หน้าแรก บล็อก หน้า 78

ชนิดต่างๆของกับดักไอน้ำ (Steam trap)

โดย
นายช่างมาแชร์
-
0
Steam trap wallpaper EP.1
Steam trap wallpaper EP.1

ในระบบการผลิตไอน้ำและส่งจ่าย เพื่อน้ำไอน้ำที่มีความดันและอุณหภูมิสูงไปใช้งานในอุตสาห์กรรมต่างๆ เช่น ถังความร้อน ถังฆ่าเชื้อ หม้อนึ่ง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หรือแม้กระทั่ง กังหันไอน้ำ ในการส่งถ่ายไอน้ำจะมีการสูญเสียความร้อนไปตามระยะทางที่เกิดขึ้น และไอน้ำจะเกิดการกลั่นตัวกลับกลายเป็นน้ำคอนเดนเสทอีกครั้ง

ซึ่งไอเจ้าตัว “น้ำคอนเดนเสทเจ้าปัญหา” นี่แหละครับ ที่จะมีปัญหาต่ออุณหภูมิในระบบของเรา ซึ่งก็จะไปเดือนร้อนๆ พี่ Operator ต้องคอยไปเปิดระบายตามวาล์วระบาย (Drain valve) เพื่อน้ำไอเจ้าน้ำคอนเดนเสทเจ้าปัญหาออกจากระบบไป แต่ถามว่าเหนื่อยมั้ย ผมคิดว่าน่าจะเปิด-ปิด วาล์วจนไม่ต้องทำมาหากินกันพอดี

Steam trap ในระบบไอผลิตไอน้ำ

ดังนั้นเจ้าอุปกรณ์กับดักไอน้ำ หรือ Steam trap จึงถูกคิดค้นขึ้นมาเพื่อเป็นวาล์วอัตโนมัติ (แทนการเดินไปเปิด-ปิดเอง) ซึ่งเจ้าตัวกับดักไอน้ำจะทำหน้าที่คอยดักไอน้ำที่กลายสภาพกลับมาเป็นสถานะน้ำที่เรียกว่าน้ำคอนเดนเสท (Condensate water) ด้วยหลักการทางกล

โดยเมื่อน้ำคอนเดนเสท เข้าไปป่ะปนในระบบแล้ว ระบบการผลิตและ ส่งจ่ายไอน้ำจะเกิดการสูญเสียความร้อน ทำให้ระบบไม่ได้อุณหภูมิตามต้องการ หรือแม้แต่การเกิดปรากฏการณ์ของค้อนน้ำ (Water hammer) ที่สามารถทำใหเกิดการกระแทกในระบบท่อได้ครับ

ประเภทของกับดักไอน้ำ (Type of Steam trap)

กับดักไอน้ำจะถูกแบ่งได้ 3 ประเภทหลักๆตามการใช้งาน ซึ่ง

1. กับดักไอน้ำแบบเทอร์โมไดนามิก (Thermodynamic steam trap)

Steam trap ชนิดนี้โดยอาศัยหลักการความแตกต่างของความหนาแน่นของ และความเร็วไอน้ำ และน้ำคอนเดนเสท โดยประเภทของกับดักไอน้ำจะเป็น

1.1 กับดักไอน้ำแบบเหรียญ (Disc steam trap)

หลักการทำงานของ Steam trap ชนิดนี้คือ ดิสก์จะยกตัวขึ้นเมื่อน้ำหมด ไอน้ำจะไหลผ่านแทน แต่เนื่องจากความหนาแน่นของไอน้ำน้อยกว่าน้ำทำให้ความเร็วไอที่วิ่งผ่านใต้แผ่นดิสก์มากขึ้นส่งผลให้แรงดันลดลง ดิสก์จะตกลงมาปิดวาล์วไอน้ำบางส่วนจะเคลื่อนที่ขึ้นมาที่ด้านบนของดิสก์

เมื่อวาล์วปิดสนิทแรงดันไอที่อยู่ด้านบนจะดันดิสก์ปิดป้องกันไอน้ำออกมาเมื่อไอน้ำด้านบนเย็นตัวลงกลายเป็นน้ำปริมาตรลดลงทำให้ดิสก์ยกตัวขึ้นน้ำคอนเดนเซทจะไหลออกได้อีกครั้งหนึ่ง การที่ดิสก์ลอยขึ้นขนานกับหน้าวาล์วได้ เนื่องจากรูระบายออกมี3รูทำให้เกิดการสมดุล ถ้ารูระบายเกิดตันอาจทำให้ดิสก์ยกขึ้นลงไม่ขนานเกิดการติดขัดไม่สามารถปิดวาล์วได้สนิท

รูปภาพที่เกี่ยวข้อง
กับดักไอน้ำแบบเหรียญ (Disc steam trap)

2. กับดักไอน้ำแบบเทอร์โมสแตติก (Thermostatic steam trap)

Steam trap ชนิดนี้จะอาศัยหลักการความแตกต่างของอุณหภูมิที่แตกต่างของไอน้ำและน้ำคอนเดนเสท โดยกับดักไอน้ำจะบรรจุแคปซูลซึ่งจะระบายน้ำคอนเดนเซทที่อุณหภูมิต่ำกว่าไอน้ำ โดยชนิดของกับดักไอน้ำมี

2.1 Balance pressure type

Steam trap ชนิดนี้ ภายในแคปซูลจะบรรจุสารที่มีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำ เมื่ออุณหภูมิของแคปซูลเพิ่มขึ้นสารภายในจะเดือดเกิดการขยายตัวลงมาปิดหน้าวาล์ว ดังนั้นแทร็ป ประเภทนี้จึงยอมให้อากาศและน้ำที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดของสารที่บรรจุอยู่ในแคปซูลผ่านไปได้ แรงดันไอน้ำไม่มีผลต่อการทำงานของแทร็ป เนื่องจากเมื่อแรงดันมากขึ้นจุดเดือดของสารภายในแคปซูลจะสูงขึ้นด้วยเช่นเดียวกัน

Steam trap แบบ Balance type
Steam trap แบบ Balance type

2.1 Bi-metallic type

Steam trap ชนิดนี้ วาล์วสามารถเคลื่อนได้จากการโกงงอของวัสดุสองชนิดต่างชนิดกัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นการขยายตัวของวัสดุทั้งสองชนิดต่างกันทำให้เกิดการโค้งงอและจะกลับมาตรงเหมือนเดิมเมื่ออุณหภูมิเย็นลง

bimetallic_thermostatic_trap กับดักไอน้ำไบเมทาลิก
กับดักไอน้ำแบบไบเมทาลิก

3. กับดักไอน้ำแบบเชิงกล (Mechanical steam trap)

Steam trap ชนิดนี้จะอาศัยหลักการความแตกต่างของความหนาแน่นของไอน้ำ และน้ำคอนเดนเสท โดยจะมี 2 แบบคือ

3.1 Inverted Bucket Type

Steam trap ชนิดนี้ การทำงานของแทร็ปเกิดจากการลอยของถ้วยคว่ำที่มีไอน้ำไหลเข้าไปในถ้วย ขณะเริ่มต้นเดินระบบหน้าวาล์วจะเปิดออกอากาศสามารถระบายออกจากระบบได้โดยไหลเข้าสู่ถ้วยและผ่านรูที่อยู่ด้านบนก่อนผ่านหน้าวาล์วออกไป

เมื่อคอนเดนเซทเริ่มไหลเข้าสู่ถ้วยน้ำภายในจะค่อย ๆ เพิ่มขึ้นทั้งด้านนอกและด้านในถ้วยและไหลผ่านหน้าวาล์วออกไปโดยที่ถ้วยดังกล่าวไม่ลอยขึ้นเนื่องจากไม่มีไอนำอยู่ภายในถ้วย จนเมื่อน้ำระบายหมดไอน้ำเริ่มเข้ามาแทนไอน้ำจะพุ่งเข้าสู่ถ้วยคว่ำทำให้ถ้วยดังกล่าวลอยขึ้น

ขณะที่ถ้วยลอยไอน้ำบางส่วนจะรั้วออกผ่านรูด้านบนบางส่วนจะควบแน่นกลายเป็นน้ำ เมื่อไอน้ำภายในถ้วยถูกน้ำแทนที่หมดถ้วยจะจมลงทำให้หน้าวาล์วเปิดอีกครั้งหนึ่ง

Steam trap inverted bucket type กับดักไอน้ำแบบถ้วย
Steam trap inverted bucket type กับดักไอน้ำแบบถ้วย

3.2 Float and Lever Type

Steam trap ชนิดนี้ แบบคอนเดนเซทเข้าสู่แทร็ปทำให้ลูกบอลลอยขึ้นโดยลูกบอลจะต่อเข้ากับก้านวาล์วเพื่อทำหน้าที่ปิดเปิด นอกจากนี้ส่วนใหญ่แทร็ปจะติดตั้ง Air vent ไว้ภายในด้วยเพื่อป้องกันปัญหา Air lock ทำให้คอนเดนเซทไม่สามารถไหลเข้าสู่แทร็ปได้

ถ้าวาล์วด้านล่างอุดตันตัว Air vent ก็สามารถทำหน้าที่เป็นแทร็ปได้เช่นเดียวกัน นอกจากที่กล่าวมาในบางรุ่นจะมี Steam lock release (SLR) เข้ามาติดตั้งแทน Air vent เพื่อป้องกันการเกิด steam lock และ Air lock คือเมือไอน้ำหรืออากาศเข้าสู่แทร็ปน้ำจะไม่สามารถไหลเข้ามาได้ ในบางครั้งอาจติดตั้งวาล์ว by pass ไว้แทน SLR ก็ได้โดยวาล์วจะเปิดเล็กน้อยเพื่อระบายไอน้ำหรืออากาศที่ค้างอยู่ภายใน

ข้อดีของ Steam trap ชนิดนี้ คือ เป็นการระบายอย่างต่อเนื่อง อัตราการไหลสูง ข้อเสียอาจเกิดความเสียหายขึ้นกับบอลได้เนื่องจากการกระแทกของ นอกจากนี้การเปิดปิดที่กระทำต่อหน้าวาล์วเกิดจากแรงสองแรงได้แก่แรงดันไอภายในระบบ และแรงกดที่เกิดจากก้านวาล์ว ถ้าขณะเปิดแรงจากก้านวาล์วน้อยกว่าแรงดันไอจะทำให้ไม่สามารถเปิดหน้าวาล์วได้ นั้นเป็นสาเหตุที่เมื่อระบบรับแรงดันเพิ่มขึ้นขนาดของรูระบายละเล็กลง

Steam trap lever float กับดักไอน้ำ ก้าน คานยก
Steam trap ประเภท lever float

เนื่องจากการทำงานของ Steam trap ชนิดนีแบบ Float trap เป็นการระบายอย่างต่อเนื่องโดยระดับน้ำจะท่วมรูระบายเสมอดังนั้นจึ่งมั่นใจได้ว่าไอน้ำจะไม่สามารถรั่วออกจากระบบได้ สำหรับในบางรุ่นอาจมีการติดตั้ง Air vent ที่ส่วนบนของแทร็ปเพื่อทำหน้าที่ระบายอากาศออกจากแทร็บซึ่งก็มั่นใจได้ว่าไม่มีการรั่วของไอน้ำได้เช่นเดียวกัน

ซึ่งในการเลือก Steam trap ก็จะต้องให้เหมาะสมกับระบบในด้านของ (ตารางคร่าวๆเป็นไกด์นะครับ) ความดันขาเข้า-ขาออก รวมถึงอัตราการระบายของไอน้ำ หากเรื่องไม่เหมาะสมแล้วก็จะมีปัญหาในเรื่องของอุณหภูมิของระบบอุปกรณ์ หรือแม้กระทั่งระบบท่อทางที่อาจเกิด water hammer ได้ครับ

แล้วพบกับสาระดีๆในโพสถัดไปนะครับ หากมีคำถามสามารถติดต่อได้ที่เพจนายช่างมาแชร์เลยนะครับผม.

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์

ข้อแตกต่างของ MAWP, Design pressure, และ Operating pressure

โดย
นายช่างมาแชร์
-
0
Pressure Vessel Wallpaper
Pressure Vessel Wallpaper

MAWP, Design pressure, และ Operating pressure ต่างกันยังไง???? หลายคนที่ทำงานในโรงงานอาจจะเจอค่านี้ตาม nameplate ของถังแรงดันต่างๆหรือ Pressure vessel ซึ่งทุกค่าก็จะคล้ายๆกัน

Nameplate ด้านข้าง pressure vessel
Nameplate ด้านข้าง Pressure Vessel

ซึ่งวันนี้ทางเพจนายช่างมาแชร์ขอไขข้อข้องใจ และอธิบายตัวแปรถึงความสัมพันธ์ของแต่ละตัวกันครับผม

1) Operating pressure (OP)

Operating pressure (OP) คือ จุดความดันที่เราใช้งานจริงๆ ขอในถังแรงดัน เช่น สมมุติเรามีหม้อน้ำที่มีแรงดันที่สร้างไอน้ำไปใช้งาน 100 psig ค่าที่เราเอาไปใช้ในกระบวนการ 100 psig นี้แหละครับคือ operating pressure

2) Maximun operating pressure (MOP)

Maximun operating pressure (MOP) คือ จุดความดันมากที่สุดที่เป็นไปได้ที่ออกแบบไว้สำหรับการใช้งาน สมมุติหม้อตัวเดิมนะครับปกติเดิน 100 psig แต่อาจจะมีการใช้งนในกรณีพิเศษบางโอกาสเป็น 120 psig ตัวนี้แหละครับจะเป็น maximun operating pressure

3) Design pressure (DP)

Design pressure คือความดันที่ถูกออกแบบโดยถูกกำหนดจาก process design โดยจะถูก ออกแบบจากค่า Design ตามมาตราฐาน และจะประมาณ 10-15% จาก Maximum Operating Pressure

ซึ่งค่านี้นี้วิศวกรจะใช้ Pressure นำมาคำนวณหาความหนาของวัสดุที่เหมาะสมในการใช้งาน โดยเลือกความแข็งแรงของเหล็กจากค่า S หรือ Maximun allowable stress นะครับ (พูดง่ายๆค่านี้คือค่า yield stress หารด้วย S.F. = 3 นะครับ) และคำนวนหากลับมาเป็น minimum thickness

4) Maximum Allowable Working Pressure (MAWP)

MAWP หรือ Maximum Allowable Working Pressure จะเป็นค่าที่ถูกคำนวนต่อจาก Minimum require thickness และบวกความหนาเพิ่มจาก Corrosion allowance และ Allowable commercial และคำนวนกลับมาเป็น pressure ตามมาตราฐานที่กำหนดและกลายเป็น MAWP ในที่สุด

ดังนั้นสรุปคือ MAWP อาจจะเท่ากัน หรือมากกว่า design pressure ขึ้นอยู่กับว่า margin ของเหล็กจากการคำนวณและ Catalog ได้เท่าไหร่ครับ

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าต่างๆการออกแบบความดัน

5) Hydrostatic Test Pressure

Hydrotest Pressure คือ ความดันที่ใช้น้ำในการทดสอบความแข็งแรงของถังแรงดันซึ่งจะมากกว่า MAWP ประมาณ 30% มาตราฐานใหม่ ถ้าของเก่า 50% (ตามสูตร ASME section VIII hydrotest pressure = 1.3xMAWPxStress ratio; stress ratio คือผลหารของ allowable working pressure ของอุณหภูมิที่ test และอุณหภูมิที่ design, ถ้ามาตราฐานเก่าจะเป็นเปลี่ยนจากเลข 1.3 เป็น 1.5)

หากมีคำถามสามารถ inbox ถามได้โดยตรงเลยนะครับเพื่อนๆ แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ในโพสถัดๆไปกันนะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์

Cooling Tower [EP.1] : หลักการทำงานของหอหล่อเย็น

โดย
นายช่างมาแชร์
-
3
CoolingTower Wallpaper
CoolingTower Wallpaper

หอหล่อเย็น หรือ Cooling tower เป็นอุปกรณ์ที่ทุกๆโรงงานอุตสาหกรรม หรือตึก อาคาร ต่างๆ จะต้องมีไว้ ซึ่งเราอาจจะเคยสังเกตุบ่อยๆ ตามชั้นด่านฟ้า เป็นต้นนะครับ โดยหอหล่อเย็นจะทำหน้าที่ระบายความร้อนของโรงงาน โดยใช้น้ำเป็นสื่อกลางในนำพาความร้อน นำพาความร้อนออกมาจากอุปกรณ์ต่างๆ และมาระบายความร้อนออกที่หอหล่อเย็น

จากนั้นน้ำที่มีอุณหภูมิสูง เมื่อผ่านหอหล่อเย็นก็จะกลายเป็นน้ำเย็นซึ่งจะถูกนำวนกลับไปใช้ในโรงงาน หรือระบบต่างๆครับ

การนำไปใช้ในโรงงานมีหลากหลายมากๆเลยครับ เช่น ระบายความร้อนในเสื้อปั้ม (Pump), ระบายความร้อนในเสื้อของคอมเพลสเซอร์ หรือกังหันไอน้ำ (Compressor and steam turbine) อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน (Heat exchanger) เป็นต้นครับ

**ในที่นี้ขอพูดเฉพาะแบบหอหล่อเย็นแบบเปียก Wet-cooling tower นะครับ

หลักการระบายความร้อนของ Cooling tower

หลังจากที่เรารู้หลักการทำงานเบื้องต้นกันแล้ว เรามาลองเจาะในส่วนของหลักการทำงานของแต่ละส่วนอุปกีณืด้านในกันนะครับ และอาจจะใช้ภาพประกอบตามด้านล่างนะครับ

โดยหลักการทำงานจะเริ่มจากน้ำร้อน (Hot Water, สีแดง) ที่ถูกส่งมาจากในระบบ จากน้ำร้อนจะถูกฉีดให้เป็นระอองฝอยผ่านอุปกรณ์ Spray nozzle ออกมาเป็นละอองน้ำร้อน เป็นฝอยเล็กๆ (ตรงตำแหน่งท่อสีแดง) เพื่อให้น้ำกลายเป็นไอ (โดยพลังงานความร้อนจะถูกดึงออกจากการเปลี่ยนสถานะของน้ำร้อน)

โดยในส่วนของน้ำร้อนจะไหลลงไปด้านล่างเข้าไปในชุดชะลอน้ำร้อน หรือ ฟิลแพ็ค (Fills Pack) และเป็นแผ่นเพิ่มพื้นที่สัมผัสในการระบายความร้อนจากอากาศ (Air) ที่มีอุณหภูมิเย็น จากนั้นอุณหภูมิของน้ำในส่วนนี้จะลดลง โดยเป็นการถ่ายเทความร้อนแบบ Sensible heat หรือพลังงานที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และน้ำเย็นที่ผ่านฟิลเลอร์จะตกลงมาในอ่างน้ำ (Cooling basin) และจะถูกปั้มเข้าไปในระบบถัดไป

ภาพตัด Cross-sectional ของ หอหล่อเย็น (Cooling Tower)

ในขณะเดียวกันหยดน้ำบางส่วนจะระเหยกลายเป็นไอน้ำ (Evaporation) ซึ่งส่วนนี้จะดึงความร้อนออกจากระบบแบบ Latent heat (พลังงานในการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอ)

โดยไอน้ำที่ระเหยจะถูกพาไปกับลมธรรมชาติ แต่ไอในส่วนนี้จะถูกควบคุมโดยการติดแผงดักละอองน้ำ หรือ ชุด Drift eliminator โดยจะทำให้ไอนำ ไม่ให้การระเหยมีมากเกินไป (เมื่อเทียบจากการออกแบบ Wet-bulb temperature และค่า humidity ใน cooling tower ครับ)

โดยน้ำหล่อเย็นในส่วนนี้ที่ระเหยกลายเป็นไอ จะสูญหายออกจากระบบไป แต่ถือว่ามีปริมาณน้อยมาก (ต่ำกว่า 5%) ถ้าเทียบกับระบบใหญ่ครับ

วีดีโอแสดงการทำงานของ Cooling tower

ชนิดและประเภทของ Cooling Tower

โดยชนิดของ cooling tower แบ่งใหญ่ๆได้ 2 ชนิด คือ

1. Cooling tower แบบ Force draft, Induce draft

หรือการใช้พัดลมในการดูดอากาศขึ้นมาระบายร้อน

2. Cooling tower แบบ Natural draft

หรือการลมธรรมชาติในการระบายความร้อน

Cooling tower แบบ Natural draft

หรือหากแบบตามทิศทางการแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถจำแนกได้ 2 แบบคือ

1. แบบ Counter flow (ทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำและลมขนานกัน)


2. แบบ Cross flow (ทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำและลมตั้งฉากกัน)

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ได้ในเพจนายช่างมาแชร์นะครับ หากมีคำถามสามารถ inbox มาได้ในเพจโดยตรงเลยนะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์ #CoolingTower

Heat Exchanger [EP.1] : ประเภทของ “เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน” แบบ Shell & TUBE

โดย
นายช่างมาแชร์
-
0
Heat Exchanger Shell & Tube Wallpaper
Heat Exchanger Shell & Tube Wallpaper

สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมอุปกรณ์ที่เห็นบ่อยมากๆที่สุดอีกตัวนั้นคือ “เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน” หรือ Heat Exchanger ซึ่งมีหน้าที่ในการถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) ในกระบวนการผลิต ในการแลกเปลี่ยนระหว่างสารที่มีอุณหภูมิสูง และอุณหภูมิต่ำ

โดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นมีมากมายหลายชนิด แต่ทว่าที่นิยมใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมหนักๆ โดยเฉพราะกลุ่มโรงไฟฟ้า และกลุ่มปิโตรเคมี จะเป็นแบบ “เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์และท่อ หรือ Shell and Tube heat exchanger”

การแลกเปลี่ยนเปลี่ยนความร้อนของ ของไหล 2 ชนิดที่ผ่านทางฝั่ง Shell (สีแดง) และฝั่ง Tube (สีฟ้า) Credited by SaVREE

ซึ่งมีความสำคัญในทั้งในแง่ผลิตภัณฑ์ (Productivity) และการจัดการพลังงาน (Energy Management) ครับ ซึ่งวันนี้ของแชร์ชนิดของ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger แบบ Shell & Tube กันนะครับ.

ซึ่งแบ่งได้ 3 แบบหลักๆคือ

  1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นท่อยึดอยู่กับที่ (Stationary fixed tube)
  2. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อรูปตัวยู (U-tube)
  3. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดหัวลอย (Floating head)

1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นท่อยึดอยู่กับที่ (Stationary fixed tube)

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นท่อยึดอยู่กับที่ (Stationary fixed tube)

คุณลักษณะ (Specification)

  • เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger ราคาถูกเนื่องจากการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย
  • แต่ความสามารถในการรับอุณหภูมิที่แตกต่างระหว่าง shell และ tube ได้ไม่สูงมาก (ไม่ควรเกิน 30 องศาในกรณีที่ไม่มี flexible joint หรือ shell แบบ expansion loop)
  • ข้อเสีย คือ ท่อจะล้างยากมาก เนื่องจากตัว tube จะติดอยู่กับ shell เลย
  • ในกรณีที่ของไหล อันตรายมากๆ ซึ่งบอมให้รั่วออกมาไม่ได้เลย จะใช้ชนิดของ double tube bundle

2. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อตัวยู (U-tube)

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อตัวยู (U-tube)
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อตัวยู (U-tube)

คุณลักษณะ (Specification)

  • เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger ในส่วนของฝั่ง Tube side ฝั่งด้านหนึ่งจะอยู่กับที่ ส่วนปลายตัว U จะปล่อยอิสระเมื่อเจอความร้อนจะขยายตัวได้
  • ดังนั้นสามารถรับความร้อนที่แตกต่างระหว่าง Shell และ Tube ได้
  • เหมาะกับการใช้กับความดันสูงๆได้ดี (> 50 barg)
  • ด้วยการออกแบบการเรียงตัวของท่อแบบ triangular ซะส่วนใหญ่ จะทำให้ทำควาสะอาดแบบ mechanical cleaning หรือ hydro-jet ได้ยาก

3. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหัวลอย (Floating head)

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหัวลอย (Floating head)
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหัวลอย (Floating head)

คุณลักษณะ (Specification)

  • เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger ในส่วนของฝั่ง Tube side ฝั่งด้านหนึ่งจะอยู่กับที่ ส่วนจะมีหัวลอย หรือ floating head จะปล่อยอิสระเมื่อเจอความร้อนจะขยายตัวได้ดีมากๆ แต่จะมีข้อเสียคือ เพิ่มจุดรั่วอีกจุดหนึ่งในระบบ
  • ดังนั้นสามารถรับความร้อนที่แตกต่างระหว่าง Shell และ Tube ได้ดีมาก
  • เหมาะกับการใช้กับความดันสูงๆได้ แล้วแต่ประเภทของหัวลอย (floating head)
  • โดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหัวลอบยังแบ่งประเภทได้อีก 3 แบบย่อยๆคือ
    1. Floating head with backing decive
    2. Packed floating head
    3. Pull through floating head

โดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่กล่าวมาจะอ้างอิงมาตราฐานของ TEMA (Tubular Exchanger Manufacturer Association ) นะครับ

Reference : https://www.plantengineering.com/articles/heat-exchanger-basics/

แล้วพบกับสาระความรู้ดีๆ เกี่ยวกับงานช่าง และงานวิศวกรรม กับเพจนายช่างมาแชร์นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์ #HeatExchanger #Shell&Tube

การทำ PT (Penetrant Testing)

โดย
นายช่างมาแชร์
-
1
PenetrantTestingWallpaper
PenetrantTestingWallpaper

สวัสดีครับเพื่อนๆ หลายๆคนที่อยู่ในวงการอุตสาหกรรม ,งานก่อสร้าง ,งานเชื่อม หรืองานตรวจสอบความสมบรูณ์ของวัสดุต่างๆ อาจจะเคยได้ยินคำว่า “การทำ PT ” มาบ้างแล้ว ดังนั้นวันนี้ทางเพจนายช่างมาแชร์จะขอมาตีแผ่กระบวนการตรวจสอบวัสดุด้วยวิธีการ PT แบบเบื้องต้น และพยายามให้ครอบคลุมที่สุดนะครับ

การทำ PT คืออะไร ?

การตรวจสอบแบบ PT มาจากชื่อเต็มๆว่า Penetrant testing ซึ่งหากแปลตรงตัวก็จะแปลว่า “การทดสอบ (ความบกพร่องของเนื้อวัสดุ) โดยการใช้สารแทรกซึม” หรือในชื่อ Dye penetrant inspection (DP) หรือ Liquid Penetrate Inspection (LPI)

โดยหลักการคือ สารแทรกซึมนั้นสามารถซึมเข้ารูหรือที่แคบๆที่เป็นรอยร้าวขนาดเล็กได้ ซึ่งสามารถใช้ได้ดีกับชิ้นงานที่เป็นโลหะ *แต่สำหรับอโลหะก็ทำได้เช่นเดียวกันนะครับ โดยจะใช้น้ำยาแทรกซึมต่างกันไปครับ

การทำ PT ถือว่า เป็นกระบวนการทดสอบแบบไม่ทำลาย หรือ NDT (Non-destructive testing) วิธีหนึ่งครับ ซึ่งกระบวนการตรวจสอบแบบ PT นี้ถือเป็นวิธีนิยมใช้มากที่สุด เพราะข้อดีของการทำ PT มีมากมาย เช่น สามารถนำไปใช้กับงานได้หลากหลายรูปแบบ ซึ่งรูปร่างของวัสดุไม่ได้เป็นข้อจำกัดในการทดสอบ ,ระยะการตรวจสอบเวลาที่รวดเร็ว ,เข้าถึงหน้างานได้ง่ายครับ และที่สำคัญราคาไม่แพง

หลักการของสารแทรกซึม

โดยทั่วไปแล้วของเหลว (Liquid) จะสามารถแทรกซึมเข้าสู่ตำแหน่งต่างๆได้ โดยอาศัยหลักการ “Capillary action” หรือพูดง่ายๆคือ ความสามารถในการแทรกซึมนี้แหละครับ ทั้งนี้คุณสมบัติการแทรกซึมจะมาก หรือจะน้อยขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 3 อย่างหลักๆ คือ

1. ขนาดของรอยความไม่ต่อเนื่อง (Size of Discontinuity)
2. ความตึงผิวของของเหลว (Lquid Surface tension)
3. ความสามารถในการเปียก (Wet Ability)

ดังนั้นหากเราจะเลือกสารแทรกซึมชนิดหนึ่ง มาใช้ในงานของเรา ก็สามารถนำทฤษฎีของ Capillary action มาประยุกต์ใช้ได้เลยนะครับ

อุปกรณ์สำหรับการทำ PT

สำหรับการทำตรวจสอบ PT, Penetrant Testing หรือ การตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึมบนชิ้นงาน เราจะมีอุปกรณ์หลักๆ ดังนี้นะครับ

(i) น้ำยาแทรกซึม หรือ สาร Penetrant (กระป๋องสีแดง) เอาไว้ลงสารแทรกซึมไปที่ชิ้นงานเพื่อหาความเสียหายที่เกิดขึ้น มีทั้งแบบมองเห็นด้วยแสงสว่าง (Visible penetrant) และ แบบเรืองแสง (Fluorescent penetrant)

(ii) น้ำยาทำความสะอาด หรือ สาร Cleaner (กระป๋องสีน้ำเงิน) ใช้สำหรับทำความสะอาดชิ้นงานก่อนเริ่มทำการตรวจสอบชิ้นงาน โดยในกระป๋องจะมีทั้ง Cleaner ที่เป็นตัวทำความสะอาดทั่วๆไป และ Remover ที่เป็นสาร Solvent ไว้สำหรับชะล้างสารแทรกซึมส่วนเกิน
*ซึ่งหมายความว่าเราจะไม่สามารถใช้สาร Cleaner ทั่วๆไปสำหรับทำความสะอาดในงานตรวจสอบ PT ได้ครับ

(iii) น้ำยา Developer (กระป๋องสีขาว) หรือ สารที่ใช้สำหรับดูดซึมน้ำยาแทรกซึมออกจากข้อบกพร่องของชิ้นงาน และมีหน้าที่สำหรับการดึงสารแทรกซึมขึ้นมาจากรอยแตกในชิ้นงาน เพื่อให้สามารถตีผลความสมบรูณ์ของเนื้อวัสดุครับ ซึ่งมีคุณสมบัติแขวนลอยอยู่ในตัวทำละลายที่ไม่มีส่วนผสมของน้ำอยู่ (No aqueous wet developer)

โดยชุดน้ำยา PT นั้นจะต้องมีคุณสมบัติเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM E165 หรือ EN ISO 3452-2 หรือมาตราฐานแห่งชาติอื่นๆหรือเทียบเท่า และจะต้องถูกเก็บไว้ที่เหมาะสมตามข้อแนะนำของผู้ผลิตครับ

สำหรับเรื่องผ้าที่ใช้ทำความสะอาดเราก็ไม่สามารถมองข้ามได้เช่นเดียวกัน โดยไม่ควรเป็นขุ่ย หรือมีขน เพราะอาจะทำให้สิ่งสกปรก หรือตัวเศษผ้าไปทำให้ชิ้นงานไม่สะอาดครับ

ขั้นตอนการทำ Penetrant Testing (PT)

จากนั้นเราจะขอพามาดู 6 ขั้นตอน สำหรับการทำงานสำหรับการตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึม

โดยก่อนอื่นชิ้นงานต้องแห้ง และอุณหภูมิของชิ้นงานควรอยู่ประมาณ 10-52 องศาเซลเซียส หากไม่อยู่ในช่วงนี้อาจจะต้องมีแท่งประเทียบมาตราฐานและควรมีแสงสว่างเพียงพอ (ประมาณ 1000 lux)

(i) ทำความสะอาดชิ้นงาน ไม่ให้มีสิ่งสกปรกตกข้างอยู่ (Pre-Cleaning) โดยใช้สาร Cleaner โดยมีระยะแนะนำประมาณ 2″ และเช็ดทำความสะอาดออก

(ii) ทำการลงสารแทรกซึมเข้าไปที่ชิ้นงาน หรือน้ำยา Penetrant โดยมีระยะพ่นประมาณ 3″ และควรจะต้องทิ้งระยะเวลา (Dwell Time) ให้สารแทรกซึม ซึมเข้าไปประมาณ 5 นาทีขึ้นไป

(iii) ทำการเช็ดสารแทรกซึมออก เพราะฉะนั้นจะเหลือสารแทรกซึมที่ยังค้างอยู่ในรอยเสียหายของชิ้นงาน

(iv) ลงสาร developer ซึ่งจะเป็นตัวดึงสารแทรกซึมออกมา เพื่อให้เราเห็นความเสียหายของชิ้นงาน โดยมีระยะพ่นประมาณ 1 ฟุต หรือ 12 “

(v) ทำการตรวจสอบโดย Visual inspection หรือการตรวจสอบด้วยสายตา โดยผู้ที่มีรับรองจากสถาบันที่ได้มาตรฐานด้วยนะครับ

(vi) และสุดท้ายคือ การทำความสะอาดชิ้นงาน (Post cleaning)

ขั้นตอนการทำการตรวจสอบแบบ Penetrant Testing

ชนิดของสารแทรกซึม (Type of Penetrant)

สารแทรกซึมที่ถูกนำมาใช้ในงานตรวจสอบ สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ ตามชนิดของการมองเห็นคือ

1. สารแทรกซึมแบบมองเห็นด้วยตาเปล่า (Visible Penetrant)

เป็นสารแทรกซึมชนิดมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า โดยปกติสีจะตัดกับสีของ developer ครับ โดยทั่วๆไป สีของสารแทรกซึมจะเป็นสีแดง และสีของ developer สีขาว

โดยความสว่างสำหรับในการมองเห็นควรมากกว่า 1,000 ลักซ์ โดยความไว หรือ Sensitivity ของการทดสอบแบบมองเห็นด้วยตาเปล่าจะช้ากว่าแบบสารแทรกซึมแบบเรืองแสงครับ แต่เรื่องความสะดวกในหน้างานสารแทรกซึมแบบมองเห็นด้วยตาเปล่ากินขาดครับ เนื่องจากไม่ต้องทำในที่มืด และชนิดนี้ถือเป็นที่นิยมที่สุดครับ

สารแทรกซึมแบบมองเห็นด้วยตาเปล่า

2. สารแทรกซึมชนิดวาวแสง (Fluorescent dye)

เป็นสารแทรกซึมวาวแสง หรือเรืองแสง ที่จะมองได้เห็นภายใต้แสงแบล็กไลท์ (Black light) เท่านั้นครับ

ผลการค้นหารูปภาพสำหรับ liquid penetration test fluorescent
ภาพตัวอย่างของการทำ PT โดยใช้สารแทรกซึมชนิด Fluorescent dye ที่ทำการทดสอบบนชิ้นงาน

โดยสีที่เห็นมักจะเป็นสีเขียว ไม่ก็สีเหลืองซึ่งจะมีความยาวคลื่น 200 – 400 nm ซึ่งช่วงนี้จะเป็นอันตรายต่อผิวหนัง และสายตาของคนเราครับ ดังนั้นจึงใช้ตัวกรองแสงช่วงความยาวคลื่นที่เป็น UV ออกเหลือแค่ 320-400 nm ครับ

หลังจากเราลงน้ำยาแทรกซึมแล้ว ขั้นตอนต่อมาก็ใช้สาร develop ดึงสารแทรกซึมออกมาตามปกติ หลังจากนั้นเราจะต้องใช้แสง Black light ส่องเข้าไปที่ชิ้นงานเพื่อดูความเสียหาย หรือความไม่ต่อเนื่องของชิ้นงานครับ
โดยตามข้อกำหนดมาตราฐานสากลของ ASME section V กำหนดไว้ว่า “ความเข้มของสาร Blacklight จะต้องไม่เกิน 1,000 μW/cm2 และไม่น้อยกว่า 12 W/m2 ตาม มอก.1324

โดยไส้ในหลอด Blacklight จะต้องถูกอุ่นก่อนอย่างน้อย 5 นาที และผู้ตรวจสอบก็ต้องปรับสายตาก่อนไปทดสอบ 5 นาทีด้วยเช่นกัน

วีดีโอแสดงขั้นตอนในการทำ PT ด้วยสารแทรกซึมแบบ Fluorences

แล้วพบกับสาระดีๆ ในโพสถัดๆไปที่เพจนายช่างมาแชร์ ถ้าเพื่อนๆชอบบทความ ฝากกดไลท์ หรือกดแชร์เพื่อเป็นกำลังใจให้ทางเพจนะครับผม

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์ #PT #PenetrantTesting #NDT #Engineering

1...767778หน้า 78 ของ 78