วันพุธที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2566

เมื่อถังดับเพลิง CO2 ระเบิด MO Memoir : Wednesday 28 June 2566

เมื่อเริ่มต้นการสอบสวนด้วยการหาใครสักคนมาเป็นผู้ต้องหา การหาสาเหตุที่แท้จริงของอุบัติเหตุก็คงจะทำได้ยากขึ้น เพราะเมื่อผู้ที่เกี่ยวข้องเกรงว่าเจ้าหน้าที่จะใช้สิ่งที่บอกกล่าวไปนั้นมาผูกมัดตนเอง การได้คำตอบทำนองว่า ไม่รู้ ไม่ทราบ ไม่ทันสังเกต ฯลฯ เมื่อไปถามคำถามคนที่คิดว่าเขาเป็นผู้มีส่วนร่วมกับเหตุการณ์ ก็เป็นเรื่องที่ไม่แปลก

ดังนั้นการเริ่มต้นการสอบสวนอุบัติเหตุด้วยการหาว่าอุบัติเหตุมันเกิดได้อย่างไร และเราจะหาทางป้องกันอย่างไรเพื่อไม่ให้มันเกิดอีก จึงน่าจะเป็นวิธีการที่ดีกว่า

เหตุการณ์ถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ระเบิดจนทำให้นักเรียนเสียชีวิต ๑ รายเมื่อสัปดาห์ที่แล้วนั้น หลังเกิดเหตุไม่กี่ชั่วโมงก็มีทั้งภาพและ "ข้อสรุป" ของสาเหตุจากบุคคลต่าง ๆ ออกมาเต็มไปหมด ตอนแรกก็ไม่คิดว่าจะเขียนเรื่องนี้ เพราะไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องอะไรกับการสอบสวน แต่ในฐานะนักวิชาการคนหนึ่งที่เห็นว่าข้อมูลที่เผยแพร่กันนั้นอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนหรือการมองข้ามความเป็นไปได้บางอย่างเกิดขึ้น ก็เลยต้องขอบันทึกความคิดเห็นส่วนตัวเองไว้เสียหน่อย

ผมบอกกับนิสิตบัณฑิตศึกษาที่ผมเป็นที่ปรึกษาอยู่เสมอว่า "ถ้ามีปัญหา ให้ตั้งคำถามพื้น ๆ" ดังนั้นสำหรับเหตุการณ์นี้ ขอเริ่มต้นด้วยภาพถังดับเพลิงจากสองแหล่งข่าวก่อน (รูปที่ ๑ และรูปที่ ๒) ลองพิจารณาดูเองก่อนนะครับว่า เห็นอะไรที่ไม่เหมือนกันไหม

รูปที่ ๑ (ขวา) ภาพถังดับเพลิงที่เกิดระเบิดที่สำนักข่าวแห่งหนึ่งนำเสนอ (URL อยู่ในรูปแล้ว)

รูปที่ ๒ ในวงกลมคือภาพถังดับเพลิงที่เกิดการระเบิดที่สำนักข่าวอีกแห่งนำเสนอ

ข่าวที่ค้นดู ไม่พบว่ามีการระบุว่าถังดับเพลิงที่ได้รับความเสียหายจากการระเบิดนั้นมีทั้งหมดกี่ถัง ที่แน่ ๆ คือมี ๑ ถังที่เกิดการระเบิด แล้วการระเบิดนั้นไปทำให้ถังอื่นที่อยู่ข้างเคียงเสียหายด้วยหรือไม่ แต่จากข่าวที่นำเสนอกันน่าจะระบุได้ว่ามีเพียงแค่ถังเดียวที่เสียหายจากการระเบิด (คือถังที่เกิดระเบิด) แต่ภาพถังดับเพลิงที่เสียหายในรูปที่ ๑ และ ๒ นั้นเป็นคนละถังกัน ถังในภาพที่ ๑ ฉีกขาดตามแนวยาวโดยสีผิวด้านนอกของถังยังปรกติ ส่วนคอถังที่เป็นจุดที่ติดตั้งวาล์วนั้นยังคงสภาพอยู่ (คือไม่ฉีกขาด) แต่ตัววาล์วหัวถังหายไปไหนก็ไม่รู้ ส่วนถังในรูปที่ ๒ ลักษณะความเสียหายมีรูปแบบที่ชิ้นส่วนของถังปลิวหลุดออกไป และยังเห็นโครงสร้างของวาล์วและท่อนำสารยังติดอยู่กับตัวถัง นอกจากนี้ลักษณะภายนอกของถังคล้ายกับว่าได้รับความเสียหายจากเพลิงไหม้ เห็นได้จากสีที่หายไปและรอยดำ

เหตุการณ์เดียวกัน สำนักข่าวต่าง ๆ ที่นำเสนอรูปถังที่ระเบิดกลับแสดงรูปที่ไม่เหมือนกัน ทำให้รู้ว่าแหล่งที่มาของรูปนั้นมีอยู่ ๒ แหล่ง ทีนี้สำนักข่าวไหนได้รูปไหนไปก็รีบเอารูปนั้นไปประกอบเนื้อหาข่าว โดยไม่มีการระบุว่าแหล่งที่มาของรูปนั้นมาจากไหน นั่นก็แสดงว่ารูปที่มีการนำเสนอกันนั้น อย่างน้อย ๑ รูปเป็นรูปที่ไม่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์

ในเหตุการณ์นี้ ถังดับเพลิงนั้นมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์บรรจุอยู่ ส่วนความดันในถังเท่าไรก็ไม่รู้ สิ่งที่พอจะคาดเดาได้คือจากขนาดของถัง ถังขนาดนี้ควรจะบรรจุคาร์บอนไดออกไซด์ได้หนักกี่กิโลกรัมหรือกี่ปอนด์ จากขนาดของถังที่เห็นในรูปก็น่าจะเป็นถังขนาด 10 ปอนด์ ส่วนความดันในถังจะเป็นเท่าใดนั้นมันขึ้นอยู่กับว่าถังนั้นมีอุณหภูมิเท่าใด

ถ้าแก๊สนั้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตหรือ critical temperature (Tc) เมื่อเราเติมแก๊สเข้าไปในถัง ความดันในถังจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงจุดหนึ่ง แก๊สจะเริ่มควบแน่นเป็นของเหลว การเติมแก๊สเพิ่มเข้าไปในถังจะไม่ทำให้ความดันในถังเพิ่มมากขึ้น ความดันในถังจะคงที่ โดยแก๊สส่วนที่กลายเป็นของเหลวจะมีมากขึ้นแทน ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือถังแก๊สหุงต้ม ที่อุณหภูมิเดียวกัน จะเป็นแก๊สถังเล็กหรือถังใหญ่ ความดันจะเท่ากัน และเมื่อใช้แก๊สไปเรื่อย ๆ ความดันในถังจะ "ไม่ลดลง" เพราะส่วนที่เป็นของเหลวจะระเหยมาชดเชย ความดันจะลดก็ต่อเมื่อไม่มีของเหลวเหลืออยู่ในถัง

ด้วยเหตุนี้ถังแก๊สหุงต้มจึงไม่จำเป็นต้องมีเกจวัดความดันในถัง เพราะมันไม่สามารถบอกปริมาณแก๊สที่เหลืออยู่ในถังได้ ปริมาณแก๊สในถังจะรู้ได้จากการชั่งน้ำหนักถังนั้น แล้วหักเอาน้ำหนักถังเปล่าออกไป ในกรณีของแก๊สหุงต้มนั้น อุณหภูมิวิกฤตของโพรเพนอยู่ที่ประมาณ 97ºC ในขณะที่ของบิวเทนอยู่ที่ประมาณ 152ºC (แก๊สหุงต้มบ้านเราเป็นแก๊สผสมระหว่างโพรเพนกับบิวเทน) ดังนั้นแม้ว่าจะเอาถังไปวางตากแดด มันก็ยังมีส่วนที่เป็นของเหลวอยู่

ค่าอุณหภูมิวิกฤตของคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 31ºC ดังนั้นในประเทศที่ภูมิอากาศปรกติไม่ได้ร้อนขนาดอุณหภูมิห้องสูงระดับ 30ºC เป็นประจำ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่บรรจุอยู่ในถังก็จะเป็นของเหลวแบบเดียวกับถังแก๊สหุงต้ม ด้วยเหตุนี้ถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จึงไม่มีเกจวัดความดัน ตอนที่ผมเรียนป.โทที่อังกฤษนั้น เจ้าหน้าที่ที่มาสอนเรื่องเครื่องดับเพลิงก็บอกว่า ในกรณีของถังดับเพลิงชนิดคาร์บอนไดออกไซด์นั้น ก่อนเอาไปดับเพลิงให้ลองฉีดดูสักนิดก่อน จะได้รู้ว่ามันมีแก๊สอยู่ในถังหรือเปล่า เพราะถังแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์นั้น น้ำหนักส่วนใหญ่ของถังคือน้ำหนักของถังเปล่าที่เป็นเหล็กหนา น้ำหนักแก๊สเป็นเพียงส่วนน้อย ดังนั้นคนทั่วไปจะไม่สามารถบอกได้ว่าในถังนั้นมีแก๊สอยู่หรือไม่ด้วยการลองยกถังเพื่อดูน้ำหนัก ไม่เหมือนถังแก๊สหุงต้มที่มันมีความดันที่ต่ำกว่ามาก เหล็กก็บางกว่า การลองยกถังเพื่อดูน้ำหนักก็พอจะบอกได้ว่าถังนั้นมีแก๊สเต็มถังหรือหมดแล้ว

ดังนั้นถังดับเพลิงชนิดคาร์บอนไดออกไซด์ในบ้านเรา จึงมีความเป็นไปได้สูงที่แก๊สที่บรรจุอยู่ในถังนั้นจะมีสภาพเป็น "ของไหล (fluid)" คือบอกไม่ได้ว่าเป็นของเหลวหรือแก๊ส เพราะบ้านเรานั้นอุณหภูมิห้องสูงเกิน 31ºC ถือว่าเป็นเรื่องปรกติ

ทีนี้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป ความดันในถังจะเป็นเท่าใด เราดูได้จาก PH Diagram ของคาร์บอนไดออกไซด์ (รูปที่ ๓) โดยเราต้องรู้ความดันและอุณหภูมิเริ่มต้นก่อน จะทำให้เรากำหนดปริมาตรจำเพาะ (m3/kg) ของแก๊สได้ และเนื่องจากปริมาตรถังคงที่ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปความดันจะเป็นเท่าใด ก็ดูการเปลี่ยนแปลงตามเส้นปริมาตรจำเพาะคงที่ไปจนถึงอุณหภูมิปลายทาง ก็จะสามารถทราบค่าความดันสุดท้ายได้ อย่างเช่นเริ่มต้นแก๊สในถังมีอุณหภูมิ 30ºC ที่ความดัน 55 bar (จุด A) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มเป็น 100ºC ความดันในถังก็จะมีค่าประมาณ 80 bar (เพิ่มประมาณ 1.45 เท่า)

รูปที่ ๓ Mollier diagram (PH diagram หรือ Pressure-Enthalpy diagram) ของคาร์บอนไดออกไซด์

ในเหตุการณ์ที่เกิดนั้น ถังดับเพลิงมีแก๊สบรรจุอยู่เป็นช่วงระยะเวลาหนึ่งแล้ว แสดงว่าตอนบรรจุแก๊สนั้น ถังยังมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรับความดันของแก๊ส เพราะถ้ามันมีความแข็งแรงไม่พอ มันก็คงระเบิดตั้งแต่ตอนบรรจุแก๊สแล้ว การระเบิดหลังจากบรรจุแก๊สเสร็จแล้ววางทิ้งไว้ อาจเกิดได้จาก (ก) ความแข็งแรงของถังลดลง หรือ (ข) ความดันในถังเพิ่มสูงขึ้น หรือ (ค) ไม่มีระบบนิรภัย หรือไม่ทำงาน หรือทำงานไม่ทันเวลา หรือ (ง) หลายกรณีที่กล่าวมาร่วมกัน

ตัวอย่างสาเหตุที่ทำให้ภาชนะรับความดัน (รวมท่อด้วยนะ) ที่ตอนแรกมีความแข็งแรงพอที่จะรับความดันได้ แต่พอเวลาผ่านไปความแข็งแรงนั้นกลับลดต่ำลงจนไม่สามารถรับความดันได้ ได้แก่ การกัดกร่อนที่ทำให้ผนังบางลง และการที่รอยแตกร้าวที่มีอยู่เดิมนั้นขยายตัวขึ้น กรณีรอยแตกร้าวยากที่จะตรวจสอบด้วยตาเปล่าเพราะเมื่อรอยเล็ก ๆ เริ่มขยายตัว มันจะขยายตัวอย่างรวดเร็ว (ด้วยความเร็วเสียงในวัสดุนั้น) พวกภาชนะรับความดันที่เกิดการระเบิดเพราะ stress corrosion cracking ก็เป็นแบบนี้ เพราะ stress corrosion cracking ทำให้เกิดรอยร้าวเล็ก ๆ ในช่วงแรก แต่เมื่อรอยร้าวนั้นโตขึ้นถึงระดับนึง จะแผ่ขยายออกไปอย่างรวดเร็วจนทำให้เนื้อโลหะฉีดขาดเนื่องจากรับความดันภายในไม่ได้

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความดันในถังก็จะเพิ่มสูงขึ้น แต่จะมากน้อยเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับเฟสของสารที่บรรจุอยู่ในถังว่าเป็น (ก) เฟสแก๊สอย่างเดียว หรือ (ข) เฟสแก๊สที่สมดุลกับเฟสของเหลวคือมีที่ว่างเหนือผิวของเหลว (แบบถังแก๊สหุงต้ม) หรือ (ค) เฟสของเหลวเต็มถัง คือไม่มีที่ว่างให้ของเหลวระเหยกลายเป็นไอได้ ใน 3 รูปแบบนี้ แบบ (ค) เป็นแบบที่อันตรายที่สุด เพราะของเหลวมันอัดตัวไม่ได้ อุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้นจะทำให้ความดันภายในถังเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ตรงนี้ลองดูเส้นปริมาตรคงที่ในรูปที่ ๓ ทางด้านซ้ายของโดมที่แยกระหว่างเฟสของเหลว (ด้านซ้ายของโคม) และเฟสแก๊ส (ด้านขวาของโดม) จะเห็นว่าเส้นปริมาตรคงที่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นนั้นวิ่งดิ่งขึ้นอย่างรวดเร็ว ท่อประปาที่มีน้ำเต็มท่อ ถ้าปิดวาล์วไว้ที่ปลายสองข้าง แล้วตากแดดร้อน ก็มีสิทธิแตกได้ด้วยสาเหตุนี้

รูปที่ ๔ โครงสร้างถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ที่แปลกคือรูปนี้ (ซึ่งเป็นรูปวาด) แสดงเกจวัดความดันให้ด้วย แต่พอค้นดูรูปถังจริงที่โฆษณาขายกัน ไม่ยักเห็นมีเกจวัดความดัน

ทีนี้จะขอลองตั้งสมมุติฐานที่อาจทำให้ถังระเบิดได้จากความดันที่เพิ่มสูงหลังการบรรจุแก๊สดังนี้

(ก) ถังไม่มีระบบนิรภัย ซึ่งถ้าเป็นแบบนี้ ต่อให้ถังมีสภาพสมบูรณ์ดีก็ระเบิดได้

(ข) มีระบบนิรภัย โดยระบบนิรภัยทำงานปรกติ แต่ความแข็งแรงของถังนั้นลดต่ำลงจนระเบิดก่อนถึงความดันที่ระบบนิรภัยจะทำงาน

(ค) มีระบบนิรภัย ความแข็งแรงของถังเป็นปรกติ แต่ระบบนิรภัยไม่ทำงาน ทำให้ถังระเบิดเมื่อรับความดันไม่ได้

(ง) มีระบนิรภัย ความแข็งแรงของถังเป็นปรกติ แต่ไม่สามารถระบายความดันส่วนเกินได้ทัน ทำให้เกิดความดันสะสมในถังจนสูงพอที่ทำให้ถังระเบิดได้ ในคลิปวิดิทัศน์เหตุการณ์ที่เกิด ดูเหมือนว่าการระเบิดเกิดขึ้นทันทีโดยไม่มีการทำงานของระบบนิรภัย (ไม่เห็นมีการระบายแก๊สออกจากถังก่อนถังระเบิด)

สิ่งที่อยากจะกล่าวไว้ก็คือ การระเบิดเนื่องจากรอยแตกร้าวขยายตัวนั้น เกิดได้แม้ว่าความดันในถังจะคงที่ ถ้าการระเบิดนั้นเกิดจากความดันในถังเพิ่มสูงขึ้นหลังการบรรจุแก๊ส ก็ต้องหาสาเหตุให้ได้ว่า สาเหตุใดที่สามารถทำให้ความดันที่เพิ่มสูงขึ้นนั้นสูงมากเพียงพอที่จะทำให้ถังระเบิดได้

รูปที่ ๕ โครงสร้างถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง

ในช่วงหลังเหตุการณ์ก็มีการแชร์คลิปการทดสอบการเผาถังดับเพลิงและการทดลองทิ้งถังดับเพลิงจากที่สูง เพื่อแสดงให้เห็นความปลอดภัยของถังดับเพลิง แต่ประเด็นก็คือการนำผลการทดลองในคลิปดังกล่าวมาสัมพันธ์กับอุบัติเหตุที่เกิด เพื่อจะเน้นย้ำว่าถังที่ระเบิดนั้นเป็นถังไม่ได้มาตรฐานทั้ง ๆ ที่ยังไม่มีรายงานการสอบสวนเปิดเผยออกมา ซึ่งอาจจะนำไปสู่ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนได้

จากคลิปที่เห็นนั้น ถังดับเพลิงที่นำมาเผาไฟดูแล้วเหมือนกับถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง ส่วนถังดับเพลิงที่ทิ้งจากที่สูงนั้นเป็นถังดับเพลิงขนาดเล็ก

โดยปรกติเมื่อโลหะได้รับความร้อน โลหะจะอ่อนตัวลง รับแรงได้น้อยลง ถ้าเป็นชิ้นส่วนโครงสร้าง โครงสร้างก็จะยุบตัวลง ในกรณีของภาชนะบรรจุนั้น ถ้าเป็นภาชนะรับความดันที่มีความดันอยู่ภายใน ความร้อนจะทำให้ความดันในถังเพิ่มสูงขึ้น ในขณะที่ความแข็งแรงของถังนั้นลดลง ทีนี้ถังจะระเบิดหรือไม่ก็ขึ้นอยู่กับว่าระบบระบายความดันนั้นทำงานก่อนที่ถังจะรับความดันไม่ได้หรือไม่ และระบายความดันนั้นออกได้ทันเวลาหรือไม่ ถ้าระบบระบายความดันไม่ทันทำงานหรือระบายออกได้ไม่ทันเวลา ถังก็จะระเบิด

ถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (รูปที่ ๔) ตัวถังที่เราเห็นนั้นทำหน้าที่เป็นส่วนรับความดันภายในถัง ดังนั้นถ้านำถังนี้ไปเผาไฟ มันจะระเบิดหรือไม่นั้นก็ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่กล่าวมาในย่อหน้าข้างบน แต่ถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง (รูปที่ ๕) นั้นแตกต่างกัน ในสภาพที่ยังไม่มีการใช้งาน ภายในถังจะไม่มีความดันใด ๆ ตัวแก๊สที่ให้ความดันนั้นจะบรรจุอยู่ในกระป๋องแก๊ส (gas canister) ที่บรรจุอยู่ข้างในอีกที การทำงานก็คือการทำให้แก๊สในกระป๋องแก๊สนั้นระบายออกมาเพื่อมาดันให้ผงเคมีแห้งที่บรรจุอยู่ภายในถังนั้นฉีดพุ่งออกมา ดังนั้นการนำถังดับเพลิงรูปแบบนี้ไปเผาไฟ ความร้อนจะใช้เวลานานกว่าในการทำให้โลหะของกระป๋องเก็บแก๊สภายในนั้นเสียความแข็งแรงจนรับความดันไม่ได้ และถึงมันระเบิดออกมันก็ยังมีตัวถังชั้นนอกรองรับการกระจายเศษชิ้นส่วนอีกชั้น ถังที่ทาสีและมีฉลาก (กระดาษหรือพลาสติก) ปิดอยู่นั้น เวลาเอาไปเผาไฟก็จะเห็นถังนั้นไหม้ดำได้เร็ว (โดยที่ข้างในอาจจะยังร้อนไม่มากก็ได้)

ส่วนเรื่องการทิ้งจากที่สูงนั้น ถังใบเล็กจะรับความดันและแรงกระแทกได้ดีกว่าถังใบใหญ่ ท่อแก๊ส (เรียกตามผู้ผลิตเรียกนะ) ขนาดความจุ 5-6 m3 (ปริมาตรแก๊สเมื่อขยายตัว) ไม่จำเป็นต้องนำไปทิ้ง แค่ล้มคว่ำกระแทกพื้นก็มีโอกาสระเบิดแล้ว ท่อแก๊สพวกนี้เขาถึงต้องให้ยึดให้ดี ระวังอย่างให้ล้มคว่ำได้

ถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้งมันถูกกว่าชนิดคาร์บอนไดออกไซด์ แต่คาร์บอนไดออกไซด์มันสะอาดกว่าเพราะฉีดออกมาแล้วมันฟุ้งกระจายเป็นแก๊สออกไป (และในบรรดาสารที่เป็นแก๊สด้วยกัน มันเป็นตัวที่ถูกและหาได้ง่าย) ถ้าเป็นผงเคมีแห้งก็ต้องดูทิศทางลมด้วย เพราะมันจะเป็นฝุ่นกระจายทั่วไปหมดทั้งบริเวณที่ทำการดับเพลิงและบริเวณรอบข้าง เสร็จการสาธิตแล้วก็ต้องมีการเก็บกวาดกันอีก

สาเหตุที่แท้จริงของอุบัติเหตุนั้นคืออะไร ก็คงขึ้นอยู่กับผลการสอบสวนว่าจะสาวลงไปแค่ไหนและมองความเป็นไปได้ต่าง ๆ มากน้อยแค่ไหน ที่เขียนมาทั้งหมดก็เพื่ออยากให้ฉุกคิดสักนิดเวลาเห็นข้อมูลต่าง ๆ ที่มีการพยายามนำเสนอกันอย่างรวดเร็ว ว่ามันสมเหตุสมผลหรือไม่แค่นั้นเอง

ไม่มีความคิดเห็น: