วิเคราะห์ Pipe Stress ก่อนเกิดเหตุไม่คาดคิด
“การวิเคราะห์ ความแข็งแรงของท่อ หรือการวิเคราะห์ Pipe Stress ด้วยซอฟต์แวร์ AutoPIPE”
ในความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้นจากระบบท่อ ไม่ว่าจะเป็นการระเบิด, แตก, รั่ว, การเคลื่อนตัวหรือการเคลื่อนที่, การสั่นสะเทือนทั้งในตัวท่อเอง, จุดต่อเชื่อม, หน้าแปลนและในชุดของระบบท่อ ในเรื่องเหล่านี้เราสามารถหาวิธีป้องกันและดูพฤติกรรมของระบบท่อได้จากการคำนวณหรือการวิเคราะห์ Pipe Stress ซึ่งสามารถทำได้ 2 วิธีหลักๆ คือ
- การวิเคราะห์แบบ Manual หรือการคำนวณมืออาจจะใช้ Microsoft Excel ช่วยในการคำนวณ
- การวิเคราะห์โดยใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะทาง
โดยการวิเคราะห์ทั้ง 2 วิธีก็จะต้องวิเคราะห์หรือคำนวณตามข้อกำหนดและภายในกรอบของ Piping Code
(สามารถเข้าไปศึกษาดูในหัวข้อ “Piping Code สำหรับวิเคราะห์ Pipe Stress ออกแบบระบบท่ออุตสาหกรรม ปลอดภัยได้มาตรฐาน”)
ซอฟต์แวร์ AutoPIPE เป็นซอฟต์แวร์เฉพาะทางสำหรับการวิเคราะห์ Pipe Stress ตาม Piping Code ซึ่งผลที่ได้จากการวิเคราะห์เราสามารถดูผลและพฤติกรรมของระบบท่อได้ดังนี้
1. ดูค่า Stress และ Stress Ratio
โดยเบื้องต้นตัว AutoPIPE จะแสดงจุดที่เกิด Stress สูงที่สุดเราทราบก่อนและเราสามารถไล่ดู Stress ที่เกิดขึ้น ณ จุดต่างๆ ในระบบท่อ โดยส่วนใหญ่เราจะดูที่ค่า Stress Ratio ว่ามันมีค่าเกินหรือมากว่า 1 หรือไม่ ถ้าเกินก็แสดงว่า Stress นั้นไม่ผ่านต้องมีการแก้ไข เช่น เปลี่ยนแนวเส้นท่อใหม่, ใส่ Pipe Support เพิ่ม หรือเพิ่มความหนาท่อเป็นต้น ส่วนการดูค่า Stress Ratio เราสามารถดูได้จากหน้ากราฟฟิกโดยตรง, จากตาราง Result Grid และดูจากตัว Output Report ก็ได้
รูปตัวอย่างการดูค่า Stress Ratio จากหน้ากราฟฟิกโดยตรง
รูปตัวอย่างการดูค่า Stress Ratio จากตาราง Result Grid
รูปตัวอย่างการดูค่า Stress Ratio จาก Output Report
2. ดูการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อ
การเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อโดยส่วนมากแล้ว จะเกิดจากอุณหภูมิของท่อที่เปลี่ยนแปลงไปในขณะตอนใช้งานระบบท่อโดยเทียบกับตอนที่เราติดตั้งระบบท่อนั้นๆ อุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นก็จะทำให้ท่อยืดหรือขยายตัวออกถ้าท่อมีความยาวมากเท่าไหร่ก็จะมีผลทำให้การยืดหรือการขยายตัวในแนวยาวมากขึ้นเท่านั้น โดยจะเห็นได้ชันเจนในจำพวกท่อส่งไอน้ำหรือท่อส่ง Steam หรือถ้าท่อมีอุณหภูมิลดลงก็จะทำให้หดสั้นลง เช่น พวกท่อทำระบบความเย็น นอกจากเรื่องของอุณหภูมิแล้วยังมีเรื่องการเกิด Water Hammer, Steam Relief และการสั่นสะเทือนจากอุปกรณ์ท่อเข้าไปต่อ และจากความถี่ธรรมชาติของระบบท่อนั้นๆ ก็สามารถทำให้ท่อเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวได้เหมือนกัน การเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่ออาจมีผลทำให้ Pipe Shoe หรือ Pipe Support เคลื่อนตัวหลุดออกจากคานได้หรือตัวระบบท่ออาจจะไปเคลื่อนตัวไปชนเข้ากับท่อเส้นอื่นๆ หรือเสา คานหรือวัตถุอื่นๆ ที่ขวางการเคลื่อนตัวของท่อ
ซอฟต์แวร์ AutoPIPE สามารถดูและตรวจสอบการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อได้โดยสามารถดูได้จากหน้ากราฟฟิกโดยตรง, จากตาราง Result Grid และดูจากตัว Output Report ก็ได้
รูปตัวอย่างการดูค่าการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อจากหน้ากราฟฟิกโดยตรง
รูปตัวอย่างการดูค่าการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อจากตาราง Result Grid
รูปตัวอย่างการดูค่าการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อจาก Output Report
3. ดูแรงหรือ Force ที่กระทำ ณ จุดต่างๆ ของระบบท่อ
สืบเนื่องจากหัวข้อที่ 2 เรื่องของการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อก็จะมีผลทำให้เกิดแรงหรือ Force ณ จุดต่างๆ ในระบบท่อตามมาด้วย นอกจากแรงหรือ Force จากการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อแล้วยังมีแรงหรือ Force จากน้ำหนักหรือ Gravity และเรื่องการเกิด Water Hammer, Steam Relief และการสั่นสะเทือนจากอุปกรณ์ท่อเข้าไปต่อและจากความถี่ธรรมชาติของระบบท่อนั้นๆ อีกด้วย ซึ่งจะมีผลทำให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งที่รับแรงเหล่านี้อยู่ ถ้าสิ่งที่รับแรงเหล่านี้รับแรงไม่ไหว โดยส่วนใหญ่แล้วก็จะเป็นคานเหล็กหรือ Beam
ซอฟต์แวร์ AutoPIPE สามารถดูแรงหรือ Force และ Moments ณ จุดต่างๆ ในระบบท่อได้ โดยบอกแรงกระทำตามแนวแกน X, Y, Z โดยเราสามารถดูแรงหรือ Force และ Moments ได้จากหน้ากราฟฟิกโดยตรง, จากตาราง Result Grid และดูจากตัว Output Report ก็ได้
รูปตัวอย่างการดูแรงหรือ Force และ Moments จากหน้ากราฟฟิกโดยตรง
รูปตัวอย่างการดูแรงหรือ Force และ Moments จากตาราง Result Grid
รูปตัวอย่างการดูแรงหรือ Force และ Moments จาก Output Report
4. ดูความแข็งแรงของหน้าแปลนหรือ Flange ของระบบท่อ
ในส่วนการดูความแข็งแรงของหน้าแปลนหรือ Flange ของระบบท่อเราจะดูที่ค่า Stress Ratio ว่ามันมีค่าเกินหรือมากว่า 1 หรือไม่ ถ้าเกินก็แสดงว่า Stress นั้นไม่ผ่านต้องมีการแก้ไข เช่น เปลี่ยนแนวเส้นท่อใหม่, ใส่ Pipe Support เพิ่มหรือเพิ่ม Class Rating ของหน้าแปลนหรือ Flange ให้มากขึ้นเป็นต้น ส่วนการดูค่า Stress ของหน้าแปลนหรือ Flange เราสามารถดูได้จากตารางไดอะล็อก Flange Check และดูจากตัว Output Report ก็ได้
รูปตัวอย่างการดูความแข็งแรงของหน้าแปลนหรือ Flange ของระบบท่อจากไดอะล็อก Flange Check
รูปตัวอย่างการดูความแข็งแรงของหน้าแปลนหรือ Flange ของระบบท่อจาก Output Report
โดยสรุปจากการวิเคราะห์โดยใช้ซอฟต์แวร์ AutoPIPE เราจะได้ข้อสรุปที่เกี่ยวข้องในเรื่องของความปลอดภัยดังนี้
- ทำให้เราทราบว่าระบบท่อที่เราออกแบบนั้น เมื่อนำมาวิเคราะห์ Pipe Stress ด้วยซอฟต์แวร์ AutoPIPE แล้ว ระบบท่อของเรามีค่า Stress Ratio ผ่านข้อกำหนดของ Piping Code ต่างๆ หรือไม่
- การเคลื่อนที่หรือเคลื่อนตัวของระบบท่อในแต่จุดเคลื่อนไปเท่าไหร่ ทิศทางไหนบ้าง เพื่อที่เราจะหาทางป้องกันการชนกันของตัวท่อกับวัถตุอื่นๆ หรือตัวท่อกันกันเองและป้องกัน Pipe Shoe เคลื่อนที่หลุดออกจากคาน
- เพื่อที่เราจะได้ทราบถึงแรงกระทำ ณ จุดต่างๆ ของระบบท่อว่ามีแรงกระทำกับวัตถุที่ตัวท่อเข้าไปสัมผัสอยู่หรือเข้าไปวางอยู่โดยเฉพาะพวกคานที่ท่อวางมักจะวางอยู่ว่ามีแรงกระทำอยู่เท่าไหร่ เพื่อจะได้นำไปคำนวณหาขนาดของคานที่เหมาะสมกับแรงกระทำ ณ จุดนั้นๆ
สอบถามราคา : AutoPIPE
ข้อมูลเพิ่มเติม : AutoPIPE
บทความโดย : SolidPlant Team
