การตรวจสอบรอยรั่วท่อฝังดินด้วยเทคนิคสารรังสีตามรอย
(Leak
Detection in Underground Pipe Using Radiotracer Technique)
ธนรรจน์ แสงจันทร์
ศูนย์บริการเทคโนโลยีนิวเคลียร์
การใช้เทคนิคสารรังสีตามรอยเพื่อการค้นหารอยรั่วที่เกิดขึ้นในท่อที่ฝังอยู่ใต้ดินเป็นอีกกระบวนการหนึ่งสามารถบ่งบอกถึงปัญหาที่เกิดขึ้นภายในท่อส่งน้ำมัน
ว่าเกิดการรั่วที่จุดใดหรือไม่ โดยอาศัยการผสมสารรังสีตามรอยเข้าไปในระบบ โดยสารรังสีตามรอยนั้นจะต้องมีสมบัติเข้ากันได้กับของไหลที่อยู่ภายในระบบ
จากนั้นสารรังสีตามรอยจะผสมไปกับของไหลจนกระทั่งถึงปลายทาง
ถ้าหากภายในท่อมีการรั่วอยู่ สารรังสีตามรอยจะรั่วไหลออกมาพร้อมของไหล และซึมเข้าสู่พื้นดิน
ณ ตำแหน่งใด ก็จะทำให้สามารถตรวจวัดปริมาณรังสีที่ปรากฎอยู่ ณ
ตำแหน่งที่รั่วนั้นได้
การตรวจวัดปริมาณรังสีที่เกิดจากการรั่วไหลภายในท่อใต้ดินนี้สามารถกระทำได้สองวิธี
คือ การตรวจวัดปริมาณรังสีจากบนพื้นดิน (หากท่อถูกฝังไว้ลึกไม่เกิน 1 เมตร)
และ การตรวจวัดจากภายในท่อ โดยการส่งอุปกรณ์ตรวจวัดที่เรียกว่า Pipe
Inspection Gauge (PIG) เข้าไปในท่อ
(ปกติจะใช้เทคนิคนี้เมื่อท่อฝังอยู่ใต้ดินลึกกว่า 1 เมตร)
สารรังสีตามรอยที่นิยมใช้คือ Br-82
(bromine-82) เนื่องจากเป็นสารรังสีที่มีพลังงานสูงโดยสถานะที่นิยมใช้มี 3 สถานะด้วยกัน คือ สถานะที่เป็นสารละลายน้ำในรูปแบบ แอมโมเนียมโบรไมด์ (ammonium bromide) สถานะที่เป็น
ไฮโดรคาร์บอนในรูปแบบ โบรโมเบนซิน (bromobenzene) และ สถานะแก๊สในรูปแบบ เมทิลโบรไมด์ (methylbromide) ข้อเสียของการใช้สารรังสีตามรอย Br-82 คือ
มีครึ่งชีวิตสั้น (T½ = 36 ชั่วโมง) ดังนั้นจึงเหมาะกับประเทศที่มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สนับสนุนจึงสามารถใช้สารรังสีตามรอยนี้ได้
ปริมาณและความแรงของสารรังสีที่ต้องฉีดเข้าสู่ระบบนั้น
ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบดังนี้ อัตราการไหลของของไหลภายในท่อ สภาพไวของเครื่องวัด (detection sensitivity) และขนาดของรอยรั่ว จากประสบการณ์พบว่า สารรังสีตามรอยความแรง 1 mCi (37 MBq) ต่ออัตราไหลที่ 1 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที
สามารถให้ผลการวัดที่แม่นยำเป็นที่น่าพอใจ ซึ่งสามารถตรวจวัดหารอยรั่วที่มีอัตรารัวไหลอยู่ที่ 1 ลิตร/นาทีได้ เมื่อทำการตรวจวัดโดยการใช้ PIG
วิธีการตรวจสอบโดยการใช้ PIG
PIG ในบทความนี้หมายถึงตัวตรวจจับ
สำหรับการตรวจวัดและบันทึกสัญญาณปริมาณรังสีจากภายในท่อส่ง โดยภายใน PIG จะประกอบด้วยหัววัดรังสีและอุปกรณ์บันทึกข้อมูล (data logger) ประกอบเข้าด้วยกัน ภายในภาชนะทรงกระบอกที่สามารถกันน้ำได้ แล้วจึงส่ง PIG เข้าไปในท่อเพื่อให้ไหลไปตามท่อในระบบ ดังภาพที่ 1
ภาพที่ 1 หลักการของการตรวจหารอยรั่วในท่อฝังใต้ดิน
ข้อกำหนดในการตรวจสอบด้วยวิธีนี้คือ
ท่อที่จะทำการตรวจสอบนั้นจะต้องสามารถใส่ PIG เข้าไปได้นั่นคือ
ไม่มีข้อต่อที่โค้งงอจนกระทั่ง PIG ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านได้
และจะต้องมีสถานีที่สามารถจะปล่อย PIG เข้าไปและต้องมีสถานีที่สามารถนำ PIG ออกได้
ขั้นตอนการดำเนินการ
กระบวนการดำเนินการแบ่งเป็น 2 ขั้นตอนด้วยกัน คือ ขั้นแรก จะทำการปั๊มสารรังสีตามรอยเข้าสู่ท่อในระบบโดยไม่มีการรบกวนการปฏิบัติงานเดิมของระบบที่ทำอยู่
เมื่อสารรังสีตามรอยไหลไปตามท่อและพบว่ามีรอยรั่วอยู่ สารรังสีจะไหลซึมออกจากท่อ
และกองสะสมอยู่ ณ ตำแหน่งนั้น จากนั้นของไหลที่ไหลตามสารรังสีตามรอย
จะทำหน้าที่ล้างผนังภายในท่อเพื่อล้างส่วนของสารรังสีตามรอยที่ตกค้างอยู่ภายในท่อออกไป
จากนั้นขั้นตอนที่สอง เครื่องมือ PIG พร้อมภาชนะบรรจุ
และอุปกรณ์ตรวจวัดรังสี และชุดบันทึกข้อมูลจะถูกใส่เข้าไปในระบบท่อ
เพื่อเริ่มกระบวนการตรวจหารอยรั่ว ซึ่งการปล่อย PIG เข้าระบบท่อนี้จะต้องมั่นใจว่าช่วงเวลาดังกล่าว
สารรังสีที่ตกค้างอยู่ภายในท่อ ได้ถูกล้างออกไปจนหมดแล้ว จากนั้น PIG พร้อมเครื่องมือวัด จะทำการบันทึกค่าปริมาณรังสี ณ ตำแหน่งต่าง ๆ
ที่เคลื่อนที่ผ่านไปจนสุดท่อ
เทคนิคหนึ่งที่ถูกรวมไว้เพื่อเป็นจุดตรวจสอบความถูกต้องคือการบรรจุสารรังสีขนาดเล็กไว้บนพื้นดินเพื่อทำเป็นระยะอ้างอิง
โดยแต่ละจุดจะห่างกันเป็นระยะทางที่แน่นอนเมื่อเครื่องวัดที่บรรจุไว้ใน PIG วิ่งผ่านจุดอ้างอิงเหล่านี้ ก็จะทำการบันทึกค่าสารรังสีไว้
และเมื่อทำการอ่านค่าที่บันทึกออกมา จะทำให้สามารถระบุระยะทางได้แม่นยำยิ่งขึ้น
ภาพที่ 2 สัญญาณที่ได้จากการตรวจหารอยรั่วในท่อฝังใต้ดิน
การตรวจหารอยรั่วในท่อฝังใต้ดินเป็นอีกเทคนิคหนึ่งที่ง่ายและใช้ระยะเวลาในการเตรียมการและการทำการทดสอบน้อย
และยังมีประสิทธิภาพในการตรวจวัดสูง ซึ่งบางประเทศเช่นประเทศโปแลนด์
ยอมรับให้เป็นวิธีมาตรฐานในการทดสอบการรั่วไหลเป็นต้น
|