ความสูงระดับของเหลวภายในถังสำรองฯ กับ
สายแถบโลหะประกอบลูกดิ่ง
การวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม (Level Measurement) เป็นการวัดระยะความสูงของเหลวเพื่อนำค่าที่ได้ไปหาค่าปริมาตรของเหลวภายในถังสำรอง โดยใช้ “ตารางประจำถัง” หรือที่เรียกว่า “Tank Table” ส่วนตารางประจำถังได้มาอย่างไรนั้น ก็ตอบว่าได้มาจากทำการสอบเทียบปริมาตรถังสำรองฯ เค้าเรียกกันว่า Tank Calibration ซึ่งมีทั้งวิธีการแบบเปียก นั้นคือวัดปริมาตรน้ำที่ใส่เข้าไปในถังสำรองฯกันจริงๆ พร้อมทำการวัดค่าความสูงของปริมาตรถังสำรองฯไปพร้อมๆกันไป วิธีต่อไปเป็นวิธีการแบบแห้งเป็นการวัดระยะเส้นรอบวงภายนอกถังสำร้อง วัดค่าความหนาผนังถังสำรอง ความสูงของผนังถังในแต่ละชั้น (shell) ฯลฯ จากนั้นนำผลการวัดมาคำนวณหาปริมาตรถังสำรองเทียบกับความสูงของถัง ส่วนการวัดดังกล่าวมีทั้งใช้สายแถบโลหะ ส่องกล้อง ฯลฯ ทั้งอาจยังมีการปรับใช้แสงเลย์เซอร์ยิงกวาดไปภายในถังสำรองแล้วใช้โปรแกรมคำนวณเป็นปริมาตรถังสำรองฯต่อความสูงที่เพิ่มขึ้นกันไปเลย นอกจากนี้อาจเป็นการนำวิธีการผสมกันระหว่างแบบเปียกกับแบบแห้ง โดยที่ระยะเริ่มจากถังแห้งจนขึ้นไปถึงระดับ Dip Plate (เดี๋ยวจะอธิบายภายหลังว่ามันคืออะไร) จากนั้นอาจเพิ่มความสูงกว่า Dip Plate อีกเล็กน้อยจากนั้นความสูงขึ้นไปจะใช้วิธีการแบบแห้งอาจจะด้วยเหตุผลที่ว่าการเปลี่ยนรูปร่าง การโค้งงอการดุดตัวของแผ่นเหล็กพื้นถังสำรองอาจอยู่ในรูปแบบที่ไม่สามารถประเมินได้จึงเติมน้ำเข้าไปในถังสำรองแล้ววัดระดับความสูงกันให้เห็นกันชัดๆกันไปเลยกระมัง ส่วนภายหลังผลการสอบเทียบได้มาซึ่ง “ตารางประจำถัง” หรือ “Tank Table” ว่าวิธีการใดมีค่าความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรถังสำรองเทียบกับความสูงของเหลวภายในถังสำรองฯ ที่น่าเชื่อถือก็ต้องพิจารณากันต่อไปเราไม่คุยกันในตอนนี้และตอนหน้า แต่หากมีความสนใจสามารถอ่านได้ในหนังสือ “ถังบรรจุของเหลวซึ่งติดตั้งอยู่กับที่ในรูปทรงแบบทรงกระบอกในแนวนอน” และ “ถังสำรองขนาดใหญ่รูปทรงกระบอกในแนวตั้ง” โดยสำนักงานกลางชั่งตวงวัด สามารถ Download หนังสือดังกล่าวทั้ง 2 เล่มได้ที่ www.cbwmthai.org ถ้ามาพิจารณาถึงสาเหตุที่นิยมใช้วิธีการแบบแห้งอาจเป็นเพราะการใช้วิธีการแบบเปียกมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินการสูง รวมทั้งใช้เวลานานในการสอบเทียบแต่สอดรับหลักปฏิบัติงานด้านชั่งตวงวัดเราเพราะการดำเนินการสอบเทียบหรือตรวจสอบให้คำรับรองภายใต้สภาวะจริงเช่นเดียวกับสภาวะใช้งานจริงจึงได้ความน่าเชื่อถือและมันคือชีวิตจริงๆ ถ้าอยากรู้นานเท่าไหร่ก็ให้สมมุติว่าถังสำรองมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 34 เมตร สูง 15 เมตร คิดเป็นปริมาตรคร่าวๆก็ 13,620,000 ลิตร ต้องใช้ปั๊มสูบน้ำกี่แรงม้า กี่เครื่อง ต้องใช้แหล่งน้ำจากที่ไหน ใช้เสร็จแล้วระบายออกไปไหน ล้วนเป็นค่าใช้จ่ายในทางปฏิบัติ
แต่เราไม่ไปถึงจุดนั้น เราเพียงมาสนใจการวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯ กับสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่ง แต่ต้องปูพื้นฐานและความเข้าใจถึงสภาวะแวดล้อมที่เราต้องเข้าไปเกี่ยวข้อง ดังนั้นเรามาดูว่าการวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองพอจะแบ่งการวัดระดับหลักๆ ได้ 2 หลักการคือ
1. Continuous Level Measurement คือการวัดระดับผลิตภัณฑ์ของเหลวภายในถังสำรองฯอย่างต่อเนื่อง เมื่อระดับผลิตภัณฑ์ของเหลวเพิ่มขึ้นหรือลดลง เครื่องวัดจะมีตัวตรวจจับระดับของเหลวโดยจะเคลื่อนที่ขึ้นลงตามระดับที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงตามระดับผลิตภัณฑ์ของเหลวภายในถังสำรองฯ ดังรูปที่ 1 ตัวตรวจจับระดับดังกล่าวที่มีใช้กันมานานก็คือ “ลูกลอย” (รูปที่3) ที่เคลื่อนที่ขึ้นลง โดยมีสายแถบโลหะที่ม้วนเข้าหรือคลายออกได้อย่างอัตโนมัติ (ดูรูปที่ 2) แต่ในการทำงานจำเป็นต้องพึ่งพาระบบกลไก และการปรับสมดุลชดเชยแรงที่เหมาะสม โดยมีปัจจัยหลายปัจจัยที่มีผลต่อความเที่ยงของเครื่องวัดซึ่งต่อมาภายหลังมีการพัฒนาจากระบบกลไกให้เหลือลดน้อยลงแล้วเพิ่มระบบไฟฟ้าอิเลคทรอนิคส์เข้าไปเสริมทดแทนเป็นระบบไฟฟ้าที่เรียกกว่า “Servo Operated Displacer Level Gauge” ดังในรูปที่ 4 อีกทั้งมีการพัฒนาการโดยใช้เคลื่อนความถี่สูงโดยใช้หลักการสะท้อนคลื่นเสียงกลับมาแล้วใช้คณิตศาสตร์โมเดลคำนวณประมวลผลระยะความสูงเป็นหลักการทำงานอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Radar Gauging ดูรูปที่ 6 ทั้งนี้เครื่องวัดระดับของเหลวแบบต่อเนื่องแต่ละหลักการทำงานก็มีข้อดีและข้อเสีย เราจำเป็นต้องเลือกใช้ตามเหมาะสมกับความต้องการของเรา โลกก็พัฒนาเปลี่ยนแปลงไปเรื่อยๆ เพื่อใช้ Innovation มาแก้ไขปัญหาการทำธุรกิจและสงคราม สิ่งประดิษฐ์ใดสามารถนำมาแก้ไขปัญหาชีวิตของคนที่มีปัญหา และสามารถแก้ไขได้อย่างดีเมื่อนั้นสิ่งประดิษฐ์นั้นก็ทำเงินให้กับคนประดิษฐ์ แล้วเราจะเป็น “ชั่งตวงวัด 4.0” เมื่อไหร่ครับ????
Floating Roof Tank and Float Well Cone roof tank with Stilling Well
รูปที่ 1 การวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองแบบการวัดต่อเนื่อง
รูปที่ 2 หัวอ่านของเครื่องวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯ
รูปที่ 3 ลูกลอยของเครื่องวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯ
รูปที่ 4 เครื่องวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯแบบ Servo Operated Displacer Level Gauge
รูปที่ 5 ลักษณะการติดตั้งและค่าระยะของเครื่องวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯชนิด Servo Operated Displacer Level Gauge
2. Single-point Level Detection จะเป็นการวัดเฉพาะจุดระดับหนึ่ง เช่นพวกที่วัดระดับแบบลูกลอยดังรูปที่ 7 เมื่อถึงระดับที่ต้องการตัวลูกลอยก็จะเหนี่ยวนำให้เกิดสภาวะ on-off บ่งบอกว่าของเหลวสูงขึ้นมาถึงระดับตำแหน่งนี้แล้ว ยังมี Ultrasonic Level Switch และเครื่องวัดอื่นๆ ไม่ขอลงรายละเอียด หากผู้ใดมีความสนใจสามารถไปศึกษาต่อค้นคว้าเพิ่มเติม
รูปที่ 6 เครื่องวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯชนิด Radar Gauging รูปบนเป็นเครื่องวัดที่ได้รับการพัฒนาในระยะแรกเริ่ม รูปล่างเครื่องวัดเริ่มเข้ายุคหลัง
|
|
Ultrasonic Level Switch
Magnetic Level Switch
|
รูปที่ 7 Single-point Level Detection ภายในถังสำรองฯ
แต่ไม่ว่าจะพัฒนาเครื่องวัดระดับประจำถังสำรอง หรือ Automatic Level Gage (ALG) ไปอย่างไรก็ตามแต่ในการตรวจสอบการทำงานของเครื่องวัดดังกล่าวก็ยังคงใช้เครื่องวัดความสูงแบบง่ายๆ ในการวัดระดับผลิตภัณฑ์ของเหลวภายในถังสำรองฯ ด้วยมือจากผู้ปฏิบัติงานชำนาญการประจำลานถังสำรองฯ ซึ่งจะมีข้อเสียอยู่บ้างโดยเฉพาะเรื่องความปลอดภัย หากของเหลวภายในถังสำรองฯที่ต้องเข้าไปทำงานเมื่อเกิดไอระเหยออกมาเป็นสารพิษและส่งผลอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองด้วยมือ การจัดให้มีอุปกรณ์ความปลอดภัยป้องกันการสูดสารระเหยดังกล่าวดังในรูปที่ 8 ขวามือ เป็นเรื่องสำคัญและจำเป็น ส่วนรูปที่ 8 ซ้ายมือนั้นไม่ใช่คนผูกไทกำลังตกเบ็ดตกปลานะครับ อย่าเข้าใจผิดเสียละ...
การใช้สายแถบโลหะประกอบลูกดิ่ง หรือที่มีชื่อเล่นว่าน้อง “Sounding Tape” หรือ “Dip Tape” หรือชื่อเล่นอื่นๆ (ยังไม่ทราบได้แต่น่าจะไม่ใช่น้องกิ๊กแน่นอนครับ) ก็คงมาจากสาเหตุเมื่อใช้สายแถบโลหะดังกล่าวหย่อนลงในถังสำรองน้ำมันเพื่อวัดระดับน้ำมันภายในถังสำรองเทียบกับตำแหน่งอ้างอิง แล้วจะรู้ได้อย่างไรว่าตำแหน่งอ้างอิงหรือจุดเริ่มต้นอ้างอิงที่ถูกใช้เป็นระดับอ้างอิงจริงๆ ทุกครั้งของการวัดระดับนั้นมันอยู่ตรงไหน ในขณะที่เราไม่สามารถมองทะลุชั้นน้ำมันดิบหรือน้ำมันสำเร็จรูปเพื่อสังเกตมองหาตำแหน่งระดับอ้าอิงดังกล่าวภายใน
รูปที่ 8 วัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯด้วยมือโดยใช้ Sounding Tape
ถังสำรองได้ เจ้าระดับอ้างอิงภายในถังสำรองฯนี้เค้าก็มีชื่อเล่นว่า “Dip Plate” หรือ “Datum Plate” หรือ “Strike Plate” (ดูรูปที่ 5 Datum Line) ดังนั้นเมื่อหย่อนสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งที่ทำด้วยทองเหลือง (ป้องกันการเกิดประกายไฟ) หรือมีชื่อเล่นว่า “Bob” ไปกระแทกกับ Dip Plate จนได้ยินเสียงกระทบกระทั่งกันระหว่างลูกดิ่งกับ Dip Plate ประจำถังสำรองน้ำมันถือว่าลูกดิ่งไปนั่งอยู่บนตำแหน่งอ้างอิงแล้วละครับ ลักษณะการเกิดเสียงนี้กระมั่งจึงทำให้เรียกว่า Sounding Tape นอกจากนี้ในการนั่งลงของน้อง Bob กับน้อง Dip Plate ก็อาจมีการกระทบกระทั่งบ้างจนบางครั้งน้อง Bob ก็ด้วนลงในขณะที่น้อง Dip Plate ก็สึกทะลุเป็นรูเลยก็มี แต่นั้นคงต้องใช้เวลาหลาย 10 ปีหรือน้อยกว่านั้นขึ้นอยู่กับความรุนแรงของผู้ใช้ Sounding Tape ครับ ในขณะเดียวกันบางท่านก็ไม่เคยเรียกว่า Sounding Tape ก็คงเพราะไม่เคยกระทำให้มันเกิดเสียง เพียงแต่ใช้สายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งหย่อนลงไปแบบตกเบ็ด จากนั้นก็ดึงสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งขึ้นมาอ่านค่าความสูงกลุ่มคนอย่างหลังก็จะให้ชื่อเล่นสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งว่า น้อง “Dip tape” กระมั่ง (อย่าเชื่อผมมาก)
เพื่อให้เข้าใจตรงกันในเรื่องการวัดระดับความสูงของเหลวภายในถังสำรองฯ เรามาดูนิยามของค่าความสูงหรือระยะต่างๆ ตามข้อกำหนดของ OIML R 85-1 & 2, Edition 2008 (E), Automatic level gauges for measuring the level of liquid in stationary storage tanks (ดูรูปที่ 9)
1. จุดระดับอ้างอิง (Dipping datum point) หมายความว่า จุดตัดกันระหว่างแกนวัดตั้งฉาก (Vertical Measurement Axis) กับพื้นผิวด้านบนของแผ่นระดับอ้างอิง หรือพื้นผิวของระดับก้นถังในกรณีที่ถังไม่มีแผ่นระดับอ้างอิงโดยถือว่าจุดตัดดังกล่าวเป็นจุดเริ่มต้นของการวัดระดับของของเหลวภายในถังสำรองฯ
2. แผ่นระดับอ้างอิง (Dip Plate) หมายความว่า แผ่นแนวขนานซึ่งติดตั้งอยู่ด้านล่างของถังในแนวแกนวัดตั้งฉากใต้จุดอ้างอิงบนสุด ดูรูปที่ 5 ตำแหน่งแนว Datum Line จะเห็นเป็นแผ่นโลหะพร้อมเหล็กโครงสร้างเท้าแขนเชื่อมติดกับผนังถังสำรองฯ
3. ระยะวัด (Dip) หมายความว่า ระดับความสูงของของเหลวซึ่งวัดในแนวดิ่งจากจุดระดับอ้างอิงถึงผิวหน้าของของเหลว
4. จุดอ้างอิงบนสุด (Upper reference point) ดูรูปที่ 9 หรือ Reference Gauge Point ในรูปที่ 10 หมายความว่า จุดบนสุดของถังใช้เป็นตำแหน่งอ้างอิงระดับความสูง (Ullage or Height) วิธีการหาระดับดังกล่าวก็คงทั้งส่องกล้องของพวกโยธาฯ ที่แบกๆ 3ขากันไปมานั้นแหละ หรือมีวิธีการอื่นๆ ตามเทคโนโลยีที่เปลี่ยนไป แล้วก็ทำแผ่นโลหะบอกระดับอ้างอิงความสูงดังกล่าวพร้อมแขวนประจำที่ไว้หรือตอกตัวเลขค่าระดับอ้างอิงบนสุดลงบนหน้าแปลนบริเวณทางเข้าของช่องทางที่เราส่ง sounding tape ลงถังไป หรือเรียกว่า “Gauging Hatch” นั้นเอง
5. ระดับความสูง (Ullage or Height) หมายความว่า ระยะความสูงของที่ว่างภายในถังซึ่งวัดจากผิวหน้าของของเหลวถึงจุดอ้างอิงบนสุดของถัง
รูปที่ 9 ระยะและตำแหน่งการวัดระดับของเหลวภายในถังฯ (OIML R85-1,2008)
ในชีวิตความเป็นจริงเราพบว่า น้ำมันในถังสำรองฯมันไม่ใช่มีเพียงแต่น้ำมันอย่างเดียวหากมีน้ำผสมเข้ามาด้วยจากหลายสาเหตุในระหว่างแต่ละขบวนการผลิตหรือขนส่ง เช่น ขั้นตอนการ Unload น้ำมันจากเรือบรรทุกน้ำมันซึ่งวิ่งมาจากทะเลเหนือซึ่งอาจดูดน้ำที่อยู่ใน compartment ของเรือขึ้นมาด้วย โดยน้ำใน compartment ดังกล่าวอาจถูกใช้ในการบริหารการเอียงหรือถ่วงดุลเรือสำหรับการเดินทาง หรืออาจมีนำเข้าสู่ระบบในระหว่างการ Load/Unload น้ำมันลงเรือหรือขึ้นจากเรือในระหว่างจอดรายทางก็อาจเป็นได้ ส่งผลให้ในการหาระดับน้ำมันในถังสำรองเราต้องใจเย็นๆ ต้องรอให้น้ำกับน้ำมันเค้าแยกชั้นกันก่อน น้ำซึ่งมีค่าความหนาแน่นกว่าน้ำมันเค้าก็จะแยกชั้นแบบสำนึกตัวลงไปอยู่ชั้นล่างสุดส่วนน้ำมันมีความหนาแน่นน้อยกว่าจึงทำตัวลอยอยู่เหนือปัญหาทุกอย่าง ออ! อยู่เหนือน้ำนะ (ดูรูปที่ 13) อ้าว ! คราวนี้ก็ยุ่งสิ เราต้องการทราบปริมาตรของเหลวผลิตภัณฑ์น้ำมันภายในถังสำรองฯดันมีน้ำปนมา ในแง่ของราคาไม่ว่าน้ำทะเล น้ำจืด น้ำฝน ราคามันก็ถูกกว่าน้ำมันซิ หากคำนวณรวมปริมาตรน้ำเข้าไปด้วยคงเจ๊ง เช่น ขายข้าวเปลือกดันแถมหลักกิโลเมตรของทางหลวงเข้ามาด้วย อย่างนี้ก็ไม่ไหว ดังนั้นจึงต้องหาทางวัดระดับน้ำภายในถังสำรองฯ ครั้นจะลงถังสำรองฯ มุดดำน้ำ(มัน)ลงไปวัดก็คงใช่ที่ ฝรั่งเค้าก็แก้ปัญหาโดยผลิตสารเคมีที่เปลี่ยนสีเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำมัน และสารเคมีที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ (น้ำทะเล น้ำฝน น้ำบาดาล ฯลฯ) (ดูรูปที่ 10) จากนั้นนำสารเคมีดังกล่าวไปทาบนตัวสายแถบโลหะหรือลูกดิ่งเพื่อหารอยตัดกันของน้ำกับน้ำมันเมื่อวัดระดับบริเวณก้นถังสำรอง ดังรูปที่ 11 (ก) และทาสารเคมีบนตัวสายแถบโลหะเพื่อหารอยตัดกันระหว่างน้ำมันกับอากาศเมื่อวัดตำแหน่งผิวระดับน้ำมัน ดังรูปที่ 11 (ข) หากคนอ่านแล้วคิดตาม อาจมีคำถามเกิดขึ้นในใจว่าแล้วเราจะทาสารเคมีที่ทำปฏิกิริยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำกับน้ำมันอยู่บริเวณไหน คำตอบก็คือเราต้องกะๆประมาณความสูงเอาถ้ากะผิดก็ต้องดึงสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งขึ้นลงกันหลายรอบ ก็เท่านั้น
รูปที่ 10 รอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีคือระยะรอยต่อระหว่างชั้นน้ำกับชั้นน้ำมัน
รูปที่ 11 การใช้น้ำยาสารเคมีเพื่อแยกแยะ
(ก) ระดับน้ำกับน้ำมัน (Water cut) ด้วย Water Finder Paste และ
(ข) ระดับน้ำมันกับอากาศ (Product Cut) ด้วย Oil/Gasoline Finder Paste
เมื่อให้ข้อมูลรอบด้านพอประมาณแล้ว เรามาเข้าเรื่องกันเสียที พอแบ่งวิธีการวัดระยะความสูงของเหลวภายในถังสำรองฯ เพื่อจะแปลงระยะความสูงไปเป็นค่าปริมาตรบรรจุของถังสำรองด้วย Tank Table นั้น ออกเป็น 2 แบบคือ
1. INNAGE Method เป็นการยึดเอาจุดระดับอ้างอิง (Dipping datum point (ดูรูปที่ 9) หรือ The datum line (รูปที่ 5) ซึ่งอยู่ตำแหน่งบริเวณใกล้ก้นถังสำรองฯ แต่จะอยู่สูงกว่าจุดสูงสุดของพื้นถังสำรองฯ โดยทั่วไปประมาณ 10 ซม. เพื่อเป็นการเผื่อระยะไว้สำหรับการสะสมขี้โคลนฝุ่น กรวดทรายที่ปนมากับของเหลวแล้วตกตะกอน โดยระยะดังกล่าวเพื่อให้มีปริมาตรเพียงพอต่อการสะสมขี้โคนต่างๆ เพียงพอเมื่อเวลาผ่านไประยะเวลาหนึ่งแล้วจะไม่สะสมสูงเกินความสูงของ Dip Plate โดยปกติแล้ว Dip Plate จะถูกติดตั้งในตำแหน่งมั่นคงถาวรและเชื่อมยึดติดกับผนังถังสำรองฯวงแรกสุดบริเวณพื้นถังสำรองซึ่งเป็นผนังถังสำรองที่มีความหนาสูงสุด จากนั้นวัดระยะขึ้นไปจาก Dip Plate จนถึงระดับผิวของเหลว ซึ่งระยะดังกล่าวนี้เป็นระยะความสูงของเหลวล้วน หรือ “ในเนื้อของเหลว” นั้นเอง ฝรั่งจึงเรียกว่า “INNAGE” แต่มีข้อจำกัดบ้างนั้นคือ
· ของเหลวภายในถังสำรองต้องไม่หนืดจนเกินไป จนเมื่อทิ้งลูกดิ่งลงไปในถังสำรองฯแล้วของเหลวต้องไม่ต้านการเคลื่อนลูกดิ่งทำให้ลูกดิ่งเคลื่อนที่เบี่ยงเบนออกไปด้านข้างจนไม่ได้แนวตั้งฉากกับ Dip Plate
· ลูกดิ่งต้องยื่นอยู่บนตำแหน่งของ Dip Plate หากบน Dip Plate มีขี้โคลนตะกอนหรือเครื่องมืออุปกรณ์ของเจ้าหน้าที่ประจำลานถังสำรองฯทำตกทิ้งไว้แล้วไปนอนกองอยู่บน Dip Plate นั้นหมายถึงเราไม่สามารถใช้ Dip Plate เป็นระดับอ้างอิงได้อีกต่อไป เสียหายครับ
ขั้นตอนวิธีการ Innage Gauging
1. ความสำคัญของตำแหน่งที่ต้องให้ความใส่ใจและระมัดระวังในการวัดให้มากคือ
1.1. ระดับของเหลว (Product Level)
1.2. รอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำมันกับอากาศ (Product Tape Cut)
1.3. รอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำกับน้ำมัน (Water Cut)
1.4. ระดับ Dip Plate
2. ทาน้ำยาสารเคมีบนตัวสายแถบโลหะในระยะที่คาดว่าเป็นระดับผิวน้ำมันภายในถังสำรองเพื่อหารอยตัดกันระหว่างน้ำมันกับอากาศ
รูปที่ 12 ระยะต่างๆ ของการวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯแบบ INNAGE Method
3. หย่อนลูกดิ่งเข้าช่องทางที่เรียกว่า “Gauging Hatch” ซึ่งเป็นลักษณะท่อที่มีฝาปิดขนาดใหญ่บ้างเล็กบ้างตามการออกแบบถังสำรองฯ จากนั้นพาดสายแถบโลหะด้านที่ไม่ทาน้ำยาสารเคมีเข้ากับขอบ Gauging Hatch ที่ตำแหน่งกำหนดให้เป็น Reference Point ดังรูปที่ 13
4. ค่อยๆ หย่อนลูกดิ่งและสายแถบลงไปจนกระทั่งเข้าใกล้ตำแหน่ง Dip Plate ตรวจสอบได้โดยเปรียบเทียบค่าความสูง Reference Point กับค่าความสูงที่อ่านได้บนสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่ง เดี๋ยวหลายคนสงสัยว่า อะไรกันค่อยๆ หย่อนลูกดิ่ง ทำไมต้องประณีตจังเลย ไม่เห็นมีความจำเป็นต้องทำเนียนเลย ฯลฯ ก็ขอตอบให้เข้าใจว่าการที่ค่อยๆหย่อนลูกดิ่งเพราะป้องกันลูกดิ่งแกว่งตัว เพราะเมื่อลูกดิ่งแกว่งตัวแล้วพบว่างานเข้าครับ
รูปที่ 13 วิธีการวัดแบบ Innage Gauging ด้วย Sounding Tape
5. จากนั้นต้องประณีตและใช้ความเชี่ยวชาญเฉพาะตัวของผู้ปฏิบัติงานค่อยๆปล่อยให้ลูกดิ่งให้นั่งลงบน Dip Plate สังเกตได้ด้วยรับรู้แรงสั่นที่ส่งมากับสายแถบ หรือจากเสียง หรือจากกลิ่นจมูก หรือจินตนาการสุดแล้วแต่ แต่ต้องมั่นใจว่าลูกดิ่งไม่เอียง หากตอนค่อยๆปล่อยลูกดิ่งลงในถังสำรองฯเกิดการแกว่งตัวหรือลูกดิ่งเอียงเพียงแค่ความสูง 1 มม. หากคิดเป็นปริมาตรน้ำมันประจำถังสำรองขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 เมตร จะมีปริมาตรเท่าไรคิดเอาเองครับ หากลูกดิ่งเอียงมันยังส่งผลให้ค่าที่วัดได้ของรอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำมันกับอากาศ (Product Tape Cut) ผิดไปด้วยเช่นกัน ในขณะลูกดิ่งนั่งบน Dip Plate ให้ทำการทวนสอบค่าความสูงที่อ่านได้จากสายแถบโลหะเทียบกับค่าความสูง Reference Point ที่ปรากฏอยู่บน Gauging Hatch หรือจากข้อมูลที่เจ้าของถังสำรองฯแจ้งไว้ หากใกล้เคียงกันยิ่งมากนั้นหมายถึงยิ่งมีความแม่นยำในการ dip ถัง
6. ให้รีบดึงสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งกลับขึ้นมาอย่างรวดเร็วทันที (เพื่อความคมชัดของรอยสีเปลี่ยน) จากนั้นเมื่อมาถึงจุดน้ำยาสารเคมีเปลี่ยนสีให้รีบอ่านและบันทึกค่า ในกรณีที่รอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำมันกับอากาศอ่านลำบากหรือไม่ชัดเจน ให้เริ่มรอบการวัดใหม่ (จนกว่าจะเก่ง แต่ก็เปลืองน้ำยา)
7. การหารอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำกับน้ำมัน (Water Cut) ทำตามขั้นตอน 3 – ขั้นตอน 6
ข้อดีของการวัดระยะความสูงด้วยวิธีการ innage gauging นั้นคือเราได้ทำการวัดความสูงของเนื้อของเหลวจริงๆภายในถังสำรอง อีกทั้งยังลดหรือตัดปัจจัยผลกระทบอันเนื่องจากการเคลื่อนที่หรือการเปลี่ยนแปลงจุดอ้างอิงบนสุด (Upper Reference Point (ในรูปที่ 9) หรือ Reference Gauge Point (รูปที่ 12) หรือ จุดระดับอ้างอิง (Dipping Datum Point) ในการวัดซึ่งอาจเกิดจากการทรุดตัวของถังสำรองฯ การบวมเบ่งหรือหดเข้าตามปริมาณบรรจุของเหลวภายในถังสำรองฯ หรือ ฯลฯ ออกไป สำหรับในกรณีที่มีความสงสัยว่าจุดอ้างอิงบนสุดของถังสำรองฯมีการขยับเคลื่อนที่ แนะนำให้ใช้วิธีการวัดแบบ innage gauging เนื่องจากเป็นวิธีที่สามารถวัดและตรวจทานสอบระยะระหว่างค่า Reference Gauge Point กับ Reference Gauge Height ในแต่ละครั้งที่ทำการวัดเพื่อทำการบันทึกผลต่างของระยะที่วัดไว้ประกอบการตัดสินใจ
ข้อเสียของการวัดระยะความสูงด้วยวิธีการ innage gauging จากการทิ้งดิ่งจากส่วนบนสุดของถังลงไปในถังสำรองฯจนถึงจุดระดับอ้างอิง (Dipping Datum Point) บน Dip Plate เป็นระยะที่สูงมากอาจทำให้สายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งไม่ได้แนวตั้งฉากเมื่อเทียบกับจุดระดับอ้างอิง หากผสมโรงด้วยคุณสมบัติของเหลวภายในถังสำรองฯที่มีค่าความหนืดสูงก็ยิ่งส่งผลกระทบเพิ่มมากขึ้นไปอีกจนทำให้ระยะการวัดยิ่งคลาดเคลื่อนได้เพิ่มขึ้นไปอีก นอกจากนี้ปรากฏการณ์ขี้โคลนตม ฝุ่นซึ่งตกตะกอนอยู่บริเวณก้นถังสำรองฯ อาจถูกพัดกระจัดกระจายจากก้นถังสำรองฯ เคลื่อนตัวไปทับถมอยู่บนจุดระดับอ้างอิงทำให้ลูกดิ่งไม่สัมผัสกับจุดระดับอ้างอิงทำให้ระยะการวัดคลาดเคลื่อนขึ้นมาทันที สำหรับขั้นตอนการปฏิบัติงานเองก็มีความยุ่งยากและใช้ระยะเวลาในการดำเนินการอยู่ด้วย เช่น ต้องทำความสะอาดตัวสายแถบโลหะทุกครั้งที่ดึงเพื่อขดเก็บเข้าม้วนสายแถบโลหะ ถ้าหากของเหลวดังกล่าวเป็นสารพิษหรือเป็นอันตรายต่อสุขภาพผู้ปฏิบัติงานก็ต้องมีอุปกรณ์ด้านความปลอดภัยเข้ามาช่วยดังในรูปที่ 8
2. OUTAGE OR ULLAGE Method เป็นการยึดเอาจุดอ้างอิงบนสุด (Upper Reference Point) ดูรูปที่ 9 หรือ Reference Gauge Point ดูรูปที่ 11 ซึ่งอยู่ตำแหน่งบริเวณด้านบนของถังสำรองฯเป็นหลัก วิธีการนี้จึงเป็นการวัดระยะจากจุดอ้างอิงบนสุดลงมายังระดับผิวของเหลวซึ่งระยะดังกล่าวนี้เป็นระยะความสูงเหนือตัวเนื้อของเหลว หรือ “นอกเนื้อของเหลว” นั้นเอง ฝรั่งจึงเรียกว่า “OUTAGE” จึงเรียกการวัดวิธีการนี้ว่า Outage Gauging หรือ Ullage Gauging หรือ Top Gauging การวัดด้วยวิธีOutage Method โดยปกติมักใช้กับการวัดของเหลวที่มีคุณสมบัติกัดกร่อนสูงหรือมีความหนืดสูงมากๆ หรือเป็นของเหลวที่สะอาดและใสๆไปเลยเช่น น้ำ หรือน้ำมันเบนซิน เป็นต้น
ขั้นตอนวิธีการ Outage Gauging หรือ Ullage Gauging
1. ความสำคัญของตำแหน่งที่ต้องให้ความใส่ใจและระมัดระวังในการวัดให้มากด้วยวิธีการนี้คือ
1.1. จุดอ้างอิงบนสุด (Upper Reference Point)
1.2. ระดับของเหลว (Product Level)
1.3. รอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำมันกับอากาศ (Product Tape Cut)
2. ทาน้ำยาสารเคมีบนตัวลูกดิ่งเพื่อหารอยตัดกันระหว่างน้ำมันกับอากาศ
รูปที่ 14 ระยะต่างๆ ของการวัดระดับของเหลวภายในถังสำรองฯแบบ OUTAGE OR ULLAGE Method
3. หย่อนลูกดิ่งเข้าช่องทางที่เรียกว่า “Gauging Hatch” จากนั้นพาดสายแถบโลหะด้านที่ไม่ทาน้ำยาสารเคมีเข้ากับขอบ Gauging Hatch ที่ตำแหน่งกำหนดให้เป็น Reference Point ดังรูปที่ 15
4. ค่อยๆ หย่อนลูกดิ่งและสายแถบลงไปให้สัมผัสผิวระดับของเหลว
5. คอยเวลาหนึ่ง จนมั่นใจว่าลูกดิ่งไม่มีการแกว่งตัว รู้ได้ด้วยใจ?
6. จากนั้นต้องประณีตและใช้ความเชี่ยวชาญเฉพาะตัวค่อยๆปล่อยให้ลูกดิ่งลงไปให้ก้นลูกดิ่งจมอยู่ในของเหลวประมาณ 2-3 นิ้วจากระดับผิวของเหลว อ่านค่าและบันทึกความสูงสายแถบโลหะที่ตำแหน่ง Reference Point
7. ให้รีบดึงสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งกลับขึ้นมาทันที จากนั้นเมื่อมาถึงจุดน้ำยาสารเคมีเปลี่ยนสีให้รีบอ่านและบันทึกค่า ในกรณีที่รอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำมันกับอากาศอ่านลำบากหรือไม่ชัดเจน ให้เริ่มรอบการวัดใหม่
8. ระยะความสูง Outage หรือ Ullage (Shell Outage) เป็นระยะระหว่างค่าความยาวที่อ่านได้ ณ ตำแหน่ง Reference Point ลบด้วยระยะค่าความยาวที่อ่านได้ของรอยตัดของน้ำยาเปลี่ยนสีระหว่างน้ำมันกับอากาศ
9. หากต้องการหาค่า Innage สามารถหาได้จากการคำนวณได้จาก Reference Gauge Height ลบด้วย Outage
รูปที่ 15 วิธีการวัดแบบOutage Gauging หรือ Ullage Gauging ด้วย Sounding Tape
ข้อดีของการวัดระยะความสูงด้วยวิธีการ Outage Gauging หรือ Ullage Gauging เนื่องจากในขั้นตอนการวัดจะมีเฉพาะตัวลูกดิ่งเท่านั้นที่สัมผัสกับของเหลวดังนั้นจึงเสียเวลาไม่มากในการทำความสะอาดเฉพาะตัวลูกดิ่งเมื่อม้วนขดสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่ง
ข้อเสียของการวัดระยะความสูงด้วยวิธีการ Outage Gauging หรือ Ullage Gauging พอจะแยกแยะได้ว่า
· เป็นการวัดความสูงของเหลวภายในถังสำรองฯด้วยวิธีการทางอ้อม เพราะไม่ได้วัดผ่านตัวเนื้อของเหลวดังเช่นวิธีการ Innage Gauging
· ค่าความสูงที่วัดได้จึงต้องได้จากการคำนวณหักลบระหว่างความสูงที่วัดได้กับ Reference Gauge High (ดูรูปที่ 14)
· ผู้ทำการวัดไม่สามารถทำการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงหรือการเคลื่อนที่ของตำแหน่งจุดอ้างอิงบนสุด (Upper Reference Point) หรือ Reference Gauge Point หากมีความประสงค์ต้องการตรวจสอบก็ต้องกลับมาทำการวัดระยะด้วยวิธีการ Innage Gauging อีกครั้ง
ด้วยเหตุนี้วิธีการวัดแบบ Outage Gauging หรือ Ullage Gauging จึงเหมาะกับการวัดที่มีความมั่นใจว่า ระยะ Reference Gauge Height มีระยะคงที่ตลอดเวลาไม่ว่ามีปริมาณของเหลวในถังสำรองเต็มถัง หรือเกือบหมดถัง ซึ่งเป็นไปได้ยากสำหรับถังสำรองฯที่มีอายุสูง 20 ปีขึ้นไป
ลูกดิ่ง หรือ Bob
มาพูดถึงน้องลูกดิ่งหรือ Bob คนคิดเรื่องนี้เค้าจึงแบ่ง Bob ให้คล้อยตามวิธีการวัดระยะความสูงของเหลวดังที่ได้กล่าวมาออกเป็น 2 ประเภท (ดูรูปที่ 16) คือ
1. แบบ Innage Bob ตำแหน่งที่แสดงค่า “ศูนย์” อยู่บนปลายสุดของลูกดิ่งจากนั้นก็เป็นระยะเพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น 1, 2, ... เซนติเมตร ลูกดิ่งชนิดนี้ใช้กับวิธีการ Innage Gauging ซึ่งขอแนะนำให้ใช้สำหรับงานชั่งตวงวัด
2. แบบ Outage Bob ซึ่งจะมีตำแหน่งที่แสดงค่า “ศูนย์” อยู่ตำแหน่งข้อต่อหรือห่วง (Eye; ดูรูปที่ 17) จากนั้นถ้าวัดจากตำแหน่งศูนย์ลงมาจะเป็นค่าติดลบเป็นขีด -1, -2, ...เซนติเมตร จนถึงตำแหน่งปลายสุดของ Bob หรือลูกดิ่งนั้นคือมีค่าเสมือนค่าติดลบ ทั้งนี้ตำแหน่งปลายสุดจะไม่ใช่ตำแหน่งศูนย์ของสายแถบโลหะ แต่หากนับขึ้นไปจากตำแหน่งศูนย์หรือตำแหน่งข้อต่อจะเป็นจำนวนบวก ลูกดิ่งชนิดนี้ใช้กับวิธีการ Outage Gauging. นอกจากนี้สายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งชนิดนี้ไม่สอดคล้องกับลักษณะตามที่กำหนดไว้ใน OIML R 35-1, Edition 2007 (E)
รูปที่ 16 Bob หรือลูกดิ่งแบบ Innage Bob และแบบ Outage Bob
สายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งที่ส่งมาสอบเทียบที่ชั่งตวงวัดส่วนใหญ่จะมีปัญหาในช่วงความยาว 5 เมตรแรก เนื่องจากการใช้งาน หรือใช้งานไม่ทะนุถนอมเช่น สายแถบโลหะจนเกิดการพับหักงอ หรือปลายลูกดิ่งสึกหรอ สายแถบโลหะยืดไม่คืนตัว เป็นต้น ทำให้มีค่าผลผิดเกินอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดที่เรายอมให้ไว้ตามขั้นตอนสอบเทียบ SOP-LEN-202 (Download ได้ที่ www.cbwmthai.org) ก็น่าเสียดายครับเพราะราคาต่อเครื่องวัดแพงเอาการเหมือนกัน ดังนั้นจึงใช้งานด้วยความนุ่มนวลและใส่ใจด้วย
รูปที่ 17 ชื่อชิ้นส่วนประจำสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่ง แต่ต้องหน่วย IS Unit
เรามาดูอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่งภายใต้พระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัด พ.ศ. 2542 นั้นจัดอยู่ในชั้นความเที่ยง Class 2, OIML R 35-1, Edition 2007(E) กำหนดให้อัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดสำหรับการสอบเทียบอย่างมากสุดต้องไม่เกินอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดสำหรับการตรวจสอบให้คำรับรองชั้นแรกคือ Class II หรือ Class I สำหรับแบบมาตรา เมื่อ L เป็นจำนวนเต็มบวก หน่วย เมตร นั้นคือผลผิดระยะระหว่างจำนวนเต็มบวกให้เอาจำนวนเต็มบวกถัดไปมาใช้ เช่นผลผิดที่ความยาวเครื่องฯ 3.5 เมตร สำหรับชั้นความเที่ยง class II มีค่าเท่ากับ ±(0.3+(0.2*4)) = ±1.1 มม. จะมองเป็นขั้นบันไดน่าจะเข้าใจไดง่ายหน่อย
|
|
OIML 35-1: 2007
|
กฎกระทรวงฯ
พ.ศ. 2546
|
|
Scale Accuracy
|
Class I
|
Class II
|
|
|
MPE
|
± (0.1 + 0.1L) mm.
|
± (0.3 + 0.2 L) mm.
|
± (0.3 + 0.2 L) mm.
|
รูปที่ 18 อัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของสายแถบโลหะประกอบลูกดิ่ง
Reference:
1. The Art of Tank Gauging, vW-IN-4416.650-V4, ENRAF B.V.
2. OIML R 85-1 & 2, Edition 2008 (E), Automatic level gauges for measuring the level of liquid in stationary storage tanks
3. OIML R 35-1, Edition 2007 (E), Material measures of length for general use.
4. The Engineer’s Guide to Level Measurement, 2013, Rosemount, Literature Reference number: 00805-100-1034 Rev. BA June 2013.
ชั่งตวงวัด; GOM MOC
นนทบุรี
7 มีนาคม 2560