สินค้าที่ใช้ได้สองทาง (Dual-Use Items : DUI) ตอนที่ ๑๑ MO Memoir : Wednesday 20 August 2568

ในด้านเทคนิคแล้วการพิจารณาว่าสินค้าใดเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง (DUI) หรือไม่ ก็จะอาศัยคุณลักษณะที่กำหนดไว้ใน EU List เป็นหลัก แต่ใน EU List เองก็มี General Notes to Annex I (รูปที่ ๑) ที่ใช้สำหรับควบคุมการส่งออกสินค้าที่ไม่ใช่สินค้า DUI แต่เป็นสินค้าที่มีชิ้นส่วนหรือองค์ประกอบที่เป็นสินค้า DUI ประกอบอยู่ ซึ่งตรงประเด็นนี้ก็เปิดโอกาสให้แต่ละประเทศตีความกันเองได้ว่า สินค้าที่ไม่ใช่สินค้า DUI นั้นถูกครอบคลุมไว้ด้วย EU List หรือไม่ เพราะข้อกำหนดนี้มันเขียนเอาไว้กว้าง ๆ

(มันยังมีสินค้าอีกประเภทหนึ่งที่ไม่อยู่ใน EU List ทำให้มันไม่ถูกครอบคลุมด้วย General Notes to Annex I แต่ว่าแต่ละประเทศนั้นอาจจัดให้เป็นสินค้าควบคุมได้ด้วยการจัดมันเอาไว้ในรายชื่อ Catch All Control (CAC) ซึ่งเคยยกตัวอย่างสินค้าสองตัวนี้ไว้ในเรื่อง "สินค้าที่ไม่ใช่ DUI ที่เป็นสินค้า DUI - ไตรบิวทิลฟอสเฟต (Tributyl phosphate) MO Memoir : Wedneday 26 February 2568" และ "สินค้าที่ไม่ใช่ DUI ที่เป็นสินค้า DUI - Karl Fischer moisture equipment MO Memoir : Tuesday 4 March 2568")

รูปที่ ๑ ข้อความฉบับภาษาอังกฤษที่ปรากฏใน General Notes to Annex I และฉบับแปลเป็นไทย

จุดที่ต้องตีความก็คือสินค้า DUI ที่เป็นชิ้นส่วนของสินค้าที่ไม่ใช่ DUI นั้น "เป็นองค์ประกอบหลัก" ของของสินค้าที่ไม่ใช่ DUI นั้นหรือไม่ โดยให้พิจารณาจาก "ปริมาณ", "มูลค่า", "เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง" และสภาพการณ์พิเศษอื่น ๆ และยังพิจารณาต่อด้วยว่า สามารถถอดสินค้า DUI ชิ้นนั้นเอาไปทำอย่างอื่นได้หรือไม่

ที่มีเงื่อนไขตรงนี้ก็คงเพราะต้องการป้องกันไม่ให้ส่งออกสินค้า DUI ในรูปสินค้าที่ไม่ใช่ DUI ที่มีสินค้า DUI เป็นองค์ประกอบ พอส่งออกไปถึงปลายทางแล้วทางผู้รับก็สามารถนำเอาสินค้า DUI นั้นไปใช้ทำอย่างอื่น ที่เหลือก็ทิ้งไป

มุมมองตรงนี้อาจมาจากตรงที่ว่า ในเมื่อการส่งออกสินค้า DUI โดยตรงไปให้ผู้ที่ต้องการทำได้ยาก ก็เลยเลี่ยงด้วยการส่งออกในรูปสินค้าที่ไม่ใช่ DUI แทน ดังนั้นราคาสินค้าที่ไม่ใช่ DUI ที่ส่งออกไปก็ควรจะต้องสูงกว่าราคาสินค้า DUI ที่ต้องการส่งออก ถ้าชิ้นส่วนที่เป็น DUI นั้นเป็นองค์ประกอบหลักของสินค้าที่ไม่ใช่ DUI ที่ต้องการส่งออก สัดส่วนมูลค่าของชิ้นส่วน DUI นั้นเมื่อเทียบกับมูลค่าของสินค้าที่ไม่ใช่ DUI ที่ต้องการส่งออกก็จะสูง ทำให้ผู้ซื้อเห็นว่าคุ้มค่าที่จะจ่ายเพิ่มอีกนิดเพื่อให้ได้สิ่งที่ตนเองต้องการได้ง่ายขึ้น

ในทางตรงกันข้ามถ้าสัดส่วนมูลค่าของชิ้นส่วน DUI นั้นเมื่อเทียบกับมูลค่าของสินค้าที่ไม่ใช่ DUI ที่ต้องการส่งออกนั้นต่ำ ผู้ซื้อก็อาจเห็นว่าไม่คุ้มค่าที่จะต้องจ่ายเพิ่มอีกมากเพื่อให้ได้ในสิ่งที่ตนเองต้องการ

ประเด็นแรกที่น่าสนใจก็คือ แม้ว่าสัดส่วนมูลค่าของชิ้นส่วนที่เป็นสินค้า DUI ในสินค้าที่ไม่ใช่ DUI นั้นต่ำ แต่สามารถถอดเอาชิ้นส่วนที่เป็นสินค้า DUI นั้นไปใช้งานอื่นได้ และนำชิ้นส่วนที่ไม่เป็นสินค้า DUI มาใส่ทดแทนชิ้นส่วนสินค้าที่เป็น DUI เพื่อให้สินค้าที่ไม่เป็น DUI ที่ซื้อมานั้นยังสามารถทำงานต่อได้หรือขายต่อได้ คือเรียกว่าการใช้ชิ้นส่วนที่เป็น DUI ในสินค้าที่ไม่ใช่ DUI นั้นเป็นการใช้งานชิ้นส่วนที่มัน over specification เกินความจำเป็นสำหรับการทำงานของสินค้าที่ไม่เป็น DUI ในกรณีเช่นนี้จะตรวจสอบได้อย่างไร

ประเด็นที่สองที่น่าสนใจคือการถอดออกไปใช้งานอื่น กล่าวคือด้วยความเทคโนโลยีและความรู้ที่ผู้ส่งออกมีอยู่ในขณะนั้น เห็นว่าการพยายามถอดชิ้นส่วนที่เป็น DUI ออกนั้นไม่สามารถทำได้ หรือถ้าทำก็จะเกิดความเสียหายต่อชิ้นส่วนที่เป็น DUI นั้นจนไม่สามารถนำไปใช้งานอื่นได้ แต่ถ้าส่งออกไปแล้วกลับพบว่าเทคโนโลยีมีการพัฒนาขึ้น หรือมีวิธีการที่ในขณะที่ส่งออกสินค้านั้นยังไม่มีการเปิดเผยหรือเป็นที่รับรู้กัน ทำให้สามารถถอดเอาชิ้นส่วนที่เป็น DUI นั้นออกไปได้โดยไม่ได้รับความเสียหาย จะเกิดปัญหาอะไรกับผู้ส่งออกสินค้าที่ไม่ใช่ DUI นั้นที่ได้ส่งออกสินค้าที่ไม่ใช่ DUI นั้นออกไปแล้วหรือไม่

ตัวอย่างหลังสุดนี้น่าจะคล้ายกับกรณีเครื่องเล่นเกมส์ Sony Playstation 3 (แต่เป็นกรณีที่กลับกัน) ที่คุณสมบัติของแต่ละเครื่องนั้นมันห่างไกลจากข้อกำหนดใน EU List อยู่มาก แต่เมื่อจำหน่ายไปแล้วกลับพบว่าสามารถนำหลายเครื่องมาต่อกันทำให้ได้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีคุณสมบัติตาม EU List ได้ (เคยเล่าไว้ในเรื่อง "การวินิจฉัยการเข้าข่ายสินค้าที่ใช้ได้สองทาง ตัวอย่างที่ ๑๕ Sony PlayStation MO Memoir : Wednesday 16 August 2566")

สิ่งหนึ่งที่ได้เรียนรู้มาจากการทำงานก็คือ ปลายทางที่จะตัดสินว่าสิ่งที่ทำลงไปนั้นมันถูกหรือผิดก็คือที่ศาล ซึ่งทำให้คนที่ต้องตัดสินว่าจะต้องทำอย่างไรต่อไปนั้นมีความลำบากใจมากพอสมควร สิ่งที่สามารถทำได้ก็คือต้องมีหลักฐานแสดงให้เห็นว่าการตัดสินใจนั้นไม่ได้เป็นการกระทำโดยพลการ แต่ได้มีการสอบถามผู้รู้และผู้เกี่ยวข้องอย่างรอบคอบ (เช่นปรึกษาฝ่ายกฎหมายและผู้ที่มีความรู้ที่เกี่ยวกับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องนั้น) แต่กระนั้นเองก็ไม่ได้แปลว่าจะไม่ถูกฟ้องร้อง เพราะคนที่ไม่พอใจเขาก็หาเรื่องฟ้องร้องได้อยู่ดี คนที่ต้องไปขึ้นศาลก็คือคนที่ตัดสินใจ ผ่ายกฎหมายหรือผู้เชี่ยวชาญที่ไปปรึกษาเขาไม่ได้มาเป็นจำเลยด้วย (แต่เขาก็สามารถมาเป็นพยานแก้ต่างให้ได้)

ที่ต้องขอบันทึกเรื่องนี้ไว้เพราะตอนไปอบรมที่ญี่ปุ่นได้ถามกับทางวิทยากรว่า สุดท้ายของอำนาจการตัดสินว่าส่งออกได้หรือไม่นั้นอยู่ที่ใคร เขาก็ตอบว่าอยู่ที่กระทรวง METI (Ministry of International Trade and Industry) แต่ประเทศเขาไม่มีศาลปกครองแบบบ้านเรา ที่ผู้ที่ไม่พอใจการตัดสินใจของหน่วยราชการสามารถฟ้องร้องต่อศาลปกครองได้

คนขับรถไฟไม่ผิด คำถามต่างหากที่ผิด MO Memoir : Thursday 14 August 2568

"ก่อนจะตัดสินอะไร ก็ควรพิจารณาดูก่อนว่าข้อมูลที่มีอยู่นั้นมันอิงกับความเป็นจริงหรือไม่" หรือกล่าวอีกอย่างก็คือ "ก่อนจะตอบคำถาม ก็ควรพิจารณาดูก่อนว่าคำถามนั้นมันถูกหรือเปล่า"

อาทิตย์นี้เห็นมีรีวิวซีรีย์เกาหลีเรื่องหนึ่งโผล่ขึ้นมาบนหน้า facebook บ่อยครั้ง ซีรีย์นี้เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับการทำงานในสำนักงานทนายความของนางเอกสารที่เป็นพนักงานใหม่คนหนึ่ง โดยในช่วงเริ่มเรื่องมีการกล่าวถึงคำถามสัมภาษณ์งานที่นางเอกต้องตอบ ส่วนคำถามนั้นคืออะไรและนางเอกตอบอย่างไรก็ลองอ่านในรูปข้างล่างดูนะครับ

รูปที่ ๑ เนื่องเรื่องช่วงบทสัมภาษณ์งาน (จาก โชว์มีเดอะซีรีย์)

ในเนื้อเรื่อง (ที่มีคนรีวิวเขาเล่าเอาไว้ ส่วนตัวผมเองยงไม่เคยคิดจะดูเรื่องนี้) คำตอบของนางเอกเป็นที่พึงพอใจของกรรมการสอบสัมภาษณ์มาก ก็เลยทำให้นางเอกได้งาน (ตามบทละคร)

ทีนี้มาลองดูความเป็นจริงในการทำงานบ้าง

พนักงานขับรถไฟไม่สามารถสับรางได้ด้วยตนเอง (ในขณะที่รถไฟกำลังวิ่งอยู่) ว่าจะไปวิ่งรางไหน ผู้ที่ทำหน้าที่สับรางคือพนักงานคุมประแจ ซึ่งอาจทำหน้าที่อยู่ที่ตัวสถานีหรือศูนย์ควบคุม พนักงานคนนี้ที่เป็นคนกำหนดว่าจะให้รถไฟแต่ละขบวนนั้นวิ่งในรางไหน

สิ่งเดียวที่พนักงานขับรถไฟทำได้คือพยายามหยุดรถครับ ส่วนจะทันไม่ทันก็อีกเรื่องหนึ่ง

การไทเทรต 1,1-Diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7) MO Memoir : Tuesday 12 August 2568

เรื่องที่นำมาเล่าและรูปประกอบบทความในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Assay of the insensitive high explosive FOX-7 by non-aqueous titration" โดย Amiya Kumar Nandi และคณะ ตีพิมพ์ในวารสาร Central European Journal of Energetic Materials, 9(4), 343-352 ปีค.ศ. 2012 ซึ่งเป็นบทความเกี่ยวกับการหาปริมาณสาร 1,1-Diamino-2,2-dinitroethene ด้วยเทคนิคการไทเทรตในตัวทำละลายที่ไม่ใช่น้ำ เพื่อใช้เป็นตัวอย่างอ่านเพิ่มเติมสำหรับนิสิตที่กำลังเรียนเรื่องการไทเทรตกรด-เบสว่า ในทางปฏิบัตินั้นมีการนำไปใช้งานในด้านไหนบ้าง

1,1-Diamino-2,2-dinitroethene (รูปที่ ๑) หรือชื่อรหัส FOX-7 เป็น insensitive high explosive ที่หน่วยงานวิจัยของประเทศสวีเดนคิดค้นขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ ๑๙๙๐ จุดเด่นของวัตถุระเบิดชนิดนี้คือมีความเฉื่อยต่อการจุดระเบิดมากกว่า RDX ในขณะที่มีอำนาจในการทำลายล้างเทียบเท่ากันหรือสูงกว่าเล็กน้อย

รูปที่ ๑ ตัวอย่างการสังเคราะห์ FOX-7

Insensitive high explosive คือวัตถุระเบิดที่ยากต่อการจุดระเบิดเว้นแต่จะได้รับการกระตุ้นด้วยพลังงานที่สูงมากเพียงพอ ตัวอย่างการใช้งานของวัตถุระเบิดชนิดนี้เช่นการใช้ในหัวรบเจาะเกราะ คือหัวรบต้องไม่ระเบิดจากแรงกระแทกของหัวรบกับแผ่นเกราะ เพื่อให้หัวรบทะลุผ่านเกราะเข้าไปก่อนแล้วจึงค่อยระเบิดจากภายใน เช่นหัวรบที่ใช้ในการยิงเรือรบ อีกตัวอย่างหนึ่งได้แก่ดินระเบิดที่ใช้ใน explosive lens ของอาวุธนิวเคลียร์ ที่ต้องไม่จุดระเบิดเองในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ เช่นระเบิดร่วงหล่นจากเครื่องบินบรรทุก เครื่องบินบรรทุกอาวุธนั้นเกิดอุบัติเหตุตกหรือเกิดเพลิงไหม้ ส่วน RDX เป็นวัตถุระเบิดแรงสูงหลักตัวหนึ่งที่ใช้งานกันแพร่หลายกับอาวุธในปัจจุบัน

โครงสร้างโมเลกุลของ FOX-7 ประกอบด้วยโครงสร้างพันธะ C=C ที่ปลายข้างหนึ่งมีหมู่อะมิโน (amino -NH₂) เกาะอยู่ 2 หมู่ในขณะที่ปลายอีกข้างหนึ่งมีหมู่ไนโตร (nitro -NO₃) เกาะอยู่ 2 หมู่ ปรกติอะตอม N ของหมู่อะมิโนแสดงฤทธิ์เป็น Lewis base เพราะมันมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (lone pair electron) และความเป็นเบสจะแรงขึ้นถ้าหมู่ที่มาเกาะกับอะตอม N นั้นเป็นหมู่จ่ายอิเล็กตรอน

แต่กรณีของ FOX-7 นั้นแตกต่างไปเพราะหมู่ไนโตรเป็นหมู่ดึงอิเล็กตรอนที่แรง ทำให้หมู่อะมิโนแสดงฤทธิ์เป็นกรดที่อ่อน กล่าวคือเมื่อ H⁺ หลุดออกจากอะตอม N ประจุลบจะถูกดึงเข้ามาในโมเลกุล กลายเป็นโครงสร้างที่มีเสถียรภาพเพิ่มขึ้นได้ (รูปที่ ๒)

รูปที่ ๒ การแสดงฤทธิ์เป็นกรดของ FOX-7

การไทเทรตหาปริมาณกรดที่อ่อนมากด้วยเบสแก่ (หรือเบสอ่อนด้วยกรดแก่) โดยใช้การเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์เป็นตัวบอกจุดยุตินั้นทำได้ยากเนื่องจากการเปลี่ยนสีอินดิเคเตอร์ไม่ชัดเจน (หรือไม่สมบูรณ์) แต่เราก็สามารถทำให้กรดอ่อนนั้นแสดงฤทธิ์เป็นกรดที่แก่ขึ้นได้ด้วยการใช้ตัวทำละลายที่มีความเป็นเบสสูงขึ้น (ถ้าเป็นการไทเทรตเบสที่อ่อนมาก็จะใช้ตัวทำละลายที่มีความเป็นกรดสูงขึ้น) อย่างเช่นในกรณีของคณะผู้วิจัยในบทความนี้ ได้ใช้ Dimethylformamide ที่มีชื่อย่อว่า DMF (ดูโครงสร้างโมเลกุลในรูปที่ ๓) เป็นตัวทำละลาย ความเป็นเบสของ DMF อยู่ที่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของอะตอม N โดยอะตอม N ตัวนี้จะรับ H⁺ จาก FOX-7 ทำให้ FOX-7 แตกตัวได้ง่ายขึ้น จุดเด่นอีกข้อของ DMF คือโครงสร้างโมเลกุลของมันมีทั้งส่วนที่เป็นขั้วและไม่มีขั้ว ทำให้มันสามารถละลายได้ทั้งโมเลกุลที่มีขั้ว (เช่นน้ำ) และไม่มีขั้ว

รูปที่ ๓ FOX-7 แสดงฤทธิ์ที่เป็นกรดที่แรงมากขึ้นเพื่อละลายในตัวทำละลายที่มีความเป็นเบสเช่น DMF

ในการไทเทรตนั้นทางคณะผู้วิจัยใช้โซเดียมเมทอกไซด์ (Sodium methoxide NaOCH₃) ที่ละลายในตัวทำละลายเบนซีน/เมทานอลโดยใช้ azo-violet เป็นอินดิเคเตอร์ (ปรกติอะตอม O ของไฮดรอกไซด์ไอออน OH^- ก็มีฤทธิเป็นเบสอยู่แล้ว แต่ความเป็นเบสจะแรงขึ้นถ้าอะตอม H ถูกแทนที่ด้วยหมู่อัลคิลที่เป็นหมู่จ่ายอิเล็กตรอน) โดย H₃CO^- จะไปดึงโปรตอนจาก DMF ที่รับโปรตอนมาจาก FOX-7 (ทำนองเดียวกันกับ OH^- ที่ดึงโปรตอนจาก H₃O⁺ เวลาไทเทรตกรดกับเบส) รูปที่ ๔ แสดงการจัดอุปกรณ์การไทเทรต

ตัวทำละลายที่เป็นเบสที่แรงนั้นสามารถทำปฏิกิริยากับแก๊ส CO₂ ในอากาศได้ (DMF ก็เช่นกัน) ดังนั้นเพื่อป้องกันการรบกวนจาก CO₂ ในอากาศ การไทเทรตจึงทำภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน โดยมีการป้อนแก๊สไนโตรเจนเข้ามาปกคลุมเหนือผิวของเหลวในฟลาสก์ตลอดเวลาที่ทำการไทเทรต การไทเทรตจะยุติเมื่อเห็นสีของสารละลายเปลี่ยนจากสีน้ำตาลเป็นสีน้ำเงิน สารละลายเบสแก่ที่ใช้เป็น titrant (เช่น NaOH) ก็มีปัญหาแบบนี้เช่นกัน ทำให้ต้องมีการหาความเข้มข้นที่แน่นของสารละลายเบสแก่ที่เตรียมทิ้งเอาไว้หลายวัน (และไม่ได้รับการป้องกันไม่ให้สัมผัสกับอากาศ) ก่อนนำมาใช้งาน

รูปที่ ๔ การจัดอุปกรณ์การไทเทรต มีการใช้แก๊สไนโตรเจนปกป้องไม่ให้ DMF ทำปฏิกิริยากับ CO₂ ในอากาศ

การวิเคราะห์หาปริมาณไนโตรเจนด้วย Kjeldahl nitrogen determination method (บรรยายไว้ในบทความMO Memoirฉบับวันเสาร์ที่ ๑สิงหาคม ๒๕๕๒ ซึ่งแต่ก่อนมีการสอนในวิชาปฏิบัติการ) ก็มีการใช้สารละลายกรดบอริก (Boric acid H₃BO₃) เป็นตัวดักจับแก๊ส NH₃ ที่เป็นเบสอ่อน จากนั้นจึงทำการไทเทรตสารละลายกรดบอริกนั้นด้วยสารละลายมาตรฐาน H₂SO₄ อีกทีเพื่อหาปริมาณ NH₃ ในตัวอย่าง

สำหรับวันนี้ก็คงจะจบเพียงแค่นี้

การเสียชีวิตจากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ในท่อระบายน้ำเสีย MO Memoir : Tuesday 5 August 2568

การเสียชีวิตจากการหายใจเอาแก๊สเข้าไปนั้นแบ่งออกได้เป็น ๒ แบบ แบบแรกคือ การขาดออกซิเจน (แก๊สไม่มีออกซิเจนเพียงพอต่อการดำรงชีพ) และแบบที่สองคือการหายใจเอาแก๊สพิษเข้าไป (แม้ว่าจะมีออกซิเจนในปริมาณที่เพียงพอต่อการดำรงชีพก็ตาม

ในกรณีของแก๊สพิษ ถ้าในบรรยากาศนั้นมีออกซิเจนเพียงพอ การใช้หน้ากากที่สามารถกรองเอาแก๊สที่เป็นพิษนั้นออกไปได้ก็ถือว่าเพียงพอ (แต่ต้องใช้ให้ถูกกับชนิดของแก๊สพิษด้วย) แต่ถ้าเป็นกรณีที่บริเวณนั้นมีออกซิเจนไม่เพียงพอ การเข้าไปในบริเวณนั้นก็ต้องใช้ถังอากาศหายใจ

และบ่อยครั้งที่การเสียชีวิตทำนองนี้จะมีผู้ประสบเหตุพร้อมกันหลายราย นั่นคงเป็นเพราะผู้ประสบเหตุคนแรกนั้นมักจะหมดสติอย่างรวดเร็วหรือกระทันหัน และโดยธรรมชาติของคนที่พอเห็นเพื่อนร่วมงานที่อยู่ดี ๆ นั้นก็หมดสติไปทันทีก็เลยรีบเข้าไปช่วย เลยทำให้มีผู้ประสบเหตุเพิ่มเติม

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้เป็นข่าวเหตุการณ์ที่เกิดในประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันอาทิตย์ที่ผ่านมา ที่คนงานที่ทำหน้าที่ตรวจระบบท่อบำบัดน้ำเสียเสียชีวิต ๔ รายจากการเข้าไปใน manhole

เรื่องมันเริ่มจากเมื่อช่วงต้นปีทีผ่านมานี้ (วันที่ ๒๘ มกราคม) ระหว่างที่รถบรรทุกคันหนึ่งวิ่งเลี้ยวออกมาจากทางแยกแห่งหนึ่ง พื้นถนนก็ยุบตัวกลายเป็นหลุมลึกขนาดใหญ่ที่ทำให้รถบรรทุกตกลงไปทั้งคัน กว่าจะกู้เอาร่างคนขับรถบรรทุกนั้นขึ้นมาได้ก็ล่วงเข้าไปเดือนพฤษภาคม (วันที่ ๒) เหตุการณ์นี้สามารถสืบค้นได้ด้วยคำ yashio sinkhole หรือ saitama sinkhole สาเหตุที่ทำให้เกิดหลุมยุบขนาดใหญ่เป็นเพราะผนังของระบบท่อน้ำเสียใต้ดินขนาดใหญ่เกิดความเสียหาย ดินที่อยู่รอบ ๆ ก็เลยไหลเข้าไปในท่อ ทำให้พื้นยุบตัว สาเหตุที่ทำให้การนำร่างขึ้นมาได้ล่าช้าก็เพราะต้องระวังการยุบตัวของบริเวณรอบข้างเพิ่มเติม และแก๊สพิษที่อยู่ในระบบท่อน้ำเสีย

เหตุการณ์ดังกล่าวทำให้หลายท้องถิ่นต้องทำการตรวจสอบความเรียบร้อยของระบบท่อระบายน้ำเสียอย่างเร่งด่วน และเหตุการณ์ที่เป็นข่าวในวันอาทิตย์ที่ผ่านมาก็เกี่ยวข้องกับการตรวจระบบท่อระบายน้ำเสีย

เนื้อหาข่ายไม่ได้ให้รายละเอียดเหตุการณ์ไว้มากนัก เท่าที่อ่านและจับใจความได้จากช่องข่าวทางโทรทัศน์ก็คือ ผู้ประสบเหตุคนแรกตกลงไปใน manhole ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๖๐ เซนติเมตร ลึกประมาณ ๑๐ เมตร จากนั้นเพื่อนร่วมงานอีก ๓ รายก็ลงไปช่วย และได้กลายเป็นผู้ร่วมประสบเหตุ สาเหตุการเสียชีวิตคาดว่าเกิดจากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ โดยความเข้มข้นที่ยอมรับได้คือ 10 ppm แต่เมื่อตรวจที่เกิดเหตุพบว่าสูงถึง 80 ppm (รายงานข่าวที่ออกมาภายหลังมีการรายงานว่าสูงถึง 150 ppm)

ทางบริษัทของพนักงานที่ทำหน้าที่ตรวจสอบรายงานว่า ในขณะที่คนงานคนแรกกำลังจะเข้าไปใน manhole นั้น เครื่องตรวจวัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่ได้ส่งสัญญาณเตือนใด ๆ ก่อนที่เขาจะตกลงไป (ประเด็นนี้ก็น่าสนใจ) และพนักงานที่ไปทำงานนั้นก็ไม่ได้มีการเตรียมอุปกรณ์กันตกหรือเครื่องช่วยหายใจใด ๆ

จะว่าไปความเป็นพิษของไฮโดรเจนซัลไฟด์นั้นสามารถทำให้หมดสติได้อย่างรวดเร็วจนสามารถหลุดร่วงจากราวบันไดที่เกาะอยู่ตกลงไปข้างล่างได้ก่อนที่จะได้ร้องขอความช่วยเหลือใด ๆ เหตุการณ์นี้เคยเขียนไว้ในเรื่อง "ขนาดเตรียมถังอากาศหายใจก็ยังพลาดได้ (MO Memoir ฉบับวันพุธที่ ๑๗ มิถุนายน พ.ศ. ๒๕๖๓)"

ไฮโดรเจนสีเขียว (ตราบเท่าที่ไม่คิดพลังงานที่ต้องใช้ในการผลิต) MO Memoir : Thursday 24 July 2568

ช่วงที่ผ่านมาเห็นมีข่าวความพยายามเดินหน้าการใช้ไฮโดรเจนเป็น "เชื้อเพลิง" โดยอ้างว่าไฮโดรเจนเป็นพลังงานสะอาด การเผาไฮโดรเจนไม่ปลดปล่อยมลพิษ เพราะได้น้ำเป็นผลิตภัณฑ์ และเมื่อวานก็เห็นมีการเผยแพร่บทความเกี่ยวข้องกับการเดินหน้าสู่สังคม net zero emission ออกมา (ตัดมาบางส่วนที่นำมาแสดงในรูป)

แต่แก๊สไฮโดรเจน (H₂) ไม่ใช่ธาตุที่ปรากฏอย่างอิสระในปริมาณมากในธรรมชาติที่สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้โดยตรง มันจะอยู่ในรูปของสารประกอบที่มีการสร้างพันธะทางเคมีกับธาตุอื่น และการดึงมันออกมาในรูปแก๊สไฮโดรเจน ก็ต้องใส่พลังงานเข้าไป ซึ่งตรงนี้มันมีคำถามสำคัญ ๒ คำถามที่ผู้ที่ผลักดันการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสะอาดมักจะไม่อยากได้ยินหรือกล่าวถึง คำถามดังกล่าวคือ

๑. พลังงานที่ต้องใส่เข้าไปเพื่อผลิตไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง มันเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมไหม และ

๒. พลังงานที่ได้จากไฮโดรเจนที่ผลิตได้ และพลังงานที่ต้องใช้ในการผลิต อันไหนมีค่ามากกว่ากัน

จะว่าไป เรื่องเกี่ยวกับการผลิตไฮโดรเจนเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงเนี่ย เคยเขียนไว้ในหลายบทความก่อนหน้านี้ดังนี้

รู้ทันนักวิจัย(๒๒)ไฮโดรเจนจากน้ำและแสงอาทิตย์MO Memoir : Saturday10 August 2562 

รู้ทันนักวิจัย(๒๔)ไฮโดรเจนมาจากไหน MOMemoir : Sunday 28 June 2563

ปัญหาการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในMO Memoir : Thursday25 April 2567

ปัญหาการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์MO Memoir : Thursday7 November 2567

สำหรับวันนี้จะมาคุยกันเรื่องไฮโดรเจนสารพัดสีบ้างตามเนื้อหาในบทความ

รูปที่ ๑ เนื้อหาบทความส่วนหนึ่ง

ตัวแรกคือ "ไฮโดรเจนสีน้ำตาล" ที่ผลิตจากถ่านหิน (รูปที่ ๑) กระบวนการนี้เป็นกระบวนการเก่าใช้กันมากในปลายศตวรรษที่ ๑๘ และต้นศตวรรษที่ ๑๙ วัตถุประสงค์ของกระบวนการนี้คือผลิต coal gas ส่งไปตามท่อเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงตามบ้านเรือนต่าง ๆ (ตอนนี้เปลี่ยนมาเป็นส่งแก๊สมีเทนไปทางท่อแทน) coal gas ได้จากการเผาถ่านหิน (ที่มีองค์ประกอบหลักคือคาร์บอน) ให้มีอุณหภูมิสูง (ซึ่งแน่นอนว่าต้องมีการเผาเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อน) ในบรรยากาศที่มีออกซิเจนจำกัด (ทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ CO) หรือป้อนไอน้ำเข้าไปทำปฏิกิริยา (ทำให้เกิดไฮโดรเจนและ CO) coal gas ที่ได้จะถูกส่งไปตามระบบท่อไปยังบ้านเรือน แต่ด้วยการที่มันมีความเข้มข้น CO ที่สูง แก๊สนี้ถ้ารั่วไหลออกมาในห้องปิดก็จะมีอันตรายมาก นิยายบางเรื่องที่อิงฉากก่อนสงครามโลกครั้งที่สองหรือข่าวการฆ่าตัวตายด้วยการเปิดแก๊สที่เกิดก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง ที่มีการพูดถึงการเสียชีวิตเนื่องจากเปิดเตาแก๊สทิ้งไว้ ก็เป็นเพราะ CO ที่อยู่ในแก๊ส (รูปที่ ๒)

รูปที่ ๒ กระทู้ถามในรัฐสภาของอังกฤษเกี่ยวกับการเสียชีวิตและความเข้มข้นของ CO ใน coal gas เมื่อวันที่ ๒๖ มีนาคม ค.ศ. ๑๙๒๙ (ควรต้องตรงกับพ.ศ. ๒๔๗๑ เพราะตอนนั้นไทยขึ้นปีใหม่วันที่ ๑ เมษายน)

ตัวที่สอง "ไฮโดรเจนสีเทา" (รูปที่ ๓) แก๊สไฮโดรเจนตัวนี้ได้จากปฏิกิริยา steam reforming ที่นำแก๊สธรรมชาติ (ซึ่งก็คือตัวมีเทน CH₄) มาทำปฏิกิริยากับไอน้ำโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาช่วย และใช้อุณหภูมิที่สูง (ในระดับอุตสาหกรรมจะใช้อุณหภูมิประมาณ 800-900ºC (ซึ่งแน่นอนว่าต้องมีการเผาเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อน (และผลิต CO₂ ด้วย) เพราะภาพรวมของปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน และใช้ความดันในช่วง 20-30 bar) ปรกติไฮโดรเจนที่ได้จากปฏิกิริยานี้จะถูกนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารเคมีตัวอื่น ไม่มีใครเอาไปใช้เป็นเชื้อเพลิง เพราะพลังงานที่ได้จากการเผาไฮโดรเจนที่ผลิตได้มันต่ำกว่าที่ต้องใช้ในการผลิต

ตัวที่สาม "ไฮโดรเจนสีฟ้า" ที่เขาบอกว่าใช้แก๊สธรรมชาติเช่นเดียวกับตัวที่สอง แต่มีการกักเก็บ CO₂ ที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต (การผลิตความร้อนเพื่อเปลี่ยนมีเทนเป็นไฮโดรเจน) ว่าแต่พลังงานที่ใช้ในการทำงานเพื่อกักเก็บ CO₂ มันผลิต CO₂ ด้วยหรือเปล่า และ CO₂ นั้นถูกกักเก็บในรูปแบบใด กลายเป็นสารที่ปลอดภัยและเสถียร หรือแค่นำไปใส่หลุมฝัง (แบบเดียวกับการจัดการขยะด้วยการนำเอาขยะไปฝังกลบ ซึ่งจะว่าไปมันก็เป็นการเอาไปซ่อนให้พ้นจากสายตา ซึ่งมันก็ดูดีตราบเท่าที่หลุมฝังกลบยังไม่เต็ม)

รูปที่ ๓ ข้อความส่วนต่อเนื่องจากรูปที่ ๑

ตรงนี้ลองคิดตามดูนะครับ ถ้าต้องการนำเอาไฮโดรเจนที่ผลิตได้ไปใช้เป็นเชื้อเพลิง ทำไมจึงไม่นำเอาไฮโดรเจนที่ผลิตได้นั้นมาเผาเป็นเชื้อเพลิงในการเปลี่ยนมีเทนเป็นไฮโดรเจน จะได้ไม่ต้องมี CO₂ ให้ทำการกักเก็บ

ตัวที่สี่ "ไฮโดรเจนสีชมพู" และตัวที่ห้า "ไฮโดรเจนสีเขียว" ทั้งสองตัวนี้มาจากการแยกน้ำด้วยกระแสไฟฟ้า แตกต่างกันตรงที่ตัวสีชมพูใช้ไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์ (แน่นอนว่ามีปัญหาเรื่องของเสียกัมมันตภาพรังสี แต่ทำงานได้ต่อเนื่องทั้งวันและผลิตไฟฟ้าได้ในปริมาณมาก) ส่วนตัวสีเขียวนั้นใช้พลังงานหมุนเวียน (แน่นอนว่าในแต่ละวันจะทำงานได้กี่ชั่วโมงก็ขึ้นอยู่กับลมฟ้าอากาศและระยะเวลาในแต่ละวัน)

คำถามสำคัญสำหรับไฮโดรเจนสองตัวสุดท้ายนี้คือ ในเมื่อผลิตไฟฟ้าได้แล้วทำไมต้องเอาไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นไปเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจน ไม่นำไปใช้ประโยชน์เลย เช่นนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานความร้อน (แทนการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลในการผลิตไฮโดรเจนสีเทาหรือสีฟ้า หรือนำไปใช้แทนการเผาไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตอื่น), นำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานเพื่อการขับเคลื่อนยานพาหนะ (แทนการใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง หรือการใช้เซลล์เชื้อเพลิง และปัจจุบันก็มีรถไฟฟ้าวิ่งกันเกลื่อนแล้ว) และระบบสายส่งไฟฟ้ามันก็มีกระจายไปทั่วอยู่แล้ว ในขณะที่ระบบท่อส่งไฮโดรเจนนั้นยังไม่มี และถ้าขนส่งโดยรถ ก็จะมีคำถามตามมาอีกว่ารถบรรทุกที่ใช้ขนแก๊สนั้นใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงด้วยหรือเปล่า

ตรงนี้เขาก็จะมีข้อแก้ตัวว่าจะเอาช่วงเวลาที่ความต้องการใช้ไฟฟ้านั้นน้อยกว่ากำลังการผลิต ก็จะได้นำเอากำลังการผลิตส่วนเกินมาผลิตไฮโดรเจนเก็บไว้ ในกรณีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ถ้าให้เอามาชาร์จแบตเก็บไว้ก็ไม่รู้เหมือนกันว่าแบตต้องมีขนาดเท่าใด แต่ถ้าเป็นกรณีของพลังงานหมุนเวียนเช่นลมและแสงอาทิตย์ก็น่าพิจารณาอยู่เหมือนกัน

ในปัจจุบันวิธีการที่บ้านเราใช้กันในการลดปัญหากำลังการผลิตสูงกว่าความต้องการ ในกรณีที่เป็นไฟฟ้าที่ผลิตจากเขื่อนเก็บน้ำก็จะใช้การสูบน้ำย้อนกลับไปเก็บเหนือเขื่อนใหม่ อีกแนวทางคือการคิดค่าไฟตามเวลา โดยช่วงเวลาที่ความต้องการใช้นั้นต่ำกว่ากำลังการผลิต ก็จะตั้งราคาไว้ถูกกว่าช่วงเวลาที่ความต้องการไฟฟ้าสูง เพื่อจูงใจให้กระจายการใช้งานออกไปตลอดทั้งวันไม่ให้แตกต่างกันมาก (เช่นผู้ที่ติดตั้งมิเตอร์สำหรับชาร์จรถที่บ้าน การไฟฟ้าก็จะให้เปลี่ยนมิเตอร์เป็นคิดค่าไฟตามช่วงเวลาการใช้งาน แทนที่จะเป็นแบบที่คิดคงที่ตลอดทั้งวัน)

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๒๐) MO Memoir : Monday 21 July 2568

หมายเหตุ : เนื้อหาในบทความชุดนี้อิงจากมาตราฐาน API 2000 7th Edition, March 2014. Reaffirmed, April 2020 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจ ดังนั้นถ้าจะนำไปใช้งานจริงควรต้องตรวจสอบกับมาตรฐานฉบับล่าสุดที่ใช้ในช่วงเวลานั้นก่อน

ต่อไปจะเป็นหัวข้อ A.3.4 (รูปที่ ๑) ซึ่งเป็นหัวข้อสุดท้ายของ Annex A หัวข้อนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับความสามารถในการระบายในสภาวะปรกติ

หัวข้อ A.3.4.1 เป็นเรื่องของการระบายอากาศเข้า (ป้องกันการเกิดสุญญากาศภายในถัง)

หัวข้อ A.3.4.1.1 เกี่ยวข้องกับการดึงเอาของเหลวออกจากถัง หัวข้อนี้กล่าวว่าความสามารถในการระบายสำหรับกรณีที่มีการดึงของเหลวออกจากถังที่อัตราการดึงออกสูงสุดควรมีค่าเทียบเท่า 0.94 Nm³/h ของอากาศ ต่อลูกบาศก์เมตร (5.6 SCFH ของอากาศต่อบาร์เรล) ต่อชั่วโมงของอัตราการดึงของเหลวออกสูงสุด ไม่ว่าของเหลวนั้นจะมีจุดวาบไฟเท่าใด

การคำนวณนี้เป็นการเปลี่ยนหน่วยโดยตรงจาก U.S. barrels ไปเป็นลูกบาศก์ฟุต

ในทางทฤษฎีนั้น เมื่อมีการดึงเอาของเหลวออกจากถังไปเป็นปริมาตรเท่าใด ด้วยอัตราเร็ว (โดยปริมาตร) เท่าใด ก็จะเกิดที่ว่างในปริมาตรเดียวกัน ถังนั้นถ้าไม่ต้องการให้เกิดสุญญากาศในถังเลย อัตราการระบายอากาศเข้าก็ต้องเท่ากับอัตราการระบายอากาศออก

แต่ในความเป็นจริงนั้นถังสามารถรับความดันสุญญากาศได้เล็กน้อย และเมื่อปริมาตรเหนือผิวของเหลวเพิ่มมากขึ้น (ผลของการดึงเอาของเหลวออก) ของเหลวนั้นก็จะระเหยกลายเป็นไอเพื่อรักษาความเข้มข้นให้อยู่ที่สภาวะสมดุลเหมือนเดิม ทำให้อัตราการระบายอากาศเข้านั้นสามารถต่ำกว่าอัตราการดึงเอาของเหลวออกได้เล็กน้อย

รูปที่ ๑ เริ่มหัวข้อ A.3.4

หัวข้อ A.3.4.1.2 เกี่ยวข้องกับผลของการที่อากาศในถังเย็นตัวลง หัวข้อนี้กล่าวว่าความสามารถในการระบายสำหรับกรณีที่อากาศในถังเย็นตัวลง (ไม่ว่าของเหลวนั้นจะมีจุดวาบไฟเท่าใด) ควรมีค่าอย่างน้อยเท่ากับค่าที่แสดงไว้ในหลักที่ 2 ของตาราง Table A.3 หรือ Table A.4

สำหรับถังที่มีปริมาตรน้อยกว่า 3180 m³ (20,000 bbl) การคำนวณนี้อิงจากอัตราการเย็นตัวของถังเปล่าที่มีอุณหภูมิเริ่มต้น 48.9ºC (120ºF) ที่อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงสุด 56 K/h (100 ºR/h) และเทียบเท่ากับ 0.169 Nm³ ต่อลูกบาศก์เมตร (1 SCFH ต่อบาร์เรล) ของปริมาตรถังเปล่า

สำหรับถังที่มีปริมาตรมากกว่า 3180 m³ (20,000 bbl) การคำนวณนี้อิงจากค่าความต้องการที่ได้ประมาณไว้ที่ค่า 0.577 Nm³/h ต่อตารางเมตร (2 SCFH ต่อตารางฟุต) ของพื้นที่ผิวสัมผัสกับอากาศของถังทั่วไปที่มีความจุในช่วงนี้ (กล่าวคือพื้นที่ผิวด้านข้างต่อหน่วยปริมาตรของทรงกระบอกจะมีค่าสูงขึ้นเมื่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลง สำหรับถังสองใบที่มีความจุเท่ากัน ถังใบที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าจะมีพื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อนต่อหน่วยปริมาตรสูงกว่า ทำให้มันเย็นตัวลงได้เร็วกว่า)

ต่อไปเป็นหัวข้อ A.3.4.2 ที่เป็นเรื่องของการระบายความดันออก โดยในหัวข้อนี้มีการแยกออกเป็น 2 หัวข้อย่อยโดยใช้จุดวาบไฟของของเหลวเป็นเกณฑ์การแบ่ง

หัวข้อ A.3.4.2.1 เป็นกรณีของของเหลวที่มีจุดวาบไฟ 37.8ºC (100ºF) หรือสูงกว่า

ย่อหน้าแรกของหัวข้อนี้กล่าวว่าความสามารถในระบายออกสำหรับกรณีที่มีของเหลวไหลเข้าถังด้วยอัตราการไหลสูงสุด และผลจากการระเหยกลายเป็นไอของของเหลวที่มีจุดวาบไฟ 37.8ºC (100ºF) หรือสูงกว่า หรือมีจุดเดือดที่ 148.9ºC (300ºF) หรือสูงกว่า ควรจะเทียบเท่ากับ 1.01 Nm³/h ของอากาศต่อลูกบาศก์เมตร (6 SCFH ของอากาศต่อบาร์เรล) ต่อชั่วโมงของอัตราการป้อนของเหลวเข้าสูงสุด

รูปที่ ๒ หัวข้อ A.3.4.2 เรื่องของการระบายความดันออก

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่าความสามารถในระบายออกสำหรับกรณีที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น และผลจากการระเหยกลายเป็นไอ ของของเหลวที่มีจุดวาบไฟ 37.8ºC (100ºF) หรือสูงกว่า หรือมีจุดเดือดที่ 148.9ºC (300ºF) หรือสูงกว่า ควรมีค่าอย่างน้อยเท่ากับค่าที่แสดงไว้ในหลักที่ 3 ของตาราง Table A.3 หรือ Table A.4

การคำนวณนี้เทียบเท่ากับ 60% ของความต้องการในการระบายอากาศเข้าอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

หัวข้อ A.3.4.4.2 เป็นกรณีของของเหลวที่มีจุดวาบไฟต่ำกว่า 37.8ºC (100ºF)

ย่อหน้าแรกกล่าวว่า ความสามารถในระบายออกสำหรับกรณีที่มีของเหลวไหลเข้าถังด้วยอัตราการไหลสูงสุด และผลจากการระเหยกลายเป็นไอของของเหลวที่มีจุดวาบไฟต่ำกว่า 37.8ºC (100ºF) หรือมีจุดเดือดต่ำกว่า 148.9ºC (300ºF) ควรจะเทียบเท่ากับ 2.0 Nm³/hของอากาศต่อลูกบาศก์เมตร (12 SCFH ของอากาศต่อบาร์เรล) ต่อชั่วโมงของอัตราการป้อนของเหลวเข้าสูงสุด

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่าความสามารถในระบายออกสำหรับกรณีที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น และผลจากการระเหยกลายเป็นไอ ของของเหลวที่มีจุดวาบไฟต่ำกว่า 37.8ºC (100ºF) หรือสูงกว่า หรือมีจุดเดือดต่ำกว่า 148.9ºC (300ºF) ควรมีค่าอย่างน้อยเท่ากับค่าที่แสดงไว้ในหลักที่ 2 ของตาราง Table A.3 หรือ Table A.4

การคำนวณนี้เทียบเท่ากับ 100% ของความต้องการในการระบายอากาศเข้าอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

หมายเหตุ : ที่อุณหภูมิเดียวกัน ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำกว่าจะมีความดันไอสูงกว่าของเหลวที่มีจุดเดือดสูงกว่า แต่อุณหภูมิจุดวาบไฟนั้นยังขึ้นกับความเข้มข้นของไอระเหยของสารนั้นในอากาศด้วย ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำกว่าไม่จำเป็นต้องมีอุณหภูมิจุดวาบไฟที่ต่ำกว่า เช่นเมทานอล (methanol) มีจุดเดือดที่ประมาณ 65ºC และจุดวาบไฟที่ประมาณ 11-12ºC ในขณะที่นอร์มัลเฮกเซน (n-hexane) มีจุดเดือดที่ประมาณ 69ºC และจุดวาบไฟที่ประมาณ -26ºC

ตอนนี้เป็นตอนสุดท้ายของ Annex A ตอนต่อไปจะเป็นการขึ้นเรื่องของ Annex B

โจทย์ผิดหรือถูกคะ?? MO Memoir : Tuesday 15 July 2568

วันนี้เห็นมีกระทู้หนึ่งโผล่ในเว็บพันทิปเกี่ยวกับโจทย์เลขข้อหนึ่งดังแสดงในรูปข้างล่าง ในขณะที่เข้าไปดูนั้นผู้ถามก็ยังไม่ได้รับคำตอบว่าจะหาคำตอบได้อย่างไร ในกระทู้มีคนมาบอกแล้วว่าโจทย์ไม่ผิด รูปแบบสมการถูกต้องตามหลักคณิตศาสตร์ทุกอย่าง แล้วก็ให้แนวทางคร่าว ๆ ว่าควรต้องใช้วิธีการคำนวณเชิงตัวเลขในการหาคำตอบ

วันนี้ก็เลยจะขอลองแก้โจทย์ข้อนี้ดู เพราะเดือนหน้าก็ต้องสอนเรื่องนี้อยู่แล้ว

การแก้โจทย์ข้อนี้อยู่ในเรื่องการหาคำตอบของระบบสมการไม่เชิงเส้น ที่มี 1 สมการ 1 ตัวแปร ก็เลยจะทดลองใช้วิธีการง่าย ๆ ที่ไม่ต้องมีการคำนวณค่าอนุพันธ์ และสามารถทำการคำนวณบนโปรแกรม spreadsheet ได้ง่าย (เช่น excel หรือของ openoffice) คือระเบียบวิธีทำซ้ำแบบสืบเนื่องหรือ successive iteration

เริ่มจากจัดสมการให้อยู่ในรุป x = f(x) ก่อน

x^(x+2) = 3^4x + 6(9^(x+1))

(x + 2)ln(x) = ln(3^4x + 6(9^(x+1)))

x = ln(3^4x + 6(9^(x+1)))/ln(x) - 2

เนื่องจากมีพจน์ ln(x) ปรากฎ ดังนั้นค่า x ต้องมีค่ามากกว่าศูนย์

จากนั้นเดาค่าเริ่มต้น x (หรือ x_try) แทนค่าลงทางด้านขวาของเครื่องหมาย "=" ถ้าผลการคำนวณที่ได้ (คือ x_cal) ตรงกับค่าที่เดา (x_try) ก็ถือว่าเจอคำตอบ แต่ถ้าพบว่าไม่ตรงกัน ก็ให้เอาค่า x_cal ที่ได้นั้นมาใช้เป็น x_try แล้วทำการคำนวณต่อไปเรื่อย ๆ จนค่าทั้งที่เดากับค่าที่คำนวณได้นั้นลู่เข้าหากัน (ปล. มันอาจไม่ลู่เข้ากันก็ได้นะ ถ้าเลือกพจน์ที่จะให้เหลือเพียงแค่ x ทางด้านซ้ายของเครื่องหมาย "=" นั้นไม่เหมาะสม ถ้าเป็นเช่นนี้ก็ต้องลองเลือกพจน์ใหม่)

ตารางข้างล่างคือผลการคำนวณที่ได้ (คำนวนไปว่า 110 รอบ)

xtry	f(xtry) = xcal
2	11.4166655999
11.4166655999	18.6030505575
18.6030505575	25.9647810956
25.9647810956	33.0353033009
33.0353033009	39.5064398927
39.5064398927	45.2217478116
----------	----------
----------	----------
71.9197829085	71.9197829086
71.9197829086	71.9197829086
71.9197829086	71.9197829087
71.9197829087	71.9197829087
71.9197829087	71.9197829087

จากนั้นก็ทดสอบดูว่าคำตอบที่ได้นั้นถูกต้องหรือไม่ด้วยการเอาคำตอบที่ได้นั้น (71.9197829087) แทนลงไปในโจทย์ แต่การจะให้เครื่องคำนวณตัวเลขยกกำลัง ที่เลขยกกำลังมีค่ามากนั้นมันไม่เหมาะสม ก็เลยต้องขอปรับแต่งโจทย์เป็น

ln(x^(x+2) - 6(9^(x+1))) - ln(3^4x) = 0

ถ้าแทนค่า x ลงไปทางด้านซ้ายของเครื่องหมาย "=" แล้วได้คำตอบเป็นศูนย์ ค่านั้นก็เป็นค่าที่ถูกต้อง

ทีนี้จะลองหาคำตอบด้วยคำสั่ง fzero ของโปรแกรม GNU Octave ดูบ้าง

format longe         กำหนดให้แสดงตัวเลขอย่างละเอียด

>> y = @(x) x^(x+2) - 6*9^(x+1) - 3^(4*x);      กำหนดฟังก์ชัน

>> root = fzero(y,2)          เริ่มหาจากจุด x = 2

error: fzero: zero point is not bracketed            อัลกอริทึมไม่สามารถหาคำตอบได้

error: called from

fzero at line 377 column 7

>> root = fzero(y,5)            ทดลองใหม่โดยเริ่มหาจากจุด x = 5

root = -2.495000000000000e+03         อัลกอริทึมให้คำตอบที่น่าสงสัย (-2495)

>> root = fzero(y,10)          ทดลองใหม่โดยเริ่มหาจากจุด x = 10

root = 7.191978290886503e+01      ได้คำตอบเดียวกับระเบียบวิธีทำซ้ำแบบสืบเนื่องที่เริ่มจาก x = 2

>> root = fzero(y,15)          ทดลองใหม่โดยเริ่มหาจากจุด x = 15

root = -7.350000000000000e+02     อัลกอริทึมให้คำตอบที่น่าสงสัย (-735)

>> root = fzero(y,20)         ทดลองใหม่โดยเริ่มหาจากจุด x = 20

root = -9.800000000000000e+02     อัลกอริทึมให้คำตอบที่น่าสงสัย (-930)

>> root = fzero(y,25)         ทดลองใหม่อีกโดยเริ่มหาจากจุด x = 25

root = 7.191978290886503e+01     ได้คำตอบเดียวกับระเบียบวิธีทำซ้ำแบบสืบเนื่องที่เริ่มจาก x = 2

>> root = fzero(y,30)         ทดลองใหม่อีกโดยเริ่มหาจากจุด x = 30

root = 7.191978290886503e+01     ได้คำตอบเดียวกับระเบียบวิธีทำซ้ำแบบสืบเนื่องที่เริ่มจาก x = 2

จะเห็นว่าคำตอบที่ได้นั้นขิ้นอยู่กับจุดเริ่มต้นของการคำนวณ คำถามก็คือค่าที่น่าสงสัย (บรรดาค่าที่เป็นจำนวน "เต็ม" ที่ติดลบมาก ๆ ตรงที่ทำสีแดงเอาไว้) นั้นเป็นคำตอบที่ถูกต้องด้วยหรือไม่

ถ้าพิจารณาจากรูปแบบของสมการแล้ว ตัวเลขใดก็ตาม (ไม่ว่าจะมีค่าเป็นบวกหรือลบ) ถ้ายกกำลังด้วยเลขที่เป็นจำนวน "เต็ม" ที่มีค่ามากและติดลบ เลขนั้นจะมีค่าเข้าหาศูนย์ (พึงสังเกตว่าค่าน่าสงสัยต่าง ๆ ที่โปรแกรมคำนวณได้นั้นคำตอบออกมาเป็นจำนวนเต็ม) ดังนั้นค่าที่ทำสีแดงเอาไว้จึงไม่ควรเป็นตำแหน่งที่กราฟตัดแกน x แต่เป็นตำแหน่งที่อัลกอริทึมพบว่าค่าของสมการนั้น "เข้าใกล้" ศูนย์ในระดับที่อัลกอริทึมยอมรับได้ (แบบเดียวกับกราฟ y = 1/x ที่ไม่เคยตัดแกน x แต่จะมีค่า x ที่ทำให้ค่า y นั้นเข้าใกล้ศูนย์ไม่ว่าจะเป็นในระดับเท่าใดก็ตามที่เราต้องการ)

โจทย์ข้อนี้ถ้าหาคำตอบด้วยระเบียบวิธีทำซ้ำแบบสืบเนื่องที่แสดงมาตอนแรก จะพบว่าถ้าเริ่มการคำนวณด้วยการใช้จุดเริ่มต้น x = 5, 15 หรือ 20 ก็จะได้คำตอบเป็น 71.91978291 เสมอ

ในขณะที่ในบ้านเราในเต็มไปมีกระแสให้การสอนนั้นเน้นไปที่การใช้ชุดคำสั่งสำเร็จรูป แต่โดยส่วนตัวเห็นว่าการมีความรู้พื้นฐานต่าง ๆ ที่อยู่เบื้องหลังชุดคำสั่งสำเร็จรูปนั้นเป็นสิ่งสำคัญกว่า เพราะมันทำให้เราเห็นข้อจำกัดในการทำงานของชุดคำสั่งสำเร็จรูปเหล่านั้น และเมื่อได้คำตอบมาแล้วก็ควรทำการตรวจสอบความถูกต้อง (หรือความสมเหตุสมผล) ของคำตอบที่ได้มานั้นด้วยก่อนที่จะนำเอาคำตอบนั้นไปใช้งาน

หมายเหตุ การใช้ฟังก์ชั้น fzero ของโปรแกรม GNU Octave เคยเขียนไว้ในบทความเรื่อง
๑. การคำนวณเชิงตัวเลข(๒๕)ตัวอย่างการแก้ปัญหาสมการพีชคณิตไม่เชิงเส้นด้วยFunction fzero ของGNU Octave (MOMemoir : Tuesday 4 February 2563) และ
๒. การคำนวณเชิงตัวเลข(๒๙)เปรียบเทียบการแก้ปัญหาสมการพีชคณิตไม่เชิงเส้นด้วยsolver ของGNU Octave (MOMemoir : Tuesday 3 March 2563)

ซึ่งได้แสดงให้เห็นถึงปัญหาการหาคำตอบขอบสมการพีชคณิตไม่เชิงเส้น

 

สถานีรถไฟมาบตาพุด MO Memoir : Saturday 12 July 2568

เขียนไปเขียนมาในที่สุดก็เริ่มต้นปีที่ ๑๘ ของการเขียนบันทึก

วันพุธที่ผ่านมาได้ไปตรวจเยี่ยมนิสิตฝึกงานที่นิคมอุตสาหกรรมาบตาพุด ช่วงระหว่างพักเที่ยงกะว่าจะขับรถไปชมทะเล แต่บังเอิญไปเห็นป้ายบอกทางไปสถานีรถไฟ ก็เลยเปลี่ยนใจไปถ่ายรูปสถานีรถไฟแทน

เส้นทางรถไฟจากฉะเชิงเทรามายังแหลมฉบังและท่าเรือสัตหีบไม่ใช่เส้นทางที่คิดสร้างขึ้นมาใหม่ แต่มันมีแผนการสร้างปรากฏตั้งแต่ปีพ.ศ. ๒๕๑๒ (ดูบทความเรื่อง "ถนนยุทธศาสตร์บางคล้า-สัตหีบ(ก่อนจะเลือนหายไปจากความทรงจำตอนที่ ๓๗)MO Memoir : Monday 25 February 2556") แต่กว่าจะได้สร้างจริงก็ต้องรอให้เกิดนิคมอุตสาหกรรมที่แหลมฉบังและมาบตาพุดในอีก ๒๐ ปีถัดมา เส้นทางที่น่าจะเป็นโครงการใหม่ควรจะเป็นเส้นจากสัตหีบมายังมาบตาพุด เพราะมาบตาพุดมันเกิดหลังจากการพบแก๊สธรรมชาติในอ่าวไทย

สถานีนี้ไม่มีรถไฟโดยสารวิ่งมา มีเฉพาะขบวนรถสินค้า เว้นแต่จะมีการเช่าเหมาเฉพาะ วิศวกรอาวุโสที่บริษัทหนึ่งที่ไปตรวจเยี่ยมนิสิตมาเล่าว่า ทางบริษัทเขาเคยจัดงานวันครอบครัว เช่าเหมารถไฟวิ่งจากมาบตาพุดไปยังหัวหิน ซึ่งนั่นก็หลายปีมาแล้ว

ช่วงปลายเดือนพฤษภาคมได้มีโอกาสไปเยือนท่าเรือน้ำลึกของบริษัท IRPC ได้มีโอกาสสนทนากับวิศวกรผู้ดูแลการขนถ่ายสินค้า (พวกของเหลวและแก๊ส) เกี่ยวกับปัญหาเวลามีฝนฟ้าคะนอง เขาก็เล่าให้ฟังว่าเนื่องจากท่าเรือของเขามันไม่มีอะไรมาบังคลื่นลม (ทางมาบตาพุดมีกำแพงกันคลื่น ส่วนสัตหีบและแหลมฉบังก็มีเกาะคอยบังเอาไว้ ดังนั้นเวลาคลื่นลมแรงก็ต้องหยุดขนถ่ายสินค้า แต่มันก็มีอีกอย่างหนึ่งที่ไม่เกี่ยวกับคลื่นลม นั่นก็คือฟ้าผ่า ถึงแม้ว่าบริเวณท่าเรือของเขามันจะมีการติดตั้งระบบสายล่อฟ้า แต่ก็ไม่สามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์ วันก่อนหน้าที่ทางผมได้ไปเยือนก็เพิ่งจะเกิดเรื่อง ทำให้คนงานของผู้รับเหมาบาดเจ็บไป ๑ ราย (ไม่ได้โดนฟ้าผ่าโดยตรง น่าจะเป็นบริเวณใกล้เคียง)

ฉบับเริ่มต้นปีที่ ๑๘ ก็คงขอจบเพียงแค่นี้

รูปที่ ๑ จุดสีแดงคือตัวอาคารสถานี ด้านซ้ายหรือทิศตะวันออกเป็นเส้นทางไปยังสถานีบ้างฉาง ส่วนทางด้านขวาหรือทิศตะวันออกเป็นเส้นทางไปยังสถานีท่าเรือมาบตาพุด

รูปที่ ๒ ป้ายบอกสถานีข้างเคียง บอกแต่ชื่อ ไม่บอกระยะทาง

รูปที่ ๓ มองไปทางทิศตะวันตกที่มาจากบ้านฉาง

รูปที่ ๔ ป้ายสุดชานชาลาด้านทิศตะวันตก

รูปที่ ๕ มองย้อนจากป้ายในรูปที่ ๔ ไปยังตัวอาคารสถานี มีขบวนรถตู้โดยสารจอดเทียบอยู

รูปที่ ๖ น่าจะเป็นตู้สำหรับพนักงานประจำขบวนรถ

รูปที่ ๗ อีกมุมหนึ่งของตู้รถในรูปที่ ๖

 

รูปที่ ๘ รูปนี้มองจากสถานีไปยังด้านทิศใต้ (ด้านทะเล) มีรถซ่อมบำรุงรางจอดอยู่ด้วย

 

รูปที่ ๙ มุมมองไปทางด้านทิศตะวันออก พักเที่ยงมีคนงานมานอนพักผ่อนเต็มไปหมด

 

รูปที่ ๑๐ สุดชานชาลาด้านทิศตะวันออก

 

รูปที่ ๑๑ จากสุดชานชาลาด้านทิศตะวันออกมองเฉียงลงไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้

 

รูปที่ ๑๒ ป้ายบอกให้หยุดที่สุดชานชาลาด้านทิศตะวันออก

 

รูปที่ ๑๓ มองย้อนกลับไปยังด้านทิศตะวันตก

 

รูปที่ ๑๔ ตัวอาคารที่ทำการสถานี

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๑๙) MO Memoir : Tuesday 8 July 2568

หมายเหตุ : เนื้อหาในบทความชุดนี้อิงจากมาตราฐาน API 2000 7th Edition, March 2014. Reaffirmed, April 2020 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจ ดังนั้นถ้าจะนำไปใช้งานจริงควรต้องตรวจสอบกับมาตรฐานฉบับล่าสุดที่ใช้ในช่วงเวลานั้นก่อน

ต่อไปขอเริ่มหัวข้อ A.3.3 ซึ่งเป็นเรื่องเกี่ยวกับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (รูปที่ ๑)

หัวข้อ A.3.3.1 กล่าวว่าควรนำเอาการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิมาร่วมพิจารณา ในการกำหนดความสามารถในการระบายในสภาวะปรกติ แหล่งหลักของการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเหล่านี้มีดังนี้

- การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอากาศ ที่ส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนกับส่วนที่เป็นไอ

- การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของของเหลวภายใน ที่ส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนกับส่วนที่เป็นไอ

ตรงนี้ขอขยายความเพิ่มเติม ความจุความร้อนของแก๊สหรือไอนั้นต่ำกว่าของเหลวมาก ด้วยปริมาณความร้อนที่ให้เท่ากัน ไอจะมีอุณหภูมิเพิ่มมากกว่าของเหลว และปริมาณไอหรือแก๊สก็เพิ่มตามอุณหภูมิด้วย ตัวอย่างเช่นถ้ามีถังที่มีของเหลงบรรจุอยู่และตั้งตากแดด ถ้าเราเอามือไปแตะผนังโลหะของถัง จะพบว่าผิวโลหะส่วนที่อยู่ใต้ระดับของเหลวนั้นจะเย็นกว่าผิวโลหะส่วนที่อยู่เหนือระดับผิวของเหลว การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอากาศจึงส่งผลต่อส่วนที่เป็นไอมากกว่า

ส่วนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของเหลวอาจเกิดจากการป้อนของเหลวที่มีอุณหภูมิแตกต่างไปจากของเหลวที่บรรจุอยู่ก่อนหน้าในถัง ในกรณีที่ป้อนของเหลวที่ร้อนกว่าเข้าไป ความร้อนจากของเหลวใหม่ที่ป้อนเข้าไปนอกจากจะทำให้ส่วนที่เป็นไอมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นแล้ว ก็ยังทำให้การระเหยของของเหลวที่บรรจุอยู่นั้นเพิ่มขึ้นด้วย

หัวข้อ A.3.3.2 กล่าวว่า สำหรับของเหลวทีเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมทั่วไป การถ่ายเทความร้อนให้กับส่วนที่เป็นไอนั้นไม่ได้รับการคาดหวังว่าจะก่อให้เกิดการควบแน่นของส่วนที่เป็นไอ โดยเฉพาะอยางยิ่งเมื่อปริมาตรที่ว่างของส่วนที่เป็นไอนั้นมีแก๊สที่ไม่ควบแน่นอยู่ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ การไม่มีการควบแน่นของไอในระหว่างการเย็นตัวลงเป็นข้อสมมุติที่สำคัญในการประยุกต์การใช้งานแนวปฏิบัติในภาคผนวกนี้

รูปที่ ๑ เริ่มต้นหัวข้อ A.3.3 ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

หัวข้อ A.3.3.3 (รูปที่ ๒) ในหลายกรณีด้วยกัน การเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมกระทันหันถือว่าเป็นกรณีควบคุมสำหรับการถ่ายเทความร้อนไปยังปริมาตรที่ว่างที่เป็นไอภายในถัง อัตราการเปลี่ยนแปลงปริมาตรจะมีค่ามากที่สุดที่ปริมาตรที่ว่างที่เป็นไอภายในถังมีค่ามากที่สุด และเป็นขณะที่อุณหภูมิการทำงานมีค่าสูงสุด ดังนั้นในการคำนวณจะพิจารณาว่าถังนั้นเป็นถังเปล่าและมีอุณหภูมิที่ค่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุด

ในย่อหน้านี้กล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศแวดล้อมกระทันหัน จากอากาศเย็นเปลี่ยนเป็นร้อนจัดกระทันหันมันไม่มีการเกิด แต่จากอากาศร้อนจัดเปลี่ยนเป็นเย็นกระทันหันนั้นมันเกิดได้ เช่นในวันที่ถังตากแดดมาทั้งวัน พอตอนเย็นก็มีพายุฝนเข้ามา น้ำฝนที่ตกลงมาก็ทำให้ปริมาตรที่ว่างที่เป็นไอภายในถังมีอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการหดตัวจะมีค่ามากที่สุดก็ต่อเมื่อถังนั้นเป็นถังเปล่า และอยู่ที่ค่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุด ในการออกแบบจึงให้ใช้เงื่อนไขนี้ในการคำนวณ

เป็นที่ยอมรับกันว่าในภาคตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา ถังเก็บสามารถเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดพายุฝนกระทันหันในวันที่อากาศร้อนและแดดจ้า ในการเกิดสภาวะสุญญากาศนั้นพบว่าส่วนหลังคาสามารถมีอุณหภูมิลดต่ำลงจากเดิมได้ถึง 33ºC (หรือ 60ºF) และส่วนผนังลำตัวสามารถเย็นตัวลงจากเดิมได้ถึง 17ºC (หรือ 30ºF) (หน่วยอุณหภูมิเคลวิน K และแรงคิน ºR คือหน่วยอุณหภูมิสัมบูรณ์ โดยช่วง 1 K = 1ºC และ 1ºR = 1ºF)

การถ่ายเทความร้อนจากที่ว่างส่วนที่เป็นไอไปยังพื้นผิวที่เย็นตัวลง (คือส่วนหลังคาและผนังลำตัว) ซึ่งถือได้ว่าเป็นพื้นผิวที่มีอุณหภูมิคงที่เนื่องจากสามารถคาดการณ์ได้ว่าน้ำฝนที่ตกลงมานั้นให้การหล่อเย็นที่เพียงพอบนพื้นผิวด้านนอกของถัง อาจพิจารณาได้ว่าการถ่ายเทความร้อนจากที่ว่างส่วนที่เป็นไอมีรูปแบบเป็นการพาความร้อนแบบอิสระ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเป็นตัวแปรที่สำคัญในการคำนวณ แต่ก็เป็นการยากที่จะทำนายค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนนี้ได้อย่างแม่นยำและถูกต้อง เนื่องจากการเลือกค่าสหสัมพันธ์ที่ใช้ในการระบุค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนนั้นขึ้นอยู่อย่างมากกับ ชนิดของไหล, รูปแบบทางกายภาพ และคราบต่าง ๆ บนผนังที่เกี่ยวข้อง

การหาการเย็นตัวลงของที่ว่างส่วนที่เป็นไออาจอิงจากอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงสุดหรืออัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงสุด ด้วยความไม่แน่นอนที่เป็นธรรมชาติของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนนี้ จึงไม่คาดว่าด้วยการใช้เงื่อนไขขอบเขตทั้งสองจะนำไปสู่ความไม่แน่นอนที่ไม่สามารถยอมรับได้เพิ่มเติมเข้ามา

รูปที่ ๒ เริ่มหัวข้อ A.3.3.3 (ยังมีต่อ)

อาจใช้ค่าอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงสุด 63 W/m² (20 Btu/h.ft²) เป็นเงื่อนไขค่าขอบเขต

อาจใช้ค่าอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงสุด 56 K/h (100ºR/h) เป็นเงื่อนไขค่าขอบเขต (เย็นตัวลง)

อัตราการเปลี่ยนแปลงปริมาตร (V dot) อันเป็นผลจากผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการ A.1, A.2 และ A.3 (รูปที่ ๓) โดยที่

V dot คืออัตราการเปลี่ยนแปลงปริมาตรในหน่วย m³/s (ft³/hr)

n คือจำนวนโมลเริ่มต้นในปริมาตรส่วนที่เป็นที่ว่างภายในถังในหน่วย kmol (lbmol) (กิโลโมลหรือปอนด์โมล)

R_g คือค่าคงที่ของแก๊สสัมบูรณ์ซึ่งมีค่า 8.3145 kPa.m³/kgmol.K (1545 ft.lbf/ºR.lbmol)

ในระบบ SI หน่วยของมวลคือกิโลกรัม kg และหน่วยของแรงคือนิวตัน N

ในระบบอังกฤษ หน่วยของมวลคือ pound mass (lbm) หน่วยของแรงคือ pound force (lbf)

รูปที่ ๓ หัวข้อ A.3.3.3 (ต่อ)

T คืออุณหภูมิในหน่วย ºC (หรือ ºF)

 คือเวลาในหน่วยวินาที (ชั่วโมง)

T₀ คืออุณหภูมิเริ่มต้น ซึ่งสมมุติให้มีค่า 48.9 ºC (หรือ 120 ºF)

∆T คือผลต่างอุณหภูมิสูงสุด คำนวณได้จาก T₀ - T_w

T_w คืออุณหภูมิของผนัง ซึ่งสมมุติให้มีค่า 15.6 ºC (หรือ 60 ºF)

h คือค่าสัมประสิทธิการถ่ายเทความร้อนในหน่วย W/m².K (Btu/h.ft².ºR)

A_exp คือพื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อน m² (ft²) (คือเฉพาะส่วนที่อยู่เหนือผิวของเหลว และต้องคำนึงถึงส่วนหลังคาด้วย)

C_p คือค่าความจุความร้อนโดยโมลที่ความดันคงที่ในหน่วย J/kgmol.K (Btu.lbmol.ºR)

V_tk คือปริมาตรของถังเก็บ m³ (ft³)

รูปที่ ๔ หัวข้อ A.3.3.3 (ต่อ)

ต่อไปเป็นรูปที่ ๔ สำหรับถังที่มีขนาดเล็กกว่า 3,180 m³ (20,000 bbl) ค่าความสามารถในการระบายที่ต้องมีอันเป็นผลจากการหดตัวเนื่องจากอุณหภูมิที่ลดต่ำลง ถูกจำกัดด้วยอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงสุดที่ 56 K/h (100 ºR/h) ของปริมาตรที่ว่างส่วนที่เป็นไอ ด้วยการใช้ค่าอุณหภูมิเริ่มต้น 48.9 ºC (120 ºF) จะได้ค่าความสามารถในการระบายมีค่าประมาณเท่ากับ 0.169 Nm³ ของอากาศต่อลูกบาศก์เมตร (มาจาก 1 SCFH ของอากาศต่อบาร์เรล) ของปริมาตรถังเปล่า

สำหรับถังที่มีปริมาตรเท่ากับหรือใหญ่กว่า 3,180 m³ (20,000 bbl) ค่าความสามารถในการระบายอันเป็นผลจากการหดตัวที่เกิดจากอุณหภูมิที่ลดต่ำลงถูกจำกัดด้วยอัตราการถ่ายเทความร้อน (h∆T) ที่ 63 W/m² (20 But/h.ft²) อัตราการระบายที่แสดงในตาราง A.3 และ A.4 (รูปที่ ๕ และ ๖) สำหรับถังที่มีปริมาตรมากกว่า 3180 m³ (20,000 bbl) ถูกระบุโดยเริ่มจากการคำนวณอัตราการระบายสำหรับถังที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่ได้แสดงไว้ อัตราการระบายสำหรับถังขนาด 30,000 m³ (180,000 bbl) ได้มาจากการสมมุติค่า พื้นที่ผิว 4,324 m² (45,000 ft²), อัตราการถ่ายเทความร้อน 63 W/m² (20 Btu/h.ft²), อุณหภูมิเริ่มต้น 48.9 ºC (120 ºF), และใช้ค่าคุณสมบัติของอากาศที่ความดันบรรยากาศเป็นตัวแทนแก๊สที่อยู่ในปริมาตรที่ว่างส่วนที่เป็นไอ ค่าความสามารถในการระบายที่คำนวณได้มีค่าประมาณเท่ากับ 0.61 m³/h ของอากาศต่อตารางเมตร (มาจาก 2 ft³/h ของอากาศต่อตารางฟุต) ของพื้นที่ผิวที่มีการถ่ายเทความร้อน สำหรับถังที่มีขนาดใหญ่ที่สุดนั้น ค่าความสามารถในการระบายนี้จะเทียบเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของปริมาตรที่ว่างส่วนที่เป็นไอที่ 28 K/h (50 ºR/h) อัตราการระบายของถังที่มีความจุระหว่าง 3,180 m² (20,000 bbl) และ 30,000 m² (180,000 bbl) จะประมาณโดยอิงจากค่าอัตราการระบายที่กำหนดโดยขนาดถังทั้งสองนี้

สำหรับถังที่มีขนาดใหญ่มากที่มีปริมาตรสูงเกินกว่า 30,000 m² (180,000 bbl) คาดวาอัตราการถ่ายเทความร้อนจะมีความซับซ้อนมากกว่าการประมาณอย่างง่ายที่แสดงไว้ในภาคผนวกนี้ ดังนั้นผู้ใช้ควรอ้างอิงไปยังเนื้อหาหลักของมาตรฐานนี้สำหรับเป็นแนวทางที่เหมาะสม

สภาพแวดล้อมของอากาศภายนอกที่นำมาใช้ในการคำนวณค่าที่แสดงในตารางข้างต้น จะสมมุติให้เป็นที่สภาวะมาตรฐานคือที่ 15.6 ºC และ 101.3 kPa (60 ºF และ 14.7 psia)

รูปที่ ๕ ตาราง A.3 (คำอธิบายเพิ่มเติมอยู่ตอนท้าย) ตารางนี้ใช้หน่วย SI

 

รูปที่ ๖ ตาราง A.4 (คำอธิบายเพิ่มเติมอยู่ตอนท้าย) ตารางนี้ใช้หน่วยอังกฤษ

คำอธิบายในตาราง A.3

^a การประมาณค่าในช่วงทำได้สำหรับถังที่มีความจุอยู่ในช่วงระหว่างค่าที่แสดงไว้ ภาคผนวกนี้ไม่ครอบคลุมถังที่มีความจุสูงเกินกว่า 30,000 m² แนวปฏิบัติในภาคอุตสาหกรรมคือการใช้ปริมาตรของเหลวสูงสุด (ปริมาตรที่ไม่รวมส่วนหลังคาถัง) ในการกำหนดอัตราการระบายอากาศเข้า/ออก ค่าต่าง ๆ ในแต่ละหลักไม่ได้มาจากการเปลี่ยนหน่วยจากค่าในตาราง A.4 แต่เป็นค่าที่ถูกเลือกให้ใกล้เคียงกับปริมาตรที่แสดงไว้ในตาราง A.4 แต่ค่าอัตราการระบายจะอิงจากการคำนวณโดยตรงโดยใช้ค่าปริมาตรที่เลือกมา

คือหน่วยที่ใช้ในสหรัฐอเมริกามาแต่เดิมหรือหน่วยระบบอังกฤษ แต่พอจะปรับตัวเลขต่าง ๆ ที่เป็นเลขลงตัวในระบบอังกฤษให้เป็นเลขในระบบเมตริกที่เท่ากัน ทำให้เลขในระบบเมตริกนั้นมีจุดทศนิยมปรากฏขึ้น (ที่เห็นชัดคือค่าอุณหภูมิ) แต่ในส่วนของปริมาตรถัง เมื่อเปลี่ยนตัวเลขที่เป็นเลขลงตัวในระบบอังกฤษมาเป็นค่าในระบบเมตริก เลขในระบบเมตริกที่ได้มันจะมีจุดทศนิยมเกิดขึ้น จึงมีการปรับตัวเลขปริมาตรให้เป็นเลขกลม ๆ (คือเลขลงตัวที่ลงท้ายด้วยศูนย์) ที่ใกล้เคียงกับค่าในระบบอังกฤษ จากนั้นจึงใช้ตัวเลขกลม ๆ ที่ได้จากการปรับนั้นไปทำการคำนวณค่าความสามารถในการระบายที่ต้องมี

^b ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับฐานที่ใช้ในการคำนวณเหล่านี้อิงจากหัวข้อ A.3.3

^c สำหรับของเหลวที่มีค่าจุดวาบไฟ 37.8C หรือสูงกว่า อัตราการระบายออกที่ต้องมีกำหนดให้เท่ากับ 60% ของค่าอัตราการระบายเข้าที่ต้องมี ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับฐานที่ใช้ในการคำนวณเหล่านี้อิงจากหัวข้อ A.3.3

^d สำหรับของเหลวที่มีค่าจุดวาบไฟต่ำกว่า 37.8C อัตราการระบายออกที่ต้องมีกำหนดให้เท่ากับค่าอัตราการระบายเข้าที่ต้องมี เพื่อยอมให้มีการระเหยกลายเป็นไอที่ผิวหน้าของเหลว และสำหรับไอภายในถังที่มีค่าความหนาแน่นจำเพาะที่สูงกว่า ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับฐานที่ใช้ในการคำนวณเหล่านี้อิงจากหัวข้อ A.3.3

คำอธิบายในตาราง A.4 นั้นเหมือนกับของตาราง A.3 ต่างกันเพียงแค่ใช้หน่วยระบบอังกฤษ

ต่อไปเป็นหัวข้อ A.3.3.4 (รูปที่ ๗) สำหรับการถ่ายเทความร้อนจากสภาพแวดล้อมภายนอกที่ส่งผลให้เกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในปริมาตรส่วนที่เป็นไอ อัตราการขยายตัวนี้คาดว่าจะต่ำกว่าอัตราการหดตัวมาก เนื่องจากการให้ความร้อนจากสภาพอากาสภายนอกนั้นไม่ได้เกิดขั้นอย่างรวดเร็ว ในกรณีเหล่านี้การเพิ่มอุณหภูมิของปริมาตรที่ว่างส่วนที่เป็นไอที่เกิดจากอุณหภูมิของเหลวนั้นจะให้ผลกระทบที่สูงกว่า อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จำเป็นสำหรับถังที่มีของเหลวเติมเต็มบางส่วน (ทำให้มันมีปริมาตรที่ว่างส่วนที่เป็นไอเยอะ) นอกจากนี้อุณหภูมิของเหลวที่เพิ่มสูงขึ้นยังส่งผลให้ของเหลวนั้นระเหยกลายเป็นไอได้บางส่วนถ้าของเหลวนั้นเป็นของเหลวที่ระเหยได้ง่าย

ในกรณีของของเหลวที่ไม่ได้ระเหยง่าย อาจประมาณให้อัตราการขยายตัวโดยปริมาตรมีค่าเท่ากับ 60% ของอัตราการหดตัวโดยปริมาตรที่เกิดจากการถ่ายเทความร้อนจากสภาพแวดล้อมภายนอก และให้มีค่าประมาณ 100% ของอัตราการหดตัวโดยปริมาตรในกรณีของของเหลวที่ระเหยได้ง่าย

ในการตั้งเกณฑ์ที่กล่าวมาข้างต้นนั้น เป็นที่รับรู้ว่าความต้องการสำหรับการระบายออกนั้นใช้เกณฑ์ที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม อย่างไรก็ตามสำหรับผู้ที่เป็นอนุรักษ์นิยมบางรายจะเชื่อว่าควรต้องนำเอาทั้งสภาพอากาศและผลิตภัณฑ์ที่ผิดปรกติเข้ามาร่วมการพิจารณา โดยเฉพาะพวกที่สามารถให้ไอระเหยที่สูงกว่าน้ำมันแก๊สโซลีน นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายสำหรับอุปกรณ์ระบายที่ใหญ่ขี้นนั้นมีค่าน้อยมากเมื่อเทียบกับราคาทั้งหมดของถังเก็บ แนวความคิดแบบอนุรักษ์นิยมนี้ยังเพิ่มขอบเขตความปลอดภัยถ้าอัตราการไหลเข้าของของเหลวนั้นสูงกว่าค่าที่ออกแบบเอาไว้ไม่มาก

สำหรับตอนนี้ก็คงจบเพียงแค่นี้

รูปที่ ๗ หัวข้อ A.3.3.4