อุบัติเหตุจากออกซิเจนความเข้มข้นสูง MO Memoir : Sunday 7 January 2561

"แค่ไหนจึงจะเรียกว่าออกซิเจนความเข้มข้นสูง" นี่คงเป็นสิ่งแรกที่ต้องนิยามกันก่อน อากาศที่เราหายใจและอยู่ล้อมรอบตัวเรานั้นมีออกซิเจนอยู่ 21% แต่เมื่อใดก็ตามที่ความเข้มข้นออกซิเจนเพิ่มเป็น 25% หรือสูงกว่านี้ พฤติกรรมการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่าง ๆ จะเปลี่ยนไปมาก กล่าวคือ เกิดได้รวดเร็วและรุนแรงมากขึ้น
 

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้มาจาก Loss Prevention Bulletin ฉบับที่ ๒๐ ประจำเดือนเมษายน ปีค.ศ. ๑๙๗๘ (พ.ศ. ๒๕๒๑) ในหัวข้อเรื่อง "Hazard of gas cylinder" โดยเลือกมาเฉพาะเรื่องเกี่ยวกับออกซิเจนความเข้มข้นสูง

เรื่องที่ ๑ ปิดวาล์วหัวถังแล้ว ต้องลดความดันด้านขาออกและคลายตัว pressure regulator ด้วย

"ถังแก๊สความดันสูง" มีลักษณะเป็นทรงกระบอกผอมสูง (ประมาณ 1.5 เมตร) คนทั่วไปอาจจะเรียกว่าเป็น "ถังแก๊ส" แต่สำหรับผู้จำหน่ายแล้วจะเรียกว่าเป็น "ท่อแก๊ส" แต่ในที่นี้เพื่อป้องกันความสับสน จะขอใช้คำว่า "ถังแก๊ส" กับ gas cylinder และใช้คำว่า "ท่อแก๊ส" กับระบบท่อ (piping หรือ tubing) ปรกติที่ใช้กันอยู่นั้น ทางผู้ผลิตจะอัดความดันมาที่ประมาณ 120 bar ซึ่งคิดเป็นปริมาตรแก๊สที่ความดันและอุณหภูมิห้องได้ประมาณ 6 m³

รูปที่ ๑ Pressure regulator ที่ใฃ้กับถังแก๊ส (1) คือวาล์วหัวถังที่ต้องปิดทุกครั้งเมื่อไม่ใช้งาน (2) คือเกจวัดความดันภายในถัง ที่จะแสดงค่าความดันภายในถังเมื่อเปิดวาล์ว (1) (3) คือวาล์วที่ใช้ปรับแรงดันด้านขาออก (pressure control screw) ถ้าหมุนขันอัดลงไปจะทำให้ความดันด้านขาออกเพิ่มขึ้น แต่ถ้าหมุนคลายออกมาจะทำให้ความดันด้านขาออกลดลง และถ้าคลายออกมาจนสุดก็จะปิดไม่ให้แก๊สไหลออก (4) คือเกจวัดความดันด้านขาออก (5) เป็นท่อระบายแก๊สทิ้งเพื่อลดความดันในระบบให้เป็นศูนย์ก่อนทำการคลายวาล์ว (3) 
  

ในการใช้งานนั้น ถ้าเป็นการใช้งานถังเดี่ยว ก็จะนำเอาตัวปรับลดความดันที่เรียกกันว่า pressure regulator มาขันเกลียวต่อเข้าที่วาล์วหัวถัง (รูปที่ ๑) ชนิดของ pressure regulator และข้อต่อเกลียวขึ้นอยู่กับชนิดของแก๊ส เช่นถ้าเป็นแก๊สไฮโดรเจนหรือแก๊สอันตรายบางชนิดก็จะใช้ข้อต่อที่เป็นเกลียวเวียนซ้าย เกลียวหัวถังเองก็มีชนิดที่เป็นเกลียวตัวผู้ (ต้องเอาด้าน pressure regulator มาสวมครอบ) และเกลียวตัวเมีย (ต้องเอาด้าน pressure regulator มาขันอัดเข้าไป) แต่ถ้าเป็นระบบจ่ายแก๊สที่มีการนำแก๊สหลายถังมาต่อคู่ขนานกันและจ่ายตามต่อเข้าไปในอาคารนั้น ก็จะทำการต่อตรงแต่ละถังเข้ากับระบบท่อจ่าย แล้วค่อยไปลดความดันตรงจุดต่อเข้าอุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน
 

ในกรณีของการใช้งานถังเดี่ยวที่มี pressure regulator ต่อตรงกับหัวถังแก๊สนั้น เมื่อสิ้นสุดการใช้งานก็จะต้องปิดวาล์วหัวถัง (ดูรูปที่ ๑ ประกอบ) จากนั้นก็ต้องรอให้ความดันด้านขาออกลดลงจนหมด ตรงนี้ดูได้จากเข็มวัดความดันทั้งด้านขาเข้า (คือด้านจากวาล์วหัวถังมาถึงตัว pressure regulator) และด้านขาออก (คือจาก pressure regulator ไปยังอุปกรณ์ที่ใช้งาน) ลดลงจนเป็นศูนย์ จากนั้นจึงคลายตัววาล์วที่ pressure regulator เพื่อทำการปิดวาล์ว (ตรงนี้อย่าหมุนถอยออกมามากเกินไป เอาแค่จากรู้สึกฝืดมาเป็นลื่นขึ้นก็พอ เพราะถ้าหมุนต่อมันจะถอดเอาตัว wheel นั้นออกมา) แต่ในกรณีที่ความดันในระบบนั้นลดลงช้ามากหรือไม่มีทางระบาย ก็อาจติดตั้งจุดระบายแก๊สด้านขาออกทิ้งเพื่อย่นเวลาในการลดความดันก็ได้
 

การทำงานของ pressure regulator นั้นใช้ความดันด้านขาออกมากดแผ่นไดอะแฟรมที่ตัววาล์วเพื่อดันให้วาล์วที่ตัว regulator นั้นปิด ถ้าความดันด้านขาออกลดต่ำลงอันเป็นผลจากมีการใช้แก๊สด้านขาออก ตัวแรงดันที่แผ่นไดอะแฟรมก็จะลดต่ำลง วาล์วที่ regulator ก็จะเปิดกว้างขึ้น แต่ถ้ามีการใช้งานแก๊สน้อยลงทำให้ความดันด้านขาออกเพิ่มขึ้น ความดันที่เพิ่มขึ้นก็จะดันให้แผ่นไดอะแฟรมกดให้วาล์วเปิดน้อยลง และถ้าไม่มีการใช้แก๊สเลย วาล์วที่ตัว pressure regulator ก็ควรที่จะอยู่ในตำแหน่งที่ปิดสนิท แต่พอเอาเข้าจริงก็มีสิทธิที่จะพบว่ามันไม่เป็นเช่นนั้น
 

ปัญหาเกิดขึ้นคือเมื่อบางรายหลังเสร็จสิ้นการทำงานแล้วก็ใช้การปิดวาล์วหัวถัง ปิดวาล์วที่ตัวอุปกรณ์เพื่อไม่ให้แก๊สไหลเข้าตัวอุปกรณ์ แต่ไม่ระบายแก๊สที่ค้างในระบบท่อทิ้ง สิ่งที่เกิดขึ้นคือแก๊สความดันสูง (ที่ค้างอยู่ในช่วงท่อสั้น ๆ ระหว่างวาล์วหัวถังและ pressure regulator) รั่วผ่านตัว pressure regulator มาทางด้านความดันต่ำ (เพราะ pressure regulator มันปิดไม่สนิท) ทำให้ความดันในระบบท่อด้านความดันต่ำเพิ่มสูงขึ้นจนกระทั่งเข็มวัดความดันด้านความดันต่ำนั้นหมุนรอบจนกลับมาที่เดิม (มันหมุนต่อไปไม่ได้เพราะตรงตำแหน่งนั้นมันมีเดือยขวางเอาไว้อยู่) ทำความเสียหายให้กับแผ่นไดอะแฟรมและเกจวัดความดันด้านขาออก

รูปที่ ๒ อุบัติเหตุที่เกิดจากการปิดวาล์วหัวถัง ระบายความดันด้านขาออกจนหมด แต่ไม่ได้คลายตัว pressure regulator (เพื่อปิดการไหล)
 

อีกพวกหนึ่งที่พบประจำก็คือหลังจากปิดใช้งานอุปกรณ์แล้ว ก็มักจะปิดแค่วาล์วหัวถัง มีการระบายความดันในเส้นท่อด้านขาออกทิ้ง แต่ไม่มีการคลายตัว pressure regulator เนื่องด้วยต้องการความสะดวกเมื่อจะมาใช้งานใหม่ จะได้ไม่ต้องมาคอยปรับความดันด้านขาออกทุกครั้ง การทำเช่นนี้ก็เป็นการกระทำที่ไม่เหมาะสมเช่นกัน เพราะเมื่อเปิดวาล์วหัวถังเมื่อใด แก๊สในถังจะพุ่งออกมาด้วยความเร็วสูง อาจกระแทกให้แผ่นไดอะแฟรมเสียหายได้ ทำให้อายุการใช้งานของ pressure regulator สั้นลง แต่ทั้งสองเรื่องที่เกริ่นมานี้ ไม่ว่าจะสอนกันยังไง ก็ยังเห็นทำกันอยู่เป็นประจำ
 

เหตุการณ์แรกเกิดเมื่อมีการเปิดวาล์วหัวถังออกซิเจน (ในบทความใช้คำว่า isolation valve) ไม่นานก็พบว่ามีเสียงดังขึ้นและมีไฟลุกไหม้ที่ตัว pressure control valve (ในเหตุการณ์นี้เข้าใจว่าตัว pressure control valve (หรือ pressure regulator) ไม่ได้ต่อตรงเข้ากับหัวถัง เพราะถ้าเป็นการต่อตรงอย่างในรูปที่ ๑ ก็ควรจะเห็นเพลิงลุกไหม้ที่ตัววาล์วควบคุมความดันได้ทันที
 

จากการสอบสวนพบว่าตัววาล์วปรับความดันด้านขาออกหรือ pressure control screw นั้นไม่ได้ถูกตั้งให้เป็นศูนย์ (คือคลายออกเพื่อปิด) ทำให้เมื่อเปิดวาล์วหัวถัง แก๊สจากถังไหลออกด้วยความเร็วสูงไปกระแทกให้แผ่นไดอะแฟรมด้านขาออกฉีกขาด ทำให้แก๊สรั่วไหลออกมาทางด้านรูระบาย (ที่ตัว pressure regulator) 
  

ออกซิเจนไม่ใช้แก๊สที่ติดไฟได้ แต่ช่วยให้ไฟติด ในรายงานบอกว่ามี "เพลิงลุกไหม้" ทำให้คาดว่าน่าจะเกิดจากโครงสร้างของวาล์วในส่วนที่ไม่ได้มีหน้าที่ที่ต้องสัมผัสกับออกซิเจนความเข้มข้นสูงโดยตรง (เว้นแต่ว่ากรณีวาล์วชำรุด)

เรื่องที่ ๒ เส้นท่อต้องไม่มีสิ่งตกค้าง

ท่อแก๊สที่ออกจากโรงงานมานั้นมันกจะได้รับการปิดผนึกหรือทำเครื่องหมายเพื่อให้ผู้ซื้อมั่นใจว่าไม่มีการเปิดใช้ท่อดังกล่าวก่อนมาถึงมือผู้ซื้อ (เช่นใช้พลาสติกหุ้มหรือเข็มขัดพลาสติก (ที่ต้องแก้ออกด้วยการตัดเท่านั้น รัดเอาไว้) นอกจากนี้มักจะมีฝาปิด (cap) หรือจุกอุด (plug) รูข้อต่อ pressure regulator เพื่อป้องกันไม่ให้เกลียวข้อต่อได้รับความเสียหาย (ตัวอย่างเช่นฝาสีเหลืองในรูปที่ ๓ ข้างล่าง)

รูปที่ ๓ ถังแก๊สที่มาจากบริษัทผู้ผลิตรายหนึ่งในปัจจุบัน จะมีการหุ้มพลาสติกที่ตัววาล์วและ cap ปิดข้อต่อ pressure regulator มาให้ เพื่อให้ผู้ซื้อมั่นใจว่ายังไม่มีใครเปิดใช้งาน แต่สำหรับผู้ผลิตต่างกัน ก็อาจใช้วิธีการที่แตกต่างกันไป
 

กรณีที่ ๒ (รูปที่ ๔ ข้างล่าง) ไม่ได้กล่าวถึงอุบัติเหตุใด ๆ บอกแต่เพียงว่าพลาสติกที่ใช้ปิดหัวถังเหล่านี้สามารถลุกติดไฟได้เอง ดังนั้นจึงจำเป็นที่ต้องระวังไม่ให้เส้นท่อแก๊สออกซิเจนนี้มีวัสดุที่ติดไฟได้นี้ตกค้างอยู่ เหตุการณ์นี้น่าจะเกิดได้ง่ายในกรณีที่ท่อที่ต่อเข้ากับถังแก๊สนั้นมีขนาดใหญ่ (เช่นท่อสำหรับบรรจุแก๊สเข้าถัง และท่อของระบบที่ใช้ถังแก๊สหลายถังต่อขนานกันที่ไม่ได้มีการต่อ pressure regulator เข้ากับหัวถังแก๊สโดยตรง)

รูปที่ ๔ เพลิงไหม้ที่เกิดได้ในเส้นท่อแก๊สออกซิเจนถ้ามีเศษวัสดุที่ติดไฟได้ตกค้างอยู่ในเส้นท่อ

เรื่องที่ ๓ อะไรต่อมิอะไรก็ติดไฟได้ง่ายในบรรยากาศที่มีออกซิเจนความเข้มข้นสูง

วันศุกร์ที่ ๒๗ มกราคม พ.ศ. ๒๕๑๐ (ขาดอีกไม่กี่วันก็ครบ ๕๑ ปีแล้ว) นักบินอวกาศของสหรัฐอเมริกาในโครงการ Apollo 1 จำนวน ๓ ราย เสียชีวิตในยานฝึกหัดระหว่างการฝึกซ้อม อันเป็นผลจากเกิดเพลิงไหม้ในยานดังกล่าว ในบรรยากาศที่เป็น "ออกซิเจนบริสุทธิ์" ทำให้ไฟลุกไหม้อย่างรวดเร็วจนครอกนักบินอวกาศทั้ง ๓ รายในยานฝึกซ้อม ตรงนี้ถ้าใครได้เข้าไปอ่านเรื่อง Apollo 1 ใน wikipedia ก็จะพบว่า ทาง NASA เองก็เคยมีอุบัติเหตุทำนองเดียวกันนี้ แต่ไม่เคยมีผู้เสียชีวิต และแม้แต่จะมีการเตือนให้หลีกเลี่ยงการใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์ในยานอวกาศ แต่ก็ไม่ได้รับความสนใจ ต้องรอจนกระทั่งมีคนตายก่อน
 

ตอนโรงงานปิโตรเคมีกลุ่มแรกกำลังก่อสร้างที่มาบตาพุดนั้น เครื่องแบบพนักงานที่ใส่กันก็เป็นผ้าพอลิเอสเทอร์ (คงเป็นเพราะมันราคาไม่แพงและไม่ยับด้วย) ตรงนี้ก็มีการเตือนกันตอนนั้นว่าผ้าแบบนี้มันไม่เหมาะกับโรงงานประเภทนี้ เพราะถ้าโดนไฟครอกเมื่อใดมันจะละลายติดผิวหนัง แต่ก็ไม่ได้รับความสนใจ ต้องรอจนกระทั่งเกิดเหตุการณ์เพลิงไหม้โรงงาน HDPE เมื่อธันวาคม ๒๕๓๑ ก่อน ที่พนักงานที่โดนไฟลุกท่วมเสื้อผ้านั้นพอถอดเสื้อผ้าออกมาก็มีหนังลอกมาด้วย จึงยอมมีการเปลี่ยนวัสดุที่ใช้ทำเครื่องแบบกัน
 

สิ่งหนึ่งที่มักมีการฝึกสอนและเฝ้าระวังอยู่เป็นประจำในระหว่างการทำงานคือการเกรงว่าความเข้มข้นของออกซิเจนในพื้นที่ทำงานนั้น "ต่ำเกินไป" แต่ในทางตรงกันข้ามกัน คือการทำงานในบรรยากาศที่ความเข้มข้นออกซิเจน "สูงเกินไป" นั้น ดูเหมือน (คิดว่านะ เพราะไม่เคยได้ยิน) จะไม่มีการพูดถึงกัน อาจเป็นเพราะโรงงานส่วนใหญ่ไม่ได้มีการใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์

รูปที่ ๕ ช่างเชื่อมสองคนทำงานในถังที่มีออกซิเจนรั่วออกจากสายยาง ทำให้ความเข้มข้นออกซิเจนในถังเพิ่มสูงขึ้น
 

เหตุการณ์เกิดขึ้นเมื่อช่างเชื่อมสองคนเข้าไปทำงานใน tank เพื่อทำการเชื่อม (ที่จัดว่าเป็นพื้นที่อับอากาศหรือ confined space ได้) ในการนี้มีการวางถังออกซิเจนไว้นอก tank แล้วลากสายยางเข้าไปใน tank (ในที่นี้มีการใช้ออกซิเจนในการเชื่อมก็เลยขอเดาว่าเป็นการเชื่อมแก๊สหรือไม่ก็ใช้ออกซิเจนในการตัดเหล็ก) ในระหว่างการทำงานนั้นช่างเชื่อมผู้หนึ่งทำการจุดบุหรี่เพื่อสูบ เขาพบว่าเปลวไฟจากไฟแช็คนั้นสูงผิดปรกติ และบุหรี่ก็ไหม้เร็วผิดปรกติ แต่ก็ไม่ได้เฉลียวใจว่ามีปัญหาอะไร เมื่อช่างเชื่อมเริ่มทำการเชื่อมโลหะ ปรากฏว่าสะเก็ดไฟลูกหนึ่งกระเด็นไปโดนเสื้อของช่างอีกคนหนึ่ง ทำให้เสื้อของช่างคนนั้นลุกติดไฟอย่างรวดเร็วและลุกลามไปทั่วตัว ส่งผลให้เสียชีวิตในเวลาต่อมาจากแผลไฟไหม้ที่ได้รับ

จากการสอบสวนพบว่ามีแก๊สออกซิเจนรั่วออกจากสายยางและเข้าไปสะสมอยู่ในถัง ทำให้ความเข้มข้นออกซิเจนในถังสูงขึ้นมากพอทำให้สิ่งของต่าง ๆ ที่ลุกไหม้ได้นั้นเผาไหม้ได้ง่ายขึ้นและลามได้รวดเร็วขึ้น
 

เรื่องการลุกไหม้ของเสื้อผ้าในบรรยากาศที่มีออกซิเจนความเข้มข้นสูง เคยเล่าไว้ครั้งหนึ่งแล้วใน Memoir ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๖๘๐ วันจันทร์ที่ ๗ ตุลาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ข้อควรระวังเมื่อใช้ออกซิเจนความเข้มข้นสูง (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๕๓)"

รูปที่ ๖ ช่างเชื่อมเสียชีวิตเนื่องจากโดนไฟครอกขณะปฏิบัติงานในบรรกาศที่มีออกซิเจนความเข้มข้นสูงโดยไม่รู้ตัว

เรื่องการให้คนเข้าไปอยู่ในบรรยากาศออกซิเจนบริสุทธิ์เนี่ย มีบางโรงพยาบาลนำมาใช้ในการรักษาอาการต่าง ๆ รวมทั้งบาดแผลบนผิวหนังด้วยการให้ผู้ป่วยเข้าไปอยู่ในห้องปรับความดันในบรรยากาศออกซิเจนบริสุทธิ์ ในชื่อ "Hyperbaric oxygen therapy - HBOT" การ์ตูนญี่ปุ่นเรื่อง EyeShield 21 ก็เคยนำเรื่องนี้มาแทรกในเรื่องเหมือนกัน

ท้ายสุดนี้อยากจะฝากคำถามให้ไปคิดเล่น ๆ คือในกรณีสุดท้ายนั้นเนื่องจากมีผู้เสียชีวิต ซึ่งแน่นอนว่าในการสอบสวนนั้นต้องมีผู้กระทำผิด ถ้าคุณเป็นพนักงานสอบสวน คุณจะสรุปว่าใครเป็นผู้กระทำผิด ในบทความเองนั้นก็ไม่ได้กล่าวถึงเรื่องนี้ แต่ผมเองก็เชื่อว่าคำตอบของคำถามนี้ ขึ้นอยู่กับว่าผู้มีอำนาจอยากจะให้จบตรงไหน