Piping
and Instrumentation Diagram หรือที่ย่อว่า
P&ID
นั้น
จัดว่าเป็นแบบที่สำคัญในการก่อสร้างโรงงานและเดินเครื่อง
เพราะมันแสดงอุปกรณ์ทุกตัวที่เกี่ยวข้องกับการทำงาน
ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ระบบท่อหรืออุปกรณ์วัดคุม
และแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกัน
จะมียกเว้นบ้างก็พวกเช่น
อุปกรณ์ระบบท่อและอุปกรณ์วัดคุมที่ติดตั้งมาพร้อมกับตัวเครื่องจักรที่ทางโรงงานทำหน้าเพียงต่อท่อเข้าและออกจากเครื่องจักรตัวนั้นเท่านั้น
ในการเดินท่อนั้นต้องอาศัยทั้ง
P&ID
และ
plot
plan ที่เป็นแผนผังแสดงที่ตั้งอุปกรณ์ต่าง
ๆ กล่าวคือกระบวนการผลิตเดียวกันที่ใช้
P&ID
เดียวกัน
แต่ตำแหน่งที่ตั้งเครื่องจักรนั้นแตกต่างกัน
(ขึ้นอยู่กับ
รูปร่าง ขนาดของพื้นที่ที่เป็นที่ก่อสร้างโรงงาน
และตำแหน่งการวางเครื่องจักร
(เช่นปั๊ม
ถัง ฯลฯ)
ต่าง
ๆ)
เวลาก่อสร้างจริงก็เลยออกมาไม่เหมือนกัน
ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อการออกแบบโครงสร้างรองรับ
(pipe
support ต่าง
ๆ)
และรูปทรงสามมิติของท่อในการก่อสร้างจริง
นอกจากนี้ยังมีบางสิ่งที่ไม่สามารถระบุไว้ใน
P&ID
ได้ตั้งแต่แรก
เพราะต้องรอให้ออกแบบ
isometric
drawing (ที่แสดงรูปทรงสามมิติของท่อที่จะประกอบขึ้นจริง)
ให้เรียบร้อยก่อน
เช่นจุดต่อที่ต้องมีเพื่อการทดสอบความแข็งแรงของท่อและ/หรือใช้ในการระบายแก๊ส/ของเหลวออกจากท่อในระหว่างการเริ่มต้นเดินเครื่องหรือหยุดเดินเครื่องโรงงาน
และก็มีหลายกรณีที่สิ่งที่ไม่ปรากฏใน
P&ID
นั้นก่อปัญหาให้กับการทำงานได้
ถ้าหากในระหว่างการก่อสร้างนั้นผู้ตรวจสอบงานไม่ได้คำนึงถึงว่าเมื่อใช้งานจริงนั้นระบบมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร
อย่างบางเรื่องที่จะยกมาเล่าให้ฟังในวันนี้
๑.
สิ่งที่หลงเหลือจากการทำ
hydraulic
test
คำภาษาอังกฤษ
"Nipple"
มีหลายความหมาย
แต่ในที่นี้จะหมายถึง nipple
ที่ใช้ในงานท่อที่ภาษาไทยแปลว่า
"ข้อต่อเกลียวนอก"
ที่อาจเป็นชนิดที่มีเกลียวตัวผู้ที่ปลายทั้งสองข้าง
หรือมีเพียงข้างเดียว
โดยปลายอีกข้างหนึ่งใช้การเฃื่อมต่อด้วยวิธีการอื่น
เช่นการเชื่อม (รูปที่
๑)
ข้อเสียอย่างหนึ่งของข้อต่อเกลียวก็คือ
ตัวเกลียว
(ทั้งฝั่งด้านเกลียวตัวผู้และเกลียวตัวเมีย)
ที่ทำหน้าที่ยึดชิ้นส่วนสองชิ้นเข้าด้วยกันนั้น
สัมผัสกับ process
fluid (ที่อาจทั้งมีอุณหภูมิสูงและกัดกร่อน)
โดยตรง
และไม่สามารถตรวจสอบสภาพความสมบูรณ์ของเกลียวได้
เว้นแต่จะทำการรื้อออกมา
ซึ่งตรงนี้ต่างจากการใช้หน้าแปลนตรงที่
นอต (หมายถึงทั้ง
bolt
และ
nut)
ที่ทำหน้าที่กดหน้าแปลนทั้งสองฝั่งเข้าด้วยกันนั้นไม่ได้สัมผัสกับ
process
fluid โดยตรง
จึงไม่ได้รับผลกระทบจาก
process
fluid โดยตรง
ด้วยเหตุนี้ในกระบวนการผลิตนั้นจึงจำกัดการใช้ข้อต่อเกลียวเฉพาะกับ
process
fluid ที่ไม่มีอันตราย
(เช่น
น้ำประปา อากาศอัดความดัน)
หรือกับท่อขนาดเล็ก
รูปที่
๑ (ซ้าย)
nipple ชนิดที่มีเกลียวทั้งสองข้าง
(ขวา)
nipple ชนิดที่มีเกลียวเพียงข้างเดียว
อีกข้างไว้สำหรับการเชื่อม
ระบบท่อในโรงงานที่ใช้การเชื่อมในการต่อท่อเข้าด้วยกันเป็นหลักนั้น
ก่อนการใช้งานจำเป็นต้องมีการทดสอบความสามารถในการรับความดันของระบบท่อ
และวิธีการหนึ่งที่นิยมใช้กันก็คือการทำ
hydraulic
test ที่ใช้การเติมน้ำเข้าไปให้เต็มระบบท่อ
(โดยต้องไม่มีอากาศตกค้างภายใน)
จากนั้นจึงเพิ่มความดันให้สูงขึ้น
(แต่ก่อนจะใช้
1.5
เท่าของ
design
pressure แต่ตอนนี้ดูเหมือนจะเหลือแต่
1.3
เท่าแล้ว)
ถ้าท่อผ่านการทดสอบนี้ก็เรียกว่าปลอดภัยสำหรับการใช้งาน
ก็ระบายน้ำที่เติมเข้าไปนั้นทิ้งได้
ปัญหามันอยู่ตรงที่จุดที่จะใช้สำหรับ
เติมน้ำ/ระบายน้ำทิ้ง
และจุดที่จะใช้สำหรับการระบายอากาศออกจากท่อในขณะที่เติมน้ำเข้าไปนั้น
มันขึ้นอยู่กับรูปทรงสามมิติของระบบท่อ
กล่าวคือจุดเติมน้ำ/ระบายน้ำทิ้ง
(จุด
drain)
จะต้องอยู่ในตำแหน่งที่ต่ำสุดเมื่อเทียบกับบริเวณรอบข้าง
และจุดที่จะใช้สำหรับระบายอากาศออกตอนเติมน้ำหรือปล่อยให้อากาศเข้าตอนระบายน้ำทิ้ง
(จุด
vent)
จะต้องอยู่ในตำแหน่งที่สูงสุดเมื่อเทียบกับบริเวณรอบข้าง
และตำแหน่งเหล่านี้มันก็ไม่สามารถระบุได้ใน
P&ID
มันต้องไประบุใน
piping
isometric drawing หรือดูกันหน้างาน
(อ่านเรื่องนี้เพิ่มเติมได้ใน
Memoir
ปีที่
๕ ฉบับที่ ๔๙๒ วันจันทร์ที่
๑๓ สิงหาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "Drain อยู่ล่าง Vent อยู่บน")
ท่อ
vent
หรือ
drain
มันก็ไม่ได้ใหญ่อะไรเมื่อเทียบกับขนาดท่อหลัก
เวลาจะติดตั้งท่อ vent
หรือ
drain
ก็จะใช้การเจาะผนังท่อหลักให้เป็นรู
ทำการแต่งรูที่เจาะนั้นให้เรียบร้อยให้รับเข้ากับ
nipple
(ที่ปลายข้างหนึ่งนั้นไม่มีเกลียว)
หรือ
boss
(ต่างจาก
nipple
ที่อันนี้เป็นเกลียวตัวเมีย)
ที่จะนำมาเชื่อมติด
ส่วนด้านที่เป็นเกลียวนั้นก็ใช้สำหรับติดตั้งวาล์วและ/หรือเกจวัดความดัน
และพอเสร็จสิ้นการทดสอบก็ถอดเอาวาล์วออกแล้วอุด
nipple
หรือ
boss
นั้นด้วยการเชื่อม
รูปที่
๒ เหตุการณ์ nipple
และวาล์วที่หลงเหลือจากการทำ
hydralic
test ตอนทดสอบท่อเมื่อประมาณ
๒๐ ปีก่อนหน้า หลุดออก
(จากหนังสือ
What
Went Wrong? หัวข้อ
9.1.6(e))
กรณีที่บรรยายไว้ในหนังสือ
What
Went Wrong? หัวข้อ
9.1.6(e)
นั้นสงสัยว่าน่าใช้
nipple
ชนิดที่มีเกลียวตัวผู้ทั้งสองข้าง
คงใช้วิธีการเจาะรูที่ผนังท่อที่ต้องการทดสอบก่อน
จากนั้นจึงทำเกลียวที่รูที่เจาะนั้นเพื่อทำการติดตั้ง
nipple
ไว้สำหรับติดตั้งวาล์ว
ซึ่งเมื่อเสร็จสิ้นงานทดสอบแล้วก็ต้องถอดเอา
nipple
ออกและอุดรูที่เจาะนั้นไว้ด้วยการเชื่อม
plug
อุด
แต่ด้วยการที่ลืมรื้อเอา
nipple
นี้ออก
ประกอบกับเป็นท่อร้อนที่คงมีการหุ้มฉนวนปิดทับ
nipple
กับวาล์วที่ต่ออยู่เอาไว้
ทำให้ไม่มีใครรู้ว่ามันมี
nipple
และวาล์วที่ใช้สำหรับการทดสอบความสามารถในการรับความดันท่อนั้นตกค้างอยู่
พอเวลาผ่านไปส่วนที่เป็นเกลียวของ
nipple
ที่ยึดอยู่กับผนังท่อก็เสื่อมสภาพ
ทั้ง nipple
และวาล์วก็เลยหลุดออกมา
ปรกติเวลาทำ
hydraulic
test ก็ทำการทดสอบที่อุณหภูมิห้อง
พวกวาล์วต่าง ๆ ที่นำมาใช้สำหรับท่อ
vent
หรือ
drain
ที่แข็งแรงเพียงแค่สามารถรองรับความดันทดสอบที่อุณหภูมิก็สามารถนำมาใช้ได้
โดยที่มันไม่จำเป็นต้องสามารถทดต่อ
process
fluid หรืออุณหภูมิของ
process
fluid
ในเหตุการณ์นี้จะว่าไปก็โชคดีอย่างหนึ่งตรงที่ตัววาล์วที่นำมาใช้ตอนทำ
hydralic
test นั้นสามารถทนต่อ
process
fluid และอุณหภูมิการทำงานที่สูงได้
ไม่เช่นนั้นก็คงจะเกิดการรั่วไหลตั้งแต่เริ่มต้นเดินเครื่องโรงงาน
๒.
Pipe support
Pipe
support
หรือระบบรองรับและยึดตัวท่อนั้นเป็นสิ่งที่เรียกว่าต้องพิจารณากันหน้างานอยู่เยอะเหมือนกัน
ว่าตำแหน่งไหนควรจะยึดตรึง
และตรงไหนไม่ควรจะยึดตรึง
เพื่อให้ท่อสามารถขยายตัวได้เมื่อร้อน
ท่อที่ทำงานที่อุณหภูมิห้องนั้นอาจใช้
U-clamp
ยึดเข้ากับโครงสร้างรองรับน้ำหนักโดยตรงเลยก็ได้
ในขณะที่ท่อร้อนหรือท่อเย็นที่ต้องมีการหุ้มฉนวน
ก็ต้องใช้เหล็กรูปตัวที
(T)
เชื่อมใต้ท่อตรงบริเวณตำแหน่งโครงสร้างรองรับก่อน
เพื่อให้สามารถหุ้มฉนวนรอบท่อได้โดยไม่ติดโครงสร้าง
(ดูเพิ่มเติมได้ใน
Memoir
ปีที่
๖ ฉบับที่ ๗๙๗ วันพฤหัสบดีที่
๘ พฤษภาคม ๒๕๕๗ เรื่อง
"เก็บตกจากงานก่อสร้างอาคาร (ตอนที่ ๒)")
ICI
Safety Newsletter ฉบับเดือนกรกฎาคม
๑๙๖๙ (พ.ศ.
๒๕๑๑)
ยกกรณีตัวอย่างที่การขยายตัวของท่อร้อนนั้นมีมากจนกระทั่งท่อแยกขนาดเล็กที่แยกออกทางด้านล่างของท่อหลักนั้นถูกกดเข้ากับโครงสร้างที่รองรับน้ำหนัก
อันเป็นผลจากการที่ท่อหลักนั้นขยายตัวเมื่อมีอุณหภูมิสูงขึ้น
จนการกดนั้นทำให้ท่อแยกขนาดเล็กเกิดความเสียหาย
ดังนั้นการตรวจงานก่อสร้างจึงไม่ควรดูเพียงแค่การสร้างนั้นครบและถูกต้องตามแบบหรือไม่เท่านั้น
แต่ควรคำนึงด้วยว่าในสภาพการทำงานจริงนั้นสิ่งที่ก่อสร้างไว้จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรบ้าง
และการเปลี่ยนแปลงนั้น
(เช่นการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิ)
จะส่งผลต่อสิ่งที่ได้ก่อสร้างเอาไว้หรือไม่
แต่ในบางกรณีมันก็ดูยากอยู่เหมือนกัน
อย่างเช่นในกรณีนี้จะสามารถบอกได้อย่างไรว่า
เมื่อท่อหลักขยายตัวเมื่อร้อน
ท่อแยกขนาดเล็กนั้นจะเคลื่อนตัวเข้าหาคานหรือเคลื่อนออก
ซึ่งถ้ามันเคลื่อนออกมันก็จะไม่มีเหตุการณ์ดังที่เล่ามานี้เกิดขึ้น
รูปที่
๓ ท่อแยกถูกกดเข้ากับโครงสร้างอันเป็นผลจากการขยายตัวของท่อหลัก
จนกระทั่งท่อแยกเสียหาย
(จาก
ICI
Safety Newsletter ฉบับเดือนกรกฎาคม
ค.ศ.
๑๙๖๙
(พ.ศ.
๒๕๑๑))
เมื่อการออกแบบนั้นกระทำโดยอาศัยแบบจำลองย่อส่วนหรือภาพปรากฏบนคอมพิวเตอร์
ประกอบด้วยการที่คนออกแบบไม่ได้มีโอกาสมาดูหน้างานก่อสร้างว่าแบบที่ออกไปนั้นมีปัญหาอะไรหรือไม่
เมื่อคนก่อสร้างถือว่าไม่ได้เป็นคนออกแบบและไม่มีหน้าที่ตรวจสอบว่าแบบที่รับมาก่อสร้างนั้นเหมาะสมกับความเป็นจริงหรือไม่
ก็เลยก่อสร้างตรงตามแบบที่ได้รับ
คนตรวจรับงานก็ตรวจสอบว่าสิ่งที่จ้างให้ผู้รับเหมาสร้างตามแบบนั้น
ได้มีการสร้างตามแบบนั้นจริง
และอาจไม่ได้เป็นคนเดินเครื่อด้วย
ส่วนคนเดินเครื่องก็ไม่ได้มายุ่งอะไรกับงานก่อสร้าง
อะไรต่อมิอะไรมันก็เกิดขึ้นได้เสมอเมื่อเริ่มเดินเครื่องครั้งแรก
๓.
การเปลี่ยนระดับความสูงของท่อ
วาล์วปรับความดัน
(reducing
valve) นั้นใช้ความดันด้านขาออกมากดแผ่นไดอะแฟรมเพื่อดันให้วาล์วปิด
กล่าวคือถ้าความดันด้านขาออกต่ำกว่ากำหนด
แรงกดที่แผ่นไดอะแฟรมก็จะลดลง
แรงสปริงก็จะดันให้วาล์วเปิดกว้างขึ้น
แต่ถ้าความดันด้านขาออกสูงกว่ากำหนด
แรงกดที่แผ่นไดอะแฟรมก็จะเพิ่มขึ้น
วาล์วก็จะเปิดน้อยลง
ดังนั้นถ้าท่อด้านขาออกมีของเหลวค้างอยู่จนเต็ม
แรงดันจากความสูงของของเหลวก็อาจดันให้วาล์วนั้นปิดตลอดเวลาได้
ถังเก็บชนิด
fixed
roof นั้น
จะมีช่องระบายด้านบนเพื่อให้แก๊สข้างในไหลออกเมื่อสูบของเหลวเข้าถัง
(ป้องกันไม่ให้ความดันในถังสูงเกินไป)
และให้อากาศข้างนอกไหลเข้าเมื่อสูบของเหลวออกจากถัง
(ป้องกันไม่ให้ความดันในถังต่ำกว่าความดันบรรยากาศ)
แต่ในกรณีที่ใช้เก็บของเหลวที่ไวไฟนั้น
การให้อากาศไหลเข้าออกถังนั้นไม่เป็นการดี
เพราะจะทำให้ส่วนไอที่อยู่เหนือผิวของเหลวกลายเป็น
explosive
mixture ได้
ดังนั้นเพื่อป้องกันอันตรายดังกล่าวจึงต้องมีการป้อนไนโตรเจนเข้าไปป้องกันไม่ให้อากาศไหลเข้า
กล่าวคือถ้าสูบของเหลวเข้าถัง
ไนโตรเจน (+
ไอระเหย)
จะไหลออก
แต่ถ้าสูบของเหลวออกจากถัง
แก๊สไนโตรเจนที่จ่ายเข้ามาจะช่วยป้องกันไม่ให้ความดันในถังลดต่ำเกิดไป
โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการให้อากาศจากภายนอกไหลเข้ามาช่วย
ICI
Safety Newsletter ฉบับเดือนสิงหาคม
ค.ศ.
๑๙๗๐
เล่าถึงเหตุการณ์ที่ระบบดังกล่าวไม่ทำงาน
(รูปที่
๔)
อันเป็นผลจากการติดตั้งวาล์วลดความดันที่ป้อนไนโตรเจนนั้นอยู่ที่ระดับต่ำกว่าจุดต่อท่อเข้าถัง
ทำให้ไอระเหยของของเหลวในถังมาควบแน่นเป็นของเหลวทางด้านขาออกของวาล์วลดความดัน
ส่งผลให้วาล์วลดความดันไม่สามารถจ่ายไนโตรเจนเข้าถังได้
วิธีการที่ถูกต้องคือต้องให้ท่อด้านขาออกของวาล์วลดความดันลาดลงไปสู่ถังโดยของเหลวไม่มีโอกาสที่จะสะสมได้
รูปที่
๔ ไอระเหยของน้ำมันมาควบแน่นอยู่ในท่อป้อนไนโตรเจนเข้าถัง
ขัดขวางการป้อนไนโตรเจนเข้าถัง
(จาก
ICI
Safety Newsletter ฉบับเดือนสิงหาคม
ค.ศ.
๑๙๗๐
(พ.ศ.
๒๕๑๓))
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น