วิธีการทดสอบความดันของระบบ
ความสำคัญ
หากไม่มีการทดสอบความดันอย่างถูกต้อง ระบบอาจก่อให้เกิดเหตุการณ์รั่วไหลของก๊าซหรือของเหลวที่เป็นอันตราย ส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บ ความเสียหายของทรัพย์สิน หรือการหยุดชะงักของกระบวนการผลิต
ขอบเขต (Scope)
ท่อ (Piping)
- อุปกรณ์ประกอบ เช่น วาล์ว, หน้าแปลน, ข้อต่อ, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, ปั๊ม ฯลฯ
- การติดตั้งที่ทำในภาคสนาม (Field-installed)
- ใช้ได้ทั้งสำหรับระบบก๊าซและของเหลว
ไม่ครอบคลุม:
- ภาชนะรับแรงดันที่ผลิตจากโรงงาน (Shop-fabricated pressure vessels) ซึ่งจะถูกทดสอบตามมาตรฐานการผลิตที่เกี่ยวข้องแล้ว
ระบบที่ถูกควบคุมภายเฉพาะ เช่น หม้อไอน้ำ
คำจำกัดความ (Definitions)
เอกสารให้คำจำกัดความคำสำคัญ เช่น:
- Pressure Test: การใช้ของไหล (น้ำ, ก๊าซเฉื่อย, หรือของเหลวที่เหมาะสม) เพื่อสร้างความดันในระบบเพื่อตรวจสอบความแข็งแรงและการรั่วไหล
- Leak Test: การทดสอบเพื่อตรวจหาการรั่ว โดยทั่วไปจะใช้ก๊าซและทำที่ความดันต่ำ
- Proof Test (Strength Test): การทดสอบเพื่อยืนยันความแข็งแรง โดยมักใช้ที่ความดันสูงกว่าความดันใช้งาน
- Test Medium: ของเหลวหรือก๊าซที่ใช้สำหรับการทดสอบ เช่น น้ำ, ไนโตรเจน, อากาศ
- MAWP (Maximum Allowable Working Pressure): ความดันใช้งานสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถทนได้อย่างปลอดภัย
- Design Pressure: ความดันที่ระบบถูกออกแบบมาให้รองรับ
อันตรายที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบความดัน (Hazards)
- พลังงานสะสม (Stored Energy): หากเกิดการแตกหรือรั่ว อาจปลดปล่อยพลังงานจำนวนมาก
- การกระเด็น (Projectile Hazards): ชิ้นส่วนหรือเศษวัสดุอาจถูกดีดออกมาอย่างรุนแรง
- การรั่วไหลของก๊าซอันตราย: อาจก่อให้เกิดการขาดอากาศหายใจ, พิษ, หรือการระเบิด
- การจัดการไม่ถูกต้อง: การใช้เกจหรืออุปกรณ์ที่ไม่ได้สอบเทียบ หรือการปิดกั้นไม่เหมาะสม
แนวทางปฏิบัติที่ปลอดภัย (Safe Practices)
- ต้องมี แผนการทดสอบ (Test Plan) ที่ผ่านการอนุมัติ
- กำหนด เขตห้ามเข้า (Exclusion Zone) รอบพื้นที่ทดสอบ
- ใช้ Pressure Relief Device เสมอ โดยตั้งค่าต่ำกว่าความดันออกแบบเล็กน้อย
- ต้องมีผู้รับผิดชอบควบคุมดูแลการทดสอบ
- ผู้เข้าร่วมต้องสวม PPE ที่เหมาะสม เช่น แว่นตานิรภัย, หมวกแข็ง, ที่อุดหู, และถุงมือ
- ห้ามใช้ ออกซิเจน เป็นสารทดสอบโดยเด็ดขาด
การปฏิบัติที่ดีในการทดสอบ (Best practice in pressure test)
1. วัตถุประสงค์ (Purpose)
เพื่อให้มั่นใจว่าการทดสอบความดัน (Pressure Test) ดำเนินการอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ครอบคลุมทั้งระบบความดันใหม่และระบบที่มีอยู่แล้ว รวมถึงชิ้นส่วนต่าง ๆ
ใช้บังคับกับบุคคลเหล่านี้:
- ช่าง (Mechanics)
- หัวหน้างาน (Supervisors)
- ผู้จัดการงานก่อสร้างภาคสนาม (Field Construction Managers)
- ผู้ตรวจสอบ (Inspectors)
- ผู้ดูแลระบบ (Custodians)
- ผู้รับเหมาช่วงที่รับผิดชอบการทดสอบ
- ผู้จัดการโครงการระบบความดัน (Pressure Systems Program Manager)
2. ขั้นตอนการทดสอบ (Procedures)
การทดสอบความดันมีจุดประสงค์เพื่อยืนยันความปลอดภัย (Safety) ความน่าเชื่อถือ (Reliability) และความแน่นหนา (Leak tightness) ของระบบ
ต้องทดสอบความดัน
- ระบบใหม่ ก่อนนำมาใช้งาน
- ระบบเดิม ที่ผ่านการซ่อมแซมหรือดัดแปลง
วิธีการทดสอบมี 2 แบบ
- Hydrostatic Test → ใช้น้ำเป็นตัวกลาง
- Pneumatic Test → ใช้อากาศ ไนโตรเจน หรือก๊าซที่ไม่ติดไฟและไม่เป็นพิษ
โดยทั่วไปจะใช้วิธี Hydrostatic เป็นหลัก ยกเว้นมีเหตุผลที่ยืนยันได้ว่าจำเป็นต้องใช้ Pneumatic
ข้อกำหนดเพิ่มเติม:
- ต้องใช้เกจวัดความดันที่ได้รับการสอบเทียบภายใน 12 เดือนที่ผ่านมา
- เกจควรเลือกให้ค่าความดันทดสอบอยู่ในช่วง 1/3 ตรงกลางของสเกล
- เกจและของไหลต้องเข้ากันได้ (Compatible)
- ควรใช้ Blind Flange หรือฝาปิดชั่วคราว เพื่อป้องกันความเสียหายต่อวาล์ว
การทดสอบทุกครั้งต้อง:
- ทำภายใต้สภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้
- มีแผนการทดสอบที่ได้รับอนุมัติจากผู้เชี่ยวชาญ
- มีการบันทึกผลการทดสอบ
2.1 การทดสอบแบบ Hydrostatic
เป็นวิธีที่แนะนำให้ใช้เป็นหลัก
2.2 การทดสอบแบบ Pneumatic
การทดสอบนี้มีความเสี่ยงสูงกว่า Hydrostatic เนื่องจากมีพลังงานสะสมมากกว่า
อนุญาตให้ทำได้เมื่อ:
- ไม่สามารถใช้น้ำเติมระบบได้
- ระบบที่จะใช้งานไม่สามารถมีสารตกค้างจากการทดสอบได้
หมายเหตุสำคัญ:
- ต้องได้รับอนุมัติจากผู้จัดการโครงการระบบความดัน
- ต้องมีแผนผังระบบท่อสำหรับการทดสอบ
- ต้องติดตั้ง Pressure Relief Valve เสมอ
2.3 ขั้นตอนการทดสอบ (Test Procedure)
การวางแผน (Planning):
- ช่าง (Mechanic) → จัดทำแผนการทดสอบความดันร่วมกับวิศวกรโครงการ และส่งอนุมัติ
- หัวหน้างาน (Supervisor) → อนุมัติแผน
- ผู้จัดการภาคสนาม (FCM) → อนุมัติแผน
- ผู้จัดการโครงการระบบความดัน → อนุมัติแผน (ไม่จำเป็นในกรณีการทดสอบระบบที่มีอยู่แล้วตามปกติ)
การปฏิบัติ (Performing):
5. ช่าง → ตรวจสอบว่าเกจวัดได้รับการสอบเทียบล่าสุด
6. ช่าง → ถอดวาล์วนิรภัยหรืออุปกรณ์ที่ไม่ปิดกลับอัตโนมัติ (ถ้าความดันทดสอบเกินค่าเซ็ตของวาล์ว) หรือกดวาล์วด้วย Clamp ที่เหมาะสม
7. ช่าง → ติดตั้งเกจวัดให้มองเห็นได้ตลอดเวลา
8. ช่าง → ตรวจสอบ Skillet Blanks, Test Plugs ว่าเหมาะสมและไม่มีตำหนิ
9. ช่าง → กั้นเขตห้ามเข้า (Exclusion Zone) และให้เฉพาะผู้เกี่ยวข้องอยู่ในพื้นที่
10. ผู้ตรวจสอบ (Inspector) → ตรวจสอบแผนที่อนุมัติแล้วและอุปกรณ์ทดสอบ
11. ผู้ตรวจสอบ → เฝ้าดูการทดสอบทั้งหมด
12. ช่าง → เฝ้าตรวจสอบไม่ให้ความดันเกินค่าที่กำหนด
13. ช่าง → การทดสอบ Hydrostatic เติมน้ำและไล่อากาศออก
14. ช่าง → เพิ่มความดันตามแผน ถือไว้ตามเวลาที่กำหนด และสังเกตการรั่วไหล
15. ช่าง → การทดสอบ Pneumatic ลดความดันลงสู่ค่าการออกแบบแล้วตรวจสอบ
16. ช่าง → ใช้น้ำสบู่ตรวจรอยรั่วที่จุดเชื่อม วาล์ว หน้าแปลน
17. ช่าง → ถ้ามีการบิดงอผิดรูป → ปฏิเสธระบบหรือซ่อมตามที่ผู้ตรวจแนะนำ
18. ช่าง → ถ้ามีการรั่วซึม → ซ่อมแล้วกลับไปเริ่มที่ขั้นตอน 13 หรือปฏิเสธระบบ
19. ช่าง → หลังเสร็จสิ้น:
- Pneumatic → ระบายก๊าซออกไปยังจุดที่อนุมัติแล้ว และคืนค่า Relief Devices
- Hydrostatic → ระบายแรงดันและทิ้งน้ำทดสอบตามแผน
การบันทึก (Recording):
20. ผู้ตรวจสอบ → เซ็นบันทึกการทดสอบ
21. ช่าง → จัดทำบันทึกผลการทดสอบ ส่งให้ผู้จัดการระบบ และสำนักงานตรวจอาคาร (ถ้ามี)
22. ช่าง → ส่งสำเนาแผนและบันทึกให้ผู้ดูแลระบบ
2.4 แรงดันทดสอบ (Test Pressure)
- อ้างอิงจากมาตรฐาน ASME, NFPA และกฎหมายท้องถิ่น (Code of Regulations)
- ระบบท่อ (Piping): อ้างอิงจาก Maximum Design Pressure
- ภาชนะรับแรงดัน (Pressure Vessel): อ้างอิงจาก Maximum Allowable Working Pressure (MAWP)
- ไม่ควรทดสอบที่แรงดันสูงกว่าค่าทดสอบเดิม
หมายเหตุ: ต้องไม่มีการตกลงของความดันในช่วงเวลาทดสอบ เว้นแต่มีข้อกำหนดไว้
มีตาราง Test Pressure ที่อ้างอิง ASME B31, BPVC, NFPA, CPC, CMC ซึ่งระบุค่าการทดสอบต่าง ๆ เช่น:
- Pressure Vessel (Division 1, Division 2)
- Building Services (Hydrostatic/Pneumatic)
- Process Piping
- Plumbing Fixtures
- Sewer Lines
- Fire Protection Systems (Wet Pipe, Dry Pipe)
- Hydronic Piping
- Fuel Gas
- Vacuum Systems
2.5 แผนการทดสอบ (Test Plans)
แผนต้องประกอบด้วย:
- แบบฟอร์มแผนการทดสอบที่อนุมัติแล้ว
- แบบรูปของระบบและขอบเขตการทดสอบ
- แผนผังเขตกั้น (Exclusion Zone)
- รายละเอียดอุปกรณ์ที่ใช้ทดสอบ (พร้อมค่าแรงดันและ Relief Valve Setting)
- ใบ Calibration ของเกจวัด
- ขั้นตอนการทดสอบละเอียด
3. แบบฟอร์ม (Forms)
- Pressure Test Plan Form
- Pressure Test Record Form
- Pressure Systems Database
4. การเก็บบันทึก (Record keeping)
- ผู้ดูแลระบบ (Custodian) ต้องเก็บสำเนาแผนและบันทึกอย่างน้อย 5 ปี
- ผู้จัดการโครงการระบบความดันต้องเก็บถาวร
5. เอกสารอ้างอิง (References)
- ESH Manual, Chapter 14 “Pressure Systems”
- ASME BPVC, ASME B31 Codes
- NFPA 13 “Standard for Installation of Sprinkler Systems”
- Mechanical/Plumbing Codes (CMC, CPC)
- National Board Inspection Code (NBIC)
- Brookhaven National Laboratory Vacuum Guidelines