ធុងផ្ទុកបាក់ស៊ីយ៉ារ៉េត សម្រាប់ឧស្ម័នឧស្សាហកម្ម

បញ្ហាប្រឈមនៃការរក្សាអ្វីៗឱ្យត្រជាក់

ឧស្ម័នធម្មជាតិរាវ (LNG), ជាតិអាសូតរាវ, អុកស៊ីសែនរាវ—ទាំងនេះមិនមែនជាផលិតផលធម្មតាដែលអាចផ្ទុកក្នុងធុងសម្ពាធធម្មតាបានទេ។ នៅសីតុណ្ហភាពទាបជាង -150°C ច្បាប់ផ្ទៃក្នុងផ្លាស់ប្តូរ។ សម្ភារៈក្លាយទៅជាប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំង។ ការពារកំដៅក្លាយទៅជាការចាំបាច់ខ្ពស់។ ហើយផលិតផលខ្លួនឯងក៏ចង់ប៉ះពាល់ទៅនឹងសីតុណ្ហភាពទាបខិណ្ឌ (boil away) ជាបន្តបន្ទាប់។ ធុងផ្ទុកសារធាតុរាវប៉ះពាល់ទៅនឹងសីតុណ្ហភាពទាបខិណ្ឌ (Cryogenic storage tanks) គឺជាដំណោះស្រាយវិស្វកម្មសម្រាប់បញ្ហាទាំងនេះ ហើយវាបានវិវត្តន៍ជាច្រើនទសវត្សមកហើយទៅជាធុងសម្ពាធដែលស្មុគស្មាញបំផុតមួយក្នុងពិភពឧស្សាហកម្ម។

ស្បែកនេះគឺធ្ងន់ធ្ងរណាស់។ ធុងផ្ទុក LNG មួយធំអាចផ្ទុកបាន ១៦០,០០០ ម៉ែត្រគូបនៃសារធាតុរាវ—ដែលគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ផ្គត់ផ្គង់ទីក្រុងមធ្យមជាច្រើនថ្ងៃ។ នៅចុងផ្សេងមួយ ធុងរាវអាសូត (nitrogen) ៥០ ម៉ែត្រគូប អាចបម្រើបានតែមួយគ្លិន ឬរោងចក្រផលិតឧបករណ៍អេឡិកត្រូនិកមួយគ្លិនប៉ុណ្ណោះ។ ប៉ុន្តែទោះបីជាមានទំហំខុសគ្នាក៏ដោយ រូបវិទ្យានិងគោលការណ៍វិស្វកម្មដែលគ្រប់គ្រងគឺដូចគ្នាទាំងស្រុង។

ប្រភេទធុង៖ ពីប្រភេទធុងមួយស្រទាប់ ដល់ប្រភេទធុងប្រកបដោយស្រទាប់សំពាធដែលមានរាងដូចស្បែក

ធុងផ្ទុកសារធាតុក្តៅចុះទាប (cryogenic) មានប្រភេទច្រើន ដែលមានគោលការណ៍សុវត្ថិភាព និងការចំណាយខុសៗគ្នា .

ធុងមួយស្រទាប់ គឺជាប្រភេទរចនាសាមញ្ញបំផុត។ ធុងមួយស្រទាប់ ឬធុងពីរស្រទាប់ ផ្ទុកសារធាតុរាវក្តៅចុះទាប ហើយប្រសិនបើមានការរាវចេញ សារធាតុរាវនោះនឹងត្រូវបានទប់ទល់ដោយស្រទាប់ការពារខាងក្រៅ (berm ឬ dike)។ ទាំងនេះគឺជាជម្រើសដែលមានតម្លៃថោកបំផុត ប៉ុន្តែត្រូវការទីតាំងធំសម្រាប់តំបន់ទប់ទល់។

ធុងពីរស្រទាប់ បន្ថែមជញ្ជាំងទីពីរជុំវិញធុងសំខាន់។ ប្រសិនបើធុងខាងក្នុងរលាក ជញ្ជាំងខាងក្រៅនឹងចាប់យកសារធាតុរាវ ហើយផ្តល់ស្រទាប់បិទដែលមិនអោយអាយុធហោះហើនចេញ។ វិធីនេះគ្មានតម្រូវការសាងសង់ប៉ែកធំ ហើយកាត់បន្ថយផ្ទៃដីដែលត្រូវប្រើ។

ធុងដែលមានសមត្ថភាពផ្ទុកពេញលេញ តំណាងឱ្យបច្ចេកវិទ្យាល្អបំផុតនាពេលបច្ចុប្បន្នសម្រាប់ការផ្ទុក LNG កម្រិតធំ ទាំងធុងខាងក្នុង និងធុងខាងក្រៅត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផ្ទុកសារធាតុរាវ ហើយធុងខាងក្រៅក៏ផ្តល់សមត្ថភាពផ្ទុកដែលមិនអោយអាយុធហោះហើនចេញផងដែរ។ ក្នុងករណីធុងខាងក្នុងបាក់បែក ធុងខាងក្រៅនឹងទប់ទល់នឹងសារធាតុរាវទាំងមូលដោយសុវត្ថិភាព។ ធុងទាំងនេះមានតម្លៃថ្លៃបំផុត ប៉ុន្តែផ្តល់នូវកម្រិតសុវត្ថិភាពខ្ពស់បំផុត ហើយត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយអាជ្ញាធរជាច្រើនសម្រាប់ការផ្ទុកកម្រិតធំ។

ធុងប្រភេទម៉ែមប្រែន ប្រើស្រទាប់ម៉ែមប្រែនស្តេនលេសដែលមានស្រទាប់បាក់ស្បែក ដែលគាំទ្រដោយសម្ភារៈការពារកំដៅ និងស្រទាប់បេតុងខាងក្រៅ ដែលត្រូវបានអភិវឌ្ឍជាដំបូងសម្រាប់គ្រឿងបរិក្ខារដឹកជញ្ជូន LNG រចនាប៉ាណីនេះបានផ្លាស់ប្តូរទៅកាន់ការប្រើប្រាស់នៅលើគ្រឹះដី ហើយផ្តល់នូវសមត្ថភាពផ្ទុកដែលល្អឥតខ្ចះខ្ចាយ ជាមួយនឹងទម្ងន់សម្ភារៈដែលស្រាលជាងរចនាប៉ាណីធុងដែលមានសមត្ថភាពផ្ទុកពេញលេញ។

ស្តង់ដារដែលគ្រប់គ្រងការផ្ទុកសារធាតុក្តៅចុះទាប

ធុងផ្ទុកសារធាតុបាយ៉ាស់ក្នុងស្ថានភាពជាប់ក្តៅមិនអាចត្រូវបានសាងសង់ឡើងដោយគ្មានស្តង់ដារច្រើនជាប់គ្នាដែលមានភាពរឹងមាំ។ ឯកសារសំខាន់ៗរួមមាន :

• API 625 – ស្តង់ដារសំខាន់សម្រាប់ការរចនា និងសាងសង់ធុងផ្ទុក LNG ដែលគ្របដណ្តប់លើគ្រប់យ៉ាង ពីសម្ភារៈ រហូតដល់ការសាកល្បង

• EN 14620 – ស្តង់ដារអឺរ៉ុបសម្រាប់ការសាងសង់ធុងផ្ទុក LNG ប្រភេទ full-containment

• NFPA 59A – ស្តង់ដារសុវត្ថិភាពដែលគ្របដណ្តប់លើការការពារអគ្គិភ័យ ចម្ងាយដាក់ និងការបង្ការគ្រះថ្នាក់

• BS 7777 / EEMUA – ការណែនាំសម្រាប់ការរចនាធុងផ្ទុកសារធាតុបាយ៉ាស់

API 625 គឺជាស្តង់ដារអន្តរជាតិដែលមានការស្គាល់យ៉ាងទូទៅបំផុត វាជាការបញ្ជាក់អំពីសម្ពាធរចនាសម្ព័ន្ធ សម្ភារៈ តម្រូវការសម្រាប់ការដាក់ជាប់ស្រទាប់ការពារកំដៅ និងវិធីសាស្ត្រសាកល្បង។ ការគោរពតាមស្តង់ដារ API 625 មិនមែនជាជម្រើសសម្រាប់គម្រោងធំៗភាគច្រើនទេ—វាត្រូវបានបញ្ចូលយ៉ាងច្បាស់ក្នុងគោលការណ៍ធានារ៉ាប់រង និងកិច្ចពិធីប្រកាសប្រាក់កម្ចី។

ការហៀរឡើងវិញ (Boil-Off): ការបាត់បង់ដែលមិនអាចជៀសវាងបាន

នេះគឺជាការពិតមួយដែលធ្វើឱ្យអ្នកថ្មីៗដែលចាប់ផ្តើមសិក្សាអំពីការផ្ទុកបរិស្ថានត្រជាក់ភ្ញាក់៖ ផលិតផលដែលស្ថិតនៅក្នុងធុងគឺកំពុងរាវគ្រប់ពេលវេលា។ ទោះបីជាមានការការពារក្តៅដែលល្អបំផុតក៏ដោយ ក៏កំដៅនៅតែហូរចូលទៅក្នុងធុង ហើយរាវមួយផ្នែកបានប៉ះពាល់ទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរទៅជាកាស។ នេះហៅថា «កាសដែលកើតឡើងពីការរាវ» (BOG) ហើយការគ្រប់គ្រងវាគឺជាកាតព្យាជីពសំខាន់មួយរបស់អ្នកប្រតិបត្តិការ។

អត្រាការរាវដែលអាចទទួលយកបានតាមស្តង់ដារឧស្សាហកម្មសម្រាប់ធុងផ្ទុក LNG គឺជាធម្មតា ≤០,២% នៃបរិមាណធុងក្នុងមួយថ្ងៃ។ ធុងប៉ុន្មានធំៗដែលមានសមត្ថភាពផ្ទុកពេញលេញអាចសម្រេចបាននូវអត្រារាវទាបជាង—ចាប់ពី ០,០៥% ដល់ ០,០៨% ក្នុងមួយថ្ងៃ—ដោយសារសមាមាត្ររវាងផ្ទៃដែលប៉ះពាល់និងបរិមាណកាន់តែប្រសើរឡើងនៅពេលធុងមានទំហំធំ។ ធុងដែលមានបរិមាណ ១៦០ ០០០ ម៉ែត្រគូប ដែលរាវចេញក្នុងអត្រា ០,០៨% ក្នុងមួយថ្ងៃ នឹងបាត់បរ់ LNG ប្រហែល ១២៨ ម៉ែត្រគូបក្នុងមួយថ្ងៃ។ នេះមិនមែនជាបរិមាណតិចតួចទេ—វាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីផ្តល់កំដៅដល់ផ្ទះរាប់ពាន់ក្លែង។

ដូច្នេះ តើអាស៊ីតដែលហៀរចេញនេះកើតឡើងអ្វី? នៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលភាគច្រើន វាត្រូវបានប្រមូល ហើយបន្ទាប់មកទៀត ត្រូវបានបំប្លែងឡើងវិញទៅជាអាស៊ីត ឬផ្ញើទៅកាន់ប្រព័ន្ធអាស៊ីតសម្រាប់ជាប្រេងឥន្ធនៈនៅក្នុងរោងចក្រ។ ចំពោះការដំឡាំងដែលមានទំហំតូច វាអាចត្រូវបានបំផ្លាញ (flared) ឬបំបែកចេញ (vented) (ទោះបីជាបទប្បញ្ញត្តិអំពីបរិស្ថានក៏កំពុងកាត់បន្ថយការធ្វើបែបនេះយ៉ាងខ្លាំងក្តី)។ ផលប៉ះពាល់ផ្នែកសេដ្ឋកិច្ចនៃការគ្រប់គ្រង BOG គឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំង៖ គ្រប់ម៉ែត្រគូបនៃ LNG ដែលហៀរចេញ គឺជាផលិតផលមួយដែលមិនត្រូវបានលក់។

ការពារកំដៅ៖ អ្នកស្មុះដែលពិតប្រាកដ

សមត្ថភាពរបស់ធុងផ្ទុកសារធាតុក្តៅទាប គឺអាស្រ័យលើប្រព័ន្ធការពារកំដៅរបស់វា។ ចំពោះធុង LNG ការពារកំដៅជាទូទៅមានរួមបញ្ចូល perlite ដែលបានពង្រីក — ដែលជាប្រភេទកញ្ចក់ភ្លើងភ្លឺដែលមានទម្ងន់ស្រាល ដែលត្រូវបានបំពេញចូលរវាងជញ្ជាំងខាងក្នុង និងខាងក្រៅ — ឬថ្នាំការពារកំដៅ polyurethane សម្រាប់ធុងដែលមានទំហំតូច។ ការពារកំដៅដែលប្រើសុញ្ញាកាស ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ធុងសារធាតុក្តៅទាបមួយចំនួនដូចជា ធុងសារធាតុក្តៅទាបអុកស៊ីសែន និងធុងសារធាតុក្តៅទាបអាស៊ីត ដែលកន្លែងមានការកំណត់ ហើយភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពគឺខ្លាំងណាស់។

ការប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុប៉៊ូឡីតសម្រាប់ការពាក់ការពារកំដៅនៅក្នុងធុង LNG ធំអាចមានកម្រាស់ជាច្រើនហ្វីត។ បញ្ហាមិនមែនគ្រាន់តែទាក់ទងនឹងសមត្ថភាពការពារកំដៅប៉ុណ្ណោះទេ គឺថែមទាំងរួមបញ្ចូលទាំងការធ្លាក់ចុះផងដែរ។ វត្ថុធាតុប៉៊ូឡីតនឹងធ្លាក់ចុះតាមពេលវេលា ហើយបង្កើតបានជាបរិវេណទទេនៅផ្នែកខាងលើនៃតំបន់ដែលបានដាក់វត្ថុធាតុប៉៊ូឡីត ដែលកំដៅអាចឆ្លងកាត់ការពារកំដៅបាន។ ការរចនាបច្ចុប្បន្នបានរួមបញ្ចូលទាំងឧបករណ៍បង្ហាញការធ្លាក់ចុះ និងការរៀបចំជាមុនសម្រាប់ការបំពេញវត្ថុធាតុប៉៊ូឡីតបន្ថែមក្នុងអំឡុងពេលធុងត្រូវបានបិទសម្រាប់ការថែទាំ។

ផ្នែកមួយដែលគេច្រើនមិនបានយកចិត្តទុកដាក់គឺការពាក់ការពារកំដៅនៅជុំវិញការឆ្លងកាត់នៅលើធុង—ដូចជាប៉ៃប៉ូប ឧបករណ៍វាស់វែង និងច្រវ៉ាក់ចូល។ ទីតាំងទាំងនេះគឺជាចំណុចខ្សះខាតដែលកំដៅអាចចូលមកបាន។ ការពាក់ការពារកំដៅដែលធ្វើមិនបានល្អនៅតំបន់ឆ្លងកាត់ អាចបង្កើតបានជាចំណុចត្រជាក់នៅលើផ្ទៃខាងក្រៅនៃធុង ដែលនាំឱ្យមានការបង្កើតទឹកកក ការឆ្លងកាត់ និងចុងក្រាយបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាទាក់ទងនឹងស្ថំរី។ ការរចនាធុងដែលល្អបំផុតគឺគ្រប់គ្រងតំបន់ឆ្លងកាត់ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រដែលមានភាពតឹងរ៉ឹងដូចគ្នានឹងជញ្ជាំងធុងចម្បង។

ការជ្រើសរើសវត្ថុធាតុ៖ បញ្ហាដែលទាក់ទងនឹងសីតុណ្ហភាពទាប

ដែកកាបូនក្លាយជាប៉ះប៉ុយនៅសីតុណ្ហភាពទាបខិល (cryogenic temperatures)។ នេះគឺជាបញ្ហាមួយ ព្រោះធុងផ្ទុកឧស្សាហកម្មភាគច្រើនត្រូវបានផលិតពីដែកកាបូន។ ដំណោះស្រាយគឺប្រើវត្ថុធាតុដែលរក្សាភាពធន់នៅសីតុណ្ហភាព -162°C និងទាបជាងនេះ។

សម្រាប់ធុង LNG ធុងខាងក្នុងជាទូទៅផលិតពីដែកដែលមាននីកែល ៩% ឬអាលុយមីញ៉ូម។ ដែកដែលមាននីកែល ៩% គឺជាវត្ថុធាតុសំខាន់—វារក្សាភាពធន់នៅពេលប៉ះទង្គិលបានដល់ -196°C ហើយអាចប៉ះប៉ុយបានដោយប្រើវិធីសាស្ត្រប៉ះប៉ុយដែលត្រឹមត្រូវ។ អាលុយមីញ៉ូមមានទម្ងន់ស្រាលជាង ហើយមានលក្ខណៈល្អណាស់នៅសីតុណ្ហភាពទាប ប៉ុន្តែវាមានតម្លៃថ្លៃជាង ហើយត្រូវការវិធីសាស្ត្រប៉ះប៉ុយពិសេស។

ធុងខាងក្រៅ ផ្ទុយទៅនឹងធុងខាងក្នុង ជាទូទៅផលិតពីដែកកាបូន ឬបេតុងបង្កើនភាពរឹង (reinforced concrete)។ វាមិនបានប៉ះទង្គិលនូវសីតុណ្ហភាពទាបខិលដោយផ្ទាល់ទេ—ស្រទាប់ការពារក្តៅ (insulation) រក្សាវាឱ្យនៅក្តៅ—ប៉ុន្តែវាត្រូវតែអាចទប់ទល់នឹងសម្ពាធរាវ (hydrostatic pressure) ពីខាងក្នុងនៅពេលមានការរាយត្បាយ (leak)។

ស្ថានភាពប្រតិបត្តិការ៖ អ្វីដែលសៀវភៅណែនណាមមិនបានប្រាប់អ្នក

ធុងផ្ទុកសារធាតុបាយត្បាក់ (cryogenic) មានភាពអាចទុកចិត្តបានយ៉ាងខ្លាំង ប៉ុន្តែពួកវាមិនត្រូវការការថែទាំទេ។ បញ្ហាប្រតិបត្តិការដែលកើតឡើងញឹកញាប់បំផុតគឺការបែងចែកសីតុណ្ហភាព (thermal stratification) — គឺជាការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងសារធាតុរាវ ដែលអាចបណ្តាលឱ្យសម្ពាធ​កើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ប្រសិនបើមិនបានគ្រប់គ្រងឱ្យបានល្អ។ អ្នកប្រតិបត្តិការត្រូវតែតាមដានសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងធុងតាមកម្រិតផ្សេងៗគ្នា ហើយប្រើឧបករណ៍លាយ ឬប៉ាំប៊ីមូលីយ៉ារ (circulation pumps) ដើម្បីរក្សាសីតុណ្ហភាពឱ្យស្មើគ្នា។

ស្ថានភាពមួយទៀត៖ ការបំពេញ និងការបំបែកសារធាតុចេញពីធុងបាយត្បាក់ បណ្តាលឱ្យមានការតាងតិច (thermal stress)។ ធុងខាងក្នុងនឹងរីកចម្រើន និងបង្រួមតាមការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព ហើយប៉ះគ្នានៃប៉ៃពែលត្រូវតែអាចទប់ទល់នឹងចលនានេះបាន។ ប៉ៃពែលប៉ោង (bellows) និងប៉ៃពែលពង្រីក (expansion loops) គឺជាប្រភេទស្តង់ដារ ប៉ុន្តែពួកវាត្រូវការការត្រួតពិនិត្យ និងការផ្លាស់ប្តូរជាប្រចាំ។ មួយក្នុងចំណោមស្ថានីយ៍សារធាតុអាសូតរាវ (liquid nitrogen) នៅតំបន់ខាងកណ្តាលសហរដ្ឋអាមេរិក បានរៀនយកប្រយោជន៍ពីបទពិសោធន៍នេះដោយផ្ទាល់ នៅពេលដែលប៉ៃពែលប៉ោងមួយបាក់ខូចក្នុងអំឡុងពេលបំពេញសារធាតុ ដែលបណ្តាលឱ្យសារធាតុក្តៅចេញមក ហើយបណ្តាលឱ្យមានការប៉ះពាល់ដល់ការផលិតរយៈពេលប្រាំមួយសប្តាហ៍។

បញ្ហាប្រឈមនៃការផលិត និងសាងសង់

ការសាងសង់ធុងផ្ទុកសារធាតុបានចុះទៅក្រោមសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គឺមិនដូចការសាងសង់ធុងសម្ពាធធម្មតាទេ។ ការគ្រប់គ្រងលើកំហាប់គឺតឹងរัดជាងមុន។ វិធីសាស្ត្រការភ្ជាប់ដែកត្រូវបានទាមទារឱ្យមានភាពតឹងរ៉ឹងជាងមុន។ ហើយតម្រូវការការពិនិត្យគឺមានភាពតឹងរ៉ឹងជាងមុន។ ការបាក់ស្បែកតែមួយគ្រាប់នៅលើផ្ទៃខាងក្នុងនៃធុងអាចប៉ះពាល់ដល់ប្រព័ន្ធការពារទាំងមូល។

សម្រាប់ម្ចាស់គម្រោង ការជ្រើសរើសក្រុមហ៊ុនផលិតមានសារៈសំខាន់ណាស់។ ក្រុមហ៊ុនផលិតដែលមានបទពិសោធន៍ក្នុងការផលិតឧបករណ៍សម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្រោមសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ យល់ដឹងពីវិធីសាស្ត្រការភ្ជាប់ដែកពិសេស តម្រូវការការពិនិត្យដោយគ្មានការប៉ះពាល់ (NDT) និងសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងនៃភាពស្អាតស្អំក្នុងដំណាំផលិត។ ក្រុមហ៊ុនដូចជា GreenFir ដែលបានបង្កើតប្រវែងប្រវេសន៍នៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍សម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្រោមសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ បាននាំយកបទពិសោធន៍នេះទៅកាន់គ្រប់គម្រោងធុង—ដែលជួយកាត់បន្ថយហានិភ័យនៃបញ្ហានៅក្នុងវាល និងធានាថា ធុងនឹងដំណាំបានតាមការរចនាតាំងពីការបំពេញដំបូង។