ถังสุญญากาศเป็นภาชนะรับแรงดันไหม? จัดประเภทตามกฎหมายญี่ปุ่น

ซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นส่งใบเสนอราคาเครื่องอบสุญญากาศหรือถังผสมแบบมีแจ็กเก็ตมาให้โรงงานของคุณ ในสเปกเขียนว่า "−0.1 MPaG" และในหนังสือนำมีข้อความประมาณว่า dai-isshu atsuryoku yoki higaito (ไม่เข้าข่ายภาชนะรับแรงดัน Class 1 ของญี่ปุ่น) ทีม Safety หรือ จป. ถามว่าข้อความนี้ถูกต้องไหม และถังใบนี้ดูดสุญญากาศได้อย่างปลอดภัยหรือเปล่า

คำตอบสั้น ๆ: ภาชนะไม่ได้กลายเป็นภาชนะรับแรงดันตามกฎหมายความปลอดภัยและอนามัยในการทำงานของญี่ปุ่น (Rodo Anzen Eisei-ho) เพียงเพราะใช้งานที่สุญญากาศ การจัดประเภทขึ้นกับหน้าที่ของภาชนะ (ให้ความร้อน ทำปฏิกิริยา แยกสาร หรือเก็บของเหลวร้อน) ความดันเกจบวกสูงสุดที่ภาชนะเจอ และขนาดของภาชนะ

แจ็กเก็ตไอน้ำ ขั้นตอนอัดไนโตรเจนเพื่อส่งของ หรือการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำ อาจทำให้เครื่องบางส่วนเข้าประเภทที่กฎหมายควบคุม แม้ฝั่งผลิตภัณฑ์จะเจอแค่สุญญากาศก็ตาม

ประเด็นทางกฎหมายกับประเด็นความแข็งแรงเป็นคนละเรื่องกัน ถังที่อยู่นอกข้อบังคับก็ยังต้องทนแรงดันบรรยากาศที่กดเข้ามาจากภายนอก ถังปิดสนิทที่ออกแบบสำหรับความดันบรรยากาศจึงเอามาดูดสุญญากาศเฉย ๆ ไม่ได้

บทความนี้พาดูประเภทตามกฎหมายญี่ปุ่นก่อน แล้วดูเรื่องความดันภายนอก ปิดท้ายด้วยสิ่งที่ควรส่งให้ซัพพลายเออร์ คำถามที่ควรถาม และตัวอย่างข้อความ RFQ ถ้าเครื่องจะติดตั้งในไทย ต้องดูข้อกำหนดของไทยด้วย (อ่านหัวข้อท้ายบทความ)

สารบัญ

1. ความดันเกจกับความดันสัมบูรณ์ในแบบญี่ปุ่น
2. ญี่ปุ่นแบ่งประเภทภาชนะรับแรงดันอย่างไร
3. ถังแบบมีแจ็กเก็ต: แยกพิจารณาแจ็กเก็ตกับถังด้านใน
4. ขั้นตอนความดันบวกที่ซ่อนอยู่ในกระบวนการ "สุญญากาศ"
5. ความแข็งแรงต่อสุญญากาศไม่เท่ากับค่าทนความดันภายใน
6. สิ่งที่ต้องส่งให้ซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น
7. นำไปใช้ได้ทันที
8. กรณีที่บทความนี้ใช้ไม่ได้
9. คำถามที่พบบ่อย
10. แหล่งอ้างอิง

ความดันเกจกับความดันสัมบูรณ์ในแบบญี่ปุ่น

ก่อนใช้นิยามใด ๆ ให้เปลี่ยนความดันทุกค่าให้อยู่บนฐานเดียวกันก่อน ความดันเกจ (gauge pressure) ใช้บรรยากาศรอบตัวเป็นศูนย์ ส่วนความดันสัมบูรณ์ (absolute pressure) ใช้สุญญากาศสมบูรณ์เป็นศูนย์ แบบญี่ปุ่นเขียนความดันเกจเป็น "MPaG" และความดันสัมบูรณ์เป็น "kPa abs" หรือ "MPa abs"

สุญญากาศเดียวกันอ่านได้เป็นสองตัวเลข และเกณฑ์ทางกฎหมายด้านล่างเป็นความดันเกจบวกทั้งหมด ถ้าสับสนสองฐานนี้ จะจัดประเภทผิด

รูปที่ 1: สุญญากาศเดียวกัน อ่านเป็นความดันสัมบูรณ์และความดันเกจ

ถ้าบรรยากาศรอบตัวเป็น 101.3 kPa ความดันภายใน 20.0 kPa abs จะอ่านเป็น −81.3 kPa เกจ

บนจอเล็ก เลื่อนรูปไปทางซ้าย-ขวาได้

สเกลใช้เพื่อประกอบคำอธิบาย ความดันบรรยากาศจริงเปลี่ยนไปตามความสูงจากระดับน้ำทะเลและสภาพอากาศ

สมมติบรรยากาศรอบตัวเป็น 101.3 kPa (1.013 bar, 14.7 psi) และภายในถังเป็น 20.0 kPa abs (0.2 bar abs, ประมาณ 2.9 psia) ค่าที่อ่านจากเกจคำนวณได้ดังนี้ ความดันเกจที่เป็นลบแปลว่า "ต่ำกว่าบรรยากาศ" เท่านั้น ความดันสัมบูรณ์ไม่มีวันต่ำกว่าศูนย์

ถ้าเอกสารหนึ่งเขียน "−0.08 MPaG" และอีกฉบับเขียน "20 kPa abs" ให้แปลงทั้งสองเป็นหน่วยเดียวกันและฐานเดียวกันก่อนเปรียบเทียบ (0.1 MPa = 1 bar) แล้วดูช่วงการวัดของเกจในสเปกด้วย ว่าค่าที่อ่านได้เหมาะกับชนิดเกจและหลักการวัดของมันหรือไม่

ญี่ปุ่นแบ่งประเภทภาชนะรับแรงดันอย่างไร

ในความหมายทางกฎหมายของญี่ปุ่น "ภาชนะรับแรงดัน" คือประเภทที่กำหนดไว้ใน Order for Enforcement of the Industrial Safety and Health Act (Rodo Anzen Eisei-ho Seko-rei) Article 1 item 5–7 ประเภทของภาชนะกำหนดตามนิยามเหล่านี้ ไม่ใช่ตามชื่อสินค้าในแคตตาล็อก

คำสี่คำที่จะเจอในเอกสารญี่ปุ่นมีดังนี้

• Dai-isshu atsuryoku yoki: ภาชนะรับแรงดัน Class 1
• Kogata atsuryoku yoki: ภาชนะรับแรงดันขนาดเล็ก เป็นกลุ่มย่อยที่เล็กกว่าใน Class 1 และมีข้อกำหนดเบากว่า
• Dai-nishu atsuryoku yoki: ภาชนะรับแรงดัน Class 2 สำหรับก๊าซที่มีความดัน
• Kan'i yoki: "Simple vessel" คือภาชนะนอก Class 1 และ Class 2 ที่เข้าเงื่อนไขเฉพาะใน Article 13 วรรค 3 item 26 หรือ 27 ของ Order ไม่ใช่คำเรียกรวมของภาชนะที่ไม่ถูกควบคุมทุกใบ

หม้อน้ำ (Boiler) ที่จ่ายไอน้ำหรือน้ำร้อนให้อุปกรณ์อื่นจัดประเภทแยกต่างหาก บทความนี้ไม่ครอบคลุม ส่วนภาพรวมการแบ่งประเภทหม้อน้ำและภาชนะรับแรงดัน ดูได้จากเอกสารของสมาคมหม้อน้ำญี่ปุ่น (Japan Boiler Association, ภาษาญี่ปุ่น)

Class 1: ดูจากสิ่งที่เกิดขึ้นในภาชนะ

Class 1 เริ่มจากหน้าที่ของภาชนะ ไม่ได้เริ่มจากตัวเลขความดัน Order ระบุไว้สี่ประเภท (ภาษาญี่ปุ่นเรียก i, ro, ha, ni เทียบเท่า a, b, c, d) แล้วตัดภาชนะขนาดเล็กออกจากรายการ

รูปที่ 2: Class 1 สี่ประเภท และเงื่อนไขความดันของแต่ละประเภท

ประเภท (a)–(c) ต้องมีความดันภายในสูงกว่าบรรยากาศ ส่วนประเภท (d) กำหนดจากอุณหภูมิของของเหลว

ประเภท	สิ่งที่เกิดขึ้นในภาชนะ	เงื่อนไขในนิยาม
(a) ให้ความร้อน	รับไอน้ำหรือสารทำความร้อนอื่น (หรือผลิตไอน้ำเอง) เพื่อให้ความร้อนของแข็งหรือของเหลว	ความดันภายในสูงกว่าบรรยากาศ ไม่รวม (b) และ (c)
(b) ทำปฏิกิริยา	ปฏิกิริยาในภาชนะทำให้เกิดไอ	ความดันภายในสูงกว่าบรรยากาศ
(c) แยกสาร	ให้ความร้อนของเหลวให้เกิดไอ เพื่อแยกองค์ประกอบ	ความดันภายในสูงกว่าบรรยากาศ
(d) ของเหลวร้อน	เก็บของเหลวที่ร้อนกว่าอุณหภูมิที่กำหนด (นอกจาก (a)–(c))	อุณหภูมิของเหลวสูงกว่าจุดเดือดที่ความดันบรรยากาศ

สรุปจาก Order for Enforcement of the Industrial Safety and Health Act, Article 1 item 5 ข้อยกเว้นด้านขนาดและผลคูณความดัน × ปริมาตรใช้แยกต่างหาก หลังจากตรวจตามตารางนี้แล้ว

สำหรับประเภท (d) ให้เทียบอุณหภูมิของเหลวกับจุดเดือดที่ความดันบรรยากาศ ไม่ใช่จุดเดือดที่ความดันใช้งาน ถ้าเป็นของเหลวผสม ต้องดูสัดส่วนองค์ประกอบด้วย และไม่ว่าเข้าประเภทไหน ข้อยกเว้นด้านขนาดด้านล่างเป็นตัวตัดสินประเภทสุดท้าย

ข้อยกเว้นด้านขนาด และภาชนะรับแรงดันขนาดเล็ก

ภาชนะที่เข้าหนึ่งในสี่ประเภทข้างต้น จะถูกตัดออกจาก Class 1 ถ้าเล็กพอ ข้อยกเว้นมีดังนี้

• ความดันเกจ 0.1 MPa (1 bar, ประมาณ 14.5 psi) หรือต่ำกว่า และ ปริมาตรภายใน 0.04 m³ (40 L) หรือน้อยกว่า
• ความดันเกจ 0.1 MPa หรือต่ำกว่า และ เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของตัวถัง (shell) 200 mm หรือน้อยกว่า และยาว 1,000 mm หรือน้อยกว่า
• ความดันเกจสูงสุดเป็น MPa × ปริมาตรภายในเป็น m³ ได้ 0.004 หรือน้อยกว่า

นี่คือเหตุผลที่ถังประเภท (d) ซึ่งใช้ที่สุญญากาศอย่างเดียวจึงไม่ใช่ Class 1 ถ้าความดันเกจสูงสุดที่ใช้งานเป็น 0 MPa ผลคูณความดัน × ปริมาตรก็เป็น 0 ด้วย ซึ่งเข้าข้อยกเว้น 0.004 อย่าเอาระดับสุญญากาศ (เช่น 0.08 MPa) ไปแทนเป็นความดันบวก

แจ็กเก็ตที่แยกเป็นอีกช่องว่าง หรือขั้นตอนที่ใช้ความดันบวก ต้องประเมินตามเงื่อนไขของตัวเอง

ใน Class 1 ภาชนะรับแรงดันขนาดเล็ก (kogata atsuryoku yoki) คือภาชนะที่เข้าเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งต่อไปนี้

• ความดันเกจ 0.1 MPa หรือต่ำกว่า และปริมาตรภายใน 0.2 m³ (200 L) หรือน้อยกว่า หรือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของตัวถัง 500 mm หรือน้อยกว่า และยาว 1,000 mm หรือน้อยกว่า
• ความดันเกจสูงสุด (MPa) × ปริมาตรภายใน (m³) ได้ 0.02 หรือน้อยกว่า

เงื่อนไขข้อที่สองใช้ได้ด้วยตัวเอง ภาชนะไม่ต้องมีความดัน 0.1 MPa หรือต่ำกว่าไปพร้อมกัน ตัวอย่างเช่น ภาชนะที่เข้าประเภท Class 1 มีความดันเกจสูงสุด 0.20 MPa (2 bar) และปริมาตร 0.080 m³ ผลคูณได้ 0.016 จึงอยู่ในช่วงขนาดเล็ก

ภาชนะขนาดเล็กและ simple vessel มีขั้นตอนเบากว่า Class 1 เต็มรูปแบบ แต่ก็ยังมีข้อกำหนดของตัวเอง ภาชนะขนาดเล็กต้องผ่านการตรวจสอบรายตัว (individual examination, kobetsu kentei)

ภาชนะให้ความร้อนบางชนิดที่หลุดจาก Class 1 อาจเข้า item 26 เป็น simple vessel ซึ่งอยู่ใต้มาตรฐานโครงสร้าง Kan'i Boiler-to Kozo Kikaku (Structural Standard for Simple Boilers and Related Equipment) Item 26 มีค่าขีดจำกัดยกเว้นของตัวเองที่ต่างจาก Class 1 ข้างต้น จึงอย่าเอาตัวเลข 0.04 m³ และ 0.004 ไปใช้ที่นั่น "ตรวจเบากว่า" ไม่ได้แปลว่า "ไม่มีกฎการออกแบบ"

Class 2: ก๊าซที่ความดันเกจ 0.2 MPa ขึ้นไป

ภาชนะรับแรงดัน Class 2 คือภาชนะที่เก็บก๊าซที่ความดันเกจ 0.2 MPa (2 bar, ประมาณ 29 psi) ขึ้นไป และไม่ใช่ Class 1 ต้องเข้าเงื่อนไขด้านขนาดด้วย คือปริมาตรภายใน 0.04 m³ ขึ้นไป หรือ เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของตัวถัง 200 mm ขึ้นไปและยาว 1,000 mm ขึ้นไป เข้าเงื่อนไขขนาดข้อใดข้อหนึ่งก็พอ

ถังที่เก็บก๊าซที่อุณหภูมิห้องภายใต้สุญญากาศอย่างเดียว ไม่มีทางถึงเงื่อนไข 0.2 MPa แต่ถังลม (air receiver) ที่ไม่ใช่ Class 1 ใช้ที่ความดันเกจ 0.20 MPa และจุ 0.050 m³ เข้าครบทั้งสองเงื่อนไข ถ้าถังที่ปกติดูดสุญญากาศถูกอัดแรงดันเพื่อดันผลิตภัณฑ์ออก ขั้นตอนนั้นต้องนับด้วย

ภาชนะก๊าซที่อยู่นอก Class 2 ยังเป็น simple vessel ตาม item 27 ได้ item นี้ครอบคลุมก๊าซที่ความดันสูงกว่าบรรยากาศ โดยมีเงื่อนไขรวมถึงปริมาตรภายในเกิน 0.1 m³ ดังนั้น "ต่ำกว่า 0.2 MPa" ไม่ได้แปลว่า "ไม่ถูกควบคุม" โดยอัตโนมัติ

ในทางกลับกัน ปริมาตรใหญ่อย่างเดียวไม่ทำให้ถังลมอุณหภูมิห้องที่ใช้สุญญากาศล้วน ๆ เข้า item 27 เงื่อนไขความดันบวกต้องมาก่อน นอกจากนี้ Order ยกเว้นอุปกรณ์บางชนิดที่อยู่ใต้กฎหมายอื่น เช่น High Pressure Gas Safety Act หรือ Electricity Business Act รวมถึงอุปกรณ์เชื้อเพลิงของเรือและยานยนต์ ถ้าอุปกรณ์ของคุณอยู่ในพื้นที่คลุมเครือแบบนี้ ให้ถามซัพพลายเออร์ว่าใช้กฎหมายและ item ใด

ถังแบบมีแจ็กเก็ต: แยกพิจารณาแจ็กเก็ตกับถังด้านใน

แจ็กเก็ต (jacket) คือเปลือกชั้นนอกที่หุ้มภาชนะ ใช้ไหลไอน้ำหรือน้ำร้อน ฝั่งผลิตภัณฑ์อาจเป็นสุญญากาศ ขณะที่ฝั่งไอน้ำเป็นความดันบวก การเรียกเครื่องทั้งชุดว่า "เครื่องสุญญากาศ" จึงยังตัดสินการจัดประเภทไม่ได้

รูปที่ 3: ถังด้านในที่เป็นสุญญากาศ กับแจ็กเก็ตไอน้ำที่มีความดัน

ผนังร่วมรับความต่างของความดันสัมบูรณ์ระหว่างฝั่งไอน้ำกับฝั่งผลิตภัณฑ์

ภาพประกอบ สมมติความดันบรรยากาศ 0.1013 MPa ประเภทตามกฎหมาย ปริมาตรที่ต้องประเมิน และอุณหภูมิออกแบบของเครื่องจริง ขึ้นกับโครงสร้างและการใช้งาน

ในตัวอย่างนี้ แจ็กเก็ตอยู่ที่ 0.4013 MPa abs (0.30 MPaG, ประมาณ 3 bar หรือ 43.5 psig) และฝั่งผลิตภัณฑ์อยู่ที่ 0.0200 MPa abs ผนังร่วมถูกดันเข้าด้านในด้วย 0.3813 MPa (ประมาณ 55 psi) ซึ่งเป็นภาระมากกว่าที่บรรยากาศอย่างเดียวจะกดผนังนั้น

ให้ส่งความดัน อุณหภูมิ และปริมาตรของถังด้านในกับของแจ็กเก็ตแยกกัน รวมกรณีที่มีความดันแค่ฝั่งเดียวด้วย และขอให้ซัพพลายเออร์รายงานประเภทตามกฎหมายกับการตรวจความแข็งแรงของผนังร่วมเป็นคนละรายการ ขอบเขตของใบเสนอราคาจะชัดขึ้น

ขั้นตอนความดันบวกที่ซ่อนอยู่ในกระบวนการ "สุญญากาศ"

ขั้นตอนที่มักพลาดคือ การทำลายสุญญากาศด้วยไนโตรเจน การอัดส่งของ การล้าง และการฆ่าเชื้อ ถ้าแหล่งจ่ายไนโตรเจนหรือไอน้ำมีความดันสูง สเปกควรระบุว่าภาชนะแค่กลับมาที่ความดันบรรยากาศ หรือถูกกักไว้เหนือความดันบรรยากาศ และระบุวิธีลดความดัน ตัดการจ่าย หรือจำกัดความดัน

การลดค่าตั้งของ Relief Valve ไม่ได้เปลี่ยนประเภทของภาชนะด้วยตัวมันเอง Boiler-oyobi-Atsuryoku Yoki Anzen Kisoku (Ordinance on Safety of Boilers and Pressure Vessels) นิยามความดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (maximum allowable working pressure, MAWP หรือ saiko shiyo atsuryoku) ว่าเป็นความดันเกจสูงสุดที่โครงสร้างใช้ได้ ไม่ใช่ค่าตั้งของวาล์ว

ให้จับคู่ MAWP บนแผ่นป้าย (nameplate) และ Data Sheet กับค่าตั้งและความสามารถระบายของ Relief Valve และถือว่าการเลือกขนาดวาล์วเป็นอีกการตรวจหนึ่งควบคู่กับความแข็งแรงของภาชนะ

ความแข็งแรงต่อสุญญากาศไม่เท่ากับค่าทนความดันภายใน

ที่สุญญากาศ ความดันบรรยากาศดันผนังถังเข้าด้านใน ตัวถังทรงกระบอกผนังบางที่ถูกอัดแบบนี้อาจยุบตัวทันทีเมื่อภาระถึงค่าหนึ่ง นี่คือ การโก่งเดาะ (buckling) ซึ่งเป็นรูปแบบการวิบัติคนละแบบกับการระเบิดออกจากความดันภายใน

ค่าทนความดันภายใน 0.2 MPa ไม่ได้พิสูจน์ว่าถังใช้กับสุญญากาศได้ ความต้านทานต่อความดันภายนอกขึ้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางตัวถัง ความยาว ความหนาผนัง และตำแหน่งแหวนเสริมแรง (stiffening ring) ให้ตรวจเอกสารคำนวณการออกแบบหรือสเปกว่าระบุพิกัดสุญญากาศไว้หรือไม่

ตัวถังไม่ใช่ที่เดียวที่ต้องห่วง ฝาแบนจะแอ่นตัว และผิวซีลจะบิดเบี้ยว แม้ตัวถังรับไหว ถ้าฝาหรือปากต่อ (nozzle) เสียรูปจนรั่ว ถังก็จะไม่ถึงระดับสุญญากาศที่กำหนด

รูปที่ 4: ฝาขนาด 600 mm รับแรงกดเข้าด้านในประมาณ 23 kN

ความต่างของความดัน 81.3 kPa คูณพื้นที่ฝา ไม่ใช่การคำนวณความหนาหรือการโก่งเดาะ

ซ้าย: ภาพด้านหน้า ขวา: ภาพตัดผ่านฝา ขนาดและความดันเป็นตัวอย่าง ภาพไม่ได้วาดตามสัดส่วนจริง

ฝากลมเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.600 m (ประมาณ 23.6 นิ้ว) มีพื้นที่ประมาณ 0.283 m² คูณกับความต่างความดันระหว่างภายนอกกับภายใน 81.3 kPa จะได้แรงรวมกดเข้าด้านในประมาณ 23.0 kN (ประมาณ 2,350 kgf หรือ 5,200 lbf) พื้นที่ยิ่งใหญ่ แรงยิ่งมาก

เมื่อใกล้สุญญากาศสมบูรณ์ แรงที่กดฝาใบเดิมจะเข้าใกล้ประมาณ 28.6 kN (ประมาณ 2,900 kgf หรือ 6,400 lbf) เมื่อด้านนอกเป็นบรรยากาศ ความต่างความดันไม่มีทางเกินประมาณหนึ่งบรรยากาศ แต่ ความต่างนั้นกดทั่วทั้งพื้นที่ และโครงสร้างต้องรับแรงรวมนั้นให้ได้

สุญญากาศไม่ได้เกิดจากปั๊มเท่านั้น เมื่อไอน้ำในถังปิดเย็นลงและควบแน่น ความดันภายในจะตก เป็นหลักเดียวกับที่คอนเดนเซอร์ใช้รักษาความดันต่ำ ถังที่ล้างด้วยไอน้ำแล้วปิดสนิทจึงดูดสุญญากาศเองได้

ในที่ที่ต้องป้องกันสุญญากาศโดยไม่ตั้งใจ อุปกรณ์จะใช้ Vacuum Breaker (วาล์วทำลายสุญญากาศ หรือ vacuum relief valve) เพื่อให้อากาศเข้า ส่วนถังที่ต้องรักษาสุญญากาศ การป้องกันต้องสอดคล้องกับเงื่อนไขกระบวนการ การติดวาล์วที่เปิดสู่บรรยากาศตลอดเวลาจะทำลายกระบวนการเอง

การยุบตัวเข้า (implosion) ก็ยังอันตราย เศษและของที่อยู่ในถังอาจกระเด็นออกมา โดยเฉพาะจากภาชนะแก้วและ Sight Glass "มันยุบเข้า ไม่มีอะไรกระเด็นออก" ไม่ใช่เหตุผลที่จะข้ามการกั้นป้องกัน หรือการตรวจความเสียหาย

สิ่งที่ต้องส่งให้ซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น

ให้ระบุเงื่อนไขการใช้งานเป็นรายขั้นตอน ไม่ใช่แค่ระดับสุญญากาศปกติ เมื่อวางวงจรทั้งหมดตั้งแต่การป้อนวัตถุดิบจนถึงการล้างไว้ในแผ่นเดียว จะมองเห็นการอัดแรงดันสั้น ๆ หรืออุณหภูมิที่พุ่งขึ้นได้ง่ายขึ้น และซัพพลายเออร์รู้ว่าต้องออกแบบรับความดันชุดไหนบ้าง

รูปที่ 5: จากขั้นตอนกระบวนการ ไปยังรายการในสเปก

บันทึกถังด้านในกับแจ็กเก็ตแยกกัน และจดไว้ด้วยว่าเงื่อนไขเกิดพร้อมกันหรือไม่

ขั้นตอน / สถานะ	เงื่อนไขที่ต้องบันทึก	เอกสารที่ควรขอ
ไล่ฟอง / อบแห้ง	ความดันสัมบูรณ์ต่ำสุด อุณหภูมิสูงสุด และสิ่งที่อยู่ในถังด้านใน	เงื่อนไขออกแบบความดันภายนอก และเอกสารคำนวณความแข็งแรง
ให้ความร้อนด้วยไอน้ำ	ความดันและอุณหภูมิสูงสุดของแจ็กเก็ต พร้อมเงื่อนไขของถังด้านในในเวลาเดียวกัน	แบบ ปริมาตร และประเภทตามกฎหมายของทั้งสองช่องว่าง
ทำลายสุญญากาศด้วยไนโตรเจน / อัดส่งของ	ความดันแหล่งจ่าย ค่าสูงสุดในถัง และวิธีจำกัดหรือตัดการจ่าย	P&ID และสเปกอุปกรณ์ความปลอดภัย
ล้าง / ทำให้เย็น	อุณหภูมิล้าง การควบแน่นของไอน้ำ และการระบายอากาศตอนถ่ายของเหลวออก	คู่มือใช้งานและขั้นตอนปฏิบัติ
บำรุงรักษา / ประกอบใหม่	ฝา ซีล และ Sight Glass ที่ระบุ และวิธีประกอบ	รายการอะไหล่ บันทึกการตรวจ และเอกสารการตรวจสอบ

กรอกตัวเลขจากสเปกของเครื่องแต่ละเครื่อง ถ้าไม่ชัดเจนว่าใช้กฎหมายข้อใด ให้ส่งเงื่อนไขให้ผู้ผลิตและหน่วยงานที่มีอำนาจพิจารณา

แบบควรแสดงการต่อสายสุญญากาศกับสายไนโตรเจน วาล์วตัดการไหล เกจวัดความดัน และอุปกรณ์ความปลอดภัย โดยมีหมายเลข tag ตรงกับรายการขั้นตอน เอกสารที่แสดงรายละเอียดระดับนี้คือ P&ID (piping and instrumentation diagram) ไม่ใช่แค่ PFD (process flow diagram)

ฝาและปะเก็นที่เปลี่ยนใหม่ควรเป็นชุดที่รับสุญญากาศเหมือนของเดิม ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตามชื่อ (nominal size) ตรงกัน ไม่ได้พิสูจน์ว่าใช้แทนกันได้ ให้ตรวจชนิดการต่อ (เกลียวหรือหน้าแปลน) และการยึดน็อตเทียบกับอะไหล่ที่ระบุและแบบ

ใน RFQ ให้ขอประเภทตามกฎหมายกับเงื่อนไขออกแบบภายใน/ภายนอกเป็นคนละรายการ ถ้า Purchase Specification (kobai shiyosho) ระบุเอกสารที่ต้องส่งและขอบเขตการตรวจสอบด้วย จะไม่ต้องไล่หาหลักฐานพิกัดสุญญากาศหลังรับของ ควรตรวจรายการเดิมซ้ำอีกครั้งเมื่อ Approval Drawing (shonin-zu) ส่งกลับมา

นำไปใช้ได้ทันที

คำถามถึงซัพพลายเออร์

ก่อนอนุมัติแบบหรือสั่งซื้อ ถามให้ครบตามรายการนี้ และขอให้ตอบเป็นลายลักษณ์อักษร

• ใช้ประเภทใดกับถังด้านในและกับแจ็กเก็ต (Class 1, ขนาดเล็ก, Class 2, simple vessel หรือไม่เข้าข่าย) ตาม item ใดของ Order
• ใช้ความดันเกจสูงสุดและปริมาตรภายในเท่าไรในการตัดสินครั้งนั้น
• ความดันออกแบบภายนอกคืออะไร: สุญญากาศเต็มที่ (full vacuum, FV) หรือค่าจำกัดที่ระบุ ที่อุณหภูมิออกแบบเท่าไร
• พิกัดความดันภายนอกอิงแค่ตัวถัง หรือรวมฝา ปากต่อ Sight Glass และซีลด้วย
• ได้ตรวจกรณีที่แจ็กเก็ตมีความดันขณะที่ถังด้านในเป็นสุญญากาศแล้วหรือยัง
• อะไรจำกัดความดันตอนทำลายสุญญากาศด้วยไนโตรเจน อัดส่งของ และฆ่าเชื้อ
• MAWP บนแผ่นป้ายเท่าไร และค่าตั้งกับความสามารถระบายของ Relief Valve เท่าไร
• มีกฎหมายอื่นที่เกี่ยวข้องหรือไม่ (เช่น High Pressure Gas Safety Act)
• ออกแบบและผลิตตามมาตรฐานใด (เช่น มาตรฐานญี่ปุ่นหรือ ASME) และเหมาะกับการติดตั้งในไทยหรือไม่

ตัวอย่างข้อความ RFQ

คัดลอกไปปรับใช้ได้ (ตัวเลขทั้งหมดเป็นตัวเลขสมมติ) ถ้าซัพพลายเออร์เป็นญี่ปุ่น แนะนำให้ส่งฉบับภาษาอังกฤษควบคู่ไปด้วย

กรุณาเสนอราคาถังสุญญากาศแบบมีแจ็กเก็ตตามรายการขั้นตอนการใช้งานที่แนบ ในใบเสนอราคาโปรดระบุแยกกันดังนี้ (1) ประเภทตาม Industrial Safety and Health Act ของถังด้านในและแจ็กเก็ต พร้อมความดันเกจสูงสุดและปริมาตรภายในที่ใช้ตัดสิน (2) ความดันออกแบบและอุณหภูมิออกแบบ ทั้งภายในและภายนอก ของแต่ละช่องว่าง รวมกรณีแจ็กเก็ต 0.30 MPaG ขณะที่ถังด้านในเป็นสุญญากาศเต็มที่ และ (3) เอกสารที่จะส่งเพื่อแสดงพิกัดสุญญากาศ (เอกสารคำนวณความแข็งแรง แบบ และบันทึกการตรวจสอบ) ครอบคลุมฝา Sight Glass และปากต่อ

Please quote the jacketed vacuum tank based on the attached operating-step list. In your quotation, state separately: (1) the legal classification under the Industrial Safety and Health Act for the inner vessel and the jacket, with the maximum gauge pressure and internal volume used; (2) the internal and external design pressures and design temperatures for each space, including the case of 0.30 MPaG in the jacket with the inner vessel at full vacuum; and (3) the documents you will submit to show the vacuum rating (strength calculations, drawings, and inspection records), including covers, sight glasses, and nozzles.

กรณีที่บทความนี้ใช้ไม่ได้

• เครื่องที่ติดตั้งในไทย ประเภทข้างต้นมาจากกฎหมายญี่ปุ่น เครื่องที่ผลิตในญี่ปุ่นแล้วส่งมาติดตั้งในไทยต้องดูข้อกำหนดของไทยด้วย ในไทย ความปลอดภัยของเครื่องจักรและหม้อน้ำอยู่ใต้ พ.ร.บ.ความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงาน พ.ศ. 2554 และกฎกระทรวงที่ออกตามกฎหมายนี้ เช่น กฎกระทรวงเกี่ยวกับเครื่องจักร ปั้นจั่น และหม้อน้ำ พ.ศ. 2564 บทความนี้ยืนยันได้แค่ชื่อกฎกระทรวง ยังไม่ได้ยืนยันว่าครอบคลุมถังสุญญากาศหรือภาชนะรับแรงดันชนิดใด ให้สอบถาม จป. (เจ้าหน้าที่ความปลอดภัยในการทำงาน) หรือหน่วยงานแรงงานที่เกี่ยวข้อง
• เครื่องที่ติดตั้งในประเทศอื่น ต้องผ่านกฎของที่ติดตั้ง ตัวอย่างในสหรัฐฯ ASME Section VIII Division 1 มีย่อหน้าขอบเขตเรื่องภาชนะความดันต่ำ (U-1(c)(2)(h)) ซึ่งมักถูกอ้างถึงกับภาชนะสุญญากาศล้วน ให้ตรวจข้อความจริงใน edition ที่เขตอำนาจของคุณใช้
• ใครเป็นผู้ตัดสิน บทความนี้อธิบายวิธีอ่านการจัดประเภท ไม่ใช่วิธีตัดสิน ถ้าไม่ชัดเจนว่าอุปกรณ์จริงเข้าข้อกำหนดใด ให้ส่งเงื่อนไขให้ผู้ผลิตและหน่วยงานที่มีอำนาจ (ในญี่ปุ่นคือสำนักงานตรวจสอบมาตรฐานแรงงาน หรือ Labour Standards Inspection Office ท้องถิ่น) ยืนยัน
• หม้อน้ำและกฎหมายอื่น หม้อน้ำ อุปกรณ์ก๊าซความดันสูง และอุปกรณ์ที่อยู่ใต้ Electricity Business Act ใช้กฎคนละชุด
• เกณฑ์ตัวเลขอาจเปลี่ยน ตรวจข้อความปัจจุบันของ Order ก่อนใช้ตัวเลขใด ๆ

คำถามที่พบบ่อย

ถังสุญญากาศเป็นภาชนะรับแรงดัน Class 2 ของญี่ปุ่นหรือไม่

ไม่ใช่ ถ้าเก็บก๊าซที่อุณหภูมิห้องภายใต้สุญญากาศอย่างเดียว เพราะ Class 2 ต้องเป็นก๊าซที่ความดันเกจ 0.2 MPa ขึ้นไป ถ้าขั้นตอนใด เช่น การอัดส่งด้วยไนโตรเจน ถึง 0.2 MPa เกจ ให้ตรวจก่อนว่าภาชนะเข้าประเภท Class 1 หรือไม่ แล้วจึงใช้เงื่อนไขด้านขนาด

ภาชนะสุญญากาศต้องตรวจสอบแบบภาชนะรับแรงดันหรือไม่

ขึ้นกับหน้าที่และประเภทของภาชนะ ไม่ได้ขึ้นกับชื่อ ถ้าฝั่งผลิตภัณฑ์เป็นสุญญากาศแต่แจ็กเก็ตให้ความร้อนมีความดันบวก แต่ละช่องว่างต้องประเมินตามเงื่อนไขของตัวเอง และควรตกลงเอกสารที่ต้องมีกับผู้ผลิต

ถังปิดสนิทสำหรับความดันบรรยากาศ ดูดสุญญากาศได้ไหม

ไม่ควรสรุปแบบนั้น ถังปิดสนิทที่ความดันบรรยากาศไม่ได้แสดงว่าทนสุญญากาศ ให้ใช้อุปกรณ์ที่ผู้ผลิตระบุพิกัดสุญญากาศ และตรวจว่าฝา Sight Glass และจุดต่อมีพิกัดความดันและอุณหภูมิเท่ากัน

การออกแบบ "Full Vacuum" หมายความว่าอะไร

โดยทั่วไปหมายถึงภาชนะออกแบบรับความต่างของความดันภายนอกเมื่อภายในใกล้สุญญากาศสมบูรณ์ พิกัดนี้ต้องมีความดันบรรยากาศและอุณหภูมิออกแบบประกอบด้วย และสำหรับถังแจ็กเก็ต ควรระบุในสเปกถึงเงื่อนไขของแจ็กเก็ตที่เกิดพร้อมกัน

มี Relief Valve แล้ว ถังจะไม่ยุบตอนสุญญากาศใช่ไหม

ไม่ใช่ Relief Valve (Safety Valve) ระบายความดันบวกส่วนเกิน ส่วน Vacuum Breaker ให้ก๊าซเข้าเมื่อเป็นสุญญากาศ แนวป้องกันแรกคือโครงสร้างที่ออกแบบรับสุญญากาศ แล้วเสริมด้วยการจำกัดความดันและอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะกับกระบวนการ

แหล่งอ้างอิง

• นิยามของ Class 1 ขนาดเล็ก Class 2 และ simple vessel: e-Gov, Order for Enforcement of the Industrial Safety and Health Act, Article 1 item 5–7 และ Article 13 วรรค 3 item 26–27 (ภาษาญี่ปุ่น)
• นิยามความดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต: MHLW (กระทรวงสาธารณสุข แรงงานและสวัสดิการของญี่ปุ่น), Ordinance on Safety of Boilers and Pressure Vessels, Article 1 item 6 (ภาษาญี่ปุ่น)
• ภาพรวมของแต่ละประเภท: Tokyo Labour Bureau, license requirements under the Industrial Safety and Health Act (ภาษาญี่ปุ่น)
• การจัดประเภทหม้อน้ำและภาชนะรับแรงดัน: Japan Boiler Association (ภาษาญี่ปุ่น)
• ความดันภายนอก การโก่งเดาะ ฝา และผิวซีล: Pfeiffer Vacuum, "3.4 Vacuum chambers" (ใช้เฉพาะเนื้อหาด้านโครงสร้าง ไม่ได้นำประเภทตามกฎหมายยุโรปมาใช้กับญี่ปุ่น)
• ฝาปิดสนิทที่ความดันบรรยากาศ กับการใช้งานสุญญากาศ: MONOVATE, lid types FAQ (ภาษาญี่ปุ่น)
• บทบาทของ Vacuum Breaker: TLV, high-capacity vacuum breaker (ภาษาญี่ปุ่น)
• อันตรายของเครื่องแก้วภายใต้สุญญากาศ: University of Pennsylvania EHRS, "SOP: Glassware Under Vacuum"
• ขอบเขต ASME Section VIII Division 1 และภาชนะสุญญากาศ: Fermilab ES&H Manual, Chapter 5033 "Vacuum Vessel Safety"
• ชื่อกฎกระทรวงด้านความปลอดภัยของเครื่องจักร ปั้นจั่น และหม้อน้ำของไทย: ศูนย์ความปลอดภัย อาชีวอนามัยและสิ่งแวดล้อม จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย