การหุ้มฉนวนถังแรงดัน (Insulation of Pressure Vessels)

ถังแรงดัน ( Pressure Vessels ) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เก็บวัตถุดิบตั้งต้นทั้งในรูป ของเหลว, ของแข็ง และแก๊ส เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการผลิต ส่วนผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการผลิต จะเก็บไว้ในถังบรรจุขนาดใหญ่ (Storage Tanks)

โดยปกติแล้วถังแรงดันจะทำหน้าที่เก็บวัตถุดิบที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิ ถ้าอุณหภูมิสูงหรือต่ำจนเกินไปจะทำให้วัตถุดิบนั้นเสีย ไม่สามารถนำมาใช้งานต่อได้  ถังแรงดันจึงต้องมีการหุ้มฉนวน

  • เพื่อรักษาอุณหภูมิของวัตถุดิบให้คงที่ ป้องกันการเสียหาย
  • เพื่อลดการสูญเสียความร้อนของวัตถุดิบ
  • เพื่อป้องกันการถูกความร้อนลวก ถ้าหากมีใครสัมผัสถังความดันโดยไม่ได้ตั้งใจ
  • เพื่อป้องกันการเซ็ตตัวเป็นของแข็ง (เมื่ออุณหภูมิเกิดการเปลี่ยนแปลง)

มาตรฐานและกฎหมายเกี่ยวกับการหุ้มฉนวนถังแรงดัน

  • ASTM C1696 “ Standard Guide for industrial insulation Systems ”
  • NACE SP0198 Control of corrosion under thermal insulation and fireproofing materials – a system approach
  • ASME “ Boiler and Pressure Vessel Code ”
  • MICA “ National Commercial & Industrial Insulation Standards ”
  • DIN 4140 Insulation works on industrial plants and building services installations
  • AGI Q05 Construction of Industrial plants
  • AGI Q101 Insulation works on power plant components
  • CINI-Manual “Insulation in industry”
  • BS 5970 ( Code of practice for thermal insulation of pipe work, equipment and other industrial installations ) PIP (Process Industry Practices)

ระบบฉนวนกันความร้อนสำหรับถังแรงดัน

ในการหุ้มฉนวนสำหรับถังแรงดัน (Pressure Vessels) จะประกอบด้วยวัสดุตามนี้

  • ฉนวนกันความร้อน
  • โครงสร้างค้ำยัน (Support) และสเปซเซอร์ (Spacer)
  • แผ่นกันความชื้น (Water Vapour Retarder)
  • แผ่นโลหะปิดผิวฉนวน (Cladding or Jacketing)

การหุ้มฉนวนภาชนะแรงดันสิ่งที่ต้องรู้คือ อุณหภูมิของถังแรงดัน เพื่อนำมาออกแบบระบบฉนวน ในบทความนี้เราจะโฟกัสไปที่ฉนวนกันความร้อน

วิธีการเลือกและติดตั้งฉนวนสำหรับถังแรงดัน

การเลือกฉนวนกันความร้อนที่เหมาะสมกับถังแรงดันขึ้นกับหลายอย่าง เช่น กระบวนการทำงาน , อุณหภูมิของถังแรงดัน, ขนาดของถังแรงดันและตำแหน่งที่ติดตั้งถังแรงดัน

ฉนวนใยหิน ROCKWOOL ที่ใช้ในการหุ้มถังแรงดันจะเป็นชนิดม้วนที่มีแผ่นอะลูมิเนียมฟอยล์หุ้มด้านนอก (ProRox BL938) หรือชนิดแผ่นแข็ง ความหนาแน่น 60 กก./ลบ.ม. (ProRox SL930)

โดยปกติแล้วถังแรงดันจะถูกติดตั้งไว้ภายนอกอาคารทำให้เจอกับสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาทั้งฝนตกและแดด ดังนั้นฉนวนที่ใช้งานควรที่จะมีค่าการนำความร้อนที่ต่ำ (เพื่อรักษาอุณหภูมิภายใน) และมีคุณสมบัติในการต้านทานน้ำที่ดี (ไม่ซึมซับน้ำและเมื่อเปียกน้ำสามารถแห้งได้ไว)

ตารางแสดงความหนาฉนวนใยหินที่ใช้หุ้มถังแรงดัน ที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ

ความหนาฉนวนใยหิน (มม.) 25 มม. 40 มม. 50 มม. 60 มม. 70 มม. 80 มม. 100 มม. 120 มม.

ProRox SL930

800 1 ,000 1,400 2,000 2,400 3,000 3,800 4,800
ProRox SL960 1,000 1,400 2,000 3,000 4,000 5,000 5,000 5,600

ตามมาตรฐานของ CINI ในทุกชั้นของการหุ้มฉนวนภาชนะแรงดันจะต้องรัดด้วยสายรัดสแตนเลส (Stainless steel band) ที่มีความกว้าง 13 มม.และความหนาสายรัด 0.5 มม. ในทุก ๆ ระยะ 300 มม. และยึดด้วยน็อตหางปลา (Butterfly Nuts) หรือน็อตชนิดถอดเร็ว (Quick-release fasteners)

ถ้ามีการหุ้มฉนวนซ้อนกันหลายชั้น ร่องรอยต่อของฉนวนจะต้องเหลื่อมกัน เพื่อป้องกันหยดน้ำซึมทะลุไปถึงผิวโลหะของถังแรงดัน

ภาชนะแรงดันแนวนอน (Horizontal Pressure Vessel) จะใช้เป็นฉนวนใยหินชนิดม้วนติดฟอยล์ 1 ด้าน (ProRox BL938) จะทำงานได้รวดเร็วกว่า และในภาชนะแรงดันที่ติดตั้งในแนวตั้ง (Vertical Pressure Vessel)  เราจะใช้หนามยึดฉนวนเชื่อมติดกับผนังของถัง จากนั้นจะใช้ฉนวนใยหินชนิดแผ่น (ProRox SL930) เสียบผ่านหนาม จากนั้นปิดครอบด้วยแหวนเป็นอันเสร็จสิ้น (หนามยึดฉนวน 6 ตัว/ตร.ม. ในพื้นที่ปกติ และ 10 ตัว/ตร.ม ในบริเวณด้านใต้ของถัง)

  • ฉนวนที่มีความหนาน้อยกว่า 120 มม. เราจะใช้หนามยึดฉนวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 4 มม. (ตะปู 4 มม.)
  • ฉนวนที่มีความหนามากกว่า 240 มม. เราจะใช้หนามยึดฉนวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 6 มม. (ตะปู 6 มม.)
  • ถ้าหากในการติดตั้งแจ็กเก็ต ไม่มีช่องว่างระหว่างแผ่นแจ็กเก็ตและฉนวนเลย หนามยึดฉนวนจะต้องสั้นกว่าความหนาฉนวน 10 ซม. (ฉนวนหนา 100 มม. ตะปูต้องยาว 90 มม.)
หุ้มถังแนวตั้ง

ฉนวนใยหิน ProRox SL930 หุ้มถังแรงดันแนวตั้ง (insulation of vertical pressure vessel)

หุ้มถังแนวนอน

ฉนวนใยหิน ProRox SL930 หุ้มถังแรงดันแนวนอน (insulation of horizontal pressure vessel)

การหุ้มฉนวนที่ตะขอถังแรงดัน

ฉนวนหุ้มตะขอ

การหุ้มฉนวนที่ตะขอถังแรงดัน

1.แผ่นแจ็กเก็ต 2.ฉนวนใยหิน ROCKWOOL 3.ตะขอถังแรงดัน 4.ฉนวนใยหิน ROCKWOOL ส่วนหุ้มตะขอถัง

การหุ้มฉนวนฐานของถังแรงดัน

ฉนวนหุ้มฐานถังแรงดัน

การหุ้มฉนวนที่ฐานของถังแรงดัน

1.ฉนวนใยหิน ROCKWOOL 2.ซัพพอต (Support Construction) 3.ซัพพอตหู (Mounting Support) 4.ส่วนโค้งของหัวถังแรงดัน 5.ทางออก (หัวจ่าย) 6.ขาของถังแรงดัน

ฉนวนหุ้มถังแรงดัน

การหุ้มฉนวนที่ฐานของถังแรงดันแนวนอน

1.ฉนวนใยหิน ROCKWOOL ProRox BL938 2.หน้าแปลนเข้าถัง 3.ท่อเข้าถังแรงดัน 4.ส่วนหัวของถังแรงดัน (Conical head) 5.ท่อใต้ถัง 6.ส่วนหัวของถังที่มีท่อระบาย 7.ขาถังแรงดัน

การหุ้มฉนวนส่วนหัวถังแรงดัน

หัวถังแรงดัน

ภาพการหุ้มฉนวนส่วนหัวถังแรงดัน

การหุ้มฉนวนส่วนหัวถังแรงดันที่มีท่อต่อ

การหุ้มฉนวนส่วนหัวถังแรงดันที่มีท่อต่อ

การหุ้มฉนวนส่วนหัวถังแรงดันที่มีท่อต่อ

การหุ้มฉนวนท่อออกจากถังแรงดัน

การหุ้มฉนวนท่อออกจากถังแรงดัน

การหุ้มฉนวนท่อออกจากถังแรงดัน

ซัพพอตโครงสร้างและสเปซเซอร์สำหรับถังแรงดัน

การติดตั้งซัพพอท (Support construction) และสเปซเซอร์ (Spacer) ทำเพื่อรองรับน้ำหนักของระบบฉนวนและคงความหนาฉนวนให้เท่ากับตอนที่ออกแบบ

ถ้าหากเราติดตั้งฉนวนไปโดยที่ไม่ได้ติดตั้งซัพพอท น้ำหนักฉนวนอาจจะทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ และถ้าเราไม่ได้ติดตั้งสเปซเซอร์ น้ำหนักของแผ่นแจ็กเก็ตจะกดทับลงบนเนื้อฉนวน ทำให้ความหนาของฉนวนลดลงไม่ตรงกับที่ออกแบบ

การหุ้มแจ็กเก็ตถังแรงดัน

การหุ้มแจ็กเก็ตที่ถังแรงดันเพื่อป้องกันฉนวนจากสภาพอากาศ เช่น ฝน ลม แดด และป้องกันการขูดขีด ที่อาจจะทำให้อายุการใช้งานของฉนวนลดลง