บทเรียนการออกแบบ Cargo carrying unit (CCU) ตามมาตรฐาน DNVGL-ST-E271 ตอนที่ 1.

 สวัสดีครับ มิตรรัก แฟนเพจผู้อ่านที่ติดตามทุกท่าน

    วันนี้กระผมจะมาแนะนำวิธีการออกแบบ Offshore Container หรือ ตู้ใส่ของที่ต้องส่งลงไปใช้งานในทะเล หรือที่เราได้ยินบ่อยๆว่า CCU ( Cargo carrying unit)

    "ก่อนที่เราจะออกแบบหรือทำงานใดๆ เราจำเป็นจะต้องมีความรู้หรือมี Qualification หรือ Work permit ก่อนเสมอ ซึ่งสิ่งนี้สำคัญมาก แต่สังคมบ้านเมืองเราหละหลวมมากกับสิ่งเหล่านี้ ทำให้งานที่ออกมาไม่เป็นไปตามหลักวิชาการสักเท่าไหร่ แต่ขอเกริ่นเอาไว้ให้พอเป็นที่รับทราบกันว่า ความรู้ความสามารถในการทำงานมีความสำคัญในตำแหน่งงานที่ได้รับผิดชอบ ผู้ออกแบบควรจะถือใบประกอบวิชาชีพ เนื่องจากงานมีการยกหิ้ว ซึ่งการยกหิ้วถือเป็นงานวิศวกรรมควบคุม ผู้ที่ทำงานวิศวกรรมควบคุมก็ต้องเป็นผู้ได้รับ Work permit เพราะหากเกิดความผิดพลาดก็จำเป็นต้องรับผลที่ตนกระทำ"

    มาตรฐานหรือแนวทางในการออกแบบ CCU มีหลายตัว แต่วันนี้เราจะมาดูของ DNV ซึ่งตอนนี้ได้เปลี่ยนเป็น DNVGL ซึ่ง Standard ที่ใช้สำหรับงาน CCU ก็คือ DNVGL-ST-E271 ซึ่งรู้จักกันทั่วไปในสมัยเก่าคือ DNV2.7-1 นั่นเองครับ

    ที่มาที่ไปของการที่จะต้องมีมาตรฐานในการออกแบบ

ปัญหาหลักที่ประสบพบเจอเกี่ยวกับ CCU ที่ใช้ในทะเลก็คือความเสียหายจากการยก และการใช้งาน การเสียหายจากการกัดกร่อนโดยสนิม ความเสียหายเหล่านี้ ส่วนหนึ่งก็ต้องยอมรับโดยดุษฎีว่า การออกแบบไม่ถูกต้อง ซึ่งการออกแบบจะถือเป็นกระดุมเม็ดแรกที่จำเป็นต้องใช้เวลาในการออกแบบในทุกแง่มุม เพื่อการใช้งานได้ยาวนานคุ้มค่าและปลอดภัยในทุกๆการทำงาน 

    ความเสียหายส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นกับจุดต่างๆเช่น หูยก หรือ Padeye หรือ Lifting lug 

การกระแทกที่โครงสร้างทำให้เสียหายไม่คืนรูป ส่งผลให้ใช้งานส่วนนั้นๆยากขึ้น เช่น เปิดประตูได้ยาก เป็นต้น

การกัดกร่อนเกลียวโดยสนิม (ปฏิกิริยา Oxidation) ทำให้ใช้งานส่วนนั้นไม่ได้

หรือการเสียหายเมื่อเกิดการวางซ้อนกัน ซึ่งสิ่งเหล่านี้คือตัวอย่างของความเสียหายที่ปฏิเสธไม่ได้เต็มปากว่าส่วนหนึ่งก็มาจากการออกแบบ ซึ่งอาจจะไม่ได้คำนึงถึง หรือไม่ทำตามขั้นตอนมาตรฐานที่กำหนดไว้ในมาตรฐานหรือ Code นั้นๆ 

    มาเข้าเรื่องกันเลยดีกว่าครับ เกริ่นมาซะยาว !! 

สิ่งที่เราต้องเตรียมคือ DNVGL-ST-E271 ซึ่งผมจะใช้ฉบับ January ปี 2021 ครับ สามารถซื้อได้จากเว็บของ DNVGL เลยครับ ราคาไม่แพง

หน้าตาของ Standard จะเป็นดังนี้ครับ 

ในเล่มว่ากันด้วยเรื่องอะไรบ้าง ตามมาดูกันครับ

    ในเล่มแบ่งออกเป็น 10 Section หรือ 10 บท ได้แก่

1. General จะเกริ่นนำที่มาที่ไป ความสำคัญ ขอบข่าย การใช้งาน ตลอดจนขั้นตอนต่างๆในการทำงานเอาไว้ในบทนี้  ผมคิดว่าบทนี้มีความสำคัญอย่างมาก

2. Approval and certification procedures บทนี้จะกล่าวถึงการรับรอง CCU ในลักษณะต่างๆ การอนุญาตให้ใช้งาน การออกใบอนุญาตหลังจากการซ่อมแซม เป็นต้น บทนี้น่าจะเหมาะกับทุกคนที่เกี่ยวข้องกับงาน CCU เลยครับ

3. Materials บทนี้บอกเรื่องวัสดุที่จะนำมาใช้ผลิต CCU บอกไว้ละเอียดยิบ สำคัญทุกบรรทัด และมีเชื่อมโยงไปถึงเอกสารอื่นๆให้ศึกษากันอีกด้วยครับ

4. Design บทนี้สำคัญที่สุด ในบทความนี้ผมจะเน้นบทนี้เป็นพิเศษ เนื่องจากบทนี้จะเป็นสิ่งที่กำหนดความเป็นไปทั้งหมดของ CCU ได้แก่ รูปแบบ / วัสดุ / การอำนวยการใช้งาน ไปจนถึงสิ่งต่างๆที่เกี่ยวข้องทั้งหมด ซึ่งเป็นบทพระเอก หรือ ท่อนฮุค เลยก็ว่าได้ครับ

5. Production บทนี้ว่าด้วยขั้นตอนที่ผ่านการออกแบบมาแล้ว เป็นขั้นตอนการผลิตว่าต้องใช้อะไรบ้าง เช่น วัสดุ เอกสาร และการตรวจพินิจ เป็นต้น

6. Marking หรือการทำสัญลักษณ์หรือเครื่องหมาย เช่น เครื่องหมายความปลอดภัย เครื่องหมายแสดงการตรวจสอบ แสดงวันที่ จนถึงแสดงใบอนุญาตชุดอุปกรณ์การยก เช่น ชุดสลิง เป็นต้น

 7. Plating บทนี้ว่าด้วยเรื่องแผ่นบันทึกข้อมูลของ CCU ที่เรามักเรียกว่า Data plate และ Inspection plate คล้ายๆในบทที่แล้ว แต่แยกออกมาเพื่อให้มีความชัดเจน เนื่องจากมีความสำคัญยิ่งยวดในการตรวจสอบ

8. Lifting set บทนี้จะกล่าวทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับชุดอุปกรณ์ท่ใช้ยก CCU ถือเป็นบทที่สำคัญควบคู่กับบทที่ 4 เลยก็กล่าวได้

9. Periodic inspection, tests and repairs บทนี้จะอธิบายเรื่องการทดสอบ ช่วงเวลาในการตรวจสอบ การทดสอบหลังการซ่อมแซมตลอดจนถึงการเขียนรายงานเลยครับ

10. Container for use only in temp climate บทนี้ว่าด้วยเรื่องของการออกแบบ CCU ที่จะนำไปใช้งานแบบสุดขั้วครับ เช่น เย็นจัด หรือมีความเปลี่ยนแปลงทางสภาพอากาศ สภาพแวดล้อม ในพื้นที่ต่างๆบนโลก เช่น ขั้วโลก อะไรทำนองนี้ครับ น่าสนใจมากครับ

ทั้ง 10 บทนี้คิดว่าพอเพียงสำหรับการที่จะจ่ายเงินเล็กน้อยเพื่อซื้อตำราเล่มนี้ครับ 

ไว้อ่านต่อในส่วนการออกแบบในตอนที่ 2 ครับ วันนี้ขอตัวพักผ่อนก่อนครับ

6/1/2024

EngineerM ConveyorMan

ตัวอย่างรายงานการคำนวณการออกแบบสายพานลำเลียงแบบ Side wall belt conveyor

 

ตัวอย่างการคำนวณ Screw Conveyor แบบ Horizontal

ตัวอย่างรายงานการคำนวณ Screw Conveyor แบบ Horizontal 

รับออกแบบ เขียนแบบ คำนวณ เซ็นแบบ โดย EngineerM ConveyorMan 

 

วิธีการสร้างลูกเบี้ยวด้วย SolidWorks

ผมได้อัดวีดีโออธิบายวิธีการสร้างไว้ตามลิงค์วีดีโอนี้ครับ สามารถเข้าไปศึกษากันได้ทุกที่ ทุกเวลา

มีข้อสงสัยสอบถาม หรือเสนอแนะ เรียนเชิญ Comment ที่ ช่อง Youtube ดังกล่าวครับ

การออกแบบ Screw Conveyor

สกรูคอนเวย์เยอร์ คืออะไร?

คาดว่าทุกท่านคงรู้จักกันดี เป็นเกลียวหมุนอยู่ในรางหรือในท่อทรงกลม เพื่อลำเลียงวัสดุบางอย่างตามที่ออกแบบคำนวณไว้

ส่วนประกอบต่างๆมีดังนี้

ประวัติของสกรูคอนเวย์เยอร์นี้ มียาวนานมาก สมัยอาร์คีมีดีส ผันน้ำตั้งแต่ก่อนเริ่มศาสนจักรไป 267 ปี เชียวนะ ( จริงๆ นะ ) 

มีหลายแบบ ทั้งแบบมีเพลาและไม่มีเพลา ( Ribbon ) ขึ้นอยู่กับว่าเราออกแบบเพื่อลำเลียงอะไร

ข้อได้เปรียบของสกรูคอนเวย์เยอร์คือ

1.สร้างง่าย

2.น้ำหนักเบา

3.ใช้พื้นที่น้อย

4.ต้นทุนการทำงานต่ำ

5.ลำเลียงวัสดุได้หลายหลาก

6.ลำเลียงได้ทุกองศาตั้งแต่แนวราบจนถึงแนวดิ่ง

ความเลวของสกรูคอนเวย์เยอร์ ( 55 )

1.มีการสึกหรอของรางที่เสียดสีกับวัสดุ

2.วัสดุที่ลำเลียงอาจถูกกระทบโดนใบสกรู

3.ความแข็งแรงขึ้นกับวัสดุที่ขนถ่าย

อาจจะใชำกำลังไฟฟ้ามากในบางกรณี

Parameter ต่างๆที่เกี่ยวข้องมีดังนี้

1.Screw Pitch คือระยะพิทช์ของใบสกรูนั่นเอง

2.RPM of screw คือ รอบการหมุนของใบสกรูลำเลียง

3.Inclination Factor ค่าแฟคเตอร์มุม หรือ ค่า C 

4.Loading efficiency ค่านี้ดูได้จากวัสดุกัดกร่อนมากหรือน้อย

วิธีคำนวณค่าต่างๆมีดังนี้

ความเร็วของวัสดุที่ลำเลียงเป็นเมตรต่อนาที = ( เส้นผ่านศูนย์กลางของใบสกรู x ค่าพาย x รอบการหมุนต่อนาที )/60

ค่าจำนวนวัสดุที่ขนถ่าย ( Capacity ) เป็น กก./ชม = ((ค่าพาย x ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางใบสกรู )/4)ระยะพิทช์ x รอบการหมุนต่อนาที x ค่าน้ำหนักจำเพราะของวัสดุที่ขน x ค่า Filling rate* x 60

*ค่า Filling rate คืออัตราการขนถ่ายในสกรูนั้นๆ ตามมาตรฐาน  DIN 15262 

ค่า Capacity ของสกรู จะขึ้นกับความกว้างใบสกรู  ระยะพิทช์  รอบการหมุน  และอื่นๆ สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

Q = V*Bulk density

Q= 60*(Pi/4)*D^2 * S * n * w * p * C

เมื่อ

Q = Capacity of a screw 

V = Volumetric capacity in m^3/Hr

p = Bulk density ( kg/m^3)

D=Nominal diameter of screw ( m )

S = Screw pitch ( m )

N = RPM of screw

w = Loading efficiency of the screw

C = Inclination factor

กำลังไฟฟ้าที่ต้องการ ( P ) = PH + PN + PST

เมื่อ 

PH = Power necessary for the progress of the material

PN = Driving power of screw conveyor at no load

PST = Power requirement for the inclination of conveyor

PH ( kW ) = lm * L * lamda * g / 3600  = lm * L * lamda/367

lamda = Progress resistance coefficient

lm = Mass flow rate ( Ton/Hr ) 

PN ( kW ) = D * L / 20

L=Length of screw ( m )

PST = lm * H * g/3600

H = ความสูงจากในแนวดิ่งของ Screw 

Total Power Requirement ( P ) = ( lm ( lamda * L + H ) / 367 ) + D * L/20 ) มีหน่วยเป็น kW

Ref : ISO 2148-1974

แต่ว่า ผู้เขียนได้สร้าง App บน Android ซึ่งจะช่วยให้การออกแบบ Conveyor แบบ Screw ลำเลียง ทำได้ง่ายขึ้น ซึ่งสามารถอุดหนุนได้จาก https://play.google.com/store/apps/details?id=com.appybuilder.Anuwat_Kongpan.Screw_Conveyor_Pro

ซึ่งมีราคาแค่ 750 บาท สำหรับรุ่น Engineering ส่วนรุ่น Pro มีราคาแค่ 300 บาท 

ดาวน์โหลดได้ที่นี่  https://play.google.com/store/apps/details?id=appinventor.ai_anuwat_kongpan.Screw_Conveyor_Pro

ขอบคุณครับ