Chloride Cracking on Austenitic Stainless Steel Bonnet and Corrosion Pits on Bellow;

ในรูปเป็น Case ตัวอย่างของ Bonnet และ Bellow ที่พบการรั่วตอนที่ทำ Backpressure Test

Stainless Steel Bonnet เกิดรอยแตก Stress Corrosion Cracking ซึ่งเกิด Chloride Content และน้ำที่อยู่ใน Common Outlet Pipping

ส่วน Stainless Steel Bellow พบเป็น Corrosion Pits เนื่องจาก Chloride Content และน้ำที่อยู่ใน Outlet Pipping เช่นกัน

ยังไงก็อย่าลืมทำ Backpressure Test กันนะครับ

by Mo Thanachai 

การทดสอบ Backpressure Test ของ Pressure Relief Valve (PRV)

PRV Backpressure Testing;

พูดถึงการทดสอบ PRV ทุกคนคงรู้จัก (1) Pop Test หรือ Set Pressure Test เป็นการทดสอบว่า PRV จะสามารถเปิดที่ความดัน Inlet Pressure ตามที่ Set ไว้ได้หรือไม่ และ (2) Seat Tightness Test หรือที่เราเรียกกันว่า Leak Test ซึ่งเป็นการทดสอบการรั่วซึมระหว่าง Disc กับ Seat ของตัว PRV หลังจากทำ Pop Test.

แต่สำหรับ Closed Bonnet PRV ที่อยู่ในระบบปิดและไม่ต้องการให้ Fluid ในระบบรั่วออกสู่ภายนอก (Discharge to Closed System) จะต้องทำ Backpressure Test ตาม Requirement ของ ASME BPVC Section VIII, Div.1 ด้วย

Backpressure Test คือการอัดอากาศหรือ Gas ที่ Pressure อย่างน้อย 2 bars ไปที่ฝั่ง Outlet ของ PRV แล้วดูว่า Body, Bonet, Bellow รวมถึง Gasketed Joint และ Connection ต่างๆ มีรั่วซึมหรือไม่ ซึ่งเราจะใช้น้ำสบู่ช่วยในการหารอยรั่ว

การทำ Backpressure Test นั้นยังสามารถตรวจสอบการรั่วของตัว Bellow ได้ หลักการคือถ้าหากมีการรั่วผ่านตัว Bellow เราจะสามารถ Detect ได้ที่รู Vent ของตัว Bonnet

แล้วถ้าเราไม่ทำ Backpressure Test จะมีผลอย่างไร???

การรั่วของตัว Bellow จะทำให้มันไม่สามารถชดเชย Backpressure ได้ตามฟังก์ชัน ส่งผลให้ PRV ไม่สามารถเปิดระบายความดันได้ตรงตาม Set Pressure ที่ตั้งไว้ และการรั่วของ Fluid ในระบบสู่ภายนอกอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม คน หรืออุปกรณ์ที่อยู่ในบริเวณนั้นได้ครับ
by Mo Thanachai

Pressure Vessel ออกแบมาเพื่อใช้งานที่อุณหภูมิสูง แต่ต้องทำ Hydrotest ที่อุณหภูมิ Ambient สามารถทำได้อย่างไร???

Stress Ratio for Pressure Test;

เราทราบกันดีว่า New Pressure Vessel ก่อนที่จะนำไปใช้งานนั้นจำเป็นต้องทำ Hydrostatic Test ที่ความดัน (Test Pressure) ตามที่ ASME BPVC Section VIII, Div.1 กำหนด นั่นคือ ไม่น้อยกว่า 1.3 เท่าของ Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) หรือ 1.5 เท่าของ MAWP สำหรับ Vessel ที่ออกแบบตาม ASME Code Edition ก่อนปี 1999 เพื่อทดสอบความแข็งแรงและตรวจสอบการรั่วของ Pressure Vessel

ปกติแล้วเราจะทำ Hydrotest กันที่อุณหภูมิบรรยากาศ (Ambient) แต่ Vessel บางตัวนั้นถูกออกแบบมาให้ใช้งานภายใต้ความดันที่อุณหภูมิสูง คำถามคือการทำ Hydrotest ที่อุณหภูมิ Ambient กับที่อุณหภูมิที่เราต้องการจะนำ Vessel ไปใช้งาน (Design Temperature) นั้นแตกต่างกันหรือไม่...

เริ่มจากมาดูกันว่าอุณหภูมิที่สูงขึ้นมีผลกับ Pressure Vessel อย่างไร?

วัสดุโดยทั่วไปรวมถึงเหล็กที่ใช้ทำ Vessel จะมีความแข็งแรงลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น นั่นหมายความว่าความดันที่อุณหภูมิสูงจะสร้างผลกระทบกับตัว Vessel มากกว่าที่อุณหภูมิต่ำ สรุปก็คือ เราทำ Hydrotest ที่อุณหภูมิ Ambient ซึ่ง Vessel มีความแข็งแรงมากกว่า ก็ต้องใช้ Test Pressure มากกว่า 1.3 เท่าของ MAWP

แล้ว ASME บอกว่าอย่างไร?

ASME ได้กำหนด Temperature Correction Factor หรือ Stress Ratio ขึ้นมาเพื่อชดเชยความแข็งแรงของ Vessel ที่ลดลงเมื่อต้องนำไปใช้ที่อุณหภูมิสูง โดย Stress Ratio สามารถคำนวณได้จากการนำความแข็งแรงของวัสดุที่อุณหภูมิ Ambient (อุณหภูมิทดสอบ) มาหารด้วย ความแข็งแรงของวัสดุที่อุณหภูมิ Design Temperature และ Stress Ratio นั้นจะต้องมีค่ามากกว่าเท่ากับ 1 เสมอ ซึ่งเมื่อนำไปคูณก็จะได้ Test Pressure มากกว่า 1.3 เท่าของ MAWP นั่นคือ ASME บังคับให้เรา Test ที่ความดันที่สูงขึ้น

ถึงตอนนี้ลองสังเกตกันดูนะครับว่า Hydro. Test Pressure สำหรับ High Temperature Service Pressure Vessel นั้นมักจะมีค่าสูงกว่า 1.3 เท่า (หรือ 1.5 เท่า) ของ MAWP เสมอ และสำหรับใครที่ต้องการคำนวณ Test Pressure เพื่อนำไปใช้งานก็อย่าลืมพิจารณา Stress Ratio กันด้วยนะครับ

by Mo Thanachai

Design Pressure vs. MAWP of ASME VIII Vessel;

Design  Pressure และ MAWP ของ Pressure Vessel แตกต่างกันอย่างไร ???

หลายคนคงเคยเห็นค่า “Design Pressure” และ “Maximum Allowable Working Pressure” หรือ MAWP ของ Pressure Vessel ใน Drawing, Strength Calculation Sheet หรือบน Nameplate และอาจสงสัยว่าทำไมค่าทั้งสองถึงไม่เท่ากัน

แล้ว “Design Pressure” และ “MAWP” แตกต่างกันอย่างไร เรามาดูความหมายและที่มาของแต่ละตัวกันก่อน

“Design Pressure” คือ ความดันสูงสุดที่ผู้ออกแบบกระบวนการผลิต (Process Designer) ประเมินว่ามีโอกาสเกิดขึ้นได้ ณ อุณหภูมิ Design Temperature

“MAWP” คือ ความดันสูงสุดที่ Pressure Vessel ลูกนั้นสามารถทนได้ ณ อุณหภูมิ Design Temperature ซึ่งคำนวณโดยใช้ความหนาของ Part ที่มีความแข็งแรงน้อยที่สุด ลบด้วย Corrosion Allowance

สรุปคือ Design Pressure เป็นความดันสูงสุดที่ Designer คาดว่าจะเกิดขึ้นได้ในกระบวนการผลิตและถูกนำมาใช้ในการออกแบบ Pressure Vessel ส่วน MAWP เป็นความดันจริงที่ Vessel ลูกนั้นสามารถทนได้ ดังนั้น MAWP จะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ Design Pressure เสมอ

เมื่อเข้าใจกันแล้วก็อย่าสับสนในการใช้งานนะครับ โดยเฉพาะการทดสอบความดัน (Pressure Test) สำหรับ New Pressure Vessel ตาม ASME Section VIII, Div.1 เราใช้ MAWP ในการคำนวณนะครับ ไม่ใช่ Design Pressure

(อ่านเพิ่มเติมเรื่อง Hydrostatic Test ได้ใน https://monghaihen.blogspot.com/search?q=hydrostatic+Test+Vessel)

by Mo Thanachai

Bend Test Acceptance Criteria for Welding Procedure Qualification per ASME IX;

ในการทดสอบคุณสมบัติของขั้นตอนการเชื่อม หรือที่เรามักเรียกว่าการ Qualify Weld Procedure นั้นจะต้องมีการนำชิ้นงานเชื่อมไปทดสอบคุณสมบัติทางกล (Mechanical Properties) ด้วยเสมอ โดยวิธีการทดสอบตามมาตรฐาน  ASME BPVC Section IX หลักๆ จะใช้เป็น Tension Test ทดสอบความแข็งแรง (Strength) ของแนวเชื่อม, Bend Test เพื่อดูความสมบูรณ์ (soundness) ของแนวเชื่อม, และ Impact Test ดูความเหนียวหรือความแกร่ง (Toughness) ที่อุณหภูมิต่ำ (ติดลบ)

Bend Test คือการนำแนวเชื่อมมาดัดโค้ง แล้วดูว่าผิวด้านนอกของแนวเชื่อมตรงบริเวณที่ดัดโค้ง ซึ่งจะเป็นบริเวณที่รับแรงดึงระหว่างการดัดมีรอยแตกหรือ Defect จากกระบวนการเชื่อมเกิดขึ้นหรือไม่

ตาม ASME Section IX นั้นชิ้นงานทดสอบ Bend Test จะต้องไม่มี Open Defect ขนาดเกิน 3 mm. จึงจะถือว่าแนวเชื่อมนั้นสมบูรณ์และผ่าน Acceptance Criteria ยกเว้นในกรณีที่มีรอยแตกเกิดขึ้นที่ขอบของชิ้นงาน (Corner) ซึ่งเป็นบริเวณที่ได้รับ Stress สูง เนื่องจากมีการเปลี่ยนรูปร่าง (Discontinuity) จะไม่ถือว่าเป็น Defect ถ้าหากรอยแตกนั้นไม่ได้บ่งว่าเกิดจากปัญหาในงานเชื่อม เช่น lack of fusion หรือ slag inclusion

ในรูปเป็นตัวอย่างของชิ้นงาน Bend Test และการบันทึกผลใน Welding Procedure Qualification Record (PQR) ลองไปเปิด PQR ในงานที่ผ่านมากันดูครับ ว่ามีการบันทึกผล Bend Test ไว้ยังไงกันบ้าง

by Mo Thanachai

Vacuum Box Test  - API 650 Storage Tank Bottom Inspection (2);

ต่อจากครั้งที่แล้วที่พูดถึงหลักการตรวจสอบรอยรั่วที่แนวเชื่อมของ Tank Bottom ด้วย Vacuum Box Test วันนี้จะขอพูดถึงขั้นตอนและข้อกำหนดในการทำ Vacuum Box Test ตาม API 650 นะครับ

ใน API 650 ได้กำหนด Requirement สำหรับการทำ Vacuum Box Test ดังนี้ครับ

1) อุณหภูมิของผิวที่จะทำการทดสอบต้องอยู่ระหว่าง 4 – 52 องศาเซลเซียส เพื่อไม่ให้น้ำสบู่ระเหยหรือหนืดเกินไป

2) ชโลมน้ำสบู่ให้ทั่วพื้นที่ต้องการตรวจสอบ โดยน้ำสบู่ต้องเข้มข้นพอที่จะสามารถทำให้เกิด Bubble ได้ครับ

3) Vacuum pressure หรือ Negative pressure ที่ใช้ต้องอยู่ระหว่าง 21 – 35 kPa (0.21 – 0.35 bar)

4) ในการตรวจสอบให้วาง Vacuum Box ซ้อนทับ (Overlap)  กับครั้งก่อนหน้าเป็นระยะอย่างน้อย 50 mm (2 in.)

5) การตรวจสอบแต่ละจุดต้องค้าง (Hold) Vacuum pressure อย่างน้อย 5 วินาที

จะเห็นได้ว่าขั้นตอนเหล่านี้นั้นทำให้การตรวจสอบรอยรั่วของ Tank Bottom เป็นไปอย่างได้ผล (Effective) ดังนั้นในการทำ Vacuum Box Test ทุกครั้ง ก็อย่าลืมทำตาม Requirement ของ API กันนะครับ

by Mo Thanachai

Vacuum Box Test  - API 650 Storage Tank Bottom Inspection (1);

Vacuum Box Test เป็นวิธีการตรวจสอบรอยรั่ว (leak) ของพื้นถัง (Tank Bottom) โดยเฉพาะบริเวณรอยต่อหรือแนวเชื่อมระหว่าง Bottom plate และแนวเชื่อม Corner ระหว่าง Bottom กับ Shell (Shell –to-bottom welded joint) โดยวิธีการคือให้ชโลมพื้นผิวที่ต้องการทดสอบด้วย Soap solution จากนั้นใช้ Vacuum box ในการดูดอากาศ ซึ่งถ้าหาก Tank Bottom มีรอยรั่ว อากาศก็จะถูกดูดผ่านรอยรั่วนั้นและทำให้เกิดเป็น Bubbles ขึ้น

วิธีการนี้สร้างสุญญากาศ (Negative pressure) ภายใน Vacuum box ด้วยหลักการ Venturi effect โดยใช้ปั้มลม (Air compressor) เป่าอากาศผ่าน Air ejector ที่ติดอยู่กับตัว Vacuum Box ทำให้อากาศที่อยู่ใน Vacuum Box ถูกดูดออกแล้วจึงเกิดเป็นสุญญากาศ หรือจะใช้เป็น Vacuum pump ในการสร้าง Negative pressure ก็ได้

ถ้าหากบริเวณ Tank bottom มีรอยรั่ว อากาศก็จะถูกดูดจากใต้พื้นถังขึ้นมาผ่านทางรอยรั่วแล้วเกิดเป็นฟอง Bubble ขึ้นทำให้เราทราบถึงตำแหน่งที่มีรอยรั่ว ตัวอย่างในรูปเป็นรอยรั่วที่ตรวจพบตรงบริเวณแนวเชื่อม Three plate joint ซึ่งเราจะสามารถเห็นเป็น Bubbles เล็กๆ ฝุดออกมาจากบริเวณดังกล่าว เป็นการบ่งบอกว่ามีรอยรั่วเกิดขึ้น

by Mo Thanachai