ทำความรู้จักร Safety Valve เซฟตี้วาล์ว คืออะไร ?

ในโรงงานอุตสาหกรรม ที่มีการลำเลียง และจัดเก็บของไหล ในระบบปิด (Close Tank) ล้วนมีโอกาสเกิดความดันเกิน หรือ Over Pressure ได้ทั้งนั้น หากจะยกตัวอย่างให้เห็นภาพ ให้นึกถึงลูกโป่ง เมื่อเราเป่าลมเข้าไป ลูกโป่งเกิดการขยายตัว ซึ่งมีสถานะของลูกโป่งดังนี้

• Normal and Maximum Operating Pressure คือการเป่าลูกโป่งจนพองในจุดที่เป็นสภาวะปกติ ไม่ส่งผลต่อผนังพื้นผิวของลูกโป่ง เพราะสามารถรับแรงดันที่เกิดขึ้นได้
• Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) คือการเป่าลูกโป่งเพิ่มเข้าไปอีก จนผิวของลูกโป่งตึงมาก ใกล้ถึงจุดที่ลูกโป่งจะสามารถรับแรงดันที่เกิดขึ้นได้ หากเทียบกับ Vessels ในอุตสาหกรรม คือค่าความดันจุดที่ถังสามารถทนแรงดันได้สูงสุดนั้นเอง
• Over Pressure คือ เมื่อเราเป่าลมเข้าไปเพิ่มอีกจากจุด MAWP จะส่งผลให้เกิด Over Pressure คือความดันเกินค่า MAWP ของลูกโป่งแล้ว ลูกโป่งก็จะแตกนั้นเอง หากเทียบกับ Vessels ในอุตสาหกรรม ก็คือค่าความดันจุดที่เกินความสามารถของถังจะรับได้ และระเบิดเสียหายนั้นเอง

ตัวอย่างภาพความเสียหายจากการเบิดที่เกิดจากความดันเกิน Over Pressure ของถังแรงดัน Vessels ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นความสำคัญที่จะตอบว่า เรามีการติดตั้ง เซฟตี้วาล์ว ทำไมในโรงงาน เพราะเพื่อช่วย

• ปกป้องชีวิตของบุคคลากรในโรงงาน
• ปกป้องทรัพย์สินที่จะเกิดความเสียหาย จากการระเบิด

อุปกรณ์ระบายความดันในโรงงาน Pressure Relief Devices (PRD)

อย่างที่ทราบ เมื่อถังแรงดัน มีความดันสูงจำเป็นต้องระบายออกเพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้น ซึ่งอุปกรณ์ที่ใช้ระบายความดันในอุตสาหกรรมนั้นไม่ได้มีเพียงเซฟตี้วาล์วเท่านั้น ยังมีอุปกรณ์อื่นๆมีหน้าที่ระบายความดันเช่นเดียวกัน โดยแบ่งได้ 3 ชนิดได้แก่

• Pressure Relief Valve (PRV) คืออุปกรณ์ระบายความดันที่สามารถเปิดเมื่อค่าความดันในระบวนการสูงถึงค่าที่ตั้งไว้ และสามารถปิดเมื่อค่าความดันในระบบลดลงมา ซึ่งในที่นี้จะหมายถึงทั้ง Pressure Safety Valve (PSV) และ Pressure Relief Valve (PRV) มีลักษณะการทำงานเหมือนกัน
• Rupture Disc คืออุปกรณ์ที่สามารถระบายความดัน เมื่อความดันในระบบสูงถึงค่าที่ตั้งไว้ อุปกรณ์จะแตกเพื่อระบายความดันออกมา โดยไม่สามารถปิดกลับได้ (non-reclosing) หากแตกแล้วต้องเปลี่ยนใหม่อย่างเดียว
• Vacuum Relief Valve (Breathe Valve) คืออุปกรณ์ที่สามารถเติมอากาศเข้าไปในถังแรงดันได้ ในกรณีที่ภายในถังมีความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศ หรือเรียกว่าสภาวะสูญญากาศ (Vacuum) เพื่อป้องกันถังยุบจากความกดอากาศภายนอกสูงกว่า และสามารถระบายความดัน (Relief) ออกจากถังได้เมื่อถังมีสภาวะที่ความดันสูงเกิน จะเป็นได้ว่าอุปกรณ์ตัวนี้สามารถที่จะเติมอากาศเข้า และระบายความดันออกได้ คล้ายกับการหายใจของเรา จึงมีอีกชื่อเรียกว่า Breathe Valve หรือวาล์วหายใจ

Safety Valve มีกี่ชนิด

อุปกรณ์ระบายความดันในถังแรงดันเฉพาะตัวเซฟตี้วาล์ว (Safety Valve) มีใช้งานในอุตสาหกรรมจำนวนมาก สามารถพบเจอได้แทบจะทุกอุตสาหกรรม ทั้งระบบผลิตไอน้ำ boiler , ระบบผลิตลมนิวเมติกส์ใช้ในโรงงาน , ระบบปั้มน้ำ ฯลฯ มี 2 ชนิดคือ

• Conventional (Direct Spring) หรือจะเรียกได้ว่าเป็นเซฟตี้วาล์วแบบดั่งเดิม คือใช้สปริงเป็นตัวกดส่งแรงไปยังดิสของเซฟตี้วาล์วเอาไว้ เมื่อความดันภายในถังสูงขึ้น เกิดแรงกระทำที่สูงกว่าแรงสปริง เซฟตี้วาล์วก็จะเปิดระบายออกมา เราอาจจะเรียกการเปิดนี้ว่า วาล์วป๊อบ (POP)
• Pilot Operated Relief Valve (POPRV) เป็นเซฟตี้วาล์วที่เหมือนมีเซฟตี้วาล์วตัวน้อยๆ มาคอยสั่งงานให้เปิดอีกทีหนึ่ง ซึ่งข้อที่แตกต่างเลยคือ ไม่มีการใช้สปริง เป็นการใช้ความดันในระบบเป็นตัวควบคุมนั้นเอง และเทียบกับ Conventional นั้นจะมีขนาดที่เล็กว่า น้ำหนักที่เบากว่า

ตัวอย่างเมื่อเทียบที่คุณสมบัติการใช้งานเท่ากันจะเห็นว่า ตัว Pilot Operated นั้นมีขนาดที่เล็กกว่า และน้ำหนักที่เบากว่า ซึ่งหากเป็นอุตสาหกรรมที่น้ำหนักมีผลต่อต้นทุนโครงสร้างอาคาร เช่น แท่นขุดเจาะกลางทะเล ก็จะนำคุณสมบัตินี้มาพิจารณาในการใช้งานเช่นเดียวกัน

Safety Valve มีหลักการทำงานอย่างไร

Safety valve คือ อุปกรณ์ที่มีหน้าที่ป้องกันแรงดันในระบบ โดยวาล์วจะเปิดเพื่อระบายแรงดันส่วนที่เกินกว่าที่กำหนดออกเพื่อป้องกันอุปกรณ์ หรือ ผลิตภัณฑ์เสียหาย โดยส่วนใหญ่จะตั้งแรงดันสำหรับระบายที่ maximum allowable working pressure (MAWP) หรือ แรงดันที่ระบบสามารถรับได้
การทำงานหน้าวาล์วจะถูกออกแบบให้เปิดเพื่อระบายแรงดันส่วนเกินและปิดเมื่อแรงดันลดลงต่ำกว่าที่กำหนด โดยมีลักษณะการเปิดอย่างรวดเร็ว (pop action) หรือค่อย ๆ เปิดตามสัดส่วนแรงดันที่เพิ่มขึ้น ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบ
ซึ่ง Safety Valve จะถูกปิดด้วยแรงสปริงหากเป็นชนิด Conventional หากเป็นชนิด Pilot Operated ก็จะถูกกดด้วยความดัน ในระบบนั้นเอง

Safety Valve Section 1 และ Section 8 คืออะไร

มาตรฐานของ Safety Valve นั้นถูกกำหนดขึ้นจากมาตรฐาน ASME (American Society of Mechanical Engineers) ที่ว่าด้วยเรื่องการออกแบบถังแรงดัน (Pressure Vessel) หลักๆที่ใช้ในประเทศไทยได้แก่ Section I และ Section VIII
Section I เกี่ยวกับการออกแบบระบบ Power Boiler หม้อต้มไอน้ำ
Section VIII เกี่ยวกับการออกแบบระบบถังแรงดัน Pressure Vessels
ซึ่งทั้งสอง Section นั้นเป็นถังแรงดันทั้งสิ้น จำเป็นที่จะต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์ระบายความดัน เมื่อความดันสูงกว่าค่า MAWP ที่ขีดกำจัดของถังจะทนได้ เพื่อป้องกันการระเบิด

แนะแนวอาชีพที่เกี่ยวข้องกับเซฟตี้วาล์ว

เซฟตี้วาล์วเป็นอุปกรณ์ระบายความดันในถังแรงดัน ซึ่งมีติดตั้งอยู่เป็นจำนวนมากแทบทุกอุตสาหกรรม หากจะกล่าวถึงอาชีพที่เกี่ยวข้องกับเซฟตี้วาล์ว สามารถแบ่งได้ 3 ลักษณะงานดังนี้

• วิศวกรประจำโรงงาน ที่ทำงานประจำอยู่ในแพล้น ดูแล บำรุงรักษา ควบคุมกระบวนการผลิต ซึ่งต้องดูแลเซฟตี้วาล์วในฐานะผู้ใช้งาน อาจจะต้องมีความเข้าใจหลักการทำงานของเซฟตี้วาล์ว เรื่องการไหลของของไหล เรื่องเทอร์โมไดนามิก เป็นต้น
• วิศวกรออกแบบ ที่ทำงานอยู่ในบริษัทรับออกแบบและติดตั้งโรงงาน ทำหน้าที่ในการคำนวณออกแบบ Calculation และถอดมาเป็น Datasheet เพื่อกำหนดคุณสมบัติของตัวเซฟตี้วาล์วที่จะนำมาใช้งานในกระบวนการนั้นๆ ประสานงานกับผู้จัดจำหน่ายเซฟตี้วาล์วในการจัดซื้อ
• บริษัทรับซ่อมบำรุงวาล์ว มีหน้าที่ในการบำรุงรักษา ตรวจสอบ แก้ไข ซ่อมแซม เมื่อเซฟตี้วาล์วมีปัญหา รวมถึงการตรวจสอบ สอบเทียบการทำงานของเซฟตี้วาล์วด้วยเช่นกัน หน้าที่จะมีตั้งแต่ วิศวกรควบคุมงาน ช่างซ่อมวาล์ว ฯลฯ เป็นต้น

ต้องการทำงานเกี่ยวกับเซฟตี้วาล์วควรจบอะไรมา

เซฟตี้วาล์วเป็นอุปกรณ์ที่มีการทำงานเชิงกลล้วนๆ ในการเปิดเพื่อระบายความดัน และสามารถปิดได้ด้วยตัวเอง เพราะฉะนั้น หากสนใจที่ต้องการทำงานในสายงานดูแลเซฟตี้วาล์ว ควรมีพื้นฐานทางด้านวิศวกรรม หรือจบสายช่างมา เพราะจะได้เข้าใจกลไกการทำงาน การดูแล การใช้งานได้ง่ายกว่า ซึ่งอาจจะไม่จำเป็นต้องจบด้านเครื่องกลเพียงอย่างเดียว ก็สามารถทำงานด้านนี้ได้เช่นเดียวกัน

สรุปไลฟ์ : Safety Valve ช่วยปกป้องชีวิตและทรัพย์สิน

“Safety Valve ช่วยปกป้องชีวิตและทรัพย์สิน” เด็กช่างวัด x พี่เบียร์ (Syntex Energy)

จัดเมื่อวันพฤหัสบดีที่ 28 ก.ค. 2565 เวลา 19.30 น. ไลฟ์สดผ่านช่องทางของเพจเด็กช่างวัด

พี่เบียร์ (ภาคภูมิ ฉวีทอง) ปัจจุบันทำงานบริษัท Syntex Energy CO., LTD. ตำแหน่ง Product Manager