https://www.gerb.com/technical-insights
info@gerb.com

ตัวหน่วงแบบหนืด (Viscous Damper) สำหรับลดแรงสั่นสะเทือนของระบบท่อในโรงงานปิโตรเคมี

GERB ได้รับการติดต่อจากบริษัทปิโตรเคมีแห่งหนึ่งในภูมิภาคตะวันออกกลางเพื่อขอความช่วยเหลือในการลดปัญหาแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากโรงแยกก๊าซธรรมชาติแห่งหนึ่ง

โรงแยกก๊าซธรรมชาติทั้งหมด 4 ยูนิตต้องได้รับการแก้ปัญหาเนื่องจากมีระดับแรงสั่นสะเทือนเกินกว่าขีดจำกัดที่อนุญาต (ดูรูปที่ 1) การศึกษากระบวนการภายในของลูกค้าพบว่ามีการไหลเป็นคลื่นที่มีฟองอากาศ (slug flow) ในท่อ ซึ่งก่อให้เกิดแรงภายในที่ไม่สามารถกำจัดได้ เมื่อพิจารณาถึงข้อจำกัดต่างๆ เช่น ท่อขุดเจาะขนาดใหญ่ (36 นิ้ว) ท่อแนวตั้งที่ยาวมาก และข้อเท็จจริงที่ว่าอุปกรณ์รองรับส่วนใหญ่เชื่อมติดอยู่กับถังบรรจุก๊าซที่มีแรงดัน จึงไม่สามารถปรับแก้การวางท่อหรืออุปกรณ์รองรับที่มีอยู่เดิมได้ ตัวหน่วงสำหรับงานท่อของ GERB เป็นโซลูชันที่ดีในการแก้ปัญหาดังกล่าว เพราะมีคุณสมบัติที่สามารถติดตั้งเสริมได้อย่างยอดเยี่ยมและมีความสามารถในการลดแรงสั่นสะเทือนรุนแรงทั่วไป เป้าหมายก็คือการลดระดับแรงสั่นสะเทือนจาก “น่ากังวล” ให้อยู่ในระดับที่ “ยอมรับได้” ในตำแหน่งที่ 6 และ 7 ของยูนิตแรกที่มีการติดตั้ง (เหมือนกับยูนิตอื่นๆ โดยมีความแตกต่างเล็กน้อยในบางจุดเท่านั้น)

รูปที่ 1 - ระดับแรงสั่นสะเทือนที่ตำแหน่งต่างๆ

การสร้างแบบจำลองและการจําลองระเบียบวิธี

ลูกค้าได้ให้ข้อมูลแบบจำลอง CEASAR II ซึ่งถูกนำเข้าไปในท่อ 2 ดูรูปที่ 2 สำหรับภาพรวมของระบบท่อและรูปที่ 3 สำหรับแนวคิดการติดตั้งตัวหน่วง

รูปที่ 2 - ภาพรวมของระบบท่อ

มีการตรวจสอบการติดตั้งตัวหน่วงต่างๆ เพื่อทำความเข้าใจในผลกระทบ เช่น ตัวหน่วง 2 หรือ 4 ตัวต่อท่อหนึ่งส่วน รูปที่ 3 แสดงระบบที่ติดตั้งตัวหน่วง 2 จุด

กรุณาดู [1] คำอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองของตัวหน่วงแบบหนืดหรือ [2] คำอธิบายที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นในวิธีใช้งานในระบบท่อ

รูปที่ 3 แบบจำลองท่อ 2 ที่มีตัวอย่างการติดตั้งตัวหน่วง

ผลการจําลองระเบียบวิธี

มีการเปรียบเทียบการติดตั้งต่อไปนี้:

  1. ไม่มีตัวหน่วง
  2. มีตัวหน่วง 2 จุด
  3. มีตัวหน่วง 4 จุด (ตำแหน่งละ 2 ตัวเรียงประกบกัน)

จากการเปรียบเทียบจะเห็นได้ว่าสามารถลดแรงสั่นสะเทือนได้เป็นอย่างมากที่โหนด 1010 และโหนด 1050 ซึ่งเป็นตำแหน่งที่อยู่ใกล้กับตำแหน่งที่ติดตั้งตัวหน่วงไว้ สำหรับโหนด 1060 ที่อยู่ห่างออกไปจากตำแหน่งที่ติดตั้งตัวหน่วงมีการลดแรงสั่นสะเทือนที่น้อยลง

ตารางที่ 1 - ผลการเปรียบเทียบการติดตั้งตัวหน่วงต่างๆ โดยมีรอบการสั่นเป็น มม./วินาที

การเลือกใช้ตัวหน่วง

มีการเลือกใช้ตัวหน่วงในจำนวนที่จะทำให้ลดแรงสั่นสะเทือนได้ดีที่สุดตามเงื่อนไขของตำแหน่งที่จะติดตั้งและความสามารถในการรับแรงของอุปกรณ์รองรับ:

 

  • แรงสูงสุดที่กระทำต่ออุปกรณ์รองรับต้องไม่เกิน 5 กิโลนิวตัน
  • จุดติดตั้งอุปกรณ์รองรับที่เหมาะสมมีจำกัด

มีการตัดสินใจว่าจะติดตั้งตัวหน่วงขนาดกลางทั้งหมด 4 ตัวที่ยูนิตนี้ การเลือกขนาดของตัวหน่วงคำนึงข้อจำกัดของกำลังและความแข็งแกร่งที่จำเป็นของอุปกรณ์รองรับที่มีอยู่ในตำแหน่งนั้นๆ นอกจากนี้ยังมีการตัดสินใจว่าจะติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกันด้วยเพื่อลดแรงบิดที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์รองรับและตัวท่อเอง รูปที่ 7 แสดงแผนภาพการติดตั้งดังกล่าว

รูปที่ 7 - ตัวหน่วง 2 ตัวเรียงประกบกันที่ส่วนตัดท่อแนวตั้ง

การออกแบบข้อรัดแบบใช้แรงเสียดทาน

ลูกค้าขอให้ GERB ออกแบบและผลิตข้อรัดแรงเสียดทานที่ซับซ้อนเพื่อใช้ในการติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกันนี้ ในขั้นตอนการออกแบบต้องคำนึงถึงประเด็นต่างๆ อย่างเช่น ความสามารถในการรับแรงเสียดทาน การขยายตัวเนื่องจากความร้อน และการป้องกันการกัดกร่อนที่เกิดจากการเสียดสีของท่อเหล็กกล้าไร้สนิมกับข้อรัดเหล็กกล้าคาร์บอน ข้อกำหนดเบื้องต้นมีดังต่อไปนี้:

 

  • ท่อเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด 30 นิ้ว
  • ข้อรัดเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกัน
  • อุณหภูมิของเหลวในท่อ 107° C
  • อุณหภูมิแวดล้อม +5° C – +55° C
  • แรงที่ตัวหน่วงต้องรับทั้งหมดต้องถ่ายโอนผ่านแรงเสียดทานของข้อรัด
  • ส่วนประกอบทั้งหมดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านกำลังที่จำเป็นของมาตรฐานและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง
  • สามารถติดตั้งได้ในส่วนที่อยู่สูงของโรงงาน

เพื่อป้องกันการกัดกร่อนเนื่องจากการเสียดสีของเหล็กกล้าไร้สนิม จึงมีการออกแบบแผ่นรองสำหรับใส่เข้าไประหว่างข้อรัดกับท่อ ตัวข้อรัดเองมาจาก S355 นอกจากการออกแบบข้อรัดนี้จะเป็นไปตามข้อกำหนดที่กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว ยังมีราคาไม่แพงและติดตั้งได้ง่ายด้วย

การผลิต

การผลิตตัวหน่วงและข้อรัดทั้งหมดประกอบขึ้นที่สำนักงานใหญ่ของ GERB ในเมืองเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี การควบคุมคุณภาพและการจัดทำเอกสารการผลิตเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและแผนการรับประกันคุณภาพ (Quality Assurance Plan, QAP) อย่างละเอียดที่ตกลงร่วมกับลูกค้า (ดูรูปที่ 8) การผลิตเสร็จทันเวลาและมีการจัดส่งชิ้นส่วนให้กับลูกค้า

รูปที่ 8 - แผนการรับประกันคุณภาพในการผลิตตัวหน่วง

การติดตั้งและการควบคุมดูแล

ขั้นตอนการติดตั้งทำร่วมกับลูกค้า โดยที่ลูกค้าเป็นผู้จัดหาเครนและบุคลากร ส่วนวิศวกรที่มีประสบการณ์ของ GERB ที่หน้างานเป็นผู้กำกับดูแลขั้นตอนการติดตั้ง มีการจัดทำคู่มือด้านคุณภาพที่มีคำอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนการติดตั้งที่จำเป็นทั้งหมด

รูปที่ 9 และ 10 แสดงหน้าจากคู่มือการติดตั้งเพื่อให้เห็นถึงเนื้อหาในคู่มือ [3] เป็นเอกสารอ้างอิงของคู่มือการติดตั้งมาตรฐานของ GERB สำหรับตัวหน่วง การติดตั้งข้อรัดแต่ละชิ้นจะมีคู่มือเฉพาะเป็นของตัวเอง ซึ่งจัดทำมาอย่างถูกต้องแม่นยำสำหรับแผนการติดตั้งข้อรัดนั้นๆ โดยเฉพาะ

รูปที่ 9 - ลักษณะการติดตั้งหลังจากยึดชุดข้อรัดและตัวเว้นระยะเข้าด้วยกันแล้ว (คัดลอกมาจากคู่มือการติดตั้ง)
รูปที่ 10 - ตัวอย่างลักษณะการติดตั้งของสลักเกลียวหนึ่งชิ้นที่ไม่มีน็อตยึด (คัดลอกมาจากคู่มือการติดตั้ง)

การยืนยันผลลัพธ์ที่วัดได้

ตารางที่ 2 แสดงผลจากสถานะของ 4 ยูนิตก่อนติดตั้งตัวหน่วงเทียบกับหลังติดตั้งตัวหน่วง นอกจากยูนิต 2 ที่ไม่ได้มีปัญหามาตั้งแต่แรก ระดับแรงสั่นสะเทือนของระบบทั้งหมดลดลงจากระดับ “น่ากังวล” มาอยู่ในระดับที่ “ยอมรับได้” การลดแรงสั่นสะเทือนอยู่ในช่วงประมาณ 60% ถึง 80% โดยมีค่าเฉลี่ยโดยรวม 68% (สำหรับยูนิต 1, 3 และ 4) ซึ่งมากกว่าที่การจําลองระเบียบวิธีคาดไว้ประมาณ 20% ซึ่งคาดไว้ว่าจะมีการลดแรงสั่นสะเทือนได้ประมาณ 45%

ค่าการลดแรงสั่นสะเทือนเฉลี่ยที่สูงนี้บ่งบอกว่าการวางแผน การเลือก การผลิต และการติดตั้งตัวหน่วงมีการดำเนินการอย่างถูกต้อง

ตารางที่ 2 - ค่าการสั่นสะเทือนที่วัดได้ ก่อน / หลัง

สรุป

กรณีศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการใช้ตัวหน่วงแบบหนืดสำหรับงานท่อนั้นมีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการลดแรงสั่นสะเทือนจากการดำเนินงานในระบบท่อที่มีการไหลเป็นคลื่นที่มีฟองอากาศ (slug flow) และปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึงกัน การติดตั้งที่อธิบายไว้คุ้มค่าต้นทุนเป็นอย่างมากและสามารถติดตั้งเข้ากับท่อทั้งหมดได้ทั่วทั้งโรงงาน ซึ่งช่วยลดเวลาสูญเปล่าของโรงงานและลดต้นทุนเพิ่มเติมที่เกิดจากระบบขัดข้อง

การลดแรงสั่นสะเทือนเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 68% ซึ่งมากกว่าค่าที่คำนวณได้จากการจําลองระเบียบวิธีและบ่งชี้ถึงความอนุรักษ์นิยมบางอย่างในแนวทางการทำแบบจำลอง ในขณะเดียวกัน ตัวเลขนี้ก็ให้เห็นว่าการวางแผนเตรียมจุดรองรับและการติดตั้งทั่วไปมีการดำเนินการอย่างมืออาชีพ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นที่ทำให้ตัวหน่วงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การออกแบบตัวหน่วงและอุปกรณ์ยึดคำนึงถึงตัวแปรทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับโครงการ ซึ่งเน้นย้ำว่าการจําลองระเบียบวิธีและการใช้ตัวหน่วงในงานท่อนั้นเป็นเครื่องมือที่ใช้ได้จริงและประหยัดคุ้มค่าในการลดแรงสั่นสะเทือนในโรงงานปิโตรเคมี

เอกสารอ้างอิง

[1]           คำอธิบายของคุณสมบัติที่ขึ้นกับความถี่ของแดมเปอร์ยืดหยุ่นแบบหนืด
Barutzki, GERB, December 2006, pdf

 

[2]           การปรับปรุงอายุการใช้งานและความปลอดภัยของระบบท่อโดยการใช้ตัวหน่วงแบบหนืด, สำหรับงาน Middle East Static Convention 2018
Fischer, Barutzki, GERB, March 2018, pdf

 

[3]           คำแนะนำสำหรับการขนส่ง การติดตั้ง การบำรุงรักษา และการกำจัดสำหรับตัวหน่วงงานท่อทุกประเภท
Fischer, Barutzki, GERB, April 2020, pdf

 

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเอกสารอ้างอิงข้างต้น กรุณาติดต่อเรา

แชร์โพสต์นี้

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้
กรุณาติดต่อสอบถามเราได้เสมอ
วิศวกรโครงการของเราจะตอบกลับคุณโดยเร็วที่สุด


    เว็บไซต์นี้ได้รับการปกป้องโดย reCAPTCHA และ Google และมีการใช้ นโยบายความเป็นส่วนตัว และ เงื่อนไขการให้บริการ

    ตัวหน่วงแบบหนืด (Viscous Damper) สำหรับลดแรงสั่นสะเทือนของระบบท่อในโรงงานปิโตรเคมี

    GERB ได้รับการติดต่อจากบริษัทปิโตรเคมีแห่งหนึ่งในภูมิภาคตะวันออกกลางเพื่อขอความช่วยเหลือในการลดปัญหาแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากโรงแยกก๊าซธรรมชาติแห่งหนึ่ง

    โรงแยกก๊าซธรรมชาติทั้งหมด 4 ยูนิตต้องได้รับการแก้ปัญหาเนื่องจากมีระดับแรงสั่นสะเทือนเกินกว่าขีดจำกัดที่อนุญาต (ดูรูปที่ 1) การศึกษากระบวนการภายในของลูกค้าพบว่ามีการไหลเป็นคลื่นที่มีฟองอากาศ (slug flow) ในท่อ ซึ่งก่อให้เกิดแรงภายในที่ไม่สามารถกำจัดได้ เมื่อพิจารณาถึงข้อจำกัดต่างๆ เช่น ท่อขุดเจาะขนาดใหญ่ (36 นิ้ว) ท่อแนวตั้งที่ยาวมาก และข้อเท็จจริงที่ว่าอุปกรณ์รองรับส่วนใหญ่เชื่อมติดอยู่กับถังบรรจุก๊าซที่มีแรงดัน จึงไม่สามารถปรับแก้การวางท่อหรืออุปกรณ์รองรับที่มีอยู่เดิมได้ ตัวหน่วงสำหรับงานท่อของ GERB เป็นโซลูชันที่ดีในการแก้ปัญหาดังกล่าว เพราะมีคุณสมบัติที่สามารถติดตั้งเสริมได้อย่างยอดเยี่ยมและมีความสามารถในการลดแรงสั่นสะเทือนรุนแรงทั่วไป เป้าหมายก็คือการลดระดับแรงสั่นสะเทือนจาก “น่ากังวล” ให้อยู่ในระดับที่ “ยอมรับได้” ในตำแหน่งที่ 6 และ 7 ของยูนิตแรกที่มีการติดตั้ง (เหมือนกับยูนิตอื่นๆ โดยมีความแตกต่างเล็กน้อยในบางจุดเท่านั้น)

    รูปที่ 1 - ระดับแรงสั่นสะเทือนที่ตำแหน่งต่างๆ

    ตัวหน่วงแบบหนืด (Viscous Damper) สำหรับลดแรงสั่นสะเทือนของระบบท่อในโรงงานปิโตรเคมี

    GERB ได้รับการติดต่อจากบริษัทปิโตรเคมีแห่งหนึ่งในภูมิภาคตะวันออกกลางเพื่อขอความช่วยเหลือในการลดปัญหาแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากโรงแยกก๊าซธรรมชาติแห่งหนึ่ง

    โรงแยกก๊าซธรรมชาติทั้งหมด 4 ยูนิตต้องได้รับการแก้ปัญหาเนื่องจากมีระดับแรงสั่นสะเทือนเกินกว่าขีดจำกัดที่อนุญาต (ดูรูปที่ 1) การศึกษากระบวนการภายในของลูกค้าพบว่ามีการไหลเป็นคลื่นที่มีฟองอากาศ (slug flow) ในท่อ ซึ่งก่อให้เกิดแรงภายในที่ไม่สามารถกำจัดได้ เมื่อพิจารณาถึงข้อจำกัดต่างๆ เช่น ท่อขุดเจาะขนาดใหญ่ (36 นิ้ว) ท่อแนวตั้งที่ยาวมาก และข้อเท็จจริงที่ว่าอุปกรณ์รองรับส่วนใหญ่เชื่อมติดอยู่กับถังบรรจุก๊าซที่มีแรงดัน จึงไม่สามารถปรับแก้การวางท่อหรืออุปกรณ์รองรับที่มีอยู่เดิมได้ ตัวหน่วงสำหรับงานท่อของ GERB เป็นโซลูชันที่ดีในการแก้ปัญหาดังกล่าว เพราะมีคุณสมบัติที่สามารถติดตั้งเสริมได้อย่างยอดเยี่ยมและมีความสามารถในการลดแรงสั่นสะเทือนรุนแรงทั่วไป เป้าหมายก็คือการลดระดับแรงสั่นสะเทือนจาก “น่ากังวล” ให้อยู่ในระดับที่ “ยอมรับได้” ในตำแหน่งที่ 6 และ 7 ของยูนิตแรกที่มีการติดตั้ง (เหมือนกับยูนิตอื่นๆ โดยมีความแตกต่างเล็กน้อยในบางจุดเท่านั้น)

    รูปที่ 1 - ระดับแรงสั่นสะเทือนที่ตำแหน่งต่างๆ

    การสร้างแบบจำลองและการจําลองระเบียบวิธี

    ลูกค้าได้ให้ข้อมูลแบบจำลอง CEASAR II ซึ่งถูกนำเข้าไปในท่อ 2 ดูรูปที่ 2 สำหรับภาพรวมของระบบท่อและรูปที่ 3 สำหรับแนวคิดการติดตั้งตัวหน่วง

    รูปที่ 2 - ภาพรวมของระบบท่อ

    มีการตรวจสอบการติดตั้งตัวหน่วงต่างๆ เพื่อทำความเข้าใจในผลกระทบ เช่น ตัวหน่วง 2 หรือ 4 ตัวต่อท่อหนึ่งส่วน รูปที่ 3 แสดงระบบที่ติดตั้งตัวหน่วง 2 จุด กรุณาดู [1] คำอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองของตัวหน่วงแบบหนืดหรือ [2] คำอธิบายที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นในวิธีใช้งานในระบบท่อ

    รูปที่ 3 แบบจำลองท่อ 2 ที่มีตัวอย่างการติดตั้งตัวหน่วง

    ผลการจําลองระเบียบวิธี

    มีการเปรียบเทียบการติดตั้งต่อไปนี้:

     

    1. ไม่มีตัวหน่วง
    2. มีตัวหน่วง 2 จุด
    3. มีตัวหน่วง 4 จุด (ตำแหน่งละ 2 ตัวเรียงประกบกัน)

    จากการเปรียบเทียบจะเห็นได้ว่าสามารถลดแรงสั่นสะเทือนได้เป็นอย่างมากที่โหนด 1010 และโหนด 1050 ซึ่งเป็นตำแหน่งที่อยู่ใกล้กับตำแหน่งที่ติดตั้งตัวหน่วงไว้ สำหรับโหนด 1060 ที่อยู่ห่างออกไปจากตำแหน่งที่ติดตั้งตัวหน่วงมีการลดแรงสั่นสะเทือนที่น้อยลง

    ตารางที่ 1 - ผลการเปรียบเทียบการติดตั้งตัวหน่วงต่างๆ โดยมีรอบการสั่นเป็น มม./วินาที

    การเลือกใช้ตัวหน่วง

    มีการเลือกใช้ตัวหน่วงในจำนวนที่จะทำให้ลดแรงสั่นสะเทือนได้ดีที่สุดตามเงื่อนไขของตำแหน่งที่จะติดตั้งและความสามารถในการรับแรงของอุปกรณ์รองรับ:

     

    • แรงสูงสุดที่กระทำต่ออุปกรณ์รองรับต้องไม่เกิน 5 กิโลนิวตัน
    • จุดติดตั้งอุปกรณ์รองรับที่เหมาะสมมีจำกัด

    มีการตัดสินใจว่าจะติดตั้งตัวหน่วงขนาดกลางทั้งหมด 4 ตัวที่ยูนิตนี้ การเลือกขนาดของตัวหน่วงคำนึงข้อจำกัดของกำลังและความแข็งแกร่งที่จำเป็นของอุปกรณ์รองรับที่มีอยู่ในตำแหน่งนั้นๆ นอกจากนี้ยังมีการตัดสินใจว่าจะติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกันด้วยเพื่อลดแรงบิดที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์รองรับและตัวท่อเอง รูปที่ 7 แสดงแผนภาพการติดตั้งดังกล่าว

    รูปที่ 7 - ตัวหน่วง 2 ตัวเรียงประกบกันที่ส่วนตัดท่อแนวตั้ง

    การออกแบบข้อรัดแบบใช้แรงเสียดทาน

    ลูกค้าขอให้ GERB ออกแบบและผลิตข้อรัดแรงเสียดทานที่ซับซ้อนเพื่อใช้ในการติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกันนี้ ในขั้นตอนการออกแบบต้องคำนึงถึงประเด็นต่างๆ อย่างเช่น ความสามารถในการรับแรงเสียดทาน การขยายตัวเนื่องจากความร้อน และการป้องกันการกัดกร่อนที่เกิดจากการเสียดสีของท่อเหล็กกล้าไร้สนิมกับข้อรัดเหล็กกล้าคาร์บอน ข้อกำหนดเบื้องต้นมีดังต่อไปนี้:

     

    • ท่อเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด 30 นิ้ว
    • ข้อรัดเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกัน
    • อุณหภูมิของเหลวในท่อ 107° C
    • อุณหภูมิแวดล้อม +5° C – +55° C
    • แรงที่ตัวหน่วงต้องรับทั้งหมดต้องถ่ายโอนผ่านแรงเสียดทานของข้อรัด
    • ส่วนประกอบทั้งหมดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านกำลังที่จำเป็นของมาตรฐานและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง
    • สามารถติดตั้งได้ในส่วนที่อยู่สูงของโรงงาน

    เพื่อป้องกันการกัดกร่อนเนื่องจากการเสียดสีของเหล็กกล้าไร้สนิม จึงมีการออกแบบแผ่นรองสำหรับใส่เข้าไประหว่างข้อรัดกับท่อ ตัวข้อรัดเองมาจาก S355 นอกจากการออกแบบข้อรัดนี้จะเป็นไปตามข้อกำหนดที่กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว ยังมีราคาไม่แพงและติดตั้งได้ง่ายด้วย

    การผลิต

    การผลิตตัวหน่วงและข้อรัดทั้งหมดประกอบขึ้นที่สำนักงานใหญ่ของ GERB ในเมืองเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี การควบคุมคุณภาพและการจัดทำเอกสารการผลิตเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและแผนการรับประกันคุณภาพ (Quality Assurance Plan, QAP) อย่างละเอียดที่ตกลงร่วมกับลูกค้า (ดูรูปที่ 8) การผลิตเสร็จทันเวลาและมีการจัดส่งชิ้นส่วนให้กับลูกค้า

    รูปที่ 8 - แผนการรับประกันคุณภาพในการผลิตตัวหน่วง

    การติดตั้งและการควบคุมดูแล

    ขั้นตอนการติดตั้งทำร่วมกับลูกค้า โดยที่ลูกค้าเป็นผู้จัดหาเครนและบุคลากร ส่วนวิศวกรที่มีประสบการณ์ของ GERB ที่หน้างานเป็นผู้กำกับดูแลขั้นตอนการติดตั้ง มีการจัดทำคู่มือด้านคุณภาพที่มีคำอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนการติดตั้งที่จำเป็นทั้งหมด

    รูปที่ 9 และ 10 แสดงหน้าจากคู่มือการติดตั้งเพื่อให้เห็นถึงเนื้อหาในคู่มือ [3] เป็นเอกสารอ้างอิงของคู่มือการติดตั้งมาตรฐานของ GERB สำหรับตัวหน่วง การติดตั้งข้อรัดแต่ละชิ้นจะมีคู่มือเฉพาะเป็นของตัวเอง ซึ่งจัดทำมาอย่างถูกต้องแม่นยำสำหรับแผนการติดตั้งข้อรัดนั้นๆ โดยเฉพาะ

    รูปที่ 9 - ลักษณะการติดตั้งหลังจากยึดชุดข้อรัดและตัวเว้นระยะเข้าด้วยกันแล้ว (คัดลอกมาจากคู่มือการติดตั้ง)
    รูปที่ 10 - ตัวอย่างลักษณะการติดตั้งของสลักเกลียวหนึ่งชิ้นที่ไม่มีน็อตยึด (คัดลอกมาจากคู่มือการติดตั้ง)

    การยืนยันผลลัพธ์ที่วัดได้

    ตารางที่ 2 แสดงผลจากสถานะของ 4 ยูนิตก่อนติดตั้งตัวหน่วงเทียบกับหลังติดตั้งตัวหน่วง นอกจากยูนิต 2 ที่ไม่ได้มีปัญหามาตั้งแต่แรก ระดับแรงสั่นสะเทือนของระบบทั้งหมดลดลงจากระดับ “น่ากังวล” มาอยู่ในระดับที่ “ยอมรับได้” การลดแรงสั่นสะเทือนอยู่ในช่วงประมาณ 60% ถึง 80% โดยมีค่าเฉลี่ยโดยรวม 68% (สำหรับยูนิต 1, 3 และ 4) ซึ่งมากกว่าที่การจําลองระเบียบวิธีคาดไว้ประมาณ 20% ซึ่งคาดไว้ว่าจะมีการลดแรงสั่นสะเทือนได้ประมาณ 45%

    ค่าการลดแรงสั่นสะเทือนเฉลี่ยที่สูงนี้บ่งบอกว่าการวางแผน การเลือก การผลิต และการติดตั้งตัวหน่วงมีการดำเนินการอย่างถูกต้อง

    ตารางที่ 2 - ค่าการสั่นสะเทือนที่วัดได้ ก่อน / หลัง

    สรุป

    กรณีศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการใช้ตัวหน่วงแบบหนืดสำหรับงานท่อนั้นมีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการลดแรงสั่นสะเทือนจากการดำเนินงานในระบบท่อที่มีการไหลเป็นคลื่นที่มีฟองอากาศ (slug flow) และปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึงกัน การติดตั้งที่อธิบายไว้คุ้มค่าต้นทุนเป็นอย่างมากและสามารถติดตั้งเข้ากับท่อทั้งหมดได้ทั่วทั้งโรงงาน ซึ่งช่วยลดเวลาสูญเปล่าของโรงงานและลดต้นทุนเพิ่มเติมที่เกิดจากระบบขัดข้อง

    การลดแรงสั่นสะเทือนเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 68% ซึ่งมากกว่าค่าที่คำนวณได้จากการจําลองระเบียบวิธีและบ่งชี้ถึงความอนุรักษ์นิยมบางอย่างในแนวทางการทำแบบจำลอง ในขณะเดียวกัน ตัวเลขนี้ก็ให้เห็นว่าการวางแผนเตรียมจุดรองรับและการติดตั้งทั่วไปมีการดำเนินการอย่างมืออาชีพ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นที่ทำให้ตัวหน่วงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การออกแบบตัวหน่วงและอุปกรณ์ยึดคำนึงถึงตัวแปรทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับโครงการ ซึ่งเน้นย้ำว่าการจําลองระเบียบวิธีและการใช้ตัวหน่วงในงานท่อนั้นเป็นเครื่องมือที่ใช้ได้จริงและประหยัดคุ้มค่าในการลดแรงสั่นสะเทือนในโรงงานปิโตรเคมี

    การสร้างแบบจำลองและการจําลองระเบียบวิธี

    ลูกค้าได้ให้ข้อมูลแบบจำลอง CEASAR II ซึ่งถูกนำเข้าไปในท่อ 2 ดูรูปที่ 2 สำหรับภาพรวมของระบบท่อและรูปที่ 3 สำหรับแนวคิดการติดตั้งตัวหน่วง

    รูปที่ 2 - ภาพรวมของระบบท่อ

    มีการตรวจสอบการติดตั้งตัวหน่วงต่างๆ เพื่อทำความเข้าใจในผลกระทบ เช่น ตัวหน่วง 2 หรือ 4 ตัวต่อท่อหนึ่งส่วน รูปที่ 3 แสดงระบบที่ติดตั้งตัวหน่วง 2 จุด

    รูปที่ 3 แบบจำลองท่อ 2 ที่มีตัวอย่างการติดตั้งตัวหน่วง

    ผลการจําลองระเบียบวิธี

    มีการเปรียบเทียบการติดตั้งต่อไปนี้:

    1. ไม่มีตัวหน่วง
    2. มีตัวหน่วง 2 จุด
    3. มีตัวหน่วง 4 จุด (ตำแหน่งละ 2 ตัวเรียงประกบกัน)

    จากการเปรียบเทียบจะเห็นได้ว่าสามารถลดแรงสั่นสะเทือนได้เป็นอย่างมากที่โหนด 1010 และโหนด 1050 ซึ่งเป็นตำแหน่งที่อยู่ใกล้กับตำแหน่งที่ติดตั้งตัวหน่วงไว้ สำหรับโหนด 1060 ที่อยู่ห่างออกไปจากตำแหน่งที่ติดตั้งตัวหน่วงมีการลดแรงสั่นสะเทือนที่น้อยลง

    ตารางที่ 1 - ผลการเปรียบเทียบการติดตั้งตัวหน่วงต่างๆ โดยมีรอบการสั่นเป็น มม./วินาที

    การเลือกใช้ตัวหน่วง

    มีการเลือกใช้ตัวหน่วงในจำนวนที่จะทำให้ลดแรงสั่นสะเทือนได้ดีที่สุดตามเงื่อนไขของตำแหน่งที่จะติดตั้งและความสามารถในการรับแรงของอุปกรณ์รองรับ:

    • แรงสูงสุดที่กระทำต่ออุปกรณ์รองรับต้องไม่เกิน 5 กิโลนิวตัน
    • จุดติดตั้งอุปกรณ์รองรับที่เหมาะสมมีจำกัด

    มีการตัดสินใจว่าจะติดตั้งตัวหน่วงขนาดกลางทั้งหมด 4 ตัวที่ยูนิตนี้ การเลือกขนาดของตัวหน่วงคำนึงข้อจำกัดของกำลังและความแข็งแกร่งที่จำเป็นของอุปกรณ์รองรับที่มีอยู่ในตำแหน่งนั้นๆ นอกจากนี้ยังมีการตัดสินใจว่าจะติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกันด้วยเพื่อลดแรงบิดที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์รองรับและตัวท่อเอง รูปที่ 7 แสดงแผนภาพการติดตั้งดังกล่าว

    รูปที่ 7 - ตัวหน่วง 2 ตัวเรียงประกบกันที่ส่วนตัดท่อแนวตั้ง

    การออกแบบข้อรัดแบบใช้แรงเสียดทาน

    ลูกค้าขอให้ GERB ออกแบบและผลิตข้อรัดแรงเสียดทานที่ซับซ้อนเพื่อใช้ในการติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกันนี้ ในขั้นตอนการออกแบบต้องคำนึงถึงประเด็นต่างๆ อย่างเช่น ความสามารถในการรับแรงเสียดทาน การขยายตัวเนื่องจากความร้อน และการป้องกันการกัดกร่อนที่เกิดจากการเสียดสีของท่อเหล็กกล้าไร้สนิมกับข้อรัดเหล็กกล้าคาร์บอน ข้อกำหนดเบื้องต้นมีดังต่อไปนี้:

    • ท่อเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด 30 นิ้ว
    • ข้อรัดเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการติดตั้งตัวหน่วงโดยเรียงประกบกัน
    • อุณหภูมิของเหลวในท่อ 107° C
    • อุณหภูมิแวดล้อม +5° C – +55° C
    • แรงที่ตัวหน่วงต้องรับทั้งหมดต้องถ่ายโอนผ่านแรงเสียดทานของข้อรัด
    • ส่วนประกอบทั้งหมดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านกำลังที่จำเป็นของมาตรฐานและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง
    • สามารถติดตั้งได้ในส่วนที่อยู่สูงของโรงงาน

    เพื่อป้องกันการกัดกร่อนเนื่องจากการเสียดสีของเหล็กกล้าไร้สนิม จึงมีการออกแบบแผ่นรองสำหรับใส่เข้าไประหว่างข้อรัดกับท่อ ตัวข้อรัดเองมาจาก S355 นอกจากการออกแบบข้อรัดนี้จะเป็นไปตามข้อกำหนดที่กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว ยังมีราคาไม่แพงและติดตั้งได้ง่ายด้วย

    การผลิต

    การผลิตตัวหน่วงและข้อรัดทั้งหมดประกอบขึ้นที่สำนักงานใหญ่ของ GERB ในเมืองเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี การควบคุมคุณภาพและการจัดทำเอกสารการผลิตเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและแผนการรับประกันคุณภาพ (Quality Assurance Plan, QAP) อย่างละเอียดที่ตกลงร่วมกับลูกค้า (ดูรูปที่ 8) การผลิตเสร็จทันเวลาและมีการจัดส่งชิ้นส่วนให้กับลูกค้า

    รูปที่ 8 - แผนการรับประกันคุณภาพในการผลิตตัวหน่วง

    การติดตั้งและการควบคุมดูแล

    ขั้นตอนการติดตั้งทำร่วมกับลูกค้า โดยที่ลูกค้าเป็นผู้จัดหาเครนและบุคลากร ส่วนวิศวกรที่มีประสบการณ์ของ GERB ที่หน้างานเป็นผู้กำกับดูแลขั้นตอนการติดตั้ง มีการจัดทำคู่มือด้านคุณภาพที่มีคำอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนการติดตั้งที่จำเป็นทั้งหมด

    รูปที่ 9 แสดงหน้าจากคู่มือการติดตั้งเพื่อให้เห็นถึงเนื้อหาในคู่มือ [3] เป็นเอกสารอ้างอิงของคู่มือการติดตั้งมาตรฐานของ GERB สำหรับตัวหน่วง การติดตั้งข้อรัดแต่ละชิ้นจะมีคู่มือเฉพาะเป็นของตัวเอง ซึ่งจัดทำมาอย่างถูกต้องแม่นยำสำหรับแผนการติดตั้งข้อรัดนั้นๆ โดยเฉพาะ

    รูปที่ 9 - ลักษณะการติดตั้งหลังจากยึดชุดข้อรัดและตัวเว้นระยะเข้าด้วยกันแล้ว (คัดลอกมาจากคู่มือการติดตั้ง)
    รูปที่ 10 - ตัวอย่างลักษณะการติดตั้งของสลักเกลียวหนึ่งชิ้นที่ไม่มีน็อตยึด (คัดลอกมาจากคู่มือการติดตั้ง)

    การยืนยันผลลัพธ์ที่วัดได้

    ตารางที่ 2 แสดงผลจากสถานะของ 4 ยูนิตก่อนติดตั้งตัวหน่วงเทียบกับหลังติดตั้งตัวหน่วง นอกจากยูนิต 2 ที่ไม่ได้มีปัญหามาตั้งแต่แรก ระดับแรงสั่นสะเทือนของระบบทั้งหมดลดลงจากระดับ “น่ากังวล” มาอยู่ในระดับที่ “ยอมรับได้” การลดแรงสั่นสะเทือนอยู่ในช่วงประมาณ 60% ถึง 80% โดยมีค่าเฉลี่ยโดยรวม 68% (สำหรับยูนิต 1, 3 และ 4) ซึ่งมากกว่าที่การจําลองระเบียบวิธีคาดไว้ประมาณ 20% ซึ่งคาดไว้ว่าจะมีการลดแรงสั่นสะเทือนได้ประมาณ 45%

    ค่าการลดแรงสั่นสะเทือนเฉลี่ยที่สูงนี้บ่งบอกว่าการวางแผน การเลือก การผลิต และการติดตั้งตัวหน่วงมีการดำเนินการอย่างถูกต้อง

    ตารางที่ 2 - ค่าการสั่นสะเทือนที่วัดได้ ก่อน / หลัง

    สรุป

    กรณีศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการใช้ตัวหน่วงแบบหนืดสำหรับงานท่อนั้นมีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการลดแรงสั่นสะเทือนจากการดำเนินงานในระบบท่อที่มีการไหลเป็นคลื่นที่มีฟองอากาศ (slug flow) และปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึงกัน การติดตั้งที่อธิบายไว้คุ้มค่าต้นทุนเป็นอย่างมากและสามารถติดตั้งเข้ากับท่อทั้งหมดได้ทั่วทั้งโรงงาน ซึ่งช่วยลดเวลาสูญเปล่าของโรงงานและลดต้นทุนเพิ่มเติมที่เกิดจากระบบขัดข้อง

    การลดแรงสั่นสะเทือนเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 68% ซึ่งมากกว่าค่าที่คำนวณได้จากการจําลองระเบียบวิธีและบ่งชี้ถึงความอนุรักษ์นิยมบางอย่างในแนวทางการทำแบบจำลอง ในขณะเดียวกัน ตัวเลขนี้ก็ให้เห็นว่าการวางแผนเตรียมจุดรองรับและการติดตั้งทั่วไปมีการดำเนินการอย่างมืออาชีพ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นที่ทำให้ตัวหน่วงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การออกแบบตัวหน่วงและอุปกรณ์ยึดคำนึงถึงตัวแปรทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับโครงการ ซึ่งเน้นย้ำว่าการจําลองระเบียบวิธีและการใช้ตัวหน่วงในงานท่อนั้นเป็นเครื่องมือที่ใช้ได้จริงและประหยัดคุ้มค่าในการลดแรงสั่นสะเทือนในโรงงานปิโตรเคมี

    เอกสารอ้างอิง

    [1]           คำอธิบายของคุณสมบัติที่ขึ้นกับความถี่ของแดมเปอร์ยืดหยุ่นแบบหนืด
    Barutzki, GERB, December 2006, pdf

     

    [2]           การปรับปรุงอายุการใช้งานและความปลอดภัยของระบบท่อโดยการใช้ตัวหน่วงแบบหนืด, สำหรับงาน Middle East Static Convention 2018
    Fischer, Barutzki, GERB, March 2018, pdf

     

    [3]           คำแนะนำสำหรับการขนส่ง การติดตั้ง การบำรุงรักษา และการกำจัดสำหรับตัวหน่วงงานท่อทุกประเภท
    Fischer, Barutzki, GERB, April 2020, pdf

     

    หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเอกสารอ้างอิงข้างต้น กรุณาติดต่อเรา

    เอกสารอ้างอิง

    [1]           คำอธิบายของคุณสมบัติที่ขึ้นกับความถี่ของแดมเปอร์ยืดหยุ่นแบบหนืด
    Barutzki, GERB, December 2006, pdf

    [2]           การปรับปรุงอายุการใช้งานและความปลอดภัยของระบบท่อโดยการใช้ตัวหน่วงแบบหนืด, สำหรับงาน Middle East Static Convention 2018
    Fischer, Barutzki, GERB, March 2018, pdf

    [3]           คำแนะนำสำหรับการขนส่ง การติดตั้ง การบำรุงรักษา และการกำจัดสำหรับตัวหน่วงงานท่อทุกประเภท
    Fischer, Barutzki, GERB, April 2020, pdf

    หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเอกสารอ้างอิงข้างต้น กรุณาติดต่อเรา

    แชร์โพสต์นี้

    แชร์โพสต์นี้

    แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

    หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้
    กรุณาติดต่อสอบถามเราได้เสมอ
    วิศวกรโครงการของเราจะตอบกลับคุณโดยเร็วที่สุด


      เว็บไซต์นี้ได้รับการปกป้องโดย reCAPTCHA และ Google และมีการใช้ นโยบายความเป็นส่วนตัว และ เงื่อนไขการให้บริการ

      แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

      หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้
      กรุณาติดต่อสอบถามเราได้เสมอ
      วิศวกรโครงการของเราจะตอบกลับคุณโดยเร็วที่สุด


        เว็บไซต์นี้ได้รับการปกป้องโดย reCAPTCHA และ Google และมีการใช้ นโยบายความเป็นส่วนตัว และ เงื่อนไขการให้บริการ

        Scroll to Top
        Scroll to Top