ลอยเรือยางสำรวจถังลูกโลก MO Memoir : Tuesday 12 March 2562

การเก็บแก๊สที่สามารถใช้ความดันอัดให้เป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิห้อง (เช่นไฮโดรคาร์บอน C₃-C₄) นิยมใช้การเก็บในถังความดัน ถ้าเก็บในปริมาณไม่มากก็นิยมใช้ถังทรงกระบอกที่มีฝาโค้งปิดหัวท้าย (ที่เรียกว่า bullet type) แต่ถ้าต้องการเก็บในปริมาณมากในถังขนาดใหญ่ก็มักจะใช้ถังลูกโลก (ที่เรียกว่า spherical tank) ที่เป็นถังรูปทรงกลม ข้อดีของถังลูกโลก คือ ที่ผนังหนาเท่ากัน ถังลูกโลกจะสามารถรับความดันได้มากกว่าชนิด bullet type
 

ถังทรงกระบอกขนาดใหญ่ที่วางตั้งนั้น พื้นถังจะเป็นพื้นราบ การตรวจสอบผิวโลหะด้านในของถังทำได้ด้วยการสร้างนั่งร้านให้อยู่ใกล้กับพื้นผิวผนังได้ (ซึ่งก่อสร้างได้ง่ายบนพื้นราบ) แต่ในกรณีของถังลูกโลกนั้นพื้นผิวของถังเป็นส่วนโค้งทั้งหมด การสร้างนั่งร้านให้เข้าไปใกล้พื้นผิวผนังบริเวณกลางถังคงไม่สะดวกเท่าใดนัก ก็เลยมีการแข่งขันประกวดความคิดที่นำไปสู่วิธีการที่ปลอดภัยและสะดวกในการเข้าไปตรวจสอบพื้นผิวผนังด้านในของถังลูกโลก และวิธีการที่ชนะการแข่งขันก็คือ การใช้เรือยาง (inflatable boat) ลอยบนผิวน้ำในถังลูกโลก (รูปที่ ๑)

รูปที่ ๑ (ซ้าย) การลอยเรือตรวจสอบผนังด้านในของถังลูกโลก (วาดขึ้นเพื่อให้ผู้อ่านได้เห็นภาพสิ่งที่บรรยายไว้ในหัวข้อ 46/6 ของ ICI Newsletter ฉบับเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๗๒ (พ.ศ. ๒๕๑๕) ถ้าเป็นถังลำตัวทรงกระบอก (ขวา) ก็สามารถสร้างนั่งร้านได้ง่าย

เรื่องที่เล่าวันนี้นำมาจากหัวข้อ 46/6 ของ ICI Newsletter ฉบับเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๗๒ (พ.ศ. ๒๕๑๕) หรือเมื่อประมาณ ๔๗ ปีที่แล้ว โดยผู้ชนะการประกวดเสนอให้ทำการเติมน้ำจนเต็มถังลูกโลก จากนั้นก็ให้ผู้เข้าไปตรวจสอบสภาพภายในถังนั้นใช้เรือยางลอยเข้าไปสำรวจ โดยเริ่มจากด้านบนก่อน จากนั้นจึงค่อย ๆ ปล่อยน้ำออกเพื่อสำรวจผนังที่ระดับต่ำลงมา และทำอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนสำรวจทั่วทั้งถัง (รูปที่ ๒)

 

รูปที่ ๒ การลอยเรือตรวจสอบผนังด้านในของถังลูกโลก จาก ICI Newsletter ฉบับเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๗๒ (พ.ศ. ๒๕๑๕)

รายละเอียดการวางแผนการทำงานดังกล่าวมีการอธิบายเพิ่มเติมไว้บางประเด็นในหัวข้อ 49/3 ของ ICI Newsletter ฉบับเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๗๓ (พ.ศ. ๒๕๑๖) ซึ่งขอนำมาขยายความเพิ่มเติมตรงนี้

๑. ในบทความไม่ได้กล่าวว่าถังลูกโลกนั้นใช้เก็บสารอะไร ประเด็นแรกที่ต้องพิจารณาก็คือโครงสร้างของถังนั้นสามารถรับน้ำหนักของน้ำที่เติมเข้าไปจนเต็มถังได้หรือไม่ ตัวอย่างเช่นความหนาแน่นของแก๊สปิโตรเลียมเหลว (LPG) อยู่ระหว่าง 500 kg/m³ (โพรเพนบริสุทธิ์ที่เป็นของเหลว) ถึง 600 kg/m³ (บิวเทนบริสุทธิ์ที่เป็นของเหลว) ในขณะที่น้ำมีความหนาแน่นอยู่ที่ประมาณ 1000 kg/m³ ซึ่งสูงกว่าประมาณสองเท่า ดังนั้นถ้าเติมน้ำจนเต็มถังจะทำให้โครงสร้างต้องรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นกว่าปรกติถึง 2 เท่า
 

ภาชนะรับความดัน (pressure vessel) ถ้าประกอบเสร็จจากโรงงานก็มักจะได้รับการทดสอบความสามารถในการรับความดันจากโรงงาน และวิธีการหลักที่มักเป็นตัวเลือกแรกก็คือ hydraulic test ที่ใช้การเติมน้ำเข้าไปจนเต็มก่อนเพิ่มความดัน ซึ่งถ้าเป็นแบบนี้ก็มั่นใจว่าภาชนะนั้นสามารถรับน้ำหนักของน้ำที่บรรจุอยู่ได้ แต่นี่ก็ไม่ได้หมายความว่าโครงสร้างรองรับน้ำหนักภาชนะ (เช่นพื้นและฐานรากต่าง ๆ) ณ สถานที่ติดตั้งจริงจะสามารถรองรับน้ำหนักภาชนะนั้นที่มีน้ำบรรจุเต็มได้
 

แต่ถ้าเป็นภาชนะรับความดันที่ประกอบขื้น ณ ตำแหน่งติดตั้งจริง (เช่นถังลูกโลก) และการออกแบบฐานรากนั้นก็คำนึงถึงการทดสอบความแข็งแรงด้วยการเติมน้ำจนเต็มภาชนะ ก็จะมั่นใจได้ว่าการเติมน้ำเข้าไปจนเต็มภาชนะนั้นจะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อตัวภาชนะรับความดันหรือโครงสร้างรองรับ

๒. ประเด็นเกี่ยวกับการที่จะทำให้เรือนั้นลอยอยู่บริเวณใกล้กับผนัง ซึ่งตรงนี้ก็แก้ไขด้วยการใช้แม่เหล็กช่วยยึดตัวเรือเข้ากับผนัง

๓. ประเด็นเรื่องความปลอดภัยของผู้เข้าไปตรวจ ซึ่งก็ป้องกันด้วยการให้สวมเสื้อชูชีพ มีสายนิรภัย และมีผู้คอยเฝ้ามองอยู่ทางด้านนอก

๔. ประเด็นเรื่องการเติมน้ำจะก่อให้เกิดปัญหาเรื่องความชื้นในการตรวจสอบหรือไม่ ซึ่งตรงนี้ก็ได้รับการพิจารณาว่าไม่เป็นปัญหา เพราะปรกติจะต้องมีการเติมน้ำเข้าไปจนเต็มลูกโลกอยู่แล้วก่อนจะให้ใครเข้าไปตรวจสอบ (ประเด็นนี้ในบทความไม่ได้อธิบายว่าเติมน้ำเข้าไปทำไม แต่เดาว่าเป็นการเติมน้ำเพื่อเข้าไปไล่แก๊สเชื้อเพลิงหรือสารเคมีเดิมที่บรรจุอยู่ในถัง เพราะการใช้แก๊สเฉื่อยเข้าไปไล่แก๊สเชื้อเพลิงในถังขนาดใหญ่นั้นจะสิ้นเปลืองแก๊สและใช้เวลามากกว่าจะเจือจางจนหมด และยังต้องตามด้วยการแทนที่แก๊สเฉื่อยด้วยอากาศอีก แต่ถ้าใช้น้ำในการไล่ พอระบายน้ำออกอากาศก็สามารถไหลเข้าไปในที่ว่างได้เองทางช่องทางด้านบนที่เปิดอยู่

รูปที่ ๓ ICI Newsletter ฉบับเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๗๓ (พ.ศ. ๒๕๑๖)

การมองหาวิธีการใหม่ ๆ ในการแก้ปัญหาขึ้นอยู่กับว่าเราตั้งคำถามอะไร บทความหัวข้อ 49/3 ใน ICI Newsletter ฉบับเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๗๓ (พ.ศ. ๒๕๑๖) เปรียบเปรยว่าจะเป็นคนขับรถรางหรือคนขับรถบัส รถรางนั้นต้องวิ่งไปตามราง ถ้าหากมีสิ่งกีดขวางเส้นทาง ก็ต้องหาทางนำสิ่งกีดขวางนั้นออกจากเส้นทาง ไม่งั้นก็ไปสู่จุดหมายปลายทางไม่ได้ ในขณะนี้รถบัสนั้นถ้าหากเส้นทางที่เดินทางอยู่ประจำนั้นมีสิ่งกีดขวาง ก็สามารถที่จะเลือกเส้นใช้ทางใหม่หรือวิ่งอ้อมสิ่งกีดขวางนั้นไป ทำให้ไปถึงจุดหมายปลายทางได้เช่นกัน อย่างเช่นในกรณีการตรวจสอบนี้ ขึ้นอยู่กับว่าคำถามที่ตั้งขึ้นมานั้นไปยึดติดวิธีการ (คือมีวิธีการอยู่ในหัวแล้ว) หรือไปยึดติดที่หลักการ (คือทำอย่างไรจึงจะให้คนตรวจสอบเข้าไปใกล้ผนังได้)
 

บทความในหัวข้อ 49/3 ยังมีเรื่องสืบเนื่องจากบทความในหัวข้อ 49/2 (ที่เล่าไว้ในเรื่อง "Isolation ด้วยวาล์วกันการไหลย้อนกลับเพียงตัวเดียว") ที่กล่าวถึงวิธีการป้องกันการรั่วไหลด้วยวิธีการอื่น เช่นการทำให้ของเหลวในท่อนั้นแข็งตัวด้วยการให้ความเย็นจากภายนอกท่อ แต่ทั้งนี้ต้องคำนึงด้วยว่าโลหะที่ใช้ทำท่อนั้นสามารถทนอุณหภูมิต่ำได้หรือไม่ เช่นถ้าหากคิดจะใช้ไนโตรเจนเหลว (อุณหภูมิ -196ºC) ทำให้ของเหลวในท่อนั้นแข็งตัว ก็ต้องระวังไม่ให้ท่อนั้นเย็นจัดจนเกินไป เพราะความเย็นอาจทำให้ท่อนั้นเปราะและแตกหักง่าย วิธีการนี้น่าจะเหมาะสำหรับการซ่อมบำรุงเพื่อเปลี่ยนชิ้นส่วน
 

อีกวิธีการหนึ่งคือใช้การบีบอัดท่อให้แบน (nipping) เพื่อปิดกั้นการไหล กรณีนี้น่าจะเหมาะกับการปิดกั้นระบบและรอจนกว่าจะมีการหยุดเดินเครื่องจึงค่อยทำการเปลี่ยน แต่ก่อนที่จะทำการบีบท่อก็ควรต้องพิจารณาดูก่อนว่าเนื้อโลหะที่ใช้ทำท่อนั้นเหมาะสมต่อการบีบอัดหรือไม่ ไม่ใช่ว่าพอบีบแล้วแทนที่ท่อจะแบน กลับกลายเป็นแตกแทน

ปิดท้ายที่ว่างของหน้าของ Memoir ฉบับนี้ด้วยภาพบรรยากาศการนำเสนอรายงานวิชา 2105689 Safe Process Operation and Design ของนิสิตปริญญาโท (ภาคในเวลาราชการ) ณ ห้อง ๕๐๒ ตึก ๑๐๐ ปี เมื่อวันพุธที่ ๒๗ กุมภาพันธ์ ๒๕๖๒ ที่ผ่านมาก็แล้วกันครับ