เว็บไซต์คืออะไร?

เด็กเอ็น จิเนีย

หน้าหลัก
ประเทศไทย
Bangkok
เด็กเอ็น จิเนีย

ไม่รู้จะคุยกับใครลองมาคุยกับ DekEN(gineer)👷‍♂️
https://www.dekengineer.com/

19/05/2026

ได้ครับ ผมร่างเป็นบทความสไตล์ Facebook ให้ โดยเน้นอธิบาย **Tank Venting / API 2000** จากภาพและข้อมูลที่ให้มา แบบอ่านง่ายแต่ยังมีแกนวิศวกรรมครบ

ทำไมถังเก็บต้องมี Vent? เข้าใจ Tank Venting ตาม API 2000

เวลาเราเห็นถังเก็บน้ำมัน ดีเซล สารเคมี หรือของเหลวไวไฟในโรงงาน หลายคนอาจคิดว่าถังพวกนี้เป็นแค่ภาชนะเก็บของเหลวธรรมดา

แต่จริง ๆ แล้ว “ช่องระบายอากาศของถัง” หรือ Tank Vent เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ความปลอดภัยที่สำคัญมาก

เพราะถังเก็บแบบความดันบรรยากาศ หรือ Atmospheric Tank มักมีผนังบาง และไม่ได้ถูกออกแบบมาให้รับแรงดันหรือสุญญากาศสูงเหมือน Pressure Vessel

ถ้าระบายอากาศไม่ทัน ถังอาจเสียหายได้ทั้งจาก

Vacuum Collapse
หรือ

Overpressure

พูดง่าย ๆ คือ ถังอาจ “ยุบเข้า” หรือ “บวมจนพัง” ได้เลยครับ

1. ทำไมถังต้องมีช่องระบาย?

ลองนึกภาพถังเก็บของเหลวใบหนึ่ง

ถ้าของเหลวถูกสูบออกจากถัง พื้นที่ว่างในถังจะเพิ่มขึ้น ถ้าไม่มีอากาศไหลเข้าไปแทนที่ ความดันในถังจะต่ำกว่าบรรยากาศ

ผลคือเกิด Vacuum หรือสุญญากาศบางส่วน

ถ้าระบายอากาศเข้าไม่ทัน ผนังถังอาจถูกแรงดันบรรยากาศภายนอกบีบจนยุบเข้าได้

นี่คือสิ่งที่เรียกว่า

Vacuum Collapse

ในทางกลับกัน ถ้ามีการสูบของเหลวเข้าถัง หรือของเหลวในถังร้อนขึ้น ไอในถังจะขยายตัว ทำให้ความดันภายในถังสูงขึ้น

ถ้าระบายออกไม่ทัน อาจเกิด

Overpressure

ซึ่งอาจทำให้หลังคาถังเสียหาย ฝาถังเปิด หรือเกิดความเสียหายรุนแรงกับตัวถังได้

ดังนั้น Tank Vent จึงมีหน้าที่หลักคือ

ให้อากาศเข้าเมื่อถังเกิดสุญญากาศ
และระบายไอออกเมื่อถังเกิดแรงดันเกิน

2. API 2000 ใช้กับถังแบบไหน?

API Standard 2000 เป็นมาตรฐานที่ใช้สำหรับการระบายอากาศของ

Atmospheric Storage Tank
และ

Low-Pressure Storage Tank

โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับถังความดันต่ำ เช่น ถังเก็บน้ำมันเชื้อเพลิง ถังสารไวไฟ หรือถังเก็บของเหลวในโรงงาน

จุดที่ต้องแยกให้ชัดคือ

API 2000 ไม่ใช่มาตรฐานออกแบบ PSV ของ Pressure Vessel

ถ้าเป็น Pressure Vessel ต้องไปดูแนวทางของ ASME VIII, API 520 หรือ API 521 ตามกรณี

จำง่าย ๆ คือ

ถังเก็บความดันบรรยากาศ / ความดันต่ำ → API 2000
ถังความดัน / Pressure Vessel → ASME VIII + API 520/521

อย่าเอามาใช้แทนกันครับ

3. Venting มีกรณีหลักอะไรบ้าง?

ในการคำนวณ Tank Venting โดยทั่วไปต้องดูหลายกรณี แล้วเลือกกรณีที่ต้องการอัตราการระบายสูงสุดเป็น Governing Case

กรณีหลักที่มักพิจารณาคือ

1. Thermal In-breathing
อากาศไหลเข้า เพราะไอในถังหดตัว เช่น อุณหภูมิลดลง

2. Thermal Out-breathing
ไอระบายออก เพราะไอในถังขยายตัว เช่น อุณหภูมิสูงขึ้น

3. Liquid Movement
ของเหลวถูกสูบเข้า/สูบออก ทำให้ปริมาตรไอในถังเปลี่ยน

4. Emergency Fire Venting
กรณีถังถูกไฟไหม้ภายนอก ทำให้ของเหลวเดือดและเกิดไอจำนวนมาก

ในหลายระบบ กรณีไฟไหม้มักให้ค่า venting rate สูงที่สุด และกลายเป็น governing case

4. Thermal Venting คืออะไร?

ถังเก็บที่อยู่กลางแจ้งจะเจอการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตลอดเวลา

กลางวันถังร้อนขึ้น
กลางคืนถังเย็นลง

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ไอในถังขยายตัว ต้องระบายออก

เรียกว่า

Out-breathing

เมื่ออุณหภูมิลดลง ไอในถังหดตัว ต้องให้อากาศเข้า

เรียกว่า

In-breathing

API 2000 มีสมการสำหรับประเมินอัตราการระบายจาก thermal effect โดยพิจารณาจากปริมาตรถัง ประเภทสภาพภูมิอากาศ และปัจจัยอื่น ๆ เช่น insulation factor

ในภาพตัวอย่าง เครื่องคำนวณแสดงค่า thermal venting เช่น

ระบายเข้า Normal in ประมาณ 503.6 Nm³/h
ระบายออก Normal out ประมาณ 160.4 Nm³/h

ค่าพวกนี้คือการประเมินว่า ถังต้องให้อากาศเข้า/ออกได้เท่าไรในกรณีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิปกติ

5. Liquid Movement Venting คืออะไร?

เวลาเราสูบของเหลวเข้า หรือสูบของเหลวออกจากถัง ปริมาตรไอด้านบนถังจะเปลี่ยนทันที

ถ้าสูบของเหลวออก

ระดับของเหลวลดลง
พื้นที่ว่างในถังเพิ่มขึ้น
อากาศต้องไหลเข้าไปแทนที่

นี่คือ In-breathing

ถ้าสูบของเหลวเข้า

ระดับของเหลวสูงขึ้น
พื้นที่ว่างในถังลดลง
ไอหรืออากาศต้องถูกระบายออก

นี่คือ Out-breathing

กรณีนี้สำคัญมากในหน้างาน เพราะบางครั้งอัตราการสูบเข้า/ออกสูงมาก และอาจกลายเป็นตัวกำหนดขนาด vent ได้

6. Emergency Fire Venting ทำไมถึงใหญ่กว่ามาก?

จากภาพตัวอย่าง จะเห็นว่าค่า thermal venting อยู่ในระดับหลักร้อย Nm³/h

แต่กรณีไฟไหม้ให้ค่า venting rate สูงมาก เช่น หลายสิบล้าน Nm³/h

ทำไมต่างกันขนาดนั้น?

เพราะกรณีไฟไหม้ภายนอก ถังได้รับความร้อนอย่างรุนแรงจาก pool fire

ความร้อนนี้ถ่ายเทผ่านผนังถังบริเวณที่สัมผัสของเหลว หรือ Wetted Area ทำให้ของเหลวเดือดและเกิดไอจำนวนมาก

ไอที่เกิดขึ้นต้องถูกระบายออกให้ทัน ไม่อย่างนั้นความดันในถังจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ดังนั้น Emergency Fire Venting จึงมักเป็นกรณีที่รุนแรงที่สุด และมักเป็น governing case สำหรับการเลือกขนาด emergency vent หรือ PV valve

7. Governing Case คืออะไร?

ในการ sizing vent เราไม่ได้ดูแค่กรณีเดียว

เราต้องคำนวณหลายกรณี เช่น

Thermal in
Thermal out
Liquid movement
Fire case

จากนั้นเลือกค่าที่ “ต้องการการระบายมากที่สุด” เป็นกรณีที่กำหนดขนาด

กรณีนั้นเรียกว่า

Governing Case

ในภาพตัวอย่าง ค่า fire case สูงที่สุด จึงกลายเป็น governing case

หมายความว่า ขนาด vent หรือ PV valve ต้องใหญ่พอสำหรับกรณีนี้ ไม่ใช่แค่พอสำหรับ thermal venting ปกติ

8. PV Valve คืออะไร?

PV Valve หรือ Pressure/Vacuum Valve คือวาล์วที่ติดบนถังเพื่อควบคุมการระบายเข้าและออก

เมื่อถังเกิด vacuum มากเกินไป วาล์วฝั่ง vacuum จะเปิดให้อากาศเข้า

เมื่อถังเกิด pressure มากเกินไป วาล์วฝั่ง pressure จะเปิดให้ไอออก

หน้าที่หลักคือป้องกันไม่ให้ถังเจอความดันหรือสุญญากาศเกินกว่าที่ออกแบบไว้

พูดง่าย ๆ คือ

PV Valve เป็นตัวช่วยให้ถัง “หายใจ” ได้อย่างปลอดภัย

9. ทำไมถัง Atmospheric ถึงอ่อนไหวกับ Pressure/Vacuum?

ถังเก็บบรรยากาศไม่ได้เหมือน pressure vessel

ผนังถังบางกว่า
ไม่ได้ออกแบบให้รับแรงดันสูง
ไม่ได้ออกแบบให้รับ vacuum มาก
หลังคาถังและผนังถังอาจเสียรูปได้ง่าย

แรงดันเพียงเล็กน้อยก็อาจสร้าง load ต่อผนังถังได้มาก เพราะพื้นที่ถังมีขนาดใหญ่

นี่คือเหตุผลว่าทำไมถังเก็บจึงต้องมี vent ที่ออกแบบถูกต้อง ไม่ใช่แค่เจาะรูหรือใส่วาล์วขนาดเล็กแบบประมาณเอาเอง

10. จุดที่คนมักเข้าใจผิด

เข้าใจผิดที่ 1
คิดว่า Tank Vent ใช้หลักเดียวกับ PSV ของ Pressure Vessel

จริง ๆ API 2000 ใช้กับถังความดันบรรยากาศ/ความดันต่ำ ส่วน PSV ของ pressure vessel ต้องอ้างอิงอีกชุดมาตรฐาน

เข้าใจผิดที่ 2
ดูแค่ thermal venting แต่ลืม liquid movement

ถ้ามี pump-in หรือ pump-out สูง liquid movement อาจเป็นกรณีที่กำหนดขนาด vent ได้

เข้าใจผิดที่ 3
คิดว่า fire case ไม่เกี่ยวถ้าไม่ได้อยู่ใกล้ไฟ

สำหรับของเหลวไวไฟหรือ combustible liquid ต้องประเมิน fire exposure ตาม philosophy ของมาตรฐานและข้อกำหนดโครงการ

เข้าใจผิดที่ 4
เลือก vent จากขนาด nozzle เดิม

ขนาด nozzle ที่มีอยู่ไม่ได้แปลว่าระบายพอ ต้องคำนวณ required venting capacity ก่อนเสมอ

เข้าใจผิดที่ 5
ไม่แยก in-breathing กับ out-breathing

Vent ต้องรับได้ทั้งอากาศเข้าและไอออก เพราะ failure mode ต่างกัน

In-breathing ไม่พอ → ถังยุบ
Out-breathing ไม่พอ → ถังแรงดันเกิน

11. สรุปแบบวิศวกรหน้างาน

Tank Venting ไม่ใช่แค่การใส่ช่องระบายบนถัง แต่คือการป้องกันถังจากความเสียหายสองด้าน

แรงดันเกิน
และ

สุญญากาศ

การคำนวณตาม API 2000 ต้องพิจารณาอย่างน้อย

Thermal in-breathing
Thermal out-breathing
Liquid movement
Emergency fire venting

แล้วเลือก governing case ที่ให้ venting requirement สูงสุด

จำง่าย ๆ คือ

ถังต้อง “หายใจเข้า” ได้ทัน ตอนของเหลวถูกสูบออกหรือไอหดตัว

และต้อง “หายใจออก” ได้ทัน ตอนของเหลวถูกสูบเข้า ไอขยายตัว หรือเกิด fire exposure

ถ้าถังหายใจไม่ทัน
ผลลัพธ์อาจไม่ใช่แค่ pressure alarm

แต่อาจเป็นถังยุบ ถังบวม หรือถังเสียหายทั้งใบครับ

#วิศวกรรมเคมี #ความรู้วิศวกรรม

18/05/2026

"พี่ครับ shell ทรงกระบอก SA-516-70 ที่ 200°C ใช้ S ค่าไหนใน Section II-D แล้วพจน์ −0.6P นี่ใส่ตอนไหน?"
"หัว F&D (torispherical) ต้องคิด M = ¼(3+√(L/r)) เองมั้ย หรือใช้สูตร 2:1 ellipsoidal ไปเลย?"
"ถัง inspection วัดผนังเหลือ 9.2 mm หักเผื่อกัดกร่อนแล้ว MAWP เหลือเท่าไหร่ ยังเกิน set 10 bar ของ PSV อยู่มั้ย?"
https://www.dekengineer.com/articles/pressure-vessel-wall-thickness-asme-viii
ถ้าคำถามพวกนี้ทำให้เปิด ASME BPVC Section VIII Div.1 (UG-27 / UG-32 / Section II-D) 5 รอบต่อวัน — เครื่องนี้เกิดมาเพื่อคุณ
DekEn Pressure Vessel Thickness Calculator
✓ ทำตาม ASME VIII Div.1 ทุกสูตร พร้อมอ้างอิง clause — UG-27(c)(1)/(d), UG-32(d)/(e)/(f), UW-12, UG-25
✓ เลือกวัสดุจากตาราง allowable อ้างอิง Section II-D — S(T) ปรับตามอุณหภูมิออกแบบ (SA-516-70, SA-240-304 ...) เตือนเมื่อเกินช่วงตาราง (ห้าม extrapolate เข้าโซน creep)
✓ ครบทั้ง shell ทรงกระบอก/ทรงกลม + หัวถัง 2:1 ellipsoidal / torispherical F&D (คำนวณตัวประกอบ M ให้) / hemispherical
✓ โหมดหา MAWP — ใส่ผนังจริงที่วัดได้ หักเผื่อกัดกร่อน ได้ความดันที่ผนังรับได้จริง สำหรับ re-rate ถังเก่าเทียบ set ของ PSV
✓ แสดง breakdown ทีละบรรทัด (SI) + เตือนเมื่อหลุดขอบเขต thin-wall (ต้องไป Appendix 1-2)
✓ ภาษาไทย มีคำอธิบาย + อ้างอิงทุกสูตร — และย้ำชัด: โค้ดถัง (Section VIII) ≠ โค้ดท่อ (B31.3) ใช้สูตร/ตาราง allowable แทนกันไม่ได้
แชร์ให้เพื่อนวิศวกรเครื่องกล/process สาย pressure vessel · EPC · inspection (API 510) · refinery / chem plant ลองดูครับ
👉 https://www.dekengineer.com/calculators/pressure-vessel-thickness-asme-viii
ฟรี ไม่ต้องสมัครก็ใช้ได้ แต่ Subscriber สามารถใช้งานได้ทุกฟังก์ชั่น (แจ้งทางแอดมินเพื่อใช้งาน)
#วิศวกรรมเครื่องกล
และยังมีเครื่องมือคำนวนอื่นๆอีกที่ https://www.dekengineer.com/calculators/

18/05/2026

คำนวณความหนาถังความดัน ไม่ใช่เอาสูตรท่อมาใช้แทนกันได้
ทำความเข้าใจความหนาผนังถังความดันตาม ASME VIII Div.1
เวลาพูดถึงการออกแบบถังความดัน หรือ Pressure Vessel สิ่งแรก ๆ ที่วิศวกรต้องเช็กคือ
“ผนังถังต้องหนาเท่าไหร่?”
หลายคนอาจคุ้นกับการคำนวณความหนาท่อจาก ASME B31.3 แล้วเผลอคิดว่า ถังความดันก็คงใช้หลักเดียวกันได้
จริง ๆ แล้ว “แนวคิดพื้นฐานคล้ายกัน” เพราะต่างก็เกี่ยวข้องกับความเค้นรอบวง หรือ Hoop Stress
แต่ในงานออกแบบจริง
โค้ดถัง ≠ โค้ดท่อ
Pressure Vessel ต้องอ้างอิง ASME BPVC Section VIII Division 1
ส่วน Process Piping ต้องอ้างอิง ASME B31.3

ใช้แทนกันไม่ได้ครับ

1. ทำไมโค้ดถังกับโค้ดท่อถึงใช้สูตรไม่เหมือนกัน?

ถึงแม้ทั้งท่อและถังจะเป็นผนังบางที่รับความดันภายในเหมือนกัน แต่ geometry และ design basis ไม่เหมือนกัน
ตัวอย่างเช่น
ท่อส่วนใหญ่เป็นทรงกระบอกยาวต่อเนื่อง
แต่ถังความดันมีทั้ง shell, head, nozzle, manway, skirt, support และรอยเชื่อมหลายรูปแบบ
ดังนั้น ASME VIII Div.1 จึงมีสมการเฉพาะสำหรับ
Cylindrical Shell
Spherical Shell
Ellipsoidal Head
Torispherical Head
Hemispherical Head

ในขณะที่ B31.3 โฟกัสที่ระบบท่อ ไม่ได้มีสมการออกแบบหัวถังแบบ pressure vessel

2. สูตรความหนาผนังทรงกระบอกตาม UG-27

สำหรับผนังถังทรงกระบอกที่รับความดันภายใน ASME VIII Div.1 ใช้สมการใน UG-27
t = PR / (SE - 0.6P)
โดย

t = ความหนาขั้นต่ำก่อนเผื่อกัดกร่อน
P = Design Pressure หรือความดันออกแบบ
R = รัศมีภายในของถัง
S = Allowable Stress ของวัสดุที่อุณหภูมิออกแบบ
E = Joint Efficiency หรือประสิทธิภาพรอยเชื่อม
จุดที่หลายคนต้องจำคือพจน์
-0.6P
พจน์นี้เป็น correction factor ของสูตร vessel shell ตาม Section VIII ไม่ใช่สูตรเดียวกับ B31.3
ดังนั้นอย่าเอาสูตรท่อมาแทนสูตรถังครับ

3. แล้วหัวถังคำนวณอย่างไร?
หัวถัง หรือ Vessel Head ต้องใช้สมการเฉพาะตาม UG-32
ตัวอย่างหัวถังที่พบบ่อย ได้แก่
2:1 Ellipsoidal Head
นิยมมากใน pressure vessel เพราะผลิตได้ง่ายและรับแรงได้ดี
Hemispherical Head
รับแรงดีที่สุด และต้องการความหนาน้อยที่สุด แต่ผลิตยากและแพงกว่า
Torispherical Head หรือ Fl**ged & Dished Head
พบได้บ่อยในงานทั่วไป แต่ต้องระวัง stress บริเวณ knuckle
ตัวอย่างสมการของ 2:1 Ellipsoidal Head:
t = PD / (2SE - 0.2P)

ส่วน Torispherical Head จะมีตัวประกอบ M เข้ามาเกี่ยวข้อง เพื่อชดเชยความเค้นบริเวณ knuckle
t = PLM / (2SE - 0.2P)

โดย M ขึ้นกับสัดส่วนของ crown radius และ knuckle radius
พูดง่าย ๆ คือ

หัวถังแต่ละชนิดรับแรงไม่เหมือนกัน
จึงใช้สูตรไม่เหมือนกัน

4. ทำไม Hemispherical Head ถึงบางที่สุด?
หัวครึ่งทรงกลม หรือ Hemispherical Head รับแรงได้ดีมาก เพราะความเค้นกระจายตัวสม่ำเสมอในสองทิศทาง
ถ้าเทียบกับหัวถังแบบอื่น ภายใต้ pressure และวัสดุเดียวกัน
Hemispherical Head มักต้องการความหนาน้อยกว่า
แต่ข้อเสียคือ
ขึ้นรูปยากกว่า
เชื่อมยากกว่า
ราคาแพงกว่า
ใช้พื้นที่มากกว่าในบาง layout
ดังนั้นในงานจริงจึงไม่ได้เลือกเพราะ “บางที่สุด” อย่างเดียว แต่ต้องดูต้นทุน การผลิต และการติดตั้งด้วย

5. Allowable Stress S ต้องเอามาจากไหน?
ค่า S หรือ Allowable Stress ของวัสดุใน ASME VIII Div.1 ต้องอ้างอิงจาก ASME Section II-D
ไม่ควรเอาค่าจาก ASME B31.3 Table A-1 มาใช้แทนกันโดยตรง
เพราะ code แต่ละเล่มมี design philosophy และ basis ของ allowable stress ต่างกัน
สรุปง่าย ๆ คือ

ถังใช้ Section VIII + Section II-D
ท่อใช้ B31.3 + Table ของ B31.3

ห้ามสลับกันมั่วครับ

6. Joint Efficiency E สำคัญมาก
ค่า E หรือ Joint Efficiency คือค่าที่สะท้อนคุณภาพและระดับการตรวจสอบรอยเชื่อม
ถ้า E ต่ำ ความหนาที่ต้องการจะสูงขึ้น
ถ้า E สูง ความหนาที่ต้องการจะลดลง
ตัวอย่างทั่วไป:
E = 1.0
รอยเชื่อมชน Type 1 พร้อม Full Radiography
E = 0.85
รอยเชื่อมชน Type 1 พร้อม Spot Radiography
E = 0.70
รอยเชื่อมชน Type 1 แต่ไม่ตรวจ RT
E = 0.60
รอยเชื่อมบางประเภทที่ความน่าเชื่อถือต่ำกว่า
นี่คือเหตุผลที่บางครั้งการลงทุนตรวจ RT มากขึ้น อาจช่วยลดความหนาถัง ลดน้ำหนัก และลดต้นทุนรวมได้ โดยเฉพาะถังขนาดใหญ่

7. Corrosion Allowance ต้องบวกหลังคำนวณ
ความหนาที่คำนวณจากสูตร UG-27 หรือ UG-32 คือความหนาขั้นต่ำที่ต้องใช้เพื่อรับ pressure

แต่ในงานจริง ถังอาจถูกกัดกร่อนระหว่างใช้งาน

ดังนั้นต้องบวก Corrosion Allowance หรือ CA เข้าไป
t_provided = t_required + CA
ตัวอย่างเช่น
คำนวณได้ t_required = 8 mm
กำหนด CA = 2 mm
ความหนาที่ควรจัดหาอย่างน้อยคือ
t_provided = 10 mm
แต่ในการสั่งซื้อจริงอาจต้องเลือก plate thickness ที่มีขาย เช่น 10 mm, 12 mm หรือ 16 mm แล้วนำกลับมาตรวจ MAWP อีกครั้ง

8. MAWP คืออะไร?
MAWP หรือ Maximum Allowable Working Pressure คือความดันสูงสุดที่ถังรับได้จริงจากความหนาที่มีอยู่ หลังพิจารณา corrosion allowance แล้ว
จุดสำคัญคือ

Design Pressure ไม่จำเป็นต้องเท่ากับ MAWP
Design Pressure คือค่าที่ใช้เป็นฐานออกแบบ
MAWP คือค่าที่ถังจริงรับได้สูงสุดตามความหนา วัสดุ และรอยเชื่อมจริง
ถ้าเราเลือก plate หนากว่าค่าขั้นต่ำ MAWP มักจะสูงกว่า Design Pressure

แต่ต้องคำนวณย้อนกลับด้วยสมการของ code ไม่ใช่เดาเอง

9. ต้องใช้ความหนาหลังหัก CA ในการหา MAWP
เวลาคำนวณ MAWP ต้องใช้ความหนาที่เหลือหลังหัก corrosion allowance

เช่น

t_actual = t_nominal - CA
เพราะ code มองว่าเมื่อถึงปลายอายุการใช้งาน corrosion allowance อาจถูกใช้ไปแล้ว
ดังนั้นผนังที่รับ pressure จริงต้องเป็นผนังหลัง corrosion
นี่เป็นจุดที่หลายคนพลาด โดยเอาความหนา nominal เต็ม ๆ ไปคำนวณ MAWP ทำให้ได้ค่าที่สูงเกินจริง

10. Thin Wall ใช้ได้ถึงขอบเขตไหน?
สมการ UG-27 และ UG-32 ที่ใช้กันทั่วไป เหมาะกับกรณีผนังบาง หรือ Thin Wall ภายใต้ขอบเขตที่ code กำหนด
ถ้า pressure สูงมาก หรือถังหนามากเมื่อเทียบกับรัศมี อาจต้องใช้สมการ thick-wall ใน appendix ที่เกี่ยวข้อง
พูดง่าย ๆ คือ
ถัง pressure ต่ำถึงปานกลาง ใช้สมการปกติได้บ่อย
แต่ถัง pressure สูง ต้องตรวจเงื่อนไข thin-wall เสมอ
อย่าคิดว่าสูตรเดียวใช้ได้ทุกกรณี

11. การคำนวณความหนาถังไม่ได้จบแค่ Shell และ Head
สูตร UG-27 และ UG-32 เป็นแค่ส่วนหนึ่งของการออกแบบ pressure vessel
ในงานจริงยังต้องตรวจเรื่องอื่นอีก เช่น
External Pressure หรือ Vacuum
Nozzle Reinforcement
Opening Reinforcement
Fl**ge Design
Wind Load
Seismic Load
Support Load
Local Stress
Hydrotest Pressure
PWHT
Impact Test
Material Group
Weld Category
Radiography Requirement
ดังนั้นความหนา shell/head ผ่านแล้ว ไม่ได้แปลว่าถังทั้งใบผ่านทั้งหมด

12. ตัวอย่างความเข้าใจผิดที่เจอบ่อย
เข้าใจผิดที่ 1
เอาสูตร B31.3 มาใช้คำนวณถัง
จริง ๆ ต้องใช้ ASME VIII Div.1 สำหรับ pressure vessel

เข้าใจผิดที่ 2
เอาค่า allowable stress ของ piping มาใช้กับ vessel
จริง ๆ ต้องใช้ค่าจาก Section II-D ตาม code ที่เกี่ยวข้อง

เข้าใจผิดที่ 3
คิดว่าหัวถังใช้สูตรเดียวกับ shell
จริง ๆ หัวถังแต่ละประเภทใช้สมการเฉพาะ และ stress distribution ไม่เหมือนกัน

เข้าใจผิดที่ 4
ลืมบวก corrosion allowance
ถ้าไม่บวก CA ถังอาจเหลือความหนาไม่พอเมื่อใช้งานไปนาน ๆ

เข้าใจผิดที่ 5
ใช้ nominal thickness เต็ม ๆ หา MAWP โดยไม่หัก CA
การคำนวณ MAWP ต้องพิจารณาความหนาหลัง corrosion allowance

เข้าใจผิดที่ 6
คิดว่าคำนวณ shell หนาพอแล้ว ถังปลอดภัยทั้งใบ
จริง ๆ ต้องตรวจ nozzle, support, external load และรายละเอียดอื่นตาม code ด้วย
สรุปแบบวิศวกรหน้างาน
การคำนวณความหนาถังความดัน ไม่ใช่แค่แทนค่าลงสูตรแล้วจบ
สิ่งที่ต้องรู้คือ
- ใช้ code ให้ถูก
- แยก vessel code กับ piping code
- เลือกสมการให้ตรง geometry
- ใช้ allowable stress จากแหล่งที่ถูกต้อง
- ใส่ joint efficiency ให้ถูก
- บวก corrosion allowance
- ตรวจ MAWP จากความหนาหลังหัก CA
- และอย่าลืมว่าถังหนึ่งใบมีรายละเอียดมากกว่าแค่ shell กับ head
จำง่าย ๆ คือ
ASME VIII Div.1 ใช้กับถัง
ASME B31.3 ใช้กับท่อ
สูตรคล้ายกัน แต่ใช้แทนกันไม่ได้
เพราะในงาน pressure equipment การใช้ code ผิด อาจไม่ได้ผิดแค่ตัวเลข แต่ผิดถึงระดับความปลอดภัยของทั้งระบบครับ
แต่ถ้าไม่อยากคำนวนเอง
https://www.dekengineer.com/calculators/pressure-vessel-thickness-asme-viii
#วิศวกรรมเคมี #ความรู้วิศวกรรม

14/05/2026

"พี่ครับ Fire case wetted area ของถัง horizontal cyl ต้องใช้สูตรไหน ระดับ liquid อยู่กลางๆ?"
"แล้ว or***ce K ใช้ได้ถ้า required A = 1.42 in² หรือต้องไป L?"
"Steam relief 200 psig ใช้ Napier ได้ทั้งช่วงเลยมั้ย หรือต้องดู saturation?"
https://www.dekengineer.com/articles/why-relief-valve-allows-choked-flow
ถ้าคำถามพวกนี้ทำให้เปิด API 520 Part I 5 รอบต่อวัน — เครื่องนี้เกิดมาเพื่อคุณ
DekEn Relief Valve Calculator
✓ ทำตาม API 520 Part I ทุกสูตร พร้อมอ้างอิง section
✓ เลือก fluid จาก fluid database (มี methane, propane, ammonia, steam, MEG...)
✓ ใส่ทรงถัง — คำนวณ wetted area ให้ (sphere, horizontal/vertical cyl)
✓ API 526 or***ce letter อัตโนมัติ
✓ ออก vendor RFQ sheet copy แล้วส่ง email ขอราคา
✓ ภาษาไทย มีคำอธิบาย + อ้างอิงทุกสูตร
แชร์ให้เพื่อนวิศวกร PSV สาย refinery / chem plant / fire protection ลองดูครับ
👉 https://www.dekengineer.com/calculators/relief-valve
ฟรี ไม่ต้องสมัครก็ใช้ได้ แต่ Subscriber สามารถใช้งานได้ทุกฟังก์ชั่น (แจ้งทางแอดมินเพื่อใช้งาน)
#วิศวกรรมเคมี
และยังมีเครื่องมือคำนวนอื่นๆอีกที่ https://www.dekengineer.com/calculators/

14/05/2026

ทำไม Relief Valve ถึงยอมให้เกิด Choked Flow ได้?
บทความเต็มที่ : https://www.dekengineer.com/articles/why-relief-valve-allows-choked-flow
เวลาพูดถึง Choked Flow หลายคนมักมองว่าเป็นภาวะที่ควรหลีกเลี่ยง เพราะเมื่อเกิดแล้ว ต่อให้ลดแรงดันปลายทางลงอีก อัตราการไหลก็ไม่เพิ่มขึ้น แถมยังอาจเกิดเสียงดัง การสั่นสะเทือน และความเสียหายกับอุปกรณ์ได้
แต่พอมาถึงอุปกรณ์ความปลอดภัยอย่าง Relief Valve / Safety Valve / PSV เรากลับพบว่าในการคำนวณระบายก๊าซหรือไอน้ำ หลายกรณี “ยอมรับ” ให้เกิด Choked Flow ได้
คำถามคือ...
ทำไม Relief Valve ถึง accept choked flow ได้?
แล้วมันต่างจาก Control Valve ยังไง?
1. Choked Flow คืออะไร?
Choked Flow คือภาวะที่ของไหลอัดตัวได้ เช่น ก๊าซหรือไอน้ำ ไหลผ่านช่องแคบ เช่น nozzle หรือ valve seat แล้วความเร็วที่คอคอดสูงถึงระดับ ความเร็วเสียง
เมื่อถึงจุดนี้ อัตราการไหลจะถูกจำกัดด้วยสภาวะ upstream เป็นหลัก
พูดง่าย ๆ คือ
ต่อให้ลด downstream pressure ลงอีก flow ก็ไม่เพิ่มแล้ว
นี่คือสิ่งที่เรียกว่า Critical Flow หรือ Choked Flow
2. ทำไม Control Valve ไม่ชอบ Choked Flow?
Control Valve มีหน้าที่หลักคือ ควบคุมอัตราการไหลให้แม่นยำ
ถ้าเกิด Choked Flow การควบคุมจะยากขึ้น เพราะการเปลี่ยน downstream pressure ไม่ได้ทำให้ flow เปลี่ยนตามปกติ
ผลที่อาจเกิดขึ้นคือ
Control loop คุมยาก
เสียงดัง
Vibration
Valve trim สึกหรอ
เกิด flashing หรือ cavitation ในของเหลว
อายุวาล์วสั้นลง
ดังนั้นใน Control Valve เราจึงมักพยายามหลีกเลี่ยง หรืออย่างน้อยต้องประเมินผลกระทบให้ดี
แต่ Relief Valve ไม่ได้มีหน้าที่แบบนั้นครับ
3. Relief Valve ไม่ได้ใช้ “ควบคุม” แต่ใช้ “ระบายให้ทัน”
หน้าที่ของ Relief Valve คือ

เปิดเมื่อความดันเกินค่าที่กำหนด และระบายของไหลออกให้ทัน เพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์เกิน MAWP
ดังนั้นโจทย์ของ PSV ไม่ใช่
“ควบคุม flow ได้ละเอียดไหม?”
แต่คือ
“ตอนเกิด overpressure มันระบายได้พอไหม?”
ถ้าเกิด Choked Flow ที่ seat หรือ nozzle แล้วเราคำนวณได้ว่า capacity ที่ไหลผ่านวาล์วเพียงพอต่อ required relieving rate ก็ถือว่าใช้งานได้

4. Choked Flow ใช้เป็นฐานในการคำนวณ Capacity ได้

สำหรับก๊าซหรือไอน้ำ เมื่อ pressure ratio ระหว่าง downstream กับ upstream ต่ำพอ flow จะเข้าสู่ critical condition

ในสภาวะนี้ mass flow ผ่าน PSV จะขึ้นกับปัจจัยหลัก เช่น

Relieving pressure
Temperature
Molecular weight
Compressibility factor
ค่า k หรือ Cp/Cv
Effective or***ce area
Discharge coefficient

ข้อดีคือ เมื่อ flow choked แล้ว downstream pressure ที่ลดลงไปอีกจะไม่ทำให้ flow เพิ่มขึ้น ทำให้เราสามารถคำนวณ capacity ได้ชัดเจนจาก upstream condition และพื้นที่รูเปิดของวาล์ว

นี่คือเหตุผลว่าทำไมสมการ sizing ของ PSV สำหรับ gas / v***r / steam จึงรองรับ critical flow โดยตรง

5. Choked Flow ไม่ได้แปลว่า “ระบายไม่พอ”

นี่คือความเข้าใจผิดที่เจอบ่อยมาก

คำว่า Choked ไม่ได้แปลว่า flow “ตันจนใช้ไม่ได้”
แต่หมายถึง flow ถึงค่าสูงสุดตามเงื่อนไข upstream แล้ว

ถ้า Choked Capacity มากกว่า Required Relieving Rate
วาล์วก็ยังทำหน้าที่ได้ถูกต้อง

ตัวอย่าง:

Required relieving rate = 10,000 kg/h
PSV choked capacity = 12,000 kg/h

แบบนี้ถือว่า “ผ่าน” เพราะระบายได้มากกว่าที่ scenario ต้องการ

แต่ถ้า PSV choked capacity = 8,000 kg/h
แบบนี้ “ไม่ผ่าน” ต้องเพิ่มขนาด or***ce หรือปรับ design ใหม่

ดังนั้นคำถามที่ถูกต้องไม่ใช่

“เกิด choked flow หรือเปล่า?”

แต่คือ

“เมื่อ choked แล้ว capacity เพียงพอไหม?”

6. แล้วมันไม่ทำให้ Relief Valve พังหรือ?

ถ้าเลือกวาล์วและออกแบบ discharge system ถูกต้อง PSV ควรรองรับการไหลรุนแรงช่วงสั้น ๆ ใน emergency case ได้

แต่ไม่ได้แปลว่าจะละเลยผลกระทบได้ครับ

สิ่งที่ต้องตรวจสอบเสมอคือ

Back pressure
Built-up back pressure
Superimposed back pressure
Discharge piping size
Tail pipe support
Reaction force
Noise
Vibration
Valve stability
Chatter

สรุปคือ

เรา accept choked flow ที่ PSV ได้ แต่ต้องออกแบบระบบระบายหลังวาล์วให้รองรับด้วย

7. จุดที่ต้องระวังจริง ๆ คือ Back Pressure

แม้ flow จะ choked ที่ nozzle ของ PSV แต่ downstream system ยังสำคัญมาก

ถ้า discharge piping เล็กเกินไป หรือ flare header pressure สูงเกินไป จะทำให้ back pressure สูง

ผลที่อาจเกิดคือ

Capacity ลดลง
Conventional PSV set pressure shift
Valve เปิดไม่เต็ม
Valve chatter
Flow instability
ท่อระบายสั่น
เสียงดังมาก

ดังนั้น relief system ต้องดูทั้ง

ตัว PSV + discharge piping + flare/header

ไม่ใช่ดูแค่ or***ce area อย่างเดียว

8. Gas Choked Flow กับ Liquid ไม่เหมือนกัน

คำว่า Choked Flow มักใช้กับ gas, v***r หรือ steam ที่ความเร็วถึง sonic condition

แต่สำหรับ liquid ปัญหาที่เจอมักเกี่ยวกับ

Cavitation
Flashing
Two-phase flow
V***r pressure

ถ้าของเหลวผ่าน PSV แล้วบางส่วนกลายเป็นไอ การคำนวณจะซับซ้อนกว่าก๊าซมาก

ดังนั้นต้องแยกให้ชัดว่า relief case เป็น

Gas / V***r
Steam
Liquid
Flashing liquid
Two-phase flow

เพราะสมการและข้อควรระวังต่างกันครับ

สรุปแบบวิศวกรหน้างาน

ที่ Relief Valve ยอมรับ Choked Flow ได้ เพราะ

PSV ไม่ได้ใช้ควบคุม flow แต่ใช้ระบายฉุกเฉิน
Choked Flow เป็นสภาวะที่คำนวณ capacity ได้ชัดเจน
ถ้า capacity มากกว่า required relieving rate ก็ถือว่าใช้งานได้
PSV ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับ emergency flow
จุดที่ต้องระวังคือ back pressure, noise, vibration และ valve stability

จำง่าย ๆ คือ

Control Valve กลัว Choked Flow เพราะเสียการควบคุม
Relief Valve ยอมรับ Choked Flow ได้ ถ้ามันระบายได้ทัน

หรือสั้นกว่านั้น:

Control Valve ต้องการ control
Relief Valve ต้องการ capacity

ดังนั้นในงาน PSV sizing คำถามสำคัญที่สุดไม่ใช่ “choked หรือไม่”
แต่คือ

ตอน choked แล้ว ระบายพอที่จะป้องกัน overpressure หรือเปล่า?

#วิศวกรรมเคมี

09/05/2026

# ทำไมแรงดันปั๊มถึงเรียกว่า “Head”? เข้าใจคำนี้ แล้วอ่าน Pump Curve ง่ายขึ้นทันที
เวลาอ่าน Datasheet หรือ Pump Curve ของปั๊มหอยโข่ง เรามักจะเห็นคำว่า Head อยู่เสมอ เช่น
Pump Head = 50 m
Total Dynamic Head = 35 m
NPSH Required = 3 m
หลายคนอาจสงสัยว่า…
ทำไมไม่บอกเป็น “แรงดัน” ไปเลย เช่น bar หรือ psi?
ทำไมวิศวกรถึงนิยมพูดว่า “ปั๊มตัวนี้ส่งได้กี่เมตร” แทนที่จะพูดว่า “ปั๊มตัวนี้สร้างแรงดันได้กี่ bar”?
คำตอบคือ เพราะ Head คือวิธีอธิบายพลังงานของของไหลในรูปของความสูง ซึ่งเหมาะกับงานปั๊มมากกว่าแรงดันโดยตรงครับ
1. Head คือ “ความสูงของคอลัมน์ของเหลว”
ถ้าเรามีท่อแนวตั้ง แล้วปั๊มสามารถดันน้ำให้สูงขึ้นไปได้ 50 เมตร เราจะบอกว่า
ปั๊มตัวนี้มี Head ประมาณ 50 m
หมายความว่า ปั๊มให้พลังงานกับของไหลมากพอที่จะยกของไหลขึ้นไปได้สูง 50 เมตร ภายใต้เงื่อนไขนั้น
พูดง่าย ๆ คือ
Head = ความสูงสมมติของของเหลวที่แรงดันนั้นสามารถดันขึ้นไปได้
ดังนั้น Head ไม่ใช่แค่ “ความสูงจริงของท่อ” เสมอไป แต่เป็นการแปลงแรงดันให้อยู่ในรูปความสูง เพื่อให้เห็นภาพง่ายขึ้น
2. ความสัมพันธ์ระหว่าง Pressure กับ Head
แรงดันและ Head เชื่อมกันด้วยสมการพื้นฐาน:
P = ρ g H
หรือเขียนกลับกันได้ว่า
H = P/ρ g
โดย
P = ความดัน
ρ = ความหนาแน่นของของไหล
g = ความเร่งโน้มถ่วง
H = Head หรือความสูงของคอลัมน์ของไหล
สำหรับน้ำโดยประมาณ:
1 bar ≈ 10.2 mH₂O
,
ดังนั้นถ้าเกจวัดแรงดันอ่านได้ประมาณ 5 bar สำหรับน้ำ ก็เทียบได้กับ Head ประมาณ 51 เมตร
3. ทำไมปั๊มถึงนิยมระบุเป็น Head ไม่ใช่ bar?
เหตุผลสำคัญคือ แรงดันขึ้นกับความหนาแน่นของของไหล แต่ Head สื่อถึงพลังงานที่ปั๊มให้กับของไหลได้ตรงกว่า
ลองดูตัวอย่างนี้ครับ
ปั๊มตัวหนึ่งสร้าง Head ได้ 50 m
ถ้าปั๊ม “น้ำ”
ความดันที่ได้ประมาณ:
50 mH₂O ≈ 4.9 bar
แต่ถ้าปั๊ม “น้ำมัน” ที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าน้ำ
Head ยังอาจอยู่ใกล้เคียง 50 m แต่แรงดันที่อ่านได้เป็น bar จะต่ำลง เพราะของไหลเบากว่า
นี่คือเหตุผลสำคัญที่ Pump Curve มักแสดงเป็น
Head vs Flow
ไม่ใช่
Pressure vs Flow
เพราะ Head ทำให้เราเปรียบเทียบสมรรถนะของปั๊มได้ง่ายกว่า แม้ของไหลจะมีความหนาแน่นต่างกัน
4. Head คือพลังงานต่อหน่วยน้ำหนักของของไหล
ในมุมของ Fluid Mechanics ปั๊มไม่ได้ “สร้างแรงดัน” อย่างเดียว แต่ปั๊มกำลังเติมพลังงานให้ของไหล
พลังงานนั้นอาจไปอยู่ในหลายรูปแบบ เช่น
ยกของไหลขึ้นที่สูง
เพิ่มแรงดันในระบบ
เพิ่มความเร็วของของไหล
เอาชนะแรงเสียดทานในท่อ
การใช้คำว่า Head จึงสะดวก เพราะมันรวมแนวคิดเรื่องพลังงานของของไหลให้อยู่ในหน่วย “เมตรของของไหล” ได้เลย
5. Head ในระบบปั๊มไม่ได้มีแค่ความสูง
เวลาออกแบบระบบจริง เรามักพูดถึง Total Dynamic Head หรือ TDH
ซึ่งประกอบด้วยหลายส่วน เช่น
Static Head
ความสูงต่างระดับระหว่างถังต้นทางกับปลายทาง
Pressure Head
แรงดันที่ต้องการที่ปลายทาง เช่น ต้องจ่ายเข้าถังแรงดันหรือระบบปิด
Velocity Head
พลังงานที่เกี่ยวข้องกับความเร็วของของไหล
Friction Head
พลังงานที่สูญเสียไปกับแรงเสียดทานในท่อ ข้องอ วาล์ว และอุปกรณ์ต่าง ๆ
ดังนั้นเวลาบอกว่า “ระบบนี้ต้องการ Head 40 m”
ไม่ได้แปลว่าท่อต้องสูง 40 เมตรเสมอไป
แต่อาจหมายถึงผลรวมของความสูงจริง + แรงดันปลายทาง + friction loss ทั้งหมด
6. ตัวอย่างหน้างาน: ปั๊ม Head 50 m แปลว่าอะไร?
สมมติ Pump Curve ระบุว่า
Q = 100 m³/h ที่ Head = 50 m
ถ้าของไหลคือน้ำ หมายความว่า ณ อัตราการไหล 100 m³/h ปั๊มสามารถให้พลังงานกับน้ำเทียบเท่าการยกน้ำขึ้นสูง 50 เมตร
แต่ในระบบจริง Head 50 m นี้อาจถูกใช้ไปกับหลายอย่าง เช่น
ยกน้ำขึ้นถังสูง 20 m
เสียไปกับ friction loss ในท่อ 15 m
ต้องเหลือแรงดันปลายทางเทียบเท่า 10 m
เสียกับวาล์วและ fittings อีก 5 m
รวมทั้งหมด = 50 m
นี่คือเหตุผลที่แม้ปั๊มจะเขียนว่า Head 50 m แต่ปลายทางอาจไม่ได้มีแรงดันเหลือเยอะ ถ้าระบบท่อกิน Head ไปกับ friction loss มากเกินไป
7. ความเข้าใจผิดที่เจอบ่อย
หลายคนเห็นปั๊มระบุว่า Head 50 m แล้วเข้าใจว่า
“ปั๊มตัวนี้ส่งน้ำได้ไกล 50 เมตร”
อันนี้ไม่ถูกต้องครับ
Head 50 m ไม่ใช่ระยะทางแนวนอน 50 เมตร
แต่คือพลังงานต่อหน่วยน้ำหนักของของไหล เทียบเท่าความสูง 50 เมตร
ถ้าท่อแนวนอนยาว 300 เมตร แต่ขนาดท่อใหญ่พอและ friction loss ต่ำ ปั๊ม Head 50 m อาจส่งได้สบาย
แต่ถ้าท่อเล็กมาก มีข้องอเยอะ วาล์วเยอะ หรือความเร็วสูงเกินไป แค่ท่อสั้น ๆ ก็อาจกิน Head หมดจนปลายทางน้ำไหลไม่ถึงได้เหมือนกัน
# # 8. แล้ว NPSH ทำไมก็ใช้หน่วยเมตร?
NPSH หรือ Net Positive Suction Head ก็ใช้หน่วยเมตรเช่นกัน เพราะมันคือการบอกว่า “ฝั่งดูดของปั๊มมีพลังงานความดันเหลือพอหรือไม่” เพื่อป้องกันของเหลวเดือดกลายเป็นไอและเกิด Cavitation
พูดง่าย ๆ คือ
NPSH ก็เป็น Head รูปแบบหนึ่ง
แต่โฟกัสเฉพาะฝั่ง Suction ของปั๊ม
ถ้า NPSH Available ต่ำกว่า NPSH Required ปั๊มมีโอกาสเกิด Cavitation ได้ แม้ Discharge Pressure จะดูเหมือนยังปกติก็ตาม
สรุป
ที่แรงดันปั๊มถูกเรียกว่า Head เพราะวิศวกรไม่ได้ต้องการดูแค่ “แรงดันเป็น bar” แต่ต้องการดูว่า
ปั๊มให้พลังงานกับของไหลได้มากพอแค่ไหน
การใช้ Head ทำให้เราคิดระบบปั๊มได้ง่ายขึ้น เพราะสามารถรวมทั้งความสูง แรงดัน ความเร็ว และ friction loss ให้อยู่ในหน่วยเดียวกันได้
จำง่าย ๆ คือ:
Pressure = แรงดันที่วัดได้
Head = พลังงานของของไหลในรูปความสูง
Pump Head = พลังงานที่ปั๊มเติมให้ของไหล
ดังนั้นครั้งหน้าเวลาอ่าน Pump Curve แล้วเห็นคำว่า Head เป็นเมตร อย่าคิดว่ามันคือระยะทางที่ปั๊มส่งได้ แต่ให้มองว่ามันคือ “งบพลังงาน” ที่ปั๊มมีให้ระบบเอาไปใช้ครับ
#วิศวกรรมเคมี #ความรู้วิศวกรรม

07/05/2026

ความดัน “bar” มาจากไหน? ทำไมวิศวกรทั่วโลกถึงชอบใช้หน่วยนี้
เวลาเราอ่านสเปคปั๊ม ดู Pressure Gauge หรือเช็ก P&ID ในโรงงาน เรามักจะเห็นหน่วยความดันอย่าง “bar” อยู่เต็มไปหมด เช่น:
Pump discharge = 8 bar(g)
Nitrogen header = 6 bar
PSV set pressure = 12 bar
แต่เคยสงสัยไหมครับว่า... หน่วย “bar” จริงๆ แล้วคืออะไร? แล้วทำไมวิศวกร Process, Mechanical และ Piping ถึงนิยมใช้มันมากกว่า psi หรือ atm?
วันนี้เราจะมาคุยกันแบบเข้าใจง่าย ตั้งแต่ที่มาของคำว่า bar ไปจนถึงเหตุผลที่มันกลายเป็นหน่วยมาตรฐานในโลกอุตสาหกรรมครับ
จุดเริ่มต้นของ “Pressure”
ก่อนจะมีหน่วย bar มนุษย์ต้องหาวิธีอธิบายว่า “แรงที่กดลงบนพื้นที่” มากแค่ไหนก่อน
นิยามพื้นฐานของความดันคือ: P = F/A
P = Pressure (ความดัน)
F = Force (แรง)
A = Area (พื้นที่)
พูดง่ายๆ คือ
“เอาแรงมากดลงบนพื้นที่เล็ก → ความดันสูง”
เช่น รองเท้าส้นสูงจิกพื้นได้มากกว่า รองเท้าผ้าใบ เพราะพื้นที่สัมผัสเล็กกว่า
ในระบบ SI หน่วยมาตรฐานของ Pressure คือ “Pascal”
ตั้งตามชื่อของนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส
Blaise Pascal
หมายความว่า ใช้แรง 1 Newton กดบนพื้นที่ 1 ตารางเมตร
ปัญหาคือ…“Pascal มันเล็กเกินไป!”
ทำไม Pascal ถึงไม่สะดวกในงานโรงงาน
ลองดูตัวอย่าง:
แรงดันบรรยากาศ = 101,325 Pa
ปั๊มน้ำทั่วไป = 300,000 – 700,000 Pa
Steam line = หลายล้าน Pa
เวลาคุยหน้างาน ถ้าพูดว่า:
“ปั๊มตัวนี้ discharge 650,000 Pascal”
มันทั้งยาวและอ่านยากมากครับ
วิศวกรจึงเริ่มใช้หน่วยที่ “ขนาดกำลังดี” มากกว่า
และนั่นคือจุดเกิดของ “bar”
คำว่า “bar” มาจากภาษากรีกคำว่า “baros”
ซึ่งแปลว่า “น้ำหนัก” หรือ “แรงกด”
1 bar = 100 kPa ใกล้เคียงกับแรงดันบรรยากาศโลกมาก
เพราะความดันบรรยากาศจริงๆ คือ:
จึงถือว่า 1 atm ≈ 1 bar
ซึ่ง “จำง่าย” มากสำหรับงานวิศวกรรม
ทำไมวิศวกรถึงชอบใช้ bar
1. ตัวเลขอ่านง่าย
แทนที่จะเขียน 450,000 Pa
เราเขียนแค่ 4.5 bar อ่านง่ายกว่าเยอะครับ
2. เหมาะกับงาน Process และ Piping
ช่วงแรงดันในโรงงานส่วนใหญ่อยู่ประมาณ:
1–10 bar → Utility systems
10–50 bar → Process systems
100+ bar → High pressure systems
ทำให้หน่วย bar อยู่ในช่วงที่ “ไม่เล็กไม่ใหญ่เกินไป”
3. แปลงเป็น Head ได้ง่าย
วิศวกรปั๊มชอบมาก เพราะ
Pump head 30 m ≈ 3 bar
ทำให้คุยเรื่อง Pump curve ได้สะดวกมาก
แล้ว psi คืออะไร?
psi ย่อมาจาก: pound-force per square inch
เป็นหน่วย Imperial ที่นิยมในอเมริกา
ดังนั้น:
7 bar ≈ 100 psi
10 bar ≈ 145 psi
bar(g) กับ bar(a) ต่างกันยังไง?
นี่คือจุดที่เด็กจบใหม่พลาดกันบ่อยมาก
bar(g) = Gauge Pressure
วัดเทียบกับ “บรรยากาศ”
เช่น Pressure Gauge หน้าเครื่องอ่าน 5 barg
หมายความว่า:
สูงกว่าบรรยากาศ 5 bar
bar(a) = Absolute Pressure
วัดเทียบกับ “สุญญากาศสมบูรณ์”
โดยทั่วไป:
ตัวอย่าง: 5 barg ≈ 6 bara
ทำไมเรื่องนี้สำคัญมากใน Process Engineering
เพราะสมการ Thermodynamics ส่วนใหญ่ต้องใช้ “Absolute Pressure” เท่านั้น
เช่น: Ideal Gas Law, V***r-liquid equilibrium, Compressor calculation, NPSH calculation
ถ้าใช้ barg ผิดแทน bara
ผลคำนวณอาจผิดทั้งระบบได้เลยครับ
เกร็ดน่าสนใจ: จริงๆ แล้ว bar “ไม่ใช่” SI unit
แม้จะนิยมมาก แต่ technically แล้ว “bar” ไม่ใช่ SI base unit
SI official unit คือ Pascal เท่านั้น
แต่ bar ถูกยอมรับให้ใช้ร่วมกับ SI ได้
เพราะมัน practical มากในงานอุตสาหกรรม
เหมือนกับ: liter, ton ,minute
ที่ไม่ได้เป็น SI แท้ แต่ใช้จริงทั่วโลก
สรุปแบบวิศวกรหน้างาน
Pressure = แรงต่อพื้นที่
หน่วย SI จริงคือ Pascal (Pa)
แต่ Pascal เล็กเกินไปสำหรับงานโรงงาน
จึงเกิดหน่วย “bar” ขึ้นมา
1 bar = 100,000 Pa
1 bar ≈ ความดันบรรยากาศ
1 bar ≈ 14.5 psi
1 bar ≈ 10 mH₂O
และที่สำคัญที่สุด:
เวลาอ่าน Datasheet หรือทำ Calculation ต้องเช็กเสมอว่าเป็น barg หรือ bara
เพราะต่างกันประมาณ 1 bar เต็มๆ ซึ่งอาจทำให้การออกแบบผิดพลาดได้ครับ
#วิศวกรรมเคมี #ความรู้วิศวกรรม