ผลกระทบของจุดศูนย์ต่อเครื่องวัดอัตราการไหลของมวล

Thread Content

โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย วัง เทียนเจ๋อ เมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน 2016 เวลา 12:05 การใช้เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลของไฮโดรคาร์บอนในสถานะของเหลวแบบ HK-CMF Coriolis Mass Flow Meter ถือเป็นวิธีการวัดที่ได้รับการยอมรับกันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน วิธีนี้ช่วยลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน และพารามิเตอร์อื่นๆ ต่อผลลัพธ์การวัด ทำให้อัตราการวัดมวลของไฮโดรคาร์บอนในสถานะของเหลวมีความแม่นยำมากขึ้น 　　อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง ปัจจัยต่างๆ เช่น ตำแหน่งการติดตั้ง สภาพแวดล้อมในการทำงาน และเงื่อนไขการผลิต ล้วนส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความเสถียรของประสิทธิภาพในการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบคอริโอลิส HK-CMF รวมถึงความแม่นยำของผลการวัดด้วย ปัญหาการมีอากาศปนเข้ามานั้นสามารถแก้ไขได้โดยใช้อุปกรณ์แยกน้ำมันกับก๊าซ หรือการติดตั้งวาล์วควบคุมแรงดัน เป็นต้น ซึ่งในบทความนี้จะไม่กล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติม นอกจากนี้ ปัญหาการเบี่ยงเบนของค่าศูนย์ก็ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดค่า CMF ดังนั้น การดูแลรักษาค่าศูนย์ของ CMF จึงเป็นวิธีสำคัญในการรักษาความแม่นยำในการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF ให้อยู่ในสภาพที่ดี 　　การบำรุงรักษาในจุดศูนย์ โดยปกติแล้วมีเพียงวิธีการปรับค่าให้เท่าศูนย์ที่หน้างานเท่านั้น เนื่องจากค่าศูนย์มีผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำในการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF โดยเฉพาะในกรณีที่มีอัตราการไหลต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วิธีการปรับค่าศูนย์อย่างระมัดระวัง และเมื่อมั่นใจแล้วว่ามีปรากฏการณ์ค่าศูนย์เบี่ยงเบนจริงๆ ก็ควรปรับค่าศูนย์ตามขั้นตอนที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด บทความนี้จะอธิบายถึงผลกระทบของจุดศูนย์ต่อความแม่นยำในการวัด CMF วิธีการปรับค่าศูนย์ และวิธีการดูแลรักษาจุดศูนย์ให้อยู่ในสภาพดีอย่างง่ายดายในชีวิตประจำวัน 　　หนึ่ง การวิเคราะห์กรณีศึกษาเกี่ยวกับผลกระทบจากค่าศูนย์ ต่อไปนี้จะยกตัวอย่างกรณีที่เกิดขึ้นกับบริษัทของเราในปี 2013 เพื่ออธิบายถึงผลกระทบอันสำคัญของค่าศูนย์ต่อการวัดค่าในทางปฏิบัติ และเพื่อแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการปรับค่าศูนย์ด้วย 　　1. บทนำเกี่ยวกับกรณีศึกษา ในเดือนพฤศจิกายน ปี 2012 โรงงานผลิตถ่านหินคุณภาพสูงขนาด 1.6 ล้านตันของบริษัทเราได้เริ่มดำเนินการผลิตแล้ว โดยมีอัตราการได้ผลิตภัณฑ์ในรูปของของเหลวอยู่ที่ 65% อย่างไรก็ตาม ภายในไม่กี่เดือนหลังจากที่อุปกรณ์นี้เริ่มใช้งาน อัตราการได้ผลิตภัณฑ์เหลวอยู่ที่ประมาณ 63% เท่านั้น ซึ่งยังไม่ถึงเกณฑ์ที่กำหนดไว้ ข้อมูลแสดงอยู่ในตารางที่ 1 http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG ตารางที่ 1 ตารางสมดุลของวัตถุดิบในโรงงานผลิตน้ำมันแบบใหม่ ช่วงเดือนมิถุนายน–สิงหาคม วัตถุดิบของโรงงานนี้คือน้ำมันดิบ ส่วนผลิตภัณฑ์ที่ได้คือน้ำมันดีเซล น้ำมันเบนซิน น้ำมันเรซิน และก๊าซธรรมชาติในปริมาณน้อย โดยเครื่องวัดอัตราการไหลสำหรับวัดปริมาณของของเหลวทั้ง 5 ชนิดนี้ เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF ซึ่งได้รับการตรวจสอบแล้วว่ามีคุณภาพเหมาะสม และสามารถใช้วัดปริมาณได้อย่างแม่นยำตามข้อกำหนดของโรงงาน เพื่อช่วยในการหาสาเหตุที่ทำให้ปริมาณของเหลวที่ได้ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน บุคลากรที่ดูแลเครื่องวัดอัตราการไหลและช่างเทคนิคได้ทำการตรวจสอบหลายแง่มุม และได้ทำการถอดเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำมันขี้ผึ้งออกมาตรวจสอบ ผลการตรวจสอบก็ยังอยู่ในเกณฑ์ที่ผ่านมาตรฐานอยู่ดี ในขณะเดียวกันก็มีการตรวจสอบค่าศูนย์ของเครื่องวัดอัตราการไหลอื่นๆ ด้วย โดยการปิดวาล์วทั้งด้านหน้าและด้านหลัง เครื่องวัดอัตราการไหลทั้งหมดก็กลับมาอยู่ที่ค่าศูนย์ ซึ่งช่วยให้สามารถตัดความเป็นไปได้ที่ค่าศูนย์จะเป็นสาเหตุให้อัตราการไหลผิดเพี้ยนไปได้ (แต่ปัญหากลับอยู่ที่จุดนี้นี่เอง) หลังจากนั้นได้มีการเชิญวิศวกรผู้เชี่ยวชาญจากบริษัท Emerson มาตรวจสอบเครื่องวัดอัตราการไหลทั้งหมดในสถานที่จริง ปรากฏว่า เครื่องวัดอัตราการไหลสำหรับน้ำมันดิบและน้ำมันเสีย รุ่น CMFHC2G นั้น ค่าศูนย์สถิติของตัวประมวลผลหลักของเครื่องวัดอยู่ที่ -0.01188947 μs แต่ค่าศูนย์ในปัจจุบันอยู่ที่ -1.059366 μs นั่นหมายความว่าค่า Kzero ไม่ใช่ค่าศูนย์ตามค่าเริ่มต้นอีกต่อไป แต่มีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก 　　2. การวิเคราะห์กรณีศึกษา เนื่องจากความไม่แม่นยำของค่าศูนย์สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำในการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF ในกรณีนี้ ค่าศูนย์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ดังนั้นจึงไม่สามารถนำผลกระทบจากอุณหภูมิมาพิจารณาได้ โดยการคำนวณตามสูตรที่เกี่ยวข้อง ค่าศูนย์แบบไดนามิกของเครื่องวัดอัตราการไหลในขณะนี้ควรอยู่ที่ 10.7 (ตัน/ชั่วโมง) เมื่อคำนวณจากอัตราการไหลปัจจุบันที่ 156 ตัน/ชั่วโมง ค่าความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นจะอยู่ที่ 10.7/156 = 6.86% หลังจากที่สามารถกู้คืนค่าศูนย์กลับมาได้ ค่าการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลแบบโคริโอลิส HK-CMF ก็กลับมาเป็นปกติอีกครั้ง โดยอัตราการรับของเหลวของอุปกรณ์นี้อยู่ที่ 68% ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดไว้ 　　แล้วอะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของค่าศูนย์ได้มากขนาดนี้ล่ะ? ก่อนอื่นมาวิเคราะห์สาเหตุของการเบี่ยงเบนของค่าศูนย์กันก่อน: (1) เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF นี้ได้รับการตรวจสอบคุณภาพก่อนการติดตั้ง และผลการตรวจสอบก็อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด ดังนั้นจึงไม่น่าจะเกิดการเบี่ยงเบนของค่าศูนย์ได้ 　　(2) การปรับค่าศูนย์แบบสถิติด้วยมือนั้น จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ควบคุมแบบมืออาชีพ หรือซอฟต์แวร์บนโน้ตบุ๊ก ซึ่งมีเฉพาะเจ้าหน้าที่ดูแลการวัดมาตรฐานเท่านั้นที่มีอุปกรณ์เหล่านี้ และพวกเขาก็ไม่น่าจะทำการปรับแต่งดังกล่าวได้ 　　(3) เจ้าหน้าที่ดูแลเครื่องวัดได้ตรวจสอบหลังจากติดตั้งเครื่องวัดไหลแล้ว พบว่าค่าที่แสดงบนเครื่องมือไม่เท่ากับศูนย์ ดังนั้นจึงมีการปรับค่าให้เป็นศูนย์โดยเจตนาดี แต่ก็ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของค่าศูนย์ขึ้นมา 　　เนื่องจากไม่ทราบสถานการณ์ที่แน่ชัดในขณะนั้น หลังจากการวิเคราะห์ ผู้เขียนเห็นว่า ความเป็นไปได้ที่สามน่าจะเป็นไปได้มากที่สุด 　　แล้วเหตุใดในระหว่างการตรวจสอบเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลแบบโคริโอลิส HK-CMF ในช่วงหลังๆ จึงไม่พบปัญหาการเบี่ยงเบนของค่าศูนย์ที่มากขนาดนี้ล่ะ? ผู้เขียนคิดว่าสาเหตุก็คือการตั้งค่าค่าขีดจำกัดการไหลของของเหลวที่ไม่เหมาะสม ซึ่งเป็นสิ่งที่หลายคนมองข้ามไป กล่าวคือ ค่าขีดจำกัดของเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลแบบโคริโอลิส HK-CMF นั้นอยู่ที่ระดับ 10.7 ตัน/ชั่วโมงขึ้นไป แต่เนื่องจากปัญหาการเบี่ยงเบนของค่าศูนย์ ทำให้เครื่องวัดสามารถกลับมาอยู่ที่ค่าศูนย์ได้ โดยปกติแล้ว ในขั้นตอนการบำรุงรักษาเครื่องมือในช่วงเวลาศูนย์ พนักงานบำรุงรักษาจะทำการปิดวาล์วด้านหลังก่อน จากนั้นจึงปิดวาล์วด้านหน้า แล้วตรวจสอบว่าค่าการไหลของเครื่องมือกลับมาอยู่ที่ศูนย์หรือไม่ หากค่าการไหลกลับมาอยู่ที่ศูนย์ ก็ถือว่าจุดศูนย์ของเครื่องมือไม่มีปัญหา แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วค่าการไหลของเครื่องมืออาจอยู่ที่ 10.7 ตัน/ชั่วโมงก็ตาม ด้วยเหตุนี้เอง ในการตรวจสอบ CMF ในช่วงหลังๆ จึงไม่พบปัญหาเรื่องการเบี่ยงเบนไปเลย 　　ที่จริงแล้ว ปัญหานี้เป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในการใช้งานและบำรุงรักษาเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลแบบคอริโอลิส HK-CMF ในประเทศไทยในปัจจุบัน การตั้งค่าจุดศูนย์ช่วยป้องกันไม่ให้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF มีการสะสมค่าอัตราการไหลที่ผิดปกติในสภาวะการทำงานที่ไม่เหมาะสม แต่หากตั้งค่าค่าเกณฑ์สูงเกินไป ก็อาจทำให้ไม่สามารถตรวจพบการเปลี่ยนแปลงของจุดศูนย์ได้ในการใช้งานปกติ ซึ่งเรื่องนี้ยังไม่ได้รับความสนใจอย่างเพียงพอในการนำเครื่องวัด CMF มาใช้งานในประเทศจีน 　　ข้อสอง วิธีการบำรุงรักษาจุดศูนย์ของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบคอริโอลิส HK-CMF ในชีวิตประจำวัน
1. การตั้งค่าค่าเกณฑ์ที่เหมาะสม
การตั้งค่าค่าเกณฑ์ที่เหมาะสมไม่เพียงแต่จะช่วยกรองความผันผวนเล็กๆ น้อยๆ ที่เกิดขึ้นจากการวัดที่ไม่ถูกต้องได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังช่วยให้การบำรุงรักษาจุดศูนย์ในชีวิตประจำวันทำได้ง่ายขึ้นอีกด้วย ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกิดขึ้นในตัวอย่างก่อนหน้านี้ได้ ผู้เขียนเห็นว่า การตั้งค่าค่าเกณฑ์ไว้ที่ครึ่งหนึ่งของความแม่นยำของ CMF ในกรณีที่มีการวัดอัตราการไหลของสารที่ใช้กันบ่อยๆ กับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบ HK-CMF Coriolis นั้น เป็นค่าที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่กล่าวมาข้างต้น ความแม่นยำของ CMF ของ Emerson อยู่ที่ 0.5% โดยมีอัตราการไหลของสารที่ใช้งานอยู่ที่ 160 ตัน/ชั่วโมง ดังนั้นค่าเกณฑ์จะสามารถกำหนดได้ที่ 160 × 0.5% ÷ 2 = 0.4 ตัน/ชั่วโมง ด้วยวิธีนี้ แม้จะเกิดปัญหาการเบี่ยงเบนของค่าได้ แต่ตราบใดที่ค่าดังกล่าวยังอยู่เหนือค่าที่กำหนดไว้ บุคลากรที่ดูแลระบบก็สามารถตรวจพบได้ทันเวลา ส่วนในกรณีที่ค่าดังกล่าวอยู่ต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ ตามสูตรคำนวณความคลาดเคลื่อน CMF ที่ผู้ผลิตกำหนดไว้ ค่าความคลาดเคลื่อนจะอยู่ที่ ±0.10% ± [(ค่าจุดศูนย์/ค่าอัตราการไหล) × 100]% = ±0.10% ± [(0.4/160) × 100]% = ±0.35% ดังนั้น แม้จะมีการเบี่ยงเบนของค่าเกิดขึ้น ค่าดังกล่าวก็ยังอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้อยู่ดี สำหรับวิธีการวัดที่ไม่ต่อเนื่อง ก็สามารถตั้งค่าค่าเกณฑ์ได้ในลักษณะนี้เช่นกัน จากนั้นก็สามารถกรองปริมาณน้ำที่สะสมในช่วงเวลาที่ไม่มีการวัดออกไปได้ โดยใช้วิธีการบันทึกข้อมูลด้วยมือ 　　2. การตรวจสอบค่าศูนย์ในเวลาที่เหมาะสม สำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลแบบโคริโอลิส HK-CMF ที่กำลังใช้งานอยู่ ควรมีการตรวจสอบค่าศูนย์เป็นประจำ เพื่อให้สามารถตรวจพบปัญหาการเบี่ยงเบนของค่าศูนย์ได้อย่างทันท่วงที และสามารถแก้ไขได้ 　　3. การปรับค่าให้เท่ากับศูนย์อย่างระมัดระวัง หากพบว่าเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF มีค่าที่ไม่เท่ากับศูนย์ในขั้นตอนการตรวจสอบค่าศูนย์ ควรสังเกตสถานะการทำงานของเครื่องวัดก่อน และวิเคราะห์สาเหตุที่ทำให้ค่าไม่เท่ากับศูนย์ เช่น สื่อที่อยู่ภายในเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF นั้นหยุดไหลหรือไม่ หรืออยู่ในสภาวะที่มีสื่อเต็มท่อหรือไม่ (สามารถประเมินสภาวะของสื่อภายในท่อได้จากค่าความหนาแน่นที่แสดงบนเครื่องวัด) นอกจากนี้ยังต้องตรวจสอบว่ามีการเปลี่ยนแปลงของเงื่อนไขการทำงานอย่างมากหรือไม่ วาล์วควบคุมด้านหน้าและด้านหลังปิดสนิทหรือไม่ และมีสนามแม่เหล็กหรือแรงสั่นสะเทือนที่รบกวนการทำงานของเครื่องวัดหรือไม่ หลังจากตัดปัจจัยดังกล่าวออกไปแล้ว จึงจะสามารถสรุปได้ว่าค่าศูนย์ของเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลแบบโคริโอลิส HK-CMF อาจมีการเปลี่ยนแปลงจริง และจึงสามารถทำการปรับค่าศูนย์ของเครื่องวัดดังกล่าวในสถานที่จริงได้ 　　4. ขั้นตอนการปรับค่าให้เป็นศูนย์อย่างถูกต้อง (1) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส HK-CMF อยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการทำงาน และท่อวัดต้องเต็มไปด้วยสารที่จะนำมาวัดด้วย 　　(2) หากมีวาล์วบังคับไหล ให้เปิดวาล์วบังคับไหลก่อน. 　　(3) ปิดวาล์วกั้นที่อยู่ด้านล่าง (คือวาล์วที่อยู่ด้านหลัง) เพื่อหยุดการไหลของของเหลวผ่านท่อวัด โดยต้องให้มั่นใจว่ามีการปิดสนิทดี 　　(4) หากมีวาล์วปิดกั้นที่ต้นทาง (กล่าวคือ วาล์วที่อยู่ด้านหน้า) ก็จำเป็นต้องปิดวาล์วปิดกั้นดังกล่าวไว้ก่อน 　　(5) ดำเนินการปรับค่าให้เท่ากับศูนย์ตามขั้นตอนที่ผู้ผลิตกำหนดไว้. 　　(6) บันทึกค่าการเปลี่ยนแปลงของจุดศูนย์ก่อนและหลัง หากมีการเปลี่ยนแปลงมาก ควรพิจารณาว่าจำเป็นต้องทำการตรวจสอบ/ปรับแต่งค่า CMF ใหม่หรือไม่