Vibration Induced Fatigue – Inspection Optimization 2; 

สำหรับ  Vibration Induced Fatigue นั้น วิธีการตรวจสอบที่เหมาะสมคือ วิธีการป้องกันโดยการตรวจหาและแก้ไขจุดที่มีการสั่น จุดที่มีการขัดกันหรือมีการดึงรั้งกันของท่อ เพื่อไม่ให้เกิด Fatigue Cracking ขึ้น ซึ่งโดยทั่วไปสามารถทำได้ดังนี้

1. Visual ดูตาม Pipe supports ต่างๆ ว่าสามารถทำงานได้ตามฟังก์ชันหรือไม่ มีการติดขัดอะไรรึเปล่า

2. ติดตั้ง Support สำหรับ Small branch connection ที่มีการสั่นอย่างเหมาะสม โดยเฉพาะ Small branch connection ที่ต่อกับ Valve หรือ Controller ซึ่งต้องรับน้ำหนักด้วย จึงเสี่ยงต่อการเกิด Fatigue Cracking ได้ง่าย

3. วัดค่าการสั่นของท่อด้วยเครื่องวัด Vibration หรือใช้การสัมผัสซึ่งต้องอาศัยประสบการณ์ (โดยปกติแล้วท่อไม่ควรสั่นมากกว่าการสั่นของเครื่องยนต์รถยนต์ที่ Idle speed)

4.Visual ดูตาม Fillet welded supports ต่างๆ เนื่องจากจุดนี้มักจะเป็นจุดที่เกิด Crack เป็นอันดับแรก ดังนั้นถ้าเราเจอ Crack ก็จะช่วยบ่งบอกถึงปัญหา Vibration ที่กำลังเกิดขึ้น

5. ตรวจสอบด้วยวิธี PT/MT ตามจุดที่มีการสั่นและจุดที่รับแรงจากการสั่น แต่ต้องทำด้วยความถี่ที่มากพอถึงจะได้ผล
by Mo Thanachai

Vibration Induced Fatigue – Inspection Optimization 1; 

ใน API RP 581 Risk Based Inspection (RBI) บอกว่า การตรวจสอบหา Crack ที่เกิดจาก Vibration Induced Fatigue เป็นวิธีการที่ไม่เหมาะสมและไม่ได้รับ Credit ในการประเมิน RBI Assessment ตาม API ทั้งนี้เนื่องจาก:

1. จุดเริ่มต้นหรือของการเกิด Crack หรือ Crack ที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตวัสดุ (Forming) มีขนาดเล็กมากและยากที่จะตรวจสอบ

2.Fatigue Crack เมื่อเกิดขึ้นแล้วจะขยายตัวได้เร็วมาก โดยมักจะเกิดความเสียหายก่อนที่จะถึงรอบการตรวจสอบ

3. Crack มักเกิดขึ้นและขยายตัวในบริเวณที่ตรวจสอบได้ยาก เช่น Fillet weld toes, First unengaged thread root, และ Defect ในงานเชื่อมอื่นๆ

4. Crack สามารถเกิดขึ้นได้จากภายในของวัสดุ (Embedded defect) หรือเกิดขึ้นที่ผิวอีกด้านในของวัสดุ ซึ่งสามารถตรวจสอบได้ยาก
by Mo Thanachai

Vibration Induced Fatigue – Example 3; 

มาดูอีกตัวอย่างของ Vibration Induced Fatigue ที่เกิดกับ Pressure Vessel กันบ้างนะครับ ในรูปเป็น Stainless Steel Ethylene Filter ที่มี Vibration Fatigue Cracking เกิดขึ้นที่บริเวณ Small branch connection ของ Drain line โดย Crack เกิดขึ้นที่ Base material ของ Pipe ใกล้กับ Weld Toe ของ Socket weld joint และใน Case นี้นั้นเราได้มีแก้ไขโดยการเพิ่ม Gusset เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับ Small branch connection ครับ
by Mo Thanachai

Vibration Induced Fatigue – Example 2; 

ในรูปเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของ Crack ที่เกิดจาก Vibration Induced Fatigue โดย Crack เกิดขึ้นที่ตรงบริเวณ Weld Toe ของ Socket Weld Small Bore Branch Connection ซึ่งเป็น Line Condensate ที่ branch จากท่อ High pressure steam header ไปยัง Steam trap โดยใน Case นี้นั้นเราได้มีแก้ไขโดยการเพิ่ม Gusset เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับ Small branch connection ครับ
by Mo Thanachai

Vibration Induced Fatigue – Example 1; 

ตัวอย่างของความเสียหายจาก Vibration Induced Fatigue ลักษณะเป็นรอยแตก (Crack) ในรูปแรก Fatigue Crack เกิดขึ้นที่บริเวณ Socket Weld Branch Connection โดยรอยแตกเกิดขึ้นที่แนวเชื่อม ส่วนรูปที่สองเป็น Small bore branch สำหรับ Chemical Injection ซึ่งออกแบบให้มี Gusset คอย Support อยู่แล้ว แต่ Support ได้ไม่เพียงพอหรือไม่เหมาะสมจึงทำให้เกิด Fatigue Crack ขึ้นที่ทั้ง Socket Weld ของ Branch Connection และ ของ Gusset ทั้งนี้เวลาเราเจอ Fatigue Crack แล้ว ก็อย่าลืมทำ PT/MT เพื่อหาขอบเขตของรอยแตก และขยายผลไปยังบริเวณใกล้เคียงที่มีความเสี่ยงด้วยนะครับ
by Mo Thanachai

Vibration Induced Fatigue; 

Vibration Induced Fatigue เป็นรูปแบบของการแตกหักเนื่องจากความล้าทางกล (Mechanical Fatigue) เนื่องจากมี Dynamic load ที่เกิดจากการสั่น (Vibration) มากระทำ ดังนั้นจุดที่มีความเสี่ยงที่จะเกิด Vibration Induced Fatigue ก็จะเป็นจุดที่มี Stress สูง และจุดที่มีการสั่นรุนแรง

เรามักจะพบความเสียหายรูปแบบนี้ที่บริเวณ Small branch connection ของ Pressure Vessel และของ Piping ซึ่งจะเป็นจุดที่มี Stress สูงโดยธรรมชาติเนื่องจากเป็นบริเวณที่มีความไม่ต่อเนื่อง (ดูได้จาก Stress Analysis) และเป็นจุดรับแรงจากการสั่น ดังนั้นถ้าหากที่มีการ Support ที่ไม่เพียงพอ และ Small branch connection มี Vibration (ตัวอย่างเช่น อยู่ใกล้หรืออยู่ติดกับ Pump หรือ Compressor) ก็จะทำให้เกิด Vibration Induced Fatigue ได้

รูปตัวอย่างเป็นการรอย Crack ที่เกิดจาก Vibration Induced Fatigue ที่บริเวณตีนของแนวเชื่อมของ Small branch connection ของ Pressure vessel ครับ
by Mo Thanachai

Likely Location of CUI for Piping – Penetration or Breach in the jacket (Vents); 

บริเวณ Line Vents ของ Carbon Steel Piping เป็นจุดหนึ่งที่มีโอกาสจะเกิด CUI ได้สูงและรุนแรงกว่าบริเวณอื่นๆ เนื่องจากบริเวณนี้จะมีรอยต่อของ Insulation Jackets อยู่ตำแหน่งด้านบน (Top) ของท่อ ซึ่งน้ำจะสามารถซึมผ่านเข้าไปได้ง่าย ถ้าหาก Seal ของ Insulation Jackets เริ่มเสื่อมสภาพ
by Mo Thanachai

Basis of Allowable (Design) Stress in API 650 Storage Tank and API 653; 

Atmospheric Aboveground Storage Tank ที่ออกแบบตาม API 650 ค่า Allowable Tensile Stress ของแต่ละ Material ที่ Code อนุญาตใช้ในการคำนวณความหนาและ Shell ซึ่งรับความดันจากน้ำหนักของของเหลว โดยทั่วไปจะเท่ากับ ค่าที่น้อยกว่าระหว่าง 2/5 Tensile Strength และ 2/3 Yield Strength ของวัสดุนั้นๆ เพื่อเป็น Safety Factor ให้มั่นใจว่าวัสดุจะไม่ Deform หรือ เสียหาย เมื่อนำไปใช้งานภายใต้ความดันที่ออกแบบไว้

แต่หากเป็น Storage Tank ที่ใช้งานอยู่ (In-Service) ตาม API 653 จะอนุญาตให้ใช้ Allowable Tensile Stress ที่มีค่าสูงกว่าตอน Design ในการคำนวณ Minimum Serviceable Thickness หรือ Minimum Required Thickness ของ Storage Tank Shell นั่นคือ ค่าที่น้อยกว่าระหว่าง 0.429 Tensile Strength และ 0.8 Yield Strength สำหรับ 1^st และ 2^nd Shell Course และ ค่าที่น้อยกว่าระหว่าง 0.472 Tensile Strength และ 0.88 Yield Strength ของวัสดุนั้นๆ สำหรับ 3^rd Shell Course ขึ้นไป
by Mo Thanachai

Improper Vortex Breaker – Case Study 1; 

รูปแบบของ Vortex Breaker ที่ไม่เหมาะสม อาจจะไม่สามารถยับยั้งการก่อตัวของกระแสน้ำวน (Vortex) ได้ ดัง Case ตัวอย่างด้านล่าง เมื่อ Vortex สามารถก่อตัวขึ้นได้ ก็จะส่งผลให้มี Vapor เข้าไปในกระแสของ Liquid และทำให้เกิด Erosion จาก Two-phase flow ที่บริเวณ Bottom outlet nozzle และ Pipe ที่ต่อกับตัว Deaerator รวมถึงสร้างความเสียหายให้กับ Baffle plate ของ Vortex breaker เองด้วย

ใน Case นี้เราได้ Modify ตัว Vortex breaker ใหม่ โดยเพิ่มขนาดของ Disc plate และเพิ่มความยาวของ Cross baffle plate ซึ่งหลังจากใช้งานไปได้ประมาณ 3 ปี ก็ได้มีการตรวจสอบติดตามและก็ไม่พบความเสียหายที่ Vortex breaker และ Nozzle แสดงให้เห็นว่า Vortex breaker ที่ Modify ไปสามารถยับยั้งการก่อตัวของ Vortex ได้ดีครับ
by Mo Thanachai

Disc and Cross Type Vortex Breaker;

Disc and Cross Type Vortex Breaker เป็นอีกรูปแบบหนึ่งที่พบเห็นได้บ่อยใน Vessels โดยรูปแบบนี้จะมีทั้ง Disc plate และ Cross baffle plate เพื่อใช้ในการป้องกันและยับยั้งการก่อตัวของกระแสน้ำวน (Vortex) 
ปล. ถ้านึกภาพไม่ออกย้อนกลับไปดูโพสต์เก่าได้นะครับ
by Mo Thanachai

Cross Type and Disc Type Vortex Breaker; 

การยับยั้งการเกิดกระแสน้ำวนของ Vortex Breaker แบบ Cross Type และแบบ Disc Type มีหลักการคือ

1. Cross Type Vortex Breaker จะใช้ Baffle Plates วางขวางการหมุนของกระแสน้ำวน (Vortex) ทำให้ Vortex ไม่สามารถก่อตัวขึ้นได้

2.  Vortex Breaker แบบ Disc Type นั้นจะใช้ Disc Plate วางอยู่ด้านบนของ Bottom outlet nozzle เพื่อทำหน้าที่ในการบังคับ Flow ของของเหลวให้ไหลเข้า nozzle จากทางด้านข้าง จึงทำให้ไม่เกิดการก่อตัวของ Vortex ขึ้น
by Mo Thanachai

Vortex Breaker – Overview; 

Vortex Breaker เป็นอุปกรณ์ (Device) ที่ใช้ในการยับยั้งการเกิดขึ้นหรือการก่อตัวของกระแสน้ำวน (Vortex) ในขณะที่มีการถ่ายเทของเหลวออกจากตัว Vessel โดย Vortex Breaker จะถูกติดตั้งอยู่ภายใน Vessel ตรงบริเวณทางเข้าของ Bottom outlet nozzle และ Bottom drain nozzle.

Vortex Breaker ใน Vessels มีด้วยกันหลายรูปแบบซึ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปก็จะเป็นแบบ Cross-Type, Disc Type, และ Cross & Disc Type โดยเราจะมาพูดถึงหลักการของแต่ละแบบในครั้งต่อไปนะครับ
by Mo Thanachai 

Vortex in Vessels; 

Vortex หรือกระแสน้ำวน ใน Vessels คือการหมุนรอบแกนของของเหลวขณะที่มีการปล่อยหรือถ่ายเทของเหลวออกจาก Vessels ซึ่งปรากฏการนี้เกิดจากการที่โลกหมุนรอบตัวเอง โดย Vortex สามารถสังเกตได้ง่ายๆ ในชีวิตประจำวัน เช่น การกดน้ำทิ้งในชักโครก การปล่อยน้ำจากอ่างล้างจานหรืออ่างอาบน้ำ

Vortex ที่เกิดขึ้นใน Vessels จะนำเอาก๊าซหรือ Vapor เข้าไปในกระแสของของเหลว (Liquid Stream) ที่ถูกถ่ายเทออกไป ซึ่งจะทำให้กระบวนการการกลั่นแยก Process ในลำดับถัดไปมีประสิทธิภาพต่ำ, ระบบมี Pressure drop มากขึ้น, ทำให้เกิด Erosion จาก Two-phase flow ที่ Nozzle หรือ Pipe ที่ต่อกับตัว Vessel และเป็นสาเหตุให้เกิด Cavitation ที่ Downstream pump ด้วยเหตุผลเหล่านี้ใน Vessels จึงต้องมี Vortex Breaker ซึ่งเราจะพูดถึงกันในครั้งต่อไปนะครับ
by Mo Thanachai 

Example of “Static Head” in ASME Section VIII Vessel Calculation; 

ความดันที่ใช้ในการคำนวณความหนาของ Pressure Vessels ตาม ASME Section VIII Division 1 จะต้องเท่ากับ ความดันที่จะเกิดขึ้นภายในของ Vessel  (Internal Design Pressure) บวกกับ “Static Head” หรือความดันที่เกิดจากน้ำหนักของ Liquid ภายใน Vessel ณ จุดที่ต่ำที่สุดของ Vessel Part นั้นๆ ในตัวอย่างเป็นความดันที่มากที่สุดที่กระทำกับ Part ของ Left Ellipsoidal Head ซึ่งจะถูกนำไปใช้ในการคำนวณนะครับ (SG = Specific Gravity, H_S = Liquid Height)

by Mo Thanachai