การจุดระเบิดด้วยคลื่นวิทยุ MO Memoir : Thursday 25 July 2567

ในปีค.ศ. ๑๘๘๗ (พ.ศ. ๒๔๓๐) Heinrich Rudolf Hertz ได้ทำการทดลองที่แสดงให้เห็นการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ด้วยการใช้อุปกรณ์ที่สร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยการใช้ประกายไฟฟ้าที่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ Spark-gap transmitter (ตัวซ้ายมือในรูปที่ ๑ ข้างล่าง) เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุ และใช้เสาอากาศตัวนำรูปวงกลมที่ปลายทั้งสองข้างห่างกันเล็กน้อย การทดลองของ Hertz แสดงให้เห็นว่าคลื่นวิทยุจากเครื่องส่ง สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดเสาอากาศได้ โดยเห็นได้จากการมีประกายไฟฟ้าเกิดขึ้นที่ปลายขดลวดเสาอากาศที่จ่อเข้าใกล้กัน (โดยไม่สัมผัสกัน)

รูปที่ ๑  อุปกรณ์การทดลองของ Hertz (รูปจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Hertz)

Contactless smart card ที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันก็ทำงานด้วยหลักการนี้ โดยในตัวบัตรจะมีชิปและเสาอากาศฝังอยู่ภายใน เมื่อเรานำบัตรไปใกล้กับเครื่องอ่าน เสาอากาศของบัตรจะรับสัญญาณวิทยุจากเครื่องอ่าน แปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้ชิปประมวลผลที่ฝังอยู่ในบัตรทำงาน และส่งคลื่นวิทยุตอบกลับไปยังเครื่องอ่าน

สามสิบปีที่แล้วตอนกลับมาสอนหนังสือใหม่ ๆ ในช่วงบ่ายเวลาสอนที่ห้องเรียนด้านทิศตะวันตกของอาคาร จะมีปัญหาเรื่องคลื่นวิทยุจากสถานีวิทยุของมหาวิทยาลัย ที่สายสัญญาณลำโพงของห้องเรียนนั้นมันรับเอาไว้ได้ และส่งเป็นสัญญาณเสียงของสถานีวิทยุออกที่ลำโพง แม้ว่าจะปิดเครื่องขยายแล้วก็ตาม เรียกว่าเรียนกันไปก็ฟังเพลงไปด้วย

ในช่วงหนึ่งมีการแข่งกันระหว่างค่ายโทรศัพท์มือถือ ผู้ให้บริการมือถือรายหนึ่งโฆษณาว่าใช้โทรศัพท์กำลังส่ง 2 วัตต์ ทำให้พื้นที่ใช้งานครอบคลุมกว่าคู่แข่ง (ที่ใช้โทรศัพท์มือถือกำลังส่งน้อยกว่า) แต่โทรศัพท์มือถือกำลังส่งแรงนี้ก็ก่อปัญหาในระหว่างการประชุมสัมมนาเป็นประจำจนเป็นที่รู้จักกัน ถึงขนาดต้องมีการประกาศขอความร่วมมือให้ผู้ที่ใช้โทรศัพท์เจ้าดังกล่าวช่วยกรุณาปิดเครื่องระหว่างการประชุม เพราะเวลาที่มีการโทรเข้าหรือโทรออกด้วยเครื่องดังกล่าว จะมีเสียงเข้าไปรบกวนระบบเครื่องเสียงของการประชุม จนไม่สามารถใช้งานได้ในจังหวะนั้น

อันตรายที่เกิดจากการที่คลื่นวิทยุสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในสายไฟได้นั้นเป็นที่รู้จักกันมานานพอสมควร โดยเฉพาะในวงการที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าในการจุดระเบิดวัตถุระเบิด เช่นในการทำเหมือง หรือในเรือรรบที่เต็มไปด้วยวัตถุระเบิดและเครื่องส่งวิทยุกำลังส่งสูง (รวมเรดาห์ด้วย)

ในปีค.ศ. ๑๙๙๘ ทาง NASA ได้ทำการศึกษาความเสี่ยงของคลื่นวิทยุในการจุดระเบิดถังเชื้อเพลิงของอากาศยาน (น้ำมันเบนซินและน้ำมันก๊าด) และได้ทำรายงานเผยแพร่ในปีค.ศ. ๒๐๐๐ (รูปที่ ๒)

รูปที่ ๒ เอกสารเกี่ยวกับความเสี่ยงที่คลื่นวิทยุจะทำให้เกิดการจุดระเบิดในถังเก็บเชื้อเพลิงของอากาศยาน

ในปีค.ศ. ๒๐๐๒ (พ.ศ. ๒๕๔๕) ทาง British Standard Institute (BSI) ได้ออกมาตรฐาน BS 6656:2002 "Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation. Guide" (Published ๓๐ ตุลาคม ค.ศ. ๒๐๐๒ และ Withdrawn เมื่อ ๒๑ พฤศจิกายน ค.ศ. ๒๐๑๙) โดยทางสหภาพยุโรปได้นำไปใช้เป็นมาตรฐาน PD CLC/TR 50427:2004 "Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation. Guide"

Symposium ของ Institute of Chemical Engineer ของประเทศอังกฤษ (IChemE) ระหว่างวันที่ ๑๕ - ๑๗ เมษายน ค.ศ. ๒๐๐๘ มีบทความที่กล่าวถึงการประเมินความเสี่ยงของโรงงานที่จะเกิดการระเบิดจากการจุดระเบิดด้วยคลื่นวิทยุ (รูปที่ ๓) ในระยะ ๓๐ กิโลเมตรจากแหล่งกำเนิด โดยแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุหลักที่นำมาพิจารณาได้แก่ สถานีวิทยุ สถานีเรดาห์ เรือเดินสมุทรที่เดินทางผ่าน (เพราะโรงกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมีจำนวนมากใช้การขนส่งสินค้าและวัตถุดิบทางเรือ จึงตั้งอยู่ใกล้กับท่าเรือขนาดใหญ่ นิคมอุตสาหกรรมที่มาบตาพุดก็เป็นแบบนั้น) และ "เสาสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่" โดยเฉพาะตัวเสาสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่เป็นสิ่งใหม่และมีการเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อย ๆ และอยู่ใกล้กับโรงงานขึ้นเรื่อย ๆ

รูปที่ ๓ บทความเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงของคลื่นวิทยุที่จะทำให้เกิดการจุดระเบิดในโรงงาน เผยแพร่ในงานประชุมวิขาการที่จัดโดย Institute of Chemical Engineer ของประเทศอังกฤษ

การแพร่หลายของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่จัดว่าเป็นเครื่องส่งวิทยุขนาดเล็กทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับอันตรายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่จะมีต่อผู้ใช้งาน (เพราะเป็นการนำเอาเครื่องส่งวิทยุมาแนบกับศีรษะ) และอันตรายที่อาจเกิดจากการเกิดอาร์คจากโครงสร้างโลหะต่าง ๆ (ที่ไม่ได้ออกแบบมาให้เป็นเสารับสัญญาณวิทยุ) ที่อาจก่อให้เกิดการจุดระเบิดไอเชื้อเพลิงได้ เพราะแม้ว่ากำลังส่งของโทรศัพท์เคลื่อนที่จะต่ำ แต่การใช้งานนั้นมันอยู่ใกล้กับโครงสร้างโลหะที่เราไม่ได้ต้องการให้มันเป็นเสารับสัญญาณวิทยุ

ในปีค.ศ. ๒๐๐๖ (พ.ศ. ๒๕๔๙) บริษัทโทรศัพท์เคลื่อนที่ Ericsson ได้ออกบทความเรื่อง "Radio waves and health" (ช่วงเวลานั้นเป็นช่วงที่เริ่มใช้ระบบโทรศัพท์ 3G) เนื้อหาบางส่วนนำมาแสดงในรูปที่ ๔ ข้างล่าง

รูปที่ ๔ เนื้อหาบางส่วนจากเอกสารที่จัดทำโดยบริษัท Ericsson

ในบทความนั้นกล่าวว่า (ในช่วงเวลานั้น) เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่จะส่งคลื่นวิทยุด้วยกำลังส่งที่เป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด กล่าวคือ 0.5 วัตต์หรือต่ำกว่า ส่วนกำลังส่งนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยเช่น อยู่ห่างจากเสารับสัญญาณมากน้อยแค่ไหน (ถ้าอยู่ใกล้ก็จะใช้กำลังส่งต่ำ), โทรศัพท์อยู่ระหว่างการโทรเข้า-ออก (ซึ่งเป็นช่วงที่ใช้กำลังส่งสูงและต่อเนื่อง) แต่ถ้าอยู่ในโหมด standby หรือ silence mode ก็จะใช้กำลังส่งต่ำหรือมีการส่งเป็นระยะ

จากการที่กำลังส่งของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคหลังนั้นมีกำลังส่งที่ต่ำลง การศึกษาของบริษัท Ericsson จึงได้ข้อสรุปว่า ณ องค์ความรู้ที่มีอยู่จนถึงเวลานั้น สำหรับการใช้งานปรกตินั้น ความเสี่ยงที่จะทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกายของผู้ใช้ หรือทำให้เกิดการจุดระเบิดในสถานีบริการน้ำมันจึงมีน้อยมาก บทความเองไม่ได้ใช้คำว่าไม่มีโอกาสเกิดเลย เพราะก็บอกไม่ได้ว่าในอนาคตถัดจากนั้นจะมีการเพิ่มกำลังส่งหรือมีการผลิตเครื่องโทรศัพท์กำลังส่งสูงออกมาจำหน่ายหรือไม่

ที่เล่ามาตั้งแต่ต้นเป็นเรื่องของการจุดระเบิดด้วยประกายไฟที่เกิดจากคลื่นวิทยุ แต่ไม่ได้หมายความว่าโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันนั้นสามารถนำไปใช้งานได้ใน Hazardous area เพราะตัวโทรศัพทเคลื่อนที่เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงโอกาสที่ตัวอุปกรณ์เองจะสามารถจุดระเบิดไอผสมของเชื้อเพลิงได้ ไม่ว่าจะเป็นในขณะใช้งานปรกติหรือมีเหตุการณ์ผิดปรกติ (เช่นทำโทรศัพท์หล่นกระแทกพื้นจนมีชิ้นส่วนแตกกระจาย)

รูปที่ ๕ ตัวอย่างโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่เป็นชนิด Intrinsic safe สำหรับใช้งานใน Hazardous area Zone 1 คือไอระเหย, Zone 21 คือฝุ่น ส่วน Div 1 คือมีโอกาสที่เชื้อเพลิงจะปรากฎต่อเนื่องหรือเป็นระยะเวลานาน

รูปที่ ๕ เป็นโฆษณาโทรศัพท์ที่ทางผู้ผลิตให้การรับรองว่าเป็นชนิด Intrinsic safe ที่สามารถนำไปใช้งานได้ใน Hazardous area Zone1/21 และ Division 1 ส่วนที่ว่า "Intrinsic safe" เป็นอย่างไรนั้นสามารถอ่านได้ในบทความเรื่อง "อุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับ Hazardous area" ที่เขียนเผยแพร่บน blog ไปเมื่อวันเสาร์ที่ ๒๐ กรกฎาคม ๒๕๖๗ ที่ผ่านมา

ทีนี้ก็มาถึงประเด็นที่มีการถกเถียงกันว่า "โทรศัพท์เคลื่อนที่สามารถทำให้เกิดการจุดระเบิดในระหว่างการเติมน้ำมันรถที่สถานีบริการน้ำมันได้ไหม" และกฎข้อนี้ควรจะยังคงอยู่หรือไม่ เพราะในปัจจุบันมันไม่ได้เกี่ยวข้องกับเฉพาะโทรศํพท์เคลื่อนที่ แต่ยังรวมไปถึงเครื่องรูดบัตรต่าง ๆ ที่ใช้ตอนชำระเงินค่าน้ำมันด้วย (เพราะใช้การสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุเหมือนกัน) ซึ่งตรงนี้มันมีหลายประเด็นที่ต้องพิจารณา เช่น

๑. ชนิดของเชื้อเพลิงที่ทำการเติม ซึ่งในกรณีของสถานีบริการน้ำมัน ตัวที่สามารถก่อให้เกิดไอระเหยนอากาศที่เข้มข้นพอที่จะเกิดการระเบิดได้ก็เห็นมีแต่น้ำมันเบนซินเพราะมีอุณหภูมิจุดวาบไฟต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง ส่วนน้ำมันดีเซลนั้นมีอุณหภูมิจุดวาบไฟสูงกว่าอุณหภูมิห้อง จึงไม่เป็นตัวปัญหา

๒. บริเวณที่มีความเข้มข้นไอระเหยเชื้อเพลิงสูงมากพอที่จะเกิดการระเบิดได้ ซึ่งตรงนี้ก็จะอยู่ตรงบริเวณจุดเติมน้ำมันเข้าถัง เพราะเมื่อน้ำมันไหลลงไปในถัง ไอระเหยของน้ำมันก็จะไหลย้อนออกมา ส่วนที่ว่าจะฟุ้งกระจายไปได้แค่ไหนก็ยังขึ้นกับหัวจ่ายอีก ในกรณีที่หัวจ่ายน้ำมันนั้นมีการติดตั้งระบบควบคุมไอน้ำมันเชื้อเพลิง (vapour recovery system) ที่มีการดูดเอาไอระเหยน้ำมันกลับไป ปริมาณการรั่วไหลก็จะต่ำและกินบริเวณที่แคบกว่าหัวจ่ายที่ไม่มีการติดตั้งระบบดังกล่าว

๓. โอกาสที่จะเกิดประกายไฟจากคลื่นวิทยุที่โทรศัพท์เคลื่อนที่ปลดปล่อยออกมา เนื่องจากโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบัน (ส่วนจะเป็นทั้งหมดหรือเปล่านั้นไม่รู้) ใช้กำลังส่งที่ต่ำ ดังนั้นโอกาสที่จะทำให้เกิดประกายไฟฟ้าจากคลื่นวิทยุที่ตัวถังรถยนต์จึงควรต่ำ (แบบที่เอกสารที่ ericsson จัดทำกล่าวไว้) และปรกติสำหรับรถยนต์นั้นก็ไม่มีใครใช้โทรศัพท์ตรงบริเวณจุดเติมน้ำมันเข้าถัง

แต่ในกรณีของรถมอเตอร์ไซค์นั้นจะว่าไปมันก็มีเรื่องที่น่าจะทำการศึกษาอยู่เหมือนกัน เพราะรถมอเตอร์ไซค์มีรุ่นที่มีที่เก็บของอยู่ใต้เบาะนั่งและมีถังน้ำมันก็อยู่ใต้เบาะนั่ง และถ้ามีการเก็บโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่เปิดเครื่องทิ้งไว้ไว้ในที่เก็บของดังกล่าว และระหว่างการเติมน้ำมันนั้นมีสัญญาณโทรศัพท์เรียกเข้ามายังโทรศัพท์เครื่องนั้นพอดี ทำให้โทรศัพท์เคลื่อนที่เครื่องนั้นเพิ่มกำลังส่งสูงขึ้น มันจะมีโอกาสทำให้เกิดประกายไฟจากการเหนี่ยวนำของคลื่นวิทยุหรือไม่ ตรงจุดนี้เท่าที่ค้นดูก็ยังไม่พบว่ามีการศึกษาในเรื่องดังกล่าว

๔. สภาพอากาศที่ชื้นในบ้านเรา (แม้ในหน้าหนาว) ทำให้ไม่เกิดไฟฟ้าสถิตสะสมที่ตัวเรา และจะว่าไปมันก็ไม่มีการศึกษาใด ๆ ที่บอกว่าโทรศัพท์เคลื่อนที่ทำให้การสะสมไฟฟ้าสถิตสูงขึ้น (ที่ค้นดูเห็นมีแต่ประเภทเขาว่ามาและบอกต่อ ๆ กันมา โดยไม่มีหลักฐานการศึกษาทางวิทยาศาสตรยืนยัน)

๕. การจุดระเบิดด้วยโทรศัพท์เคลื่อนที่ไม่จำเป็นต้องเกิดจากคลื่นวิทยุ แต่สามารถเกิดจากความบกพร่องของตัวโทรศัพท์เคลื่อนที่ หรือการตกกระแทกที่อาจทำให้เกิดประกายไฟจากการตกกระแทกเอง หรือเกิดประกายไฟจากการที่ชิ้นส่วนแตกกระจาย (โดยเฉพาะถ้ามีการกระเด็นหลุดออกมาของตัวแบตเตอรี่)

๖. การจ่ายเงินด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นมักกระทำหลังจากเติมน้ำมันเสร็จและปิดฝาถังน้ำมันแล้ว ดังนั้นไอระเหยของน้ำมันเชื้อเพลิงจึงฟุ้งกระจายไปมากแล้ว และไอระเหยน้ำมันนั้นหนักกว่าอากาศ จึงไม่สะสมในที่สูง และการจ่ายมักไม่ได้กระทำตรงบริเวณฝาถังน้ำมัน (ที่เห็นเป็นประจำคือบริเวณที่นั่งคนขับ ซึ่งคนขับจำนวนไม่น้อยก็ไม่ได้ลงจากรถ) และมักกระทำกันในระดับที่สูงระดับขอบล่างของกระจกประตู ทำให้โอกาสที่อุปกรณ์ดังกล่าวจะจุดระเบิดไอน้ำมันในขณะใช้งานจึงต่ำ (เว้นแต่ทำตกกระแทกพื้น และบริเวณพื้นนั้นมีไอระเหยน้ำมันสะสมมากเพียงพอ)

สำหรับโทรศํพท์เคลื่อนที่ที่ใช้งานกันทั่วไปในปัจจุบันนั้น (ที่ไม่ได้มีการทดสอบรับรองว่าสามารถใช้ได้ใน Hazardous area) ในขณะนี้ยังไม่เห็นมีใครกล้าออกมารับรองว่ามีคุณลักษณะที่เป็นชนิด Intrinsic safe และแม้ว่าจะไม่มีเหตุการณ์ที่ได้รับการยืนยันว่าเกิดการระเบิดจากโทรศัพท์เคลื่อนที่ปรากฎ แต่นั่นก็ไม่ได้หมายความว่ามันไม่มาสิทธิทำให้เกิด แต่ที่ไม่เกิดอาจเป็นเพราะสำหรับการใช้งานตามปรกตินั้น โอกาสที่จะมีการใช้โทรศัพท์ระหว่างการเติมน้ำมันไม่ได้มีมาก และการใช้งานดังกล่าวก็ไม่ได้อยู่บริเวณจุดเติมน้ำมันเข้าถังในขณะที่ทำการเติมน้ำมัน

ในเมื่อผู้ผลิตโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่เราใช้งานกันทั่วไป ยังไม่รับรองเลยว่าโทรศัพท์ของเขาไม่สามารถจุดระเบิดไอระเหยน้ำมันเชื้อเพลิงได้ (คือไม่รับรองว่ามีคุณสมบัติเป็น intrinsic safe device) เราซึ่งเป็นผู้ไม่มีส่วนได้ส่วนเสีย จึงไม่ควรไปทำการรับรองแทนเขา

อุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับ Hazardous area MO Memoir : Saturday 20 July 2567

การเปิด/ปิด/กำลังทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ อาจก่อให้เกิดความร้อนที่ตัวอุปกรณ์ (เช่นมอเตอร์ไฟฟ้าจะร้อนขึ้นเมื่อทำงาน) และประกายไฟ (เช่นตอนที่เปิด-ปิดสวิตช์ไฟ หรือตัวอุปกรณ์มีความบกพร่อง) ที่สามารถจุดระเบิดส่วนผสมของเชื้อเพลิง (ถ้ามีการรั่วไหลออกมา) และอากาศได้ ด้วยเหตุนี้เพื่อความปลอดภัยในการทำงาน อุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ใช้งานใน Hazardous area จึงจำเป็นต้องได้รับการออกแบบเป็นพิเศษ หรือการป้องกันเป็นพิเศษ เพื่อไม่ให้เป็นต้นตอของการจุดระเบิดได้ ส่วนที่ว่าความพิเศษจะมีมากน้อยแค่ไหน ก็ขึ้นอยู่กับว่าพื้นที่ที่นำอุปกรณ์นั้นไปใช้งานมีความเสี่ยงที่จะเกิดอันตรายมากน้อยแค่ไหน

มาตรฐาน วสท. 022015-22 "การติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย : บริเวณอันตราย พ.ศ. 2564" ข้อ 7.2.7 ระบุเทคนิคป้องกันสำหรับบริภัณฑ์ไฟฟ้าและบริภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในบริเวณอันตรายไว้ 11 เทคนิค (อันที่จริงมันมีข้อที่ 12 อีก เพียงแต่ข้อนี้กล่าวว่า "เทคนิคป้องกันอื่น" เรียกว่าเปิดช่องไว้สำหรับเทคนิคที่อาจเกิดขึ้นใหม่ในอนาคตก็ได้) แต่ในวันนี้จะกล่าวถึงแค่บางเทคนิค ส่วนจะเลือกใช้เทคนิคใดได้นั้นก็ขึ้นอยู่กับตัวอุปกรณ์และความเสี่ยงของพื้นที่ที่นำอุปกรณ์ไปใช้ รายละเอียดตรงนี้มีกล่าวไว่ในมาตรฐาน วสท. 022015-22

รูปที่ ๑ ตัวอย่างเครื่องวิเคราะห์แก๊ส (Gas Chromatograph - GC) สำหรับใช้ในพื้นที่อันตราย เครื่อง GC จะติดตั้งในตู้ปิดผนึกและมีการใช้อากาศหรือแก๊สเฉื่อยสร้างความดันบวกภายใน

๑. ไล่อากาศและอัดแรงดัน (Purged and Pressurized)

วิธีการนี้ใช้การบรรจุอุปกรณ์ในโครงสร้างปิดผนึกหรืออาคาร โดยมีการสร้างความดันบวกในโครงสร้างหรืออาคารนั้นให้สูงกว่าภายนอก เพื่อป้องกันไม่ให้แก๊สเชื้อเพลิงนั้นสามารถรั่วไหลเข้าไปถึงตัวอุปกรณ์ที่อยู่ข้างในและจุดระเบิดได้

ตัวอย่างเช่นเราอาจต้องการวัดความเข้มข้นของสารต่าง ๆ ในระบบด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ (Gas Chromatograph - GC) เพื่อที่จะลด delay time ของการวิเคราะห์จึงจำเป็นต้องติดตั้งตัวอุปกรณ์ไว้ใกล้กับตำแหน่งที่ต้องการวิเคราะห์ เพื่อที่จจะให้ท่อเก็บตัวอย่างที่ต่อออกมาจากระกวนการผลิตมาเข้าเครื่องวิเคราะห์มีระยะทางสั้นที่สุด ในการนี้ก็ต้องใช้การสร้างอาคารสำหรับติดตั้งเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟไว้ให้ใกล้กับจุดเก็บตัวอย่าง โดยตัวอาคารจะมีการใช้อากาศบริสุทธิ์อัดเข้ามาภายในให้รั่วไหลออกไปภายนอก

แต่ถ้าเป็นตัวอุปกรณ์ที่ไม่ใหญ่มากและมีไม่กี่ชิ้น อาจใช้การบรรจุตัวอุปกรณ์ในโครงสร้างที่ปิดผนึกและใช้อากาศหรือแก๊สเฉื่อยสร้างความดันภายในเพื่อให้อากาศหรือแก๊สเฉื่อยนั้นรั่วไหลออกภายนอก (รูปที่ ๑)

๒. ปิดผนึกอย่างแน่นหนา (Hermetically Sealed)

วิธีการนี้คล้าย ๆ กับวิธีการแรก เพียงแต่อาศัยเพียงแค่การปิดผนึกรอยต่อต่าง ๆ แบบที่แก๊สภายนอกไม่สามารถรั่วไหลเข้าไปข้างใน ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการป้อนอากาศหรือแก๊สเฉื่อยเข้าไปเลี้ยงตลอดเวลา

มาตรฐาน IEC 60050 ให้คำจำกัดความของ Hermeticallly sealed device ไว้ดังนี้

426-13-05 hermetically-sealed device “nC”

device which is so constructed that the external atmosphere cannot gain access to the interior and in which the seal is made by fusion, for example by soldering, brazing, welding or the fusion of glass to metal

๓. บริภัณฑ์ทนระเบิด (Explosion Proof Equipment)

คำว่า "Explosion proof" นี้ จำนวนไม่น้อยที่แปลเป็นไทยว่า "กัน" ระเบิด แต่ในมาตรฐานวสท. นั้นใช้คำว่า "ทน" ระเบิด ซึ่งตรงกับความหมายที่แท้จริง เพราะคำว่า "กัน" ในที่นี้มันหมายถึงไม่ทำให้เกิด แต่คำว่า "ทน" นั้นคือถ้ามันเกิดขึ้นแล้ว ต้องไม่เป็นอะไร

การทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าหลากหลายชนิดนั้นก่อให้เกิดประกายไฟในระหว่างการทำงาน เช่นระหว่างการเปิด-ปิดสวิตช์ ที่จะมีประกายไฟฟ้าเกิดขึ้นในขณะที่หน้าสัมผัสโลหะนั้นแยกตัวออกหรือเคลื่อนตัวเข้าหากัน พวกมอเตอร์ไฟฟ้าก็อาจมีอาร์คเกิดขึ้นที่ขดขวด (จากการเสื่อมสภาพของฉนวนเคลือบลวดทองแดง) การป้องกันจะใช้โครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง จุดรอยต่อที่แนบสนิทและยึดติดอย่างความแข็งแรง จุดรอยต่อที่แนบสนิทนี้ช่วยป้องกันไม่ให้แก๊สเชื้อเพลิงภายนอกรั่วไหลเข้าไปภายในตัวอุปกรณ์ และถ้าแก๊สเชื้อเพลิงนั้นรั่วเข้าไปจนเกิดการจุดระเบิดขึ้นภายใน โครงสร้างตัวอุปกรณ์จะต้องสามารถรองรับแรงระเบิดที่เกิดขึ้นภายในได้ และยังป้องกันไม่ให้เปลวไฟที่เกิดขึ้นภายในนั้นลุกลามจนออกมาจุดระเบิดไอเชื้อเพลิงที่อยู่ข้างนอกได้ ซึ่งตรงนี้อาศัยความแนบสนิทของรอยต่อและระยะทางที่ยาวพอที่จะทำให้เปลวไฟนั้นดับก่อนเคลื่อนออกมาภายนอกได้ รายละเอียดของอุปกรณ์นี้เคยเขียนไว้ในเรื่อง Memoir ฉบับวันพุธที่ ๓๑ มีนาคม พ.ศ. ๒๕๕๓ เรื่อง "Electrical safety for chemical processes MO Memoir"

มีอีกคำหนึ่งที่ความหมายคล้ายกันแต่ไม่เหมือนกันซะทีเดียวคือ "Fire proof equipment" ในมาตรฐานวสท. นั้นไม่ได้กล่าวถึงอุปกรณ์ชนิดนี้ ดังนั้นมันต้องไปอยู่ใน "ข้อ 12 เทคนิคป้องกันอี่น" ตัวอย่างความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ explosion proof กับ fire proof ได้แก่ พวก explosion proof จะทดสอบการรับความดันที่ 4 เท่าของความดันที่เกิดจากการระเบิด ในขณะที่พวก fire proof นั้นจะทดสอบที่ 1.5 เท่า และเรื่องการประกอบตัวโครงสร้างอุปกรณ์

๔. ความปลอดภัยในตัว (Intrinsic Safety)

บริภัณฑ์ไฟฟ้าที่มีความปลอดภัยในตัวเป็นบริภัณฑ์ที่ใช้ "วงจรไฟฟ้ามีการจำกัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้เพื่อไม่ให้เกิดประกายไฟได้" (คือใช้วงจรแบบที่เรียกว่า intrinsically-safe circuit) ไม่ว่าจะเป็นในขณะการทำงานปรกติหรือมีความผิดปรกติ (ตามสภาวะที่มีการระบุไว้ใน IEC 60079-11 ซึ่งเป็นมาตรฐานกำหนดเรื่องที่ต้องทดสอบและวิธีการทดสอบ) ตัวอย่างของอุปกรณ์กลุ่มนี้ได้แก่อุปกรณ์สื่อสารเช่นวิทยุและโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในพื้นที่อันตราย

มาตรฐาน IEC 60050 ให้คำจำกัดความของ Hermeticallly sealed device ไว้ดังนี้

426-11-01 intrinsically-safe circuit

circuit, in which any spark or any thermal effect produced in the conditions specified in IEC 60079-11, including normal operation and specified fault conditions, are not capable of causing ignition of a given explosive gas atmosphere

426-11-02 intrinsically-safe electrical apparatus

electrical apparatus in which all the circuits are intrinsically safe circuits

รูปที่ ๒ คำอธิบายเพิ่มเติมนิยามของบริภัณฑ์ชนิดความปลอดภัยในตัว (Intrinsic safety หรือ Intrinsically safe equipment) โทรศัพท์มือถือในรูปนี้เขาใช้คำว่า Ex-proof แต่มันไม่ใช่ Explosion proof (ตามข้อ ๓) แต่เป็นบริภัณฑ์ชนิดความปลอดภัยในตัว (ตามข้อ ๔) รูปที่ ๒-๔ นำมาจากเว็บ https://tft-pneumatic.com/blog/difference-non-incendive-intrinsically-safe/

๕. บริภัณฑ์แบบนอนอินเซนไดฟ์ (Non-incendive Equipment)

บริภัณฑ์แบบนอนอินเซนไดฟ์คือ บริภัณฑ์ที่ใช้ชิ้นส่วนที่มีหน้าสัมผัสที่ทำการเชื่อมต่อหรือแยกการเชื่อมต่อวงจรที่สามารถทำให้เกิดประกายไฟที่จุดระเบิดได้ แต่ในการทำงานปรกตินั้นกลไกหน้าสัมผัสดังกล่าวได้รับการสร้างโดยที่ชิ้นส่วนนั้นไม่สามารถทำให้เกิดการจุดระเบิดบรรยากาศแก๊สผสมตามข้อกำหนดได้ (รายละเอียดข้างล่าง)

ตรงนี้แตกต่างจากบริภัณฑ์ความปลอดภัยในตัวตรงที่วงจรที่ใช้ กล่าวคือบริภัณฑ์ความปลอดภัยในตัวใช้วงจรที่มีการควบคุมระดับพลังงานให้ต่ำจนไม่สามารถทำให้เกิดประกายไฟได้ (จุดที่เกิดง่ายที่สุดคือหน้าสัมผัสที่ทำการเชื่อมต่อหรือปลดแยกวงจรไฟฟ้า) แต่วงจรของบริภัณฑ์แบบนอนอินเซนไดฟ์สามารถทำให้เกิดได้ แต่ไปป้องกันที่หน้าสัมผัสที่ทำการเชื่อมต่อหรือปลดแยกวงจรไฟฟ้า เช่นติดตั้งในโครงสร้างที่ทำให้แก๊สภายนอกรั่วไหลเข้าไปข้างในได้ยาก (ไม่สนิทเหมือนพวกปิดผนึกอย่างแน่นหนา) และก็ไม่ได้ออกแบบให้รับแรงระเบิดได้เหมือนพวก explosion proof

มาตรฐาน IEC 60050 ให้คำจำกัดความของ non-incendive device ไว้ดังนี้

426-13-06 non-incendive component “nC”

component having contacts for making or breaking a specified ignition capable circuit but in which the contacting mechanism is constructed so that the component is not capable of causing ignition of the specified explosive gas atmosphere

NOTE The enclosure of the non-incendive component is not intended to either exclude the explosive gas atmosphere or contain an explosion.

รูปที่ ๓ นิยามของบริภัณฑ์ชนิดนอนอินเซนไดฟ์ (Nonincendive equipment)

อุปกรณ์ไฟฟ้าใด (โดยเฉพาะอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ใช้แบตเตอรี่บรรจุอยู่ในตัวเป็นแหล่งพลังงาน) จะเป็นชนิดบริภัณฑ์ความปลอดภัยในตัวหรือบริภัณฑ์ชนิดนอนอินเซนไดฟ์นั้นต้องผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน แต่ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยีที่ทำให้วงจรไฟฟ้าของอุปกรณ์หลากหลายชนิดนั้นใช้พลังงานไฟฟ้าลดลง จึงทำให้วงจรไฟฟ้านั้นมีคุณสมบัติเข้าข่ายเป็นวงจรความปลอดภัยในตัวหรือวงจรนอนอินเซนไดฟ์ได้ ซึ่งตรงนี้ก็มีบางเว็บกล่าวเอาไว้ว่าพัฒนาการตรงนี้ก็ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าบางชนิดที่เราใช้กันอยู่ในชีวิตประจำวันนั้นกลายเป็นอุปกรณ์ชนิดนอนอินเซนไดฟ์ได้ (แบบที่ไม่ได้มีการส่งทดสอบเพื่อรับรอง เพราะผู้ผลิตไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ใช้ในพื้นที่อันตราย)

รูปที่ ๔ สรุปเปรียบเทียบระหว่างบริภัณฑ์ชนิดนอนอินเซนไดฟ์และบริภัณฑ์ความปลอดภัยในตัว

การเรียกชื่อภาษาไทยในที่นี้เรียกตามที่เขียนไว้ในมาตรฐานวสท. 022015-22 ที่เขียนเรื่องนี้ก็เพื่อเป็นการปูพื้นฐาน

ให้กับเรื่องต่อไปที่จะเกี่ยวข้องกับทำให้ถึงห้ามใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ในพื้นที่อันตราย

Hazardous area classification ของปั๊มน้ำมัน MO Memoir : Sunday 14 July 2567

สำหรับอุตสาหกรรมแล้ว การจำแนกพื้นที่อันตราย (Hazardous area classification) เป็นเรื่องที่คุ้นเคยกันเพราะมันเกี่ยวข้องกับการจัดวางและเลือกใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าให้เหมาะสมที่จะไม่ทำให้เกิดเพลิงไหม้หรือการระเบิด แนวทางการจำแนกที่ใข้กันก็มีอยู่ ๒ แนวทางคือ ของ National Electrical Code หรือ NEC ที่เป็นของสหรัฐอเมริกา และ International Electrotechnical Commission หรือ IEC ที่เป็นของสหภาพยุโรป สำหรับประเทศไทย มาตรฐาน วสท. 022015-22 ฉบับปีพ.ศ. ๒๕๖๔ อนุญาตให้ใช้ได้ทั้งสองแบบ แต่ต้องไม่ทับซ้อนกัน

แต่ไม่ว่าจะเป็นแบบใดก็ตามต่างก็มีลักษณะร่วมที่เหมือนกันคือ เริ่มจากการจำแนกตามรูปแบบของเชื้อเพลิง (แก๊ส, ฝุ่นผง, เส้นใย) จากนั้นก็ตามด้วยโอกาสที่เชื้อเพลิงนั้นจะปรากฏ (ตลอดเวลา, ขณะทำงานปรกติ, เมื่อเกิดปัญหา) แล้วก็ยังมีการแยกย่อยลงไปตามความรุนแรงของการระเบิด (เพราะเกี่ยวข้องกับความแข็งแรงของโครงสร้างอุปกรณ์) และอุณหภูมิพื้นผิวในขณะทำงาน (เพราะเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิจุดระเบิดได้ด้วยตนเองหรือ autoignition temperature)

พื้นที่อันตรายในโรงงานนั้น ปรกติจะมีการควบคุมผู้ที่สามารถเข้าไปในบริเวณดังกล่าว และมีการควบคุมสิ่งของต่าง ๆ ที่สามารถนำเข้าไปในบริเวณดังกล่าว แต่ก็ยังมีพื้นที่อันตรายแห่งหนึ่ง ที่ไม่มีการควบคุมทั้งตัวบุคคลและอุปกรณ์ที่นำเข้าไปในพื้นที่ดังกล่าว บริเวณอันตรายนั้นก็คือสถานีบริการน้ำมันเชื้อเพลิงหรือที่เราเรียกว่าปั๊มน้ำมัน

เนื่องจากรูปตัวอย่างที่ยกมาประกอบนั้นใช้ระบบ IEC ดังนั้นจะขออธิบายการจำแนกบริเวณอันตรายสั้น ๆ ก่อนดังนี้

Zone 0 คือบริเวณที่ความเข้มข้นที่สามารถจุดติดไฟได้ของไอระเหยหรือแก๊สติดไฟได้มีสภาพปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่องหรือเป็นระยะเวลานาน

Zone 1 คือบริเวณที่ความเข้มข้นที่สามารถจุดติดไฟได้ของไอระเหยหรือแก๊สติดไฟได้ มีแนวโน้มจะปรากฏขึ้น หรือปรากฏขึ้นบ่อยครั้ง (เช่นในขณะทำงาน) หรือเป็นบริเวณที่ชิดติดกับ Zone 0 ที่ไอระเหยหรือแก๊สติดไฟได้สามารถแพร่ไปด้

Zone 2 คือบริเวณที่ความเข้มข้นที่สามารถจุดติดไฟได้ของไอระเหยหรือแก๊สติดไฟได้ ไม่มีแนวโน้มจะปรากฏขึ้นในการทำงานปรกติ แต่ถ้ามีก็จะปรากฏเป็นเวลาสั้น ๆ ฯลฯ

รูปที่ ๑ ตัวอย่างการจำแนกพื้นที่อันตรายของสถานีบริการน้ำมัน ที่มีทั้งส่วนที่รับน้ำมันจากรถบรรทุกลงสู่ถังเก็บใต้ดิน และบริเวณหัวจ่ายน้ำมัน

อันที่จริงมาตรฐาน วสท. 022015-22 ฉบับปีพ.ศ. ๒๕๖๔ ยังมีรายละเอียดของแต่ละ Zone เพิ่มเติมมากกว่านี้ แต่ตรงนี้คัดมาเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับสถานีบริการน้ำมัน

เท่าที่เห็น คิดว่าพอจะแบ่งสถานีบริการน้ำมันในบ้านเราออกได้เป็น ๔ แบบ

แบบแรกเป็นแบบที่เราเห็นกันมากที่สุดคือพวกที่ขายเชื้อเพลิงเหลวทั้งเบนซินและดีเซล ปั๊มน้ำมันแบบนี้จะมีถังน้ำมันอยู่ใต้ดิน

แบบที่สองไม่รู้ว่าจะเรียกเป็นปั๊มน้ำมันชุมชนหรือสหกรณ์การเกษตรได้หรือเปล่า ที่เน้นขายเฉพาะน้ำมันดีเซลเพียงอย่างเดียว ปั๊มแบบนี้จะมีถังเก็บน้ำมันดีเซลอยู่บนพื้นดิน (ที่มันทำได้เพราะน้ำมันดีเซลมีอุณหภูมิจุดเดือดสูงและจุดวาบไฟสูง ไม่ต้องกลัวมันจะระเหยออกมาหมดเวลาถังตากแดดร้อน)

แบบที่สามคือปั๊มแก๊สหุงต้ม LPG ปั๊มนี้ก็จะมีถังเก็บแก๊สอยู่บนพื้นดิน (ตรงนี้น่าจะเป็นด้วยเหตุผลที่ตรงข้ามกับกรณีของน้ำมันดีเซล เพราะการตั้งบนพื้นทำให้การตรวจสอบและบำรุงรักษาทำได้ง่ายกว่า)

แบบที่สี่คือปั๊มแก๊สธรรมชาติอัดความดันหรือ CNG (ที่บ้านเราดันไปเรียกเป็น NGV) พวกนี้ส่วนใหญ่จะเป็นถังแก๊สความดันสูงที่มากับรถเทรเลอร์

เนื่องจากการจำแนกพื้นที่อันตรายนั้นอาศัยความเข้มข้นของไอเชื้อเพลิงที่สูงมากพอที่จะเกิดการระเบิดได้ ดังนั้นเชื้อเพลิงที่เกี่ยวข้องจึงเป็นพวกที่มีจุดวาบไฟต่ำกว่าอุณหภูมิห้องเป็นหลัก ดังนั้นเชื้อเพลิงหลักที่ต้องให้ความสำคัญก็คงได้แก่น้ำมันเบนซิน แก๊สหุงต้ม และแก๊สธรรมชาติอัดความดัน (แก๊สมีเทน) ส่วนน้ำมันดีเซลนั้นบ้านเรากำหนดจุดวาบไฟของน้ำมันดีเซลไว้ที่ไม่ต่ำกว่า 52ºC ทำให้ดีเซลจะรอดตัวไป

ปั๊มน้ำมันจะเก็บน้ำมันเบนซินได้ในถังใต้ดิน ดังนั้นโอกาสที่จะมีไอระเหยของน้ำมันเบนซินอยู่ที่ระดับพื้นดินก็จะเป็นตอนที่ทำการเติมน้ำมัน และถ่ายน้ำมันจากรถส่งน้ำมันลงถังเก็บเป็นหลัก อีกที่หนึ่งคือตรงท่อระบายอากาศของถังน้ำมันที่ฝังอยู่ใต้ดิน แต่ปลายท่อนี้ก็จะอยู่สูงจากพื้น

ในกรณีของแก๊สหุงต้ม คงต้องคำนึงถึงการรั่วไหลที่บริเวณถังเก็บด้วย เพราะมันตั้งอยู่บนพื้นดิน

ในกรณีของแก๊สมีเทนนั้น จริงอยู่แม้ว่ามันเบากว่าอากาศ แต่มันอยู่ในถังเก็บความดันสูง ดังนั้นเวลาที่รั่วออกมาจึงมีโอกาสที่จะฉีดพ่นไปได้ไกลก่อนจะฟุ้งกระจายลอยไป และเท่าที่เห็นเนื่องจากรถบรรทุกถังแก๊ส (ถ้าเรียกให้ถูกภาษาของเขาก็คงต้องเรียกว่าท่อแก๊ส) มักจะจอดอยู่ในอาคารมีหลังคา ดังนั้นโอกาสที่แก๊สจะไปสะสมบนที่สูงคือใต้หลังคา จึงสูงกว่าที่จะเกิดการสะสมตามพื้น

รูปที่ ๒ อีกตัวอย่างของการจำแนกพื้นที่อันตราย จะเห็นว่าบริษัทนี้ใช้บริเวณครอบคลุมที่กว้างกว่าของรูปที่ ๑

รูปที่ ๑ และรูปที่ ๒ เป็นตัวอย่างการจำแนกพื้นที่อันตรายของสถานีบริการน้ำมันที่บริษัทให้คำปรึกษาสองบริษัทจัดทำขึ้นเผยแพร่ จะเห็นว่ามีความแตกต่างกันอยู่ในเรื่องของรัศมีการครอบคลุม ในรูปที่ ๑ นั้น Zone 0 จะอยู่ในถังเก็บ ส่วน Zone 1 จะอยู่บริเวณช่องเปิดหรือจุดเชื่อมต่อเพื่อการถ่ายน้ำมัน ตรงบริเวณหัวจ่ายนั้น Zone 1 ก็คือตัวตู้หัวจ่ายและจุดเติมน้ำมันเข้าถัง ส่วน Zone 2 นั้นจะอยู่รอบ ๆ Zone 1 พึงสังเกตว่า Zone 1 นั้นจะอยู่ที่ระดับต่ำ คือประมาณจุดเติมน้ำมัน นั่นคงเป็นเพราะเขามองว่าน้ำมันเบนซินนั้นหนักกว่าอากาศ ถ้าเกิดการรั่วไหลก็จะมีความเข้มข้นสูงที่ระดับพื้นมากกว่าที่ระดับสูง และการรั่วไหลคงไปไม่ไกลมาก เพราะกำหนด Zone 2 เอาไว้ไม่ถึงหน้ารถด้วยซ้ำ

รูปที่ ๒ นั้นไม่ได้ระบุว่าขอบเขต Zone 1 อยู่ตรงไหน (ในรูปนี้บอกว่าเป็นทั้งของ น้ำมันเบนซิน แก๊สหุงต้ม และแก๊สธรรมชาติอัดความดัน) แต่บอกว่าพื้นที่อันตรายครอบคลุมรัศมีออกจากศูนย์กลายตู้หัวจ่ายออกไป 3 เมตรและจากจุดเติมน้ำมันเข้ารถออกไปอีก 3 เมตร ทำให้ครอบคลุมบริเวณทั้งแนวราบและแนวดิ่งที่กว้างกว่าในรูปที่ ๑ มาก

ดังนั้นจะเห็นปัญหาแล้วว่า ขอบเขตพื้นที่อันตรายนั้นจะให้ครอบคลุมแค่ไหนมันไม่ได้มีสูตรสำเร็จแน่นอน คงต้อพิจารณาชนิดเชื้อเพลิงและสภาพพื้นที่รอบข้างประกอบด้วย

รูปที่ ๓ และ ๔ นำมาจากเอกสาร "Fire Safety Guidance Note : Risk Assessments for Petrol Dispensing Premises under Dangerous Substances and Explosive Atmospheres Regulations 2022 (GN75)" ฉบับ Rev. 8 วันที่ ๒๙ มกราคม ปีค.ศ. ๒๐๒๐ ที่จัดทำโดย London Fire Brigade โดยรูปที่ ๓ ให้ข้อกำหนด Zone ต่าง ๆ โดยมีการระบุเป็นตัวเลข ส่วนรูปที่ ๔ นั้นเป็นตัวอย่างรัศมีการครอบคลุมของ Zone ต่าง ๆ เมื่อมองจากด้านบน ในกรณีที่พื้นที่ Zone ทับซ้อนกัน (เช่น Zone 1 ทับซ้อนกับ Zone 2) ก็ต้องให้พื้นที่นั้นเป็นของ Zone ที่มีอันตรายมากกว่า

อันที่จริงในตัวมาตรฐานหลักเองนั้นไม่ได้มีการระบุรัศมีครอบคลุม แต่ใช้ความเข้มข้นของไอเชื้อเพลิงที่สูงพอที่จะเกิดการระเบิดได้เป็นตัวกำหนด ทำให้การกำหนดรัศมีครอบคลุมต้องพิจารณาหลายปัจจัยประกอบ เช่น

- ขนาดของการรั่วไหลที่จะเกิดได้ เช่นรั่วไหลจากท่อเล็กหรือใหญ่ (ท่อใหญ่ก็จะคลุมรัศมีกว้างกว่า) รั่วจากถังที่ไม่มีความดันหรือถังมีความดัน (ถังความดันก็ควรจะมีรัศมีครอบคลุมมากกว่า)

- ลักษณะสถานที่ตั้ง เช่นเป็นพื้นราบที่แผ่กระจายออกไปได้ทุกทาง (เมื่อไม่นำเอาทิศทางลมมาคิด) หรือมีความลาดเอียงที่จะทำให้มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต่ำกว่า หรือมีสิ่งขวางกั้นที่ทำให้การร่วไหลไปในบางทิศทางไม่เกิดขึ้น

- ความหนาแน่นของเชื้อเพลิง โดยเชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าอากาศ (แก๊สธรรมชาติอัดความดันหรือ CNG) ถ้ารั่วไหลในที่เปิดโล่งจะลอยฟุ้งกระจายไปทางด้านบน แต่ถ้าอยู่ในโครงสร้างที่มีหลังคาปิดคลุมก็จะไปสะสมอยู่ใต้หลังคาได้ ดังนั้นโคมไฟที่อยู่สูงขึ้นไปในบริเวณเปิดโล่งก็จะไม่อยู่ในพื้นที่อันตราย แต่ถ้าเป็นโคมไฟที่อยู่ใต้หลังคาของอาคารที่เป็นที่เก็บแก๊สเชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าอากาศ ก็จะอยู่ในพื้นที่อันตราย

รูปที่ ๓ การกำหนดบริเวณ Zone 1 และ Zone 2 ของบริเวณถ่ายน้ำม้นจากรถบรรทุกน้ำมันลงสู่ถังเก็บของสถานีบริการน้ำมัน นำมาจากเอกสารเผยแพร่ที่จัดทำโดย London Fire Brigade จะเห็นว่ารัศมีบริเวณ Zone 1 นั้นขึ้นอยู่กับว่าที่หัวจ่ายมีระบบนำไอระเหยกลับหรือไม่ (vapour recovery system) ถ้าไม่มีระบบนี้ Zone 1 จะครอบคลุมรัศมี 4.1 เมตรจากจุดเติมน้ำมันเข้ารถ ที่กำหนดรัศมีกว้างกว่าของรูปที่ ๓ คงเป็นเพราะว่าท่อลำเลียงน้ำมันจากรถเข้าสู่ถังเก็บนั้นมันมีขนาดใหญ่กว่าท่อที่ใช้ในการเติมน้ำมันให้กับรถมาก ดังนั้นการรั่วไหลออกมาจึงมีมากกว่า

รูปที่ ๔ ขอบเขตบริเวณ Zone 1 และ Zone 2 ของบริเวณถ่ายน้ำม้นจากรถบรรทุกน้ำมันลงสู่ถังเก็บของสถานีบริการน้ำมันเมื่อมองจากทางด้านบน ในอังกฤษจะเรียกน้ำมันเบนซินว่า "petrol" ในขณะที่ทางอเมริกาจะเรียกว่า "แก๊สโซลีน" หรือเรียกสั้น ๆ ว่า “แก๊ส"

เอทิลอะซีเทตระเบิดจากไฟฟ้าสถิตขณะบรรจุใส่ถัง MO Memoir : Tuesday 9 July 2567

การเกิดประกายไฟจากไฟฟ้าสถิตในสภาพแวดล้อมที่เราอาศัยอยู่นั้นขึ้นอยู่กับความชื้นในอากาศ อากาศที่มีความชื้นสูงจะช่วยสะเทินประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิด ดังนั้นแม้ว่าเราจะสวมเสื้อผ้าที่ทำจากเส้นใยที่มีความเป็นขั้วต่ำ (เช่นพวกพอลิเอสเทอร์หรือไนลอน) เราก็จะไม่พบปัญหาไฟฟ้าสถิตสะสมบนตัวเรา เว้นแต่จะอยู่ในห้องปรับอากาศเป็นเวลานานพอ (อากาศในห้องปรับอากาศจะแห้ง) ทำให้เมื่อบางครั้งเวลาจะสัมผัสกับราวบันไดที่เป็นเหล็ก ลูกบิดประตู หรือก๊อกน้ำ ก็จะรู้สึกเหมือนไฟดูด นั่นคือการเกิดประกายไฟระหว่างตัวเราและโลหะที่นำไฟฟ้า

ตรงนี้จะต่างจากประเทศเมืองหนาว ที่อากาศจะแห้งกว่ามาก ทำให้ประจุไฟฟ้าสถิตสะสมได้ง่ายและค้างเป็นเวลานาน หลายเหตุการณ์ที่ชี้ให้เห็นว่าอุบัติเหตุจากไฟฟ้าสถิตนั้นมักจะเกิดในช่วงเวลาที่อากาศแห้ง (ช่วงหน้าหน้า)

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากเอกสารกรณีศึกษาของ CSB เรื่อง "Static Spark Ignites Flammable Liquid during Portable Tank Filling Operation" ที่เผยแพร่ในเดือนกันยายน ค.ศ. ๒๐๐๘ (พ.ศ. ๒๕๕๑) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่โรงงานแห่งหนึ่งในประเทศสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ ๒๙ ตุลาคม ค.ศ. ๒๐๐๗ (พ.ศ. ๒๕๕๐) โดยเกิดระหว่างการแบ่งบรรจุเอทิลอะซีเทต (Ethyl acetate - H₃CC(O)O-C₂H₅ จุดเดือดประมาณ 77ºC และจุดวาบไฟ -4ºC) ลงในถังเหล็กกล้าความจุ 300 แกลลอน (ประมาณ 1 m³) ดังแสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ สภาพการเติมเอทิลอะซีเทตลงในถังบรรจุที่เกิดเหตุ

ตัวถังบรรจุทำด้วยเหล็กกล้ามีการต่อสายดิน เครื่องชั่งน้ำหนักก็มีการต่อสายดิน ตัวปั๊มที่ใช้จ่ายเอทิลอะซีเทตก็มีการต่อสายดิน และจะว่าไป โมเลกุลเอทิลอะซีเทตเองก็จัดว่าเป็นโมเลกุลมีขั้ว สิ่งที่โอเปอร์เรเตอร์ทำก็คือเอาหัวจ่ายสอดคารูเปิดด้านบน ตัวหัวจ่ายทำจากพอลิเมอร์ไม่นำไฟฟ้า แต่มีลูกบอลเหล็กกล้าไร้สนิมทำหน้าที่เป็นวาล์วติดตั้งอยู่ภายใน ตัวสายยางเองทำจากวัสดุไม่นำไฟฟ้า ตัวน้ำหนักถ่วง (ที่ถ่วงไว้เพื่อป้องกันไม่ให้หัวจ่ายกระเด็นออกมาเวลาจ่ายของเหลว) ก็ทำจากโลหะ โดยชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้าของหัวจ่ายนั้นไม่ได้มีการต่อสายดิน

นอกจากนั้นการเติมยังเป็นแบบปล่อยให้ของเหลวตกอย่างอิสระจากปลายท่อหัวจ่ายลงไปในถัง ซึ่งการเติมแบบนี้จะทำให้ของเหลวที่ตกลงไปนั้นเกิดการกระเด็นกระจาย ซึ่งเป็นการเพิ่มการเกิดไฟฟ้าสถิตและยังทำให้ของเหลวระเหยได้ดีขึ้น (พื้นที่ผิวสูงขึ้นจากการเกิดหยดของเหลวเล็ก ๆ)

พอเริ่มเติมของเหลว โอเปอร์เรเตอร์ก็เดินไปทำงานยังบริเวณอื่น ไม่นานก็ได้ยินเสียงดัง (ภาษาอังกฤษใช้คำว่า "popping sound") ดังมาจากถังแบ่งบรรจุ พอหันกลับไปดูก็พบไฟกำลังลุกท่วมถังแบ่งบรรจุอยู่ ส่วนตัวหัวจ่ายก็กระเด็นตกลงมาบนพื้นโดยที่ยังมีเอทิลอะซีเทตไหลออกมาอยู่ (ตัวการทำให้เพลิงไหม้แผ่ขยายออกไป)

การสอบสวนเชื่อว่าต้นตอของการจุดระเบิดเกิดจากไฟฟ้าสถิตสะสมที่ตัวหัวจ่ายและน้ำหนักถ่วง พอสะสมมากพอก็เกิดประกายไฟกระโดยไปยังตัวถังแบ่งบรรจุที่ทำจากโลหะและมีการต่อสายดิน ประกอบกับบริเวณดังกล่าวมีไอระเหยของเอทิลอะซีเทตไหลออกมาจากช่องสำหรับเติม ก็เลยเกิดเพลิงลุกไหม้ขึ้น

(หมายเหตุ : ในเหตุการณ์นี้เป็นไปได้ว่าด้วยการที่เอทิลอะซีเทตมีจุดเดือดที่ไม่สูง ในระหว่างการเติมเลยมีไอระเหยของเอทิลอะซีเทตไล่อากาศที่อยู่ในถังออกไป ทำให้ภายในถังมีอากาศไม่เพียงพอสำหรับการระเบิด การลุกไหม้จึงเกิดจากไอระเหยที่ระเหยออกมาทางช่องเติม และจากเอทิลอะซีเทตที่ไหลออกมาจากหัวจ่ายที่ตกลงมาที่พื้น ซึ่งถ้าหากในถังนั้นมีอากาศมากพอ เปลวไฟที่วิ่งย้อนเข้าไปในถังก็อาจทำให้เกิดการระเบิดที่ทำให้ถังเสียหายได้)

รูปที่ ๒ ความหมายของการต่อลงดิน (grounding) และการต่อฝาก (bonding) เพื่อถ่ายเทประจุไฟฟ้าสถิตออกไป

รูปที่ ๒ เป็นตัวอย่างแสดงความหมายของการต่อลงดิน (grounding) และการต่อฝาก (bonding) ในระหว่างการเติมของเหลวเข้าถังเพื่อถ่ายเทประจุไฟฟ้าสถิตออกไป การต่อฝากคือการทำให้ชิ้นส่วนนำไฟฟ้าได้ที่อยู่แยกกันนั้น มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าเข้าด้วยกัน แต่การระบายประจุไฟฟ้าสถิตจะเกิดก็ต่อเมื่อมีชิ้นส่วนนั้นอย่างน้อยหนึ่งชิ้นมีการต่อลงดิน ถ้าไม่มีการต่อลงดินเลย ชิ้นส่วนนำไฟฟ้าเหล่านั้นที่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าถึงกัน ก็จะกลายเป็นตัวเก็บประจุขนาดใหญ่

รูปที่ ๓ ตัวอย่างวิธีการเติมที่เหมาะสม

รูปที่ ๓ เป็นตัวอย่างวิธีการเติมที่เหมาะสมคือตัวหัวจ่ายนั้นควรต้องมีการระบายไฟฟ้าสถิตออกไป ไม่ว่าจะด้วยการต่อลงดินโดยตรง หรือต่อฝากเข้ากับถังแบ่งบรรจุที่มีการต่อลงดิน (แต่ตัวถังแบ่งบรรจุต้องทำจากวัสดุนำไฟฟ้าได้ด้วยนะ) นอกจากนี้การเติมของเหลวควรใช่ท่อจุ่ม (dip pipe) คือปลายท่อนั้นอยู่ที่ระดับพื้น (จมอยู่ใต้ผิวของเหลว) และตัวสายยางเองควรมีโครงสร้างที่นำไฟฟ้าได้ (เช่นทำจากพอลิเมอร์ที่มีตาข่ายโลหะฝังอยู่ภายในตลอดทั้งความยาว) เพื่อระบายประจุไฟฟ้าสถิตออกจากตัวสายยาง (ในรูปก็เป็นการผ่านทางหัวจ่ายหรือปั๊ม)

รูปที่ ๔ ภาพจากข่าวปีพ.ศ. ๒๕๖๕

รูปที่ ๔ เป็นภาพข่าวเมื่อวันที่ ๓๐ เมษายน พ.ศ. ๒๕๖๕ ที่ชาวบ้านเอาภาชนะบรรจุไปตุนน้ำมันก่อนน้ำมันขึ้นราคา ในรูปจะเห็นว่าการเติมก็ใช้หัวจ่ายน้ำมันที่ใช้เติมรถยนต์ แต่ถังที่นำมาบรรจุนั้นเป็นถังพลาสติก (วัสดุไม่นำไฟฟ้า) จะว่าไปในบ้านเราก็ได้เห็นการซื้อน้ำมันโดยเอาถังบรรจุใส่ท้ายรถมาเติมที่ปั๊มหลายครั้ง และไม่มีการต่อสายดินใด ๆ เพื่อระบายประจุไฟฟ้าสถิต แต่ที่ไม่ค่อยเกิดอุบัติเหตุอาจเป็นเพราะอย่างแรกคืออากาศบ้านเรามีความชื้นสูง อย่างที่สองคือน้ำมันที่นิยมตุนกันนั้นมักเป็นน้ำมันดีเซลที่มีจุดวาบไฟสูงกว่าอุณหภูมิห้อง แต่ก็มีข่าวบ้างเหมือนกันที่เกิดเพลิงลุกไหม้ขณะทำการเติมน้ำมันหรือรถน้ำมันกำลังเตรียมการถ่ายน้ำมันลงถังเก็บใต้ดินในปั๊มน้ำมัน

รูปที่ ๕ การซื้อน้ำมันใส่ขวดบรรจุนมพาสเจอร์ไรซ์

ส่วนรูปที่ ๖ เป็นข่าวเมื่อปีที่แล้วที่มีคนเอา "ภาชนะบรรจุนมพาสเจอร์ไรซ์ขนาด ๒ ลิตร" ไปซื้อน้ำมันเบนซินที่ปั๊มน้ำมันแห่งหนึ่ง แล้วพบว่าจ่ายค่าน้ำมันไป ๒ ลิตรแต่ได้น้ำมามาไม่ถึงครึ่งภาชนะ

ที่ผมแปลกใจคือ ทำไมพนักงานที่ปั๊มน้ำมันดังกล่าวจึงยอมขายน้ำมันใส่ภาชนะดังกล่าว ทั้ง ๆ ที่มันมีข้อห้ามในการจำหน่ายน้ำมันเรื่องภาชนะที่จะนำมาใช้บรรจุ

ท้ายนี้ก็ขอบันทึกไว้หน่อยว่า เขียน Memoir มาได้ ๑๖ ปีแล้ว ฉบับนี้ก็เป็นฉบับเริ่มต้นปีที่ ๑๗