ไฟฟ้าสถิตที่สามารถจุดระเบิดเชื้อเพลิงในถังเก็บได้ ไม่จำเป็นต้องมาจากการหย่อนอุปกรณ์ใด ๆ (เช่น เพื่อการเก็บตัวอย่าง การวัดระดับ) ลงไปในถังเก็บเสมอไป การป้อนเชื้อเพลิงเข้าไปในถังเก็บก็มีโอกาสทำให้เกิดประจุไฟฟ้าสถิตภายในถังสูงมากพอที่จะทำให้ระเบิดได้เช่นกัน
เอกสาร ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๖๓ (เมษายน พ.ศ. ๒๕๑๗) เรื่องที่ ๘ (รูปที่ ๑) ได้เล่าถึงเหตุการณ์การระเบิดของถังเก็บแนฟทา (น้ำมันเบนซิน) ในระหว่างการเติมน้ำมันเกรดหนึ่งเข้าไปผสมกับอีกเกรดหนึ่งที่อยู่ในถัง โดยเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในปีค.ศ. ๑๙๕๔ (พ.ศ. ๒๔๙๗) หรือเมื่อ ๗๐ ปีที่แล้ว ที่โรงกลั่นน้ำมัน Shell เมือง Pernis ประเทศเนเธอร์แลนด์ โดยการระเบิดเกิดขึ้น ๔๐ นาทีหลังการผสม เพลิงไหม้ที่เกิดขึ้นถูกดับได้ในเวลาไม่นาน จากนั้นจึงทำการย้ายน้ำมันไปยังถังอีกใบหนึ่ง
ในวันรุ่งนี้ทางโรงกลั่นก็ได้เริ่มทำการผสมน้ำมันใหม่อีกครั้ง และภายใน ๔๐ นาทีถัดมา ก็เกิดระเบิดขึ้นอีกครั้ง
สาเหตุของการระเบิดเกิดจากไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากอัตราการป้อนน้ำมันเข้าถังเก็บนั้นสูงเกินไป
แนวทางป้องกันที่บทความ (บริษัท ICI) นำเสนอไว้ก็คือให้ลดอัตราการป้อนน้ำมันเข้าถังเก็บ แต่ทางโรงกลั่นใช้อีกวิธีหนึ่งคือผสมสารเติมแต่งป้องกันไฟฟ้าสถิต แต่วิธีหลังนี้ ICI มองว่าอาจก่อให้เกิดปัญหาเมื่อนำน้ำมันเข้าสู่กระบวนการถัดไป
ใน ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๑๙ (๒๕ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๕๑๓) หัวช้อที่ ๘ (รูปที่ ๒) ได้กล่าวถึงความเร็วที่เหมาะสมในการไหลของไฮโดรคาร์บอนคือ ความเร็วเชิงเส้นควรจะต่ำว่า 7 เมตรต่อวินาที แต่ถ้าหากมีน้ำปนอยู่ด้วยก็ควรที่จะต่ำกว่า 1 เมตรต่อวินาที
นอกจากนี้ยังได้กล่าวว่า มีรายงานการทดลองในวารสาร Fire International (เดือนตุลาคม พ.ศ. ๒๕๑๒) ว่าประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับเวลาที่ของเหลวนั้นไหล
แต่ถ้าทำการทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีก (ตรงนี้เขาหมายความว่ากับอุปกรณ์เดิม ปิดปั๊ม แล้วเริ่มเดินเครื่องใหม่) หรือตัวเชื้อเพลิงนั้นมีการไหลผ่านท่ออย่างต่อเนื่อง ประจุจะค่อย ๆ ลดหายไป
การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าในช่วงแรกที่เริ่มเดินเครื่องปั๊มเป็นครั้งแรกนั้น จะเป็นช่วงที่อันตรายที่สุด เพราะของเหลวที่ไหลออกไปนั้นจะมีการสะสมประจุมาก และในทำนองเดียวกัน ปั๊มที่ไม่ได้เดินเครื่องเป็นเวลานาน เมื่อเริ่มเดินเครื่องใหม่ก็จะมีประจุไฟฟ้าสถิตสะสมได้มากเหมือนกัน
รูปที่ ๒ ความเร็วในการไหลที่เหมาะสมของน้ำมัน
สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ง่ายคือการเติมของเหลวที่ทำให้ของเหลวนั้นเกิดการกระเด็นกระจาย ใน ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๒๐ (๑ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๑๓) เรื่องที่ ๖ (รูปที่ ๓) ได้เน้นย้ำถึงประเด็นนี้
ปรกติการป้อนของเหลวเข้าถังเก็บนั้นจะป้อนเข้าทางด้านล่างของถัง ถ้าระดับของเหลวในถังนั้นสูงกว่าระดับท่อทางเข้า ปัญหานี้ก็จะไม่เกิด การป้อนเข้าทางด้านบนนั้นอาจเกิดขึ้นเมื่อต้องการการผสมของเหลวสองชนิดให้เป็นเนื้อเดียวกัน ด้วยการสูบของเหลวในถังออกทางด้านล่างที่ก้นถัง แล้วป้อนกลับเข้าถัง ณ อีกมุมหนึ่งทางด้านบน (เช่นการปรับองค์ประกอบหรือความหนาแน่นของน้ำมันสองชนิด เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติตามข้อกำหนด วิธีการที่ปลอดภัยกว่าคืออย่าให้ของเหลวที่ป้อนเข้าทางด้านบนนั้นตกหล่นอย่างอิสระลงบนพื้นผิวของเหลวที่อยู่ในถัง แต่ให้ไหลผ่านท่อที่จุ่มลงไปใต้ผิวของเหลว
การกระเด็นกระจายของเชื้อเพลิงที่ทำให้เกิดละอองหยดของเหลวเล็ก ๆ นั้น สามารถลดอุณหภูมิจุดวาบไฟลงจากค่าปรกติได้ถึง 50ºC ทำให้ของเหลวที่มีจุดวาบไฟปรกติสูงกว่าอุณหภูมิห้อง กลายเป็นของเหลวที่มีความไวไฟสูงที่อุณหภูมิห้องได้ง่าย (หยดของเหลวเล็ก ๆ มีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรสูง ทำให้ระเหยกลายเป็นไอได้มากขึ้นที่อุณหภูมิเดียวกัน ทำนองเดียวกับพัดลมไอน้ำที่ฉีดพ่นละอองน้ำออกมา น้ำจะระเหยกลายเป็นไอโดยดึงความร้อนจากอากาศรอบ ๆ)
รูปที่ ๓ ไม่ควรเติมของเหลวไวไฟในรูปแบบที่ทำให้ของเหลวนั้นกระเด็นกระจาย
เรื่องที่ 63/8, 19/8 และ 20/6 ถูกนำไปลงใหม่ใน ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๑๒๖ (สิงหาคม พ.ศ. ๒๕๒๑) เป็นเรื่องที่ 12/1, 12/2 และ 12/3 ตามลำดับ ในกรณีของเรื่องที่ 63/8 นั้นแม้ไม่ได้ระบุชัดเจนว่าไฟฟ้าสถิตนั้นเกิดจากอะไร แต่อาจจะพอคาดเดาได้ว่าเกิดจากการน้ำมันแบบมีการกระเด็นกระจาย
การผสมของเหลวสองชนิดให้รวมเป็นเนื้อเดียวกันทำได้หลายแบบ เช่นการสูบของเหลวสองชนิดจากแต่ละถังให้มาผสมรวมกันในท่อที่ส่งไปยังถังเก็บใบที่สาม การไหลปั่นป่วนภายในท่อจะทำให้ของเหลวผสมเป็นเนื้อเดียวกัน โดยอาจติดตั้ง inline mixer หรือ static mixer ในท่อเพื่อช่วยในการผสมด้วยก็ได้ การติดตั้งใบพัดผสมเข้าทางด้านข้างของถังก็เป็นอีกวิธีหนึ่ง แต่ทั้งนี้ต้องดูขนาดของใบพัดและถังประกอบด้วย (ไม่งั้นมันก็จะผสมอยู่กันตรงบริเวณใกล้ ๆ ใบพัด)
ในกรณีที่ต้องการทำให้ของเหลวที่อยู่ในถังเก็บขนาดใหญ่เป็นเนื้อเดียวกัน สิ่งที่เราต้องการก็คือให้ของเหลวในถังทั้งหมดมีการเคลื่อนตัว จะได้ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน วิธีการหนึ่งที่ทำได้คือสูบของเหลวในถังจากทางด้านล่างของถัง และเติมกลับเข้าไปทางด้านบนที่อีกฝากหนึ่งของถัง (ในทางกลับกันก็สามารถใช้การสูบของเหลวออกจากทางด้านบนแล้วเติมกลับเข้าทางด้านล่าง) ในกรณีของการเติมของเหลวกลับเข้าทางด้านบนนั้น ถ้าปลายท่อที่เติมกลับเข้ามานั้นอยู่สูงกว่าระดับผิวของเหลว ของเหลวที่ไหลตกลงมาก็จะเกิดการกระเด็นกระจาย แต่ถ้าระดับของเหลวในถังนั้นสูงจนท่วมปลายท่อที่ป้อนน้ำมันกลับเข้ามา ปัญหานี้ก็จะไม่เกิด
(มีอยู่ปีหนึ่ง นิสิตที่ไปฝึกงานที่โรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่งได้รับโจทย์ให้วิเคราะห์ปัญหาที่ลูกค้าแจ้งมาว่า น้ำมันเตาที่ส่งไปนั้นคุณสมบัติไม่คงเส้นคงวา โดยที่ไม่ได้บอกว่าคุณสมบัติอะไรที่ไม่คงเส้นคงว่า สุดท้ายพบว่าตัวที่เป็นปัญหาน่าจะเป็นความหนืด (จากการตรวจสอบในช่วงแรกพบว่าน้ำมันที่ตำแหน่งต่าง ๆ ของถังมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน แสดงให้เห็นว่าน้ำมันในถังนั้นไม่เป็นเนื้อเดียวกัน) ก็เลยต้องมาทำการผสมน้ำมันเตาในถังเก็บและเก็บตัวอย่างที่ตำแหน่งต่าง ๆ ในถังมาวิเคราะห์เป็นระยะ เพื่อดูว่าน้ำมันเตาในถังเป็นเนื้อเดียวกันหมดแล้วหรือยัง)
แต่ถ้าให้ปลายท่อป้อนกลับต่ำลงมาถึงระดับใกล้ก้นถัง เวลาของเหลวเต็มถัง ของเหลวส่วนที่อยู่ด้านบนเหนือระดับการสูบออก-ป้อนเข้าจะมีการไหลเวียนที่ไม่ดี การผสมจะทำได้ไม่ดี หรือไม่ก็ใช้การออกแบบที่ทำให้ระดับท่อสูบของเหลวออก (หรือป้อนของเหลวเข้า) นั้นเปลี่ยนความสูงได้ตามระดับของน้ำมันในถัง (รูปที่ ๔)
ไฟฟ้าสถิตเกิดจากการที่พื้นผิวสองพื้นผิวที่สัมผัสกันอยู่นั้นเกิดการแยกตัวจากกัน พื้นผิวที่สัมผัสกันนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นระหว่างของแข็งด้วยกัน ระหว่างของเหลวก็เกิดได้ เช่นหยดน้ำที่ผสมอยู่ในน้ำมัน เมื่อหยดน้ำนั้นจมลงสู่เบื้องล่างผ่านชั้นน้ำมัน ก็จะทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ (นั่นคือเหตุผลว่าทำไมน้ำมันที่มีน้ำปนอยู่ จึงควรต้องไหลด้วยความเร็วที่ต่ำกว่า) รูปที่ ๕ เป็นตัวอย่างรูปแบบการแยกออกจากกันของพื้นผิว ที่ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าสถิตได้
การระเบิดของถังเก็บเชื้อเพลิงจากไฟฟ้าสถิตเกิดได้จากสาเหตุต่าง ๆ ที่หลากหลาย แม้ว่าในขณะนั้นจะมีคนทำงานอยู่ในบริเวณใกล้เคียง ก็ไม่จำเป็นต้องเกิดจากการทำงานของคนที่อยู่ในบริเวณนั้นในขณะนั้นเสมอไป และควรต้องมีการพิจารณาการทำงานที่เกี่ยวข้องกับถังเก็บนั้นก่อนหน้า เช่นการขนถ่ายและการผสมว่ามีเกิดขึ้นก่อนหน้าด้วยหรือไม่
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น