื่อเรียกหลากหลาย เช่น gas oil, fuel oil, distillate โดยอาจมีคำนำหน้าชื่อพวก ligh, heavy ประกอบ คำว่า light หรือ heavy ตรงนี้มันไม่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่น แต่เป็นตัวบอกว่าเป็นน้ำมันส่วนมีจุดเดือดต่ำ (light) หรือน้ำมันที่มีจุดเดือดสูง (heavy) เนื่องจากหอกลั่นนั้นเป็นหอตั้งตรงในแนวดิ่ง พวกที่มีจุดเดือดต่ำจะลอยขึ้นบน (ที่มาของคำว่า light) ในขณะที่พวกที่มีจุดเดือดสูงจะอยู่ทางด้านล่างของหอ (ที่มาของคำว่า heavy)

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้เกี่ยวข้องกับ Vacuum Gas Oil (VGO) ซึ่งก็คือน้ำมันที่ได้มาจากหอกลั่นสุญญากาศ น้ำมันในส่วนนี้จะมีขนาดโมเลกุลที่ใหญ่ มีโครงสร้างที่มีความไม่อิ่มตัว (C=C) อยู่มาก และมักมีสารประกอบกำมะถัน (S) ปะปนอยู่มาก ในการนำไปใช้งานนั้น ถ้าต้องการนำไปทำให้โมเลกุลแตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลง (เช่นเปลี่ยนเป็นน้ำมันเบนซิน) ก็ต้องกำจัดพันธะไม่อิ่มตัวทิ้งก่อน (เปลี่ยนพันธะ C=C เป็น C-C) ด้วยการเติมไฮโดรเจน เพื่อให้โมเลกุลแตกตัวได้ง่ายขึ้น หรือเพื่อลดปัญหามลพิษจากสารประกอบกำมะถัน ก็ต้องกำจัดอะตอมกำมะถันออกก่อนโดยใช้ไฮโดรเจนดึงออกมาในรูป H₂S เนื่องจากหน่วยเหล่านี้มีการใช้ไฮโดรเจนในการปรับสภาพ จึงมีชื่อเรียกรวม ๆ ว่า Hydrotreating (HDT)

รูปที่ ๑ เป็นแผนผังการทำงานของหน่วยที่เกิดเหตุ น้ำมันที่จะนำมาปรับสภาพจะไหลเข้ามายัง feed surge drum V-002 ก่อน ถังนี้ทำหน้าที่ลดความผันผวนของน้ำมันที่ไหลเข้าระบบ กล่าวคือปั๊ม P-001A/B จะทำงานที่สภาวะคงที่ ถ้าน้ำมันไหลเข้ามามากกว่าอัตราการสูบออกของปั๊ม น้ำมันนั้นก็จะสะสมไว้ใน V-002 และถ้าน้ำมันไหลเข้ามาน้อยกว่าอัตราการสูบออกของปั๊ม ปั๊มก็จะดึงเอาน้ำมันที่สะสมเอาไว้ไปใช้ ซึ่งเป็นการลดความผันผวนให้กับหน่วย HDT

ปฏิกิริยา hydrotreating ใช้อุณหภูมิที่สูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่ VGO ก่อนด้วยเตาเผา F-001 ก่อนส่งไปทำปฏิกิริยาที่ R-001 และ R-002 น้ำมันร้อนที่ออกจาก R-002 จะถูกทำให้เย็นตัวลง แต่เพื่อที่จะประหยัดการใช้พลังงานจึงนำเอาความร้อนของน้ำมันที่ออกมาก R-002 นี้ไปถ่ายเทให้กับน้ำมันที่จะไหลเข้าเตาเผา F-001 ด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจำนวน 7 เครื่อง โดยมีการผสม recycle gas (หลัก ๆ ก็คือไฮโดรเจนที่ต้องใช้ในการทำปฏิกิริยา) ให้กับน้ำมันที่จะเข้าสู่กระบวนการ HDT ก่อนที่น้ำมันนี้จะไหลเข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนตัวแรก E-001A

ปฏิกิริยาเติมไฮโดรเจนหรือกำจัดกำมะถันนั้นเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ซึ่งปฏิกิริยาคายความร้อนมีแนวโน้มที่จะเร่งตนเอง (อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มสูงขึ้น) ในกรณีเช่นนี้วิธีการหนึ่งในการควบคุมอุณหภูมิคือการลดอุณหภูมิด้านขาเข้า ซึ่งในกระบวนการนี้ทำโดยการ bypass น้ำมันส่วนหนึ่งไม่ให้ไหลเข้าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยให้ไปผสมกับน้ำมันที่ไหลผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า) ทางด้านขาออกของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนตัวที่ 7 E-001G

การตรวจสอบหลังเกิดเหตุพบว่า ใน operating manual, process flow diagram (PFD) และ piping and instrumentation diagram (P&ID) แสดงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไว้ 6 ตัว โดยไม่มีหลักฐานปรากฏว่าตัวที่ 7 นั้นมีการติดตั้งเมื่อใด

ท่อที่ไหลผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีขนาด 20 นิ้ว ส่วนท่อ bypass มีขนาด 8 นิ้ว การผสมสายเย็นของท่อ bypass เข้ากับสายร้อนที่มาจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า "Quill" (ดูรูปที่ ๒) ที่มีลักษณะเป็นท่องอฉีดของเหลวเข้าไปตรงกลางท่อใหญ่ ในทิศทางเดียวกับการไหลของของเหลวในท่อใหญ่ (ถ้าใช้ google หาความหมายของคำว่า quill จะไปลงที่ปากกาขนนก แต่ถ้าใช้ quill mixer จะหมายอุปกรณ์ฉีดสารเคมี)

รูปที่ ๒ การผสมสายเย็นจากท่อ bypass เข้ากับสายร้อนที่มาจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และตำแหน่งท่อที่เสียหาย

ในช่วงตั้งแต่เริ่มเดินเครื่องจนถึงเวลาก่อนเกิดเหตุ หน่วยผลิตนี้มีการหยุดเดินเครื่องและเริ่มเดินเครื่องใหม่หลายครั้ง ทำให้เกิด thermal shock และ thermal stress หลายครั้งในหน่วยนี้ที่ทำงานที่ความดันและอุณหภูมิสูง ข้อมูลที่บันทึกไว้ก่อนเกิดเหตุแสดงว่าการทำงานเป็นปรกติ เว้นแต่อัตราการไหลของสาย bypass โดยก่อนเกิดเหตุนั้นหน่วยผลิตเดินเครื่องอยู่ที่ 453 m³/hr ในขณะที่ระบบออกแบบไว้ที่ 416 m³/hr (ประมาณ 109% ของค่าที่ออกแบบไว้) อัตราการไหลผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอยู่ที่ประมาณ 265 m³/hr โดยที่เหลือนั้นไหลผ่านเส้น bypass (188 m³/hr หรือประมาณ 41.5% ของอัตราการไหลรวมซึ่งจัดว่าสูง) ด้วยอัตราการ bypass ที่สูงทำให้อุณหภูมิก่อนเข้าเตาเผาสูงเพียง 312ºC แทนที่จะเป็น 344ºC จึงส่งผลให้เตาเผาต้องมี heat load เพิ่มขึ้น

ข้องอแรกด้าน downstream ของ quill ถูกรองรับไว้ด้วยท่อเหล็กที่ปลายด้านหนึ่งถูกเชื่อมยึดเข้ากับข้องอ ส่วนปลายด้นพื้นถูกยึดตรึงไว้กับพื้นโดยไม่สามารถขยับได้

ท่อขนาดใหญ่จะมีตัว support รองรับน้ำหนักท่อถ่ายลงพื้น เพื่อไม่ให้ตัวเส้นท่อนั้นต้องแบบรับน้ำหนักท่อ ในกรณีของท่อที่ร้อนนั้น เมื่อท่อร้อนจะมีการขยายตัว ดังนั้นการติดตั้ง support รองรับท่อต้องยอมให้ท่อนั้นขยายตัวในแนวยาวได้ ถ้าปลาย support ด้านท่อถูกเชื่อมติดกับตัวท่อ ส่วนที่วางบนพื้นก็ต้องไม่ถูกยึดตรึง แต่จะถูกประคองไว้ไม่ให้เคลื่อนตัวออกทางด้านข้าง ให้เคลื่อนตัวได้เฉพาะในทิศทางการขยายตัวของท่อเท่านั้น อ่านเรื่องนี้เพิ่มเติมบน blog ได้ในเรื่อง "การเผื่อการขยายตัวของท่อร้อน" MO Memoir ฉบับวันอาทิตย์ที่ ๒๕ กุมภาพันธ์ พ.ศ. ๒๕๖๑: Sunday 25 February 2561"

จากการตรวจสอบการออกแบบ quill นั้นพบว่า ระยะทางระหว่าง quill ถึงข้องอหรือแยกตัว T ตัวแรกนั้นควรต้องมีระยะไม่ต่ำกว่า 10 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ อย่างเช่นในกรณีนี้เป็นท่อขนาด 20 นิ้ว ดังนั้นระยะทางดังกล่าวควรมีค่าเท่ากับ 200 นิ้ว แต่ในความเห็นจริงนั้นระยะนี้ยาวเพียงแค่ 40 นิ้วเท่านั้น

สายร้อนที่มาจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (ที่มีการผสมแก๊สไฮโดรเจนเข้าไปแล้ว) ควรจะมีอุณหภูมิสูงพอที่จะทำให้น้ำมันนั้นกลายเป็นไอหมด แต่เมื่อผสมเข้ากับสาย bypass ที่เย็นกว่าในสัดส่วนที่สูง จึงทำให้น้ำมันที่เย็นกว่าที่ฉีดเข้ามาทาง quill นั้นใช้เวลาในการระเหยกลายเป็นไอ จึงทำให้เกิดการไหลแบบสองเฟส (ของเหลว + แก๊ส) แบบปั่นป่วนทางด้านขาออกของ quill ทำให้เกิด thermal stress ในท่อช่วงดังกล่าว (เนื้อโลหะสัมผัสของเหลวที่เย็นและไอที่ร้อนสลับไปมา)

การที่ต้องมีส่วนที่เป็นท่อตรงทางด้าน downstream ของ quill ก็เพื่อให้ของเหลวเย็นที่ฉีดเข้ามานั้นระเหยจนหมดกลายเป็นไอ ถ้าท่อช่วงนี้สั้นเกินไปก็จะมีของเหลวที่ยังไม่ระเหยพุ่งเข้าปะทะกับตัวข้องอ รูปแบบนี้น่าจะคล้ายกับการเกิด water hammer ในท่อไอน้ำที่มีน้ำที่ควบแน่นไหลอยู่ภายใน และการเข้าปะทะนี้จะทำให้ท่อเกิดการสั่น

ทางด้าน downstream ของ quill ก่อนถึงข้องอข้อแรกมีท่อ drain ขนาด 3/4 นิ้วติดตั้งอยู่ ซึ่งหลังเกิดเหตุพบว่าท่อนี้ฉีกขาดออกไป (ตำแหน่งในรูปที่ ๒) พึงสังเกตว่าท่อ drain ตรงนี้ใช้ระบบ double block valve ทั้งนี้เพราะเป็นท่อความดันสูงและอุณหภูมิสูง

จุดเริ่มต้นของการรั่วไหลมีการพิจารณาความเป็นไปได้อยู่ 2 สมมุติฐานด้วยกัน สมมุติฐานแรกคือท่อหลัก 20 นิ้วเกิดความเสียหายเนื่องจากการต้องรับทั้ง erosion (ผลของการไหลแบบสองเฟส), thermall stress (การที่ท่อไม่สามารถยืดตัวได้อย่างอิสระเพราะถูกยึดตรึงเอาไว้กับพื้น) และ vibration (ผลของการไหลแบบสองเฟส) ต่อเนื่องกันเป็นเวลานาน สมมุติฐานที่สองคือท่อ drain เกิดความเสียหายก่อน (ผลจาก thermal stress และ vibration) ทำให้เกิดการรั่วไหล จากนั้นจึงตามด้วยการระเบิดภายในท่อ สมมุติฐานอันหลังนี้ดูแปลก ๆ นิดนึง การระเบิดจะเกิดขึ้นภายในท่อได้ก็ต่อเมื่อในท่อนั้นมันมีอากาศอยู่ แต่ด้วยการที่ภายในท่อมีความดันสูง ดังนั้นน้ำมันและไฮโดรเจนจะฉีดพุ่งออกมาข้างนอกโดยที่อากาศไม่สามารถแพร่เข้าไปได้

(พวกน้ำมันดีเซล น้ำมันเตา เป็นพวกที่มี autoignition temperature ไม่สูง (ค่าประมาณ 200ºC ขึ้นไป) ดังนั้นเมื่อน้ำมันร้อนเหล่านี้รั่วไหลออกมาเจอกับอากาศ ก็จะลุกติดไฟได้เองทันที่โดยไม่ต้องมีความร้อน เปลวไฟ หรือประกายไฟช่วยให้เกิดการลุกไหม้)

รูปที่ ๓ บทความต้นฉบับไม่ได้ให้รายละเอียดใด ๆ กับรูปนี้ แต่ดูแล้วเห็นว่าตัวที่อยู่ด้านล่างขวาของรูปน่าจะคือ Quill

เพลิงไหม้จากน้ำมันเตาหยดลงบนหม้อน้ำ MO Memoir : Friday 17 February 2566

ลองตอบคำถาม ๒ ข้อนี้เล่น ๆ กันก่อนไหมครับ

ข้อที่ ๑ ระหว่างน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซล ที่รั่วออกมาจากถังน้ำมันที่เก็บน้ำมันที่อุณหภูมิห้อง ไหลลงสู่พื้นคอนกรีต อันไหนมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดเพลิงไหม้มากกว่ากัน

ข้อที่ ๒ ระหว่างน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซล ที่รั่วออกมาจากถังน้ำมันที่เก็บน้ำมันที่อุณหภูมิห้อง ไหลลงไปบนท่อไอน้ำที่มีอุณหภูมิ 250ºC อันไหนมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดเพลิงไหม้มากกว่ากัน

ในการพิจารณาว่าสารเคมีหรือเชื้อเพลิงตัวไหนมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดเพลิงไหม้ได้ง่ายเมื่อมีการรั่วไหลออกสู่อากาศ มีพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องที่สำคัญอยู่ด้วยกัน 2 พารามิเตอร์คือ อุณหภูมิจุดวาบไฟ (Flash point) และอุณหภูมิลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง (Autoignition temperature)

อุณหภูมิจุดวาบไฟนั้นคืออุณหภูมิต่ำสุดที่ทำให้ของเหลวระเหยกลายเป็นไอจนมีความเข้มข้นมากพอที่จะลุกติดไฟได้ถ้ามีแหล่งพลังงาน (เช่น เปลวไฟ, ประกายไฟ) มากระตุ้น ส่วนอุณหภูมิลุกติดไฟได้ด้วยตนเองนั้นเป็นอุณหภูมิที่ตัวเชื้อเพลิงเองเมื่อสัมผัสกับอากาศก็จะเกิดการลุกติดไฟได้เองทันที โดยไม่มีต้องเปลวไฟหรือประกายไฟมาช่วยจุดระเบิด

อันที่จริงยังมีอุณหภูมิจุดติดไฟ (Fire point) อีกตัวหนึ่ง ค่านี้จะอยู่ใกล้กับหรือสูงกว่าจุดวาบไฟอยู่ไม่มาก คือกลไกการลุกไหม้นั้นความร้อนจากเปลวไฟที่เกิดขึ้นส่วนหนึ่งจะส่งลงมายังเชื้อเพลิงที่ยังเป็นของเหลวอยู่ เพื่อให้เชื้อเพลิงนั้นระเหยขึ้นไปทดแทนส่วนที่ถูกเผาไหม้ไป ถ้าอัตราการระเหยต่ำกว่าอัตราการเผาไหม้ เปลวไฟก็จะดับ ในกรณีของจุดวาบไฟนั้น ความร้อนจากเปลวไฟที่เกิดขึ้นไม่สามารถเพิ่มอัตราการระเหยของเชื้อเพลิงให้ทันกับการเผาไหม้ ก็จะเกิดเปลวไฟลุกไหม้ขึ้นแล้วก็ดับไป แต่ถ้าเป็นกรณีของจุดติดไฟนั้น อัตราการระเหยของเชื้อเพลิงที่ได้รับพลังงานจากสิ่งแวดล้อม รวมกับที่ได้จากเปลวไฟที่ลุกไหม้อยู่นั้น จะสามารถชดเชยอัตราการเผาไหม้ได้ทันเวลา ไฟก็จะลุกติดอย่างต่อเนื่อง

ในกรณีของแก๊สจะมีเรื่องของความหนาแน่นเข้ามาร่วมวงอีก แก๊สที่ติดไฟได้ง่ายแต่เบากว่าอากาศมากเช่นไฮโดรเจน เมื่อรั่วไหลออกมาจะมีแนวโน้มที่จะฟุ้งกระจายออกไปโดยไม่สะสมจนมีความเข้มข้นสูงพอที่จะลุกติดไฟได้ ก็ถือได้ว่ามีความปลอดภัยที่ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับพวกไฮโดรคาร์บอน

เชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิจุดวาบไฟต่ำแต่อุณหภูมิลุกติดไฟได้ด้วยตนเองสูงนั้น ถ้าอุณหภูมิของเชื้อเพลิงเองสูงกว่าจุดวาบไฟแต่ต่ำกว่าจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง เมื่อรั่วไหลออกมาจะยังไม่ลุกติดไฟจนกว่าจะพบกับเปลวไฟ ประกายไฟ หรือพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเองของมัน

ส่วนเชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิจุดวาบไฟสูงแต่อุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเองต่ำ ถ้าอุณหภูมิของเชื้อเพลิงนั้นต่ำกว่าจุดวาบไฟ เชื้อเพลิงที่รั่วไหลออกมาจะไม่สามารถผลิตไอที่มีความเข้มข้นสูงพอที่จะเกิดการลุกไหม้ได้ แต่ถ้าเชื้อเพลิงนั้นเมื่อรั่วไหลออกมาได้ไปพบกับพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง เชื้อเพลิงนั้นก็จะเกิดการลุกไหม้ได้ทันที และถ้าอุณหภูมิของเชื้อเพลิงที่รั่วไหลออกมานั้นนั้นสูงกว่าจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง เชื้อเพลิงรั่วไหลออกมาก็จะลุกติดไฟได้ทันที

การจุดระเบิดของน้ำมันดีเซลในเครื่องยนต์ดีเซลเกิดจากการที่น้ำมันดีเซลมีอุณหภูมิลุกติดไฟได้ด้วยตนเองต่ำ ดังนั้นเมื่อฉีดน้ำมันดีเซลเข้าไปในอากาศร้อนที่เกิดจากการอัดของกระบอกสูบ น้ำมันดีเซลก็จะลุกติดไฟทันที

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Fire of gas oil leaked from a drain plug of a 3/8 inch Y type strainer for ignition of a boiler at a power generator" ที่เป็นกรณีเพลิงลุกไหม้จากน้ำมันเตาที่รั่วและหยดลงไปบนหม้อน้ำ (ดาวน์โหลดได้ที่ https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000156.html) โดยเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้าแห่งหนึ่งในประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่ ๖ กรกฎาคม ปีค.ศ. ๑๙๙๕ (พ.ศ. ๒๕๓๘)

รูปที่ ๑ รูปบนสุดแสดงตำแหน่งติดตั้ง burner โดยรูปซ้ายเป็นภาพเมื่อมองจากด้านบนและรูปขวาเป็นภาพที่มองจากทางด้านหน้า (ตรงบริเวณชั้น ๓ และ ๔) รูปกลางแสดงตำแหน่งติดตั้ง strainer (ตัวกรอง) ที่เกิดการรั่วไหล โดยอยู่บนชั้นที่ ๔ ส่วนรูปล่างสุดแสดงโครงสร้างของ strainer และปะเก็นที่เกิดการฉีกขาด

เหตุการณ์เกิดขึ้นที่หม้อน้ำหมายเลข 4 ที่เริ่มเดินเครื่องเมื่อเวลา ๖.๐๐ น โดยเวลาประมาณ ๑๑.๑๒ น พนักงานรายหนึ่งสังเกตพบน้ำมันรั่วลงมาจากชั้นบนบนชั้นที่ ๓ ตามด้วยการพบว่ามีเพลิงลุกไหม้อยู่บนผนังหม้อน้ำที่ระดับชั้นที่ ๓ จึงได้ทำการดับเพลิงและหยุดเดินเครื่องฉุกเฉินหม้อน้ำหมายเลข 4

อุณหภูมิของผนังหม้อน้ำอยู่ที่ 320ºC ในขณะที่อุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้เองของน้ำมันเตาที่รั่วนั้นอยู่ที่ประมาณ 240ºC จึงทำให้น้ำมันเตาที่รั่วออกมา (ที่แม้ว่าจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดลุกติดไฟได้เอง) เมื่อหยดไปสัมผัสกับผนังหม้อน้ำ จึงลุกไหม้ได้เองทันที (แต่ถ้าน้ำมันเตาที่รั่วออกมานั้นมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดลุกติดไฟได้เอง มันจะลุกไหม้ตรงจุดที่มันรั่วออกมาสัมผัสกับอากาศ)

จากการตรวจสอบพบว่ามีน้ำมันเตา (Gas oil) รั่วออกมาจาก drain plug ของ Y-type strainer (ตัวกรองรูปตัว Y ดังแสดงในรูปที่ ๑) และเมื่อตรวจสอบต่อไปก็พบว่าปะเก็น (packing) ตรงตำแหน่งดังกล่าวที่เป็นชนิด asbestos ฉีกขาด (น้ำมันเตา ภาษาอังกฤษมีการเรียกว่า Gas oil หรือ Fuel oil เป็นน้ำมันส่วนที่มีจุดเดือดสูงกว่าน้ำมันดีเซล ในบ้านเราแบ่งน้ำมันเตาออกเป็น ๕ ประเภทตามค่าความหนืด)

รูปที่ ๒ คำบรรยายเหตุการณ์ที่เกิด

Y-type strainer จะมีช่องสำหรับสอดไส้กรองและมีฝาปิดช่องสำหรับสอดไส้กรอง ตัวฝาปิดช่องใส่ไส้กรองนั้นอาจถูกยึดเข้ากับตัว strainer ด้วยข้อต่อเกลียวหรือเป็นแบบหน้าแปลน และในกรณีของ strainer ตัวใหญ่ ตัวฝาปิดช่องใส่ไส้กรองก็อาจมี drain hole ที่มี plug อุดอยู่ เพื่อไว้สำหรับระบายของเหลวที่ค้างอยู่ภายในออกมาก่อนที่จะถอดตัวฝาปิด ตัวที่เกิดเหตุที่รูปร่างดังแสดงในรูปที่ ๑ นั้นตัวฝาปิดเป็นแบบขันเกลียว การป้องกันการรั่วใช้ปะเก็นรูปร่างวงแหวนที่จะถูกขันอัดระหว่างตัวฝาปิดกับลำตัวของ strainer ถ้านึกภาพไม่ออกก็ให้ลองนึกภาพเวลาเราขันนอตและมีการใช้แหวนรองหัวนอต โดยขนาดของหัวนอตเท่ากับขนาดของแหวน ตัวแหวนรองจะถูกอัดอยู่ระหว่างหัวนอตและพื้นผิวที่เราขันนอตอัดลงไป

วัสดุที่นำมาใช้ทำปะเก็นนั้นต้องอ่อนกว่าพื้นผิวที่มันถูกอัด เพื่อที่มันจะได้ยุบตัวเข้าไปอุดกั้นความไม่เรียบของพื้นผิวที่บีบอัดมัน นอกจากนี้ยังต้องทนต่ออุณหภูมิของระบบและสารเคมีที่ไหลอยู่ในระบบด้วย แอสเบสตอส (asbestos) หรือแร่ใยหินเป็นวัสดุตัวหนึ่งที่ในอดีตมีการนำมาใช้ทำปะเก็นและฉนวนความร้อนกันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมันทนอุณหภูมิได้สูงและเฉื่อยต่อการทำปฏิกิริยา แต่ปัจจุบันจะเลี่ยงไม่ใช้กันแล้วเนื่องจากอันตรายถ้าหายใจเอาใยหินนี้เข้าไป เพราะจะเข้าไปสะสมในปอดทำให้เกิดปัญหากับการทำงานของปอด

ปะเก็นจะทำงานได้ดีก็ต่อเมื่อมันถูกกดด้วยความดันที่เหมาะสมและสม่ำเสมอตลอดทั้งพื้นที่หน้าตัด (อัดไม่แน่นก็รั่ว อัดแน่นเกินไปก็รั่วได้เช่นกัน) ปะเก็นที่ได้จากการขึ้นรูปจากวัสดุที่มีความอ่อนเช่นแอสเบสตอสและพอลิเมอร์ต่าง ๆ ให้เป็นรูปวงแหวนนั้นมีข้อเสียคือมันมีโอกาสฉีกขาดในแนวรัศมี ที่ทำให้เกิดช่องทางการรั่วไหลจากด้านในออกมาสู่ด้านนอกที่ขยายตัวกว้างขึ้นได้ ทำให้เกิดการรั่วไหลเพิ่มมากขึ้น

ในเหตุการณ์นี้พบว่าตัวฝาปิดช่องสอดไส้กรองนั้นถูกขันไว้ไม่แน่นพอ ทำให้แรงดันภายในท่อค่อย ๆ ดันให้น้ำมันรั่วซึมออกมาจนปะเก็นขาด หลังจากที่ทำการดับเพลิงได้แล้วจึงได้ทำการซ่อมแซมด้วยการเปลี่ยนไปโช้ปะเก็นโลหะทองแดงแทน

เราสามารถใช้โลหะที่มีความอ่อนกว่าพื้นผิวที่ต้องการปิดกั้นการรั่วซึมมาทำเป็นปะเก็นได้ ทองแดงเป็นโลหะตัวหนึ่งที่อ่อนกว่าเหล็กและทนอุณหภูมิสูงในระดับหนึ่งได้ดี จึงมีการนำมาใช้เป็นปะเก็นในงานที่ไม่ต้องการให้เกิดปัญหาปะเก็นฉีกขาดในแนวรัศมีเช่นในกรณีนี้ (แต่อย่านำไปใช้กับระบบท่อที่มีอะเซทิลีนนะ เพราะม้นจะทำปฏิกิริยากันกลายเป็นสารประกอบที่ไม่เสถียรและระเบิดได้) ในกรณีของระบบที่มีความดันไม่มาก ตัวปะเก็นเองก็มีรูปร่างเป็นวงแหวนแบน แต่ถ้าเป็นกรณีของหน้าแปลนแบบ Ring Type Joint ที่ร่องสำหรับวางปะเก็น ตัวปะเก็นก็จะมีรูปร่างเป็นวงแหวนที่หนาที่มีรูปร่างพื้นที่หน้าตัดตามรูปร่างของร่องดังเช่นตัวอย่างที่นำมาแสดงในรูปที่ ๓ ข้างล่าง

รูปที่ ๓ ตัวอย่างรูปร่างพื้นที่หน้าตัดของปะเก็นโลหะ
(รูปจาก https://blog.enerpac.com/rtj-flange-ring-type-joint-definition-applications-and-repair/)

หวังว่าตอนนี้คงจะสามารถตอบคำถาม ๒ ข้อตอนต้นเรื่องได้แล้วนะ