การทดสอบ วาล์วนิรภัย หรือ Safety Valve (เซฟตี้วาล์ว) ด้วยวิธี Online Testing

การทดสอบ วาล์วนิรภัย หรือ Safety Valve (เซฟตี้วาล์ว) นั้นเป็นสิ่งสำคัญอย่างไร ในเรื่องของความปลอดภัยในโรงงานอุตสาหกรรม แต่การจะถอดตัววาล์วลงมาทดสอบนั้น บางครั้งอาจจะมีข้อจำกัด ทำให้การ Online Testing นั้นเป็นวิธีที่เหมาะสมกว่า

โดยปกติแล้วการทดสอบตัววาล์วนิรภัย มีหลักๆ 2 วิธี นั้นคือการทำ Hot Testing Set Pressure คือการที่ใช้ความดันจริงๆ ในกระบวนการ เพิ่มจนกว่าตัววาล์วจะเปิด ส่วนใหญ่มักเจอในกระบวนการที่เป็นไอน้ำ ซึ่งข้อดีคืออาจจะไม่ต้องถอดอุปกรณ์ออกจากกระบวนการผลิต แต่การที่ทดสอบการเปิดในจุดที่ความดันสูง โดยเฉพาะหากค่าที่ทดสอบยังไม่ได้ตามมาตรฐาน ต้องมีการปรับตั้ง และทดสอบซ้ำ จะทำให้เกิดความสึกหรอ หรือความเสียหายแก่ตัววาล์วนิรภัยได้ อีกทั้งการทดสอบด้วยความดันในกระบวนการจริง ทำให้เกิดความสูญเสีย เป็นต้นทุนทางการผลิตได้

กับอีกวิธีหนึ่งคือ Cold Testing Set Pressure นั้นคือการถอดตัววาล์วนิรภัย ลงมาทดสอบที่เครื่อง Hydraulic Valves Test Bench เครื่องสำหรับการทดสอบการเปิดโดยเฉพาะ โดยการเพิ่มความดันภายนอก จนกว่าวาล์วจะเปิด แต่ในความเป็นจริง การทดสอบด้วยวิธีนี้ เมื่อนำไปติดตั้งหน้างาน จะมีอาการเปิดเร็วกว่าค่าที่ต้องการกว่า 10 - 15 % เลย ซึ่งก็เกิดจาก อุณหภูมิ และตัวแปรด้านสภาพแวดล้อม ที่ต่างกัน ระหว่างหน้างานจริง กับ ในห้องทดสอบกับเครื่อง Test Bench และนั้นทำให้ต้องมีการทำ hot test อีกครั้ง เพื่อยืนยันค่าการทดสอบ

จากรายการเด็กช่างวัด (คุย) หัวข้อ online Testing Safety Valve นั้น ได้แนะนำอีกวิธี ในการทดสอบตัววาล์วนิรภัย โดยที่ไม่ต้องถอดตัววาล์วลงมา หรือแม้แต่การไม่ต้องทดสอบในลักษณะ Hot Testing ที่ต้องอัดความดันให้สูงจริงตามค่า Set point ที่ทั้งเสี่ยงและสิ้นเปลือง เราจะทดสอบตัววาล์วนิรภัยด้วยระบบที่เรียกว่า “Online Testing Safety Valve” 

เรามารู้จัก ประเภทของ วาล์วนิรภัย กันก่อน

เราจะแบ่งตามมาตรฐาน ASME มีด้วยกัน 2 ประเภทคือ Section I และ Section VIII

ASME Section I นั้นจะเป็น Safety Valve ในกลุ่มที่ใช้กับงานที่เกี่ยวข้องกับ ไอน้ำ (Steam) เป็นหลัก หรือเกี่ยวข้องกับกระบวนการ Power Boiler เช่น Steam Drum , Steam Superheater โดยความแตกต่างนั้นคือ ตัววาล์วนิรภัย จะมีการเปิด เมื่อถึงค่าที่ตั้งเอาไว้ มีพฤติกรรมการเปิดที่เปลี่ยนแปลงอย่างชัดเจน

ASME Section VIII กลุ่มนี้คือวาล์วนิรภัยจำพวกที่ใช้ในภาชนะรับแรงดันทั่วๆ ไป เช่น Pressure Vessel ไม่ว่าจะเป็น ของเหลว (Liquid) แก๊ส (Gas) น้ำมัน (Oil) เป็นต้น โดยไม่ได้มีความดันที่สูงมากนัก พฤติกรรมการเปิดนั้น จะค่อยๆ เปิด ไล่ไปจนถึงความดันที่ตั้งค่าเอาไว้ 

และด้วยพฤติกรรมการเปิดที่แตกต่างกันของทั้ง 2 Section ตามมาตรฐาน ASME กำลังจะเล่าต่อว่า การทดสอบแบบ Online Test Safety Valve นั้น จะเหมาะกับ Safety ตามมาตรฐาน ASME Section I เท่านั้น เพราะมีพฤติกรรมการเปิดที่เปลี่ยนแปลงชัดเจน ทำให้เครื่องมือที่ติดตั้งสำหรับในการวัดค่าการทดสอบการเปิดวาล์ว บ่งชี้ค่าได้ชัดเจน

แล้ว Online Test Safety Valve นั้นทำงานอย่างไร

ขอย้อนกลับไปเรื่องของการทดสอบวาล์วนิรภัยด้วยหลักการ Hot Testing Set Pressure ที่เราจะทำการทดสอบโดยเพิ่มความดันในไลน์การผลิตนั้น จนกว่าตัววาล์วจะทำการเปิดจริง ซึ่งต้องสิ้นเปลืองทั้งพลังงาน และวัตถุดิบที่ถูกระบายออกไป การนำ Online Testing Safety Valve เป็นการนำเครื่องมือเฉพาะทาง มาติดตั้งอยู่บนตัววาล์วนิรภัย และออกแรงดึงช่วยให้วาล์วเปิด โดยที่เราไม่ต้องเพิ่มค่าความดันในไลน์การผลิตจริงๆ จนถึงค่าที่ตั้งเอาไว้ 

ถ้าเราดูสมการ จะเป็นว่า แรงที่ถูกดึงจากเครื่องมือทดสอบนั้น (F) เมื่อคำนวณกับพื้นที่หน้าตัด (A) เป็นสัดส่วนการหาร เราก็สามารถหาค่า ความดันที่เพิ่มขึ้นมาได้ (ΔP) ตรงนี้เองจะเป็นการคำนวณหาค่าการเปิดของวาล์วนิรภัยจริง P(set) จากผลรวมของความดันทั้ง ความดันในไลน์การผลิต ณ ขณะนั้น P(line) รวมกับความดันที่คำนวณได้จากเครื่องมือที่ติดตั้งเพิ่ม (ΔP)

ตัวอย่างการติดตั้งนั้นเพียงนำอุปกรณ์ Test Rig ที่ประกอบด้วย 
Piston กระบอกสูบตัวกำเนิดแรง (F) โดยใช้น้ำมันไฮดรอลิกส์ แบบเกียร์ปั้มที่ให้ค่าความดันแม่นยำสูง
Force Sensor สำหรับวัดค่าแรงดึงที่กระทำระหว่างอุปกรณ์กับตัววาล์วนิรภัย เพื่อใช้ในการคำนวณหาค่าความดันที่เพิ่มเข้ามา (ΔP)
Lift Sensor สำหรับเป็นเซ็นเซอร์ในการตรวจสอบพฤติกรรมของตัววาล์วนิรภัย ในการเปิดเมื่อถึงค่าความดันที่สูงขึ้น เป็นจุดอ้างอิงว่าวาล์วเปิดสุด (Full Lift) 
ซึ่งค่าความดันรวมนี้ จะเป็นค่าที่บ่งบอกว่า วาล์วนิรภัยตัวนี้ เปิดสุดที่ความดันเท่าไหร่ ตรงตามมาตรฐานหรือไม่ ก่อนที่จะทำการปรับตั้งเพิ่มเติมหากไม่ได้ค่า ตรงตามมาตรฐาน จะช่วยประหยัดเวลาในการทดสอบลงไปได้เยอะเลย

ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบ On Line Safety Valves Test มี 3 ส่วนหลักๆ คือ
Test Rig เป็นส่วนของตัวส่งแรงกระทำเพิ่มเข้าไปที่ตัววาล์วนิรภัย และยังมีอุปกรณ์ในการตรวจวัดทั้งแรงกระทำ และ ระยะการเปิดของวาล์ว 
Power Box เป็นส่วนของต้นกำลังของระบบ Hydraulic และรับค่าข้อมูลการวัดจากเซ็นเซอร์ 
Notebook เป็นโปรแกรมในการคำนวณ และทำรายงานการทดสอบในแต่ละครั้ง 
จะเห็นได้ว่า เมื่ออุปกรณ์ครบทั้งระบบ ทำให้การทดสอบนั้นสะดวกมากๆ เมื่อเทียบกับการต้องถอดตัววาล์วลงมาทำที่ช็อปด้านล่าง

ข้อดีของการทำ Online Safety Valves Test มีอะไรกันบ้างมาลองดูกัน
อย่างแรกคือ เราสามารถที่จะวิเคราะห์การทำงานของวาล์วนิรภัย (Safefy Valve) ที่ติดตั้งอยู่ในไลน์การผลิตได้เลย โดยที่เราไม่ต้องหยุดระบบการผลิต หรือถอดตัววาล์วออกมาทำการทดสอบที่ช็อป เราเพียงแค่ติดตั้งอุปกรณ์เครื่องมือ พร้อมทำการทดสอบจนได้ค่าจริง ได้รายงาน เพียงครู่เดียว ตัววาล์วนั้นจะกลับมาเปิดคืนสถานะปกติทันที แทบไม่รบกวนกระบวนการผลิตในขณะนั้นเลย

ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย เพราะการถอดวาล์วนิรภัยลงมาทำการทดสอบนั้น ยังมีค่าใช้จ่ายแฝงจำพวกอุปกรณ์สิ้นเปลือง ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น อุปกรณ์ยึด อุปกรณ์ซีล ค่าแรง อีกทั้ง การถอดอุปกรณ์ออกมาจำเป็นต้องหยุดกระบวนการผลิตในไลน์นั้น เป็นการสูญเสียโอกาสทางการผลิต

เราสามารถวางแผนการซ่อมบำรุงได้สะดวกขึ้น อย่างเช่น ยังไม่ถึงรอบการซ่อมบำรุงประจำปี หรือไม่มีเหตุต้องหยุดระบบ แต่ว่า ถึงรอบการทดสอบวาล์วนิรภัยแล้ว การเลือกใช้วิธี Online Safety Valves Test นั้นก็เป็นทางเลือกที่เหมาะสม ทำให้โรงงานของเรา ยังคงสามารถดำเนินการผลิตได้ตามข้อกำหนดอย่างถูกต้อง

โรงงานของเราเหมาะหรือไม่ที่จะทำ Online Safety Valves Test

หากจะพูดถึงข้อจำกัด อย่างแรกเลยคือ ตัววาล์วนิรภัย (Safety Valve) ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ASME Section VIII หรือหากไม่ใช่ อาจจะต้องดูเงื่อนไขอื่นๆ ประกอบว่าสามารถทำได้หรือไม่ โดยเฉพาะต้องมีข้อมูลของ ความกว้างของหน้าสัมผัส (A) เพื่อใช้ในการคำนวณค่าความดันทีเพิ่มขึ้นได้

ซึ่งการทดสอบวาล์วนิรภัยด้วยระบบ Online Safety Valve Test นั้น สามารถใช้ได้กับหลากหลายกระบวนการผลิต ไม่ว่าจะเป็น ระบบไอน้ำ (Steam Boiler) ระบบน้ำป้อน (Feed) เป็นต้น

หากโรงงานอยู่ในช่วงแผนของการบำรุงรักษาตัวเซฟตี้วาล์ว ที่ต้องถอดออกมาอยู่แล้ว วิธีการแบบ Cold Testing อาจจะเหมาะสมกว่า ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของหน้างาน

โดยสรุปแล้ว Online Testing Safety Valve เป็นวิธีการหนึ่งที่ช่วยให้โรงงานสามารถดำเนินการผลิตตามแผนไปได้ และทำถูกต้องตามข้อกำหนดความปลอดภัย ในเรื่องของอุปกรณ์เซฟตี้วาล์ว ที่ติดตั้งในภาชนะแรงดันตามกฎหมาย ซึ่งโดยปกติจะมีวิธีการทดสอบทั้ง Hot Testing Set Pressure ที่ต้องอัดความดันกันจริงๆ จนกว่าวาล์วจะเปิด หรือแม้แต่ Cold Testing Set Pressure ที่ต้องถอดวาล์วออกมาทำการทดสอบกับเครื่องทดสอบ ซึ่งอาจจะต้องมีการหยุดระบบกระบวนการผลิต ทั้งนี้ ก็ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของแต่ละหน้างานกันนะครับ

สามารถดูคลิป เด็กช่างวัด (คุย) เต็มๆ ได้ทาง