Safety Consideration and Safety Design Margin

Safety Considerations คือ การพิจารณาด้านความปลอดภัย หมายถึงปัจจัยสำคัญที่ใช้ในการตัดสินใจด้านการออกแบบ และการควบคุมความเสี่ยง ซึ่งต้องได้รับการประเมินเพื่อป้องกันอันตรายต่อผู้คน สิ่งแวดล้อม และทรัพย์สิน หรือกระบวนการ

Safety Design Margin คือ Buffer หรือการอนุญาตที่สร้างขึ้นในออกแบบอุปกรณ์ ระบบ หรือกระบวนการให้ทำงานเกินกว่าสภาวะการทำงานที่คาดหวังได้ โดยยังมีความมั่นใจในความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพ หรือแม้ในสภาวะที่ไม่คาดคิด การเบี่ยงเบน หรือความล้มเหลวก็ตาม

Why is the Safety Design Margin important?

• เพื่อจัดการกับความไม่แน่นอนของกระบวนการผลิต (Process Upsets) หรือคุณสมบัติของวัสดุ
• เพื่อคำนึงถึงการเสื่อมสภาพตามเวลา (Degradation over time) เช่น การกัดกร่อน (Corrosion) การสึกหรอ (Erosion)
• เพื่อป้องกันความผิดพลาดของระบบ (Systematic failure) หรือความผิดพลาดของมนุษย์ (Human Errors)
• เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยแม้ในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด

Safety Considerations

ตารางข้างล่างเป็นตัวอย่าง Safety Consideration ของแต่ละอุปกรณ์

Equipment	Safety Considerations
Atmospheric Storage Tank	Overpressure, Overflow, Boil-Over (LNG), Over-temperature, Water Ingress, Phase Separation, Lightening, Static-charge buildup, Vacuum, Fire and Explosion
Column	Overpressure, Overfilling, Flooding/Weeping, Thermal Runaway, Loss of reflux, Corrosion, Maldistribution of Feed, Vacuum collapse, Entry/Exit blockage, Fire/Explosion
Pump	Dry running, Cavitation, Overpressurization, Seal or Gasket Failure, Electrical Hazards, Blocked Suction/Discharge, Thermal Expansion/Overheating, Reverse flow, Incorrect Material Selection
Heat Exchanger	Tube rupture, Cross-contamination, Overpressure, Thermal Stress, Fouling or Scaling, Corrosion, Erosion, Leakage, Fire and Explosion

Safety Design Margin

ตารางข้างล่างเป็นตัวอย่าง Safety Design Margin ของแต่ละอุปกรณ์

Equipment	Safety Design Margin
Atmospheric Storage Tank	Freeboard 10-15%
Pressure Vessel	No margin
Heat Exchagers	Heat transfer area margin 10%
Pump	Flow rate margin 10%
Column	Vapor and liquid load 10%
Vacuum pump and blower	Flow rate margin 10%
Flow rate in pipeline	Flow rate margin 10%
Reflux line	Flow rate margin 20%

Operating Pressure (P) in unit kPaG	Design Pressure (Pd) in unit kPaG Internal design pressure (Pdi) External design pressure (Pde)
P < Atmosphere	Pdi = 200 Pde = Full Vacuum
P = Atmosphere	Pd = Full Water (liquid s.g. =< 1.0) Pd = Full liquid (liquid s.g. >1.0)
Atmosphere =< P < 100	Pdi = 200
P >=100	Pdi = P +180 or Pdi = P x 150% whichever is larger
Pumping system	Maximum suction vessel pressure + maximum suction liquid static head + normal differential pressure x 125%

Operating Temperature (OT) in Deg.oC	Design Temperature (DT) in Deg.oC
0 =< OT < 40	60
40 =< OT	OT + 20

Integrity Verification

การพิจารณาค่า Design นำไปสู่การสร้างความมั่นคงของระบบหรือเครื่องจักร System Integrity ที่เห็นได้ชัดเช่นค่าความดันของการออกแบบ ถูกนำไปใช้หาความหนาของเครื่องจักร และถูกนำไปใช้ในการเป็นค่าตั้งต้นในการทดสอบความดัน Test Pressure

โดยประโยชน์ของ Test Pressure (การทดสอบแรงดัน) หรือที่เรียกว่า Hydrostatic Test / Pneumatic Test มีความสำคัญอย่างมากในการตรวจสอบความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของถังแรงดัน ท่อ และอุปกรณ์ต่าง ๆ ก่อนใช้งานจริง เพราะสามารถตรวจสอบว่าอุปกรณ์สามารถรับแรงดันใช้งานได้อย่างปลอดภัย โดยไม่เกิดการเสียรูปหรือแตกร้าว ช่วยให้สามารถพบจุดรั่วที่อาจเกิดขึ้นจากรอยเชื่อม ข้อต่อ หรือวัสดุที่บกพร่องได้ก่อนใช้งานจริง

Most Common International Code & Standard for Pressure Test ของ Pressure Vessl ได้แก่

ASME Section VIII (Div 1, 2, 3)	Boiler and Pressure Vessel Code
API 510	Pressure Vessel Inspection Code