Rupture Disk Installation Points in the Pulp & Paper Industry: จุดติดตั้งแผ่นดิสก์ระบายแรงดันในอุตสาหกรรมกระดาษ

ในอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ (Pulp & Paper Industry) กระบวนการผลิตมีการใช้แรงดันและอุณหภูมิสูงในหลายจุด ไม่ว่าจะเป็นหม้อต้มเยื่อกระดาษ (Digester) หม้อไอน้ำ (Boiler) ถังเก็บแรงดัน (Pressure Vessel) และระบบท่อส่งไอน้ำ ซึ่งล้วนเป็นบริเวณที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดแรงดันเกิน (Overpressure) หากปราศจากระบบป้องกันที่มีประสิทธิภาพ ความเสี่ยงดังกล่าวอาจนำไปสู่การระเบิด สร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์ บุคลากร และความต่อเนื่องของกระบวนการผลิต

Rupture Disk หรือแผ่นดิสก์ระบายแรงดัน จึงเป็นอุปกรณ์นิรภัย (Safety Device) ที่มีบทบาทสำคัญในการป้องกันความเสียหายดังกล่าว บทความนี้จะกล่าวถึงเหตุผลทางวิศวกรรมที่ควรพิจารณาติดตั้ง Rupture Disk รวมถึงตำแหน่งการติดตั้งที่เหมาะสมในกระบวนการผลิตเยื่อและกระดาษ

เหตุผลทางวิศวกรรมในการติดตั้ง Rupture Disk

1. ป้องกันการระเบิดจากแรงดันเกิน

ในกระบวนการต้มเยื่อหรือการผลิตไอน้ำ หากเกิดความผิดปกติ เช่น วาล์วติดขัด หรือระบบควบคุมอุณหภูมิและแรงดันล้มเหลว อาจส่งผลให้เกิดการสะสมของแรงดันเกินกว่าค่าที่อุปกรณ์ออกแบบไว้รองรับได้ Rupture Disk ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์นิรภัยที่แตกออกทันทีเมื่อแรงดันถึงค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ช่วยระบายแรงดันส่วนเกินออกจากระบบอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันความเสียหายร้ายแรงที่อาจเกิดขึ้น

2. ตอบสนองรวดเร็ว ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว

แตกต่างจากวาล์วระบายแรงดัน (Relief Valve) ซึ่งต้องอาศัยกลไกการเปิด-ปิด Rupture Disk ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวภายในตัวอุปกรณ์ จึงสามารถทำงานได้อย่างแม่นยำและตอบสนองได้ทันทีเมื่อแรงดันถึงจุดวิกฤต ช่วยลดโอกาสความล่าช้าในการระบายแรงดันเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่มีกลไกเคลื่อนไหว

3. ทนทานต่อสารเคมีรุนแรง

กระบวนการผลิตเยื่อกระดาษมักเกี่ยวข้องกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือคลอรีนที่ใช้ในกระบวนการฟอกเยื่อ Rupture Disk จึงถูกผลิตจากวัสดุที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง อาทิ สแตนเลส 316, Hastelloy® และ Inconel® เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีความรุนแรงทางเคมี

4. ช่วยยืดอายุการใช้งานของ Pressure Relief Valve

เมื่อติดตั้ง Rupture Disk ไว้ด้านหน้าของ Pressure Relief Valve จะช่วยป้องกันไม่ให้สารเคมีหรือไอน้ำสัมผัสและกัดกร่อนตัววาล์วโดยตรง ส่งผลให้ลดความถี่ในการซ่อมบำรุง และช่วยยืดอายุการใช้งานของวาล์วนิรภัยในระยะยาว

5. สอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัยสากล

โรงงานผลิตเยื่อและกระดาษจำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยสากล เช่น ASME, PED หรือ API ซึ่งกำหนดแนวทางการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกิน การติดตั้ง Rupture Disk อย่างเหมาะสมจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้โรงงานสามารถผ่านการตรวจสอบจากหน่วยงานกำกับดูแลได้อย่างถูกต้อง

จุดติดตั้ง Rupture Disk ที่สำคัญในอุตสาหกรรมกระดาษ

Bulk Storage – ไซโลจัดเก็บวัตถุดิบ

ไซโลสำหรับจัดเก็บเศษไม้และวัตถุดิบปริมาณมากในกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษ เป็นจุดที่มีโอกาสเกิดฝุ่นที่สามารถติดไฟได้ การติดตั้ง Rupture Disk จะช่วยระบายแรงดันส่วนเกินภายในถังเก็บ ขณะที่ Vent Panel จะช่วยป้องกันไม่ให้แรงระเบิดส่งผลกระทบต่อโครงสร้างไซโล

Conveying Systems – ระบบลำเลียง

ระบบลำเลียงที่ใช้เคลื่อนย้ายเศษไม้และเยื่อกระดาษ อาจก่อให้เกิดฝุ่นที่ติดไฟและระเบิดได้เช่นกัน ซึ่งสามารถป้องกันได้ด้วยการติดตั้ง Rupture Disk หรือ Vent Panel จาก ZOOK

Digesters – หม้อต้มเยื่อ

กระบวนการต้มเยื่อ (Cooking) ด้วยหม้อต้มเยื่อ (Digester) ใช้ไอน้ำที่มีความดันและอุณหภูมิสูง ในกรณีที่เกิดสภาวะแรงดันเพิ่มสูงผิดปกติ ZOOK Rupture Disk ได้รับการออกแบบมาเพื่อระบายแรงดันส่วนเกินก่อนที่จะเกิดความเสียหายต่อระบบหม้อต้มเยื่อ

Bleaching and Conditioning Tanks – ถังฟอกเยื่อและปรับปรุงคุณภาพเยื่อ

กระบวนการฟอกเยื่อและการปรับปรุงคุณภาพเยื่อด้านความขาว ซึ่งจำเป็นสำหรับกระดาษบางประเภท เช่น กระดาษพิมพ์เขียน กระดาษทิชชู และกระดาษสา รวมถึงกระดาษชนิดพิเศษสำหรับงานพิมพ์ บรรจุภัณฑ์ สารเคลือบพิเศษ เม็ดสี หรือการเพิ่มความต้านทานแรงดึง ต้องผ่านกระบวนการทางเคมีและการบำบัดด้วยความร้อนหลายขั้นตอน ความร้อนที่เกิดขึ้นอาจส่งผลให้แรงดันเพิ่มสูงขึ้นโดยไม่สามารถควบคุมได้ ZOOK Rupture Disk จึงช่วยระบายแรงดันก่อนที่ความเสียหายจะเกิดขึ้นกับระบบ

Sodium Chlorate Process – กระบวนการผลิตโซเดียมคลอเรต

กระบวนการผลิตสารเคมีสำหรับฟอกเยื่อ หรือคลอรีนไดออกไซด์ (Chlorine Dioxide) เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมคลอเรต (Sodium Chlorate) และกรดไฮโดรคลอริก (Hydrochloric Acid) ปฏิกิริยาดังกล่าวมีทั้งการคายความร้อนและการเกิดแก๊ส ซึ่งความร้อนที่คายออกมาจะส่งผลให้อุณหภูมิและแรงดันเพิ่มสูงขึ้นตามลำดับ จุดนี้จึงเป็นตำแหน่งสำคัญที่ควรติดตั้ง ZOOK Rupture Disk เพื่อป้องกันอันตรายที่ไม่คาดคิด โดย ZOOK แนะนำให้ใช้รุ่น Duplex Disk และ FD-V เพื่อความทนทานต่อสารเคมีและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

Recovery Processing – กระบวนการนำสารเคมีกลับมาใช้ใหม่

Black Liquor และผลพลอยได้อื่น ๆ จากกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษ มักถูกนำกลับเข้าสู่หม้อไอน้ำเพื่อนำสารเคมีกลับมาใช้ใหม่ โดย Black Liquor จะถูกพ่นเข้าสู่ Recovery Boiler น้ำที่หลงเหลืออยู่จะระเหยออก ขณะที่สารเคมีจะถูกเผาไหม้เพื่อให้พลังงานความร้อน ซึ่งความร้อนดังกล่าวจะถูกนำไปใช้ผลิตไอน้ำ ส่วนสารเคมีที่ไม่ได้รับการเผาไหม้ ได้แก่ โซเดียมซัลไฟด์ (Na₂S) และโซเดียมคาร์บอเนต (Na₂CO₃) จะกลายเป็นของแข็งหลอมเหลว (Smelt) และถูกแยกออกจากส่วนล่างของหม้อไอน้ำไปยังถังทำละลาย (Dissolving Tank) ซึ่งถังทำละลายนี้เป็นอีกหนึ่งจุดสำคัญที่ควรติดตั้ง Rupture Disk เพื่อระบายแรงดันในกรณีฉุกเฉิน

Steam Boiler – ระบบหม้อไอน้ำ

ระบบหม้อไอน้ำและท่อไอน้ำสามารถติดตั้ง Rupture Disk ควบคู่กับวาล์วนิรภัย (Safety Valve) โดยตั้งค่าแรงดันการระบายของ Rupture Disk ให้สูงกว่าแรงดันระบายของวาล์วนิรภัย แต่ต้องไม่เกินค่าแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (Maximum Allowable Working Pressure: MAWP) ทั้งนี้เพื่อเป็นระบบป้องกันสำรอง (Backup Protection) ในกรณีที่วาล์วนิรภัยเกิดความขัดข้อง

ตารางสรุปประเภทของ Rupture disk ที่ใช้ติดตั้งในแต่ละจุด

การติดตั้ง Rupture Disk ถือเป็นการลงทุนด้านความปลอดภัยที่สำคัญในอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ เพื่อป้องกันอุบัติเหตุจากแรงดันเกิน คุ้มครองทั้งชีวิตพนักงาน อุปกรณ์การผลิต และความต่อเนื่องของกระบวนการผลิตโดยรวม การเลือกใช้ Rupture Disk ที่เหมาะสมกับแต่ละจุดติดตั้ง ทั้งในด้านวัสดุ ค่าแรงดันระบาย และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง จึงเป็นสิ่งที่ผู้ประกอบการควรพิจารณาร่วมกับทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ

Alpha Group เป็นผู้จัดจำหน่ายผลิตภัณฑ์ Rupture Disk จากแบรนด์ ZOOK พร้อมทีมวิศวกรที่พร้อมให้คำปรึกษาด้านการเลือกใช้และการติดตั้งให้เหมาะสมกับแต่ละกระบวนการผลิต สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ LINE OA @ALPHAGROUP โทร 0-2792-9333 หรืออีเมล sales@alphagroup.co.th