รู้ทันนักวิจัย (๒๖) บน simulation ทุกอย่างเป็นได้หมด (ภาค ๕) MO Memoir : Sunday 3 December 2566

หลายปีที่แล้วช่วงปีใหม่ วิศวกรจากโรงแยกแก๊สรายหนึ่งแวะมาคุยกับผม และถามคำถามผมว่าจะเอาแก๊สมีเทนไปทำอะไรดีนอกจากเป็นเชื้อเพลิง (และ steam reforming ที่ต้องใช้อุณหภูมิสูง) โดยดูเหมือน่วาตัวเขาเองนั้นก็ได้ค้นคว้างานวิจัยว่าที่ผ่านมานั้นมีการทำอะไรกันมาแล้วบ้าง

ผมก็บอกเขาไปว่า อย่างแรกคือ "ให้โยนบทความที่เป็นงาน simulation ทิ้งไปก่อน"

เขาก็ตอบผมกลับมาเลยว่า "แล้วจะเหลืออะไรล่ะ อาจารย์"

กลางเดือนที่แล้วได้ไปนั่งฟังนิสิตปริญญาเอกบรรยายในวิชาสัมมนา เขาก็เอาบทความของเขาที่ "ตีพิมพ์ไปแล้ว" มาบรรยายให้ฟัง งานของเขาเป็นงานที่เกี่ยวข้องกับการดักจับเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก "Flue gas" เพื่อไปผลิตเป็นสารเคมีที่มีมูลค่าสูงขึ้น

ที่ผมสะกิดใจคือแก๊สที่เป็นแหล่งที่มาของคาร์บอนไดออกไซด์คือแก๊สอะไร เขาก็บอกว่าเป็น "Flue gas" (แก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง)

ก็เลยถามต่อว่าแล้วเขาแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาด้วยวิธีใด เขาก็บอกว่าใช้การดูดชับด้วย zeolite 13X

ก็เลยถามต่อไปอีกว่า แล้วดึงเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก zeolite 13X ด้วยวิธีใด เขาก็บอกว่าใช้ concentration gradient (ความแตกต่างของความเข้มข้น) ด้วยการเอาแก๊สมีเทนเข้าไป purge ไล่คาร์บอนไดออกไซด์ที่ zeolite 13X ดูดซับเอาไว้ออกมา เพราะวิธีนี้เป็นวิธีที่ประหยัดพลังงาน เพราะไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนหรือการลดความดันช่วย

ผมก็ถามเขาต่อว่าแล้วใน "Flue gas" ของคุณประกอบด้วยแก๊สอะไรบ้าง เขาก็บอกว่าประกอบด้วย ไนโตรเจน, ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์

"แล้ว "น้ำ" ล่ะ" ผมถามต่อ เขาก็ตอบกลับมาว่า "ไม่มี"

รูปที่ ๑ แผนผังกระบวนการที่นำเสนอและคำบรรยายกระบวนการ

จะว่าไปอากาศที่ส่งเข้าไปเพื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้น มันก็มีความชื้นปนอยู่เล็กน้อย และตัวเชื้อเพลิงฟอสซิลเองนั้นก็มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบอยู่ ส่วนจะมีมากน้อยแค่ไหนนั้นก็ขึ้นอยู่กับว่าเชื้อเพลิงนั้นคืออะไร ถ้าเป็นพวกแก๊สธรรมชาติ, ไฮโดรคาร์บอน หรือชีวมวล ก็จะมีมากหน่อย ถ้าเป็นพวกถ่านหินก็ขึ้นอยู่กับเกรด แต่ที่แน่ ๆ ก็คือมันจะมีน้ำปนอยู่เสมอ และก็ไม่แปลกถ้าจะมีพวกสารประกอบกำมะถันปนอยู่ด้วย

สิ่งที่ผมบอกเขาไปก็คือ องค์ประกอบของ flue gas ที่เขาใช้นั้น มันไม่ตรงกับความเป็นจริงที่มันจะมีน้ำปนอยู่เสมอ และน้ำที่ปนอยู่นั้นมันจะจับกับ zeolite 13X ไว้แน่น ไม่หลุดออกมาง่าย ๆ อย่างที่เขาคิดหรอก จากประสบการณ์ของผมเองที่วิเคราะห์แก๊สตัวอย่างที่มีไอน้ำปนด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟและใช้คอลัมน์ที่บรรจุ zeolite เอาไว้ ช่วงแรก ๆ คอลัมน์จะทำงานได้ดี แต่เมื่อมันดูดซับเอาน้ำไว้มากขึ้น มันจะเริ่มไม่ทำงาน (คือไม่สามารถแยกสารได้) ทำให้จำเป็นต้องไล่น้ำที่ค้างอยู่ในคอลัมน์ออก และวิธีการที่ใช้ก็คือใช้อุณหภูมิสูง (ระดับ 230-240ºC) ทิ้งไว้เป็นเวลานาน (เรียกว่าข้ามวันก็ได้) จึงจะไล่น้ำออกจากคอลัมน์ได้หมด

จริงอยู่แม้ว่าในแผนผังกระบวนการของเขาจะมี Cooler อยู่ทางด้านขาออกของเครื่องคอมเพรสเซอร์ แต่มันจะดึงไอน้ำออกได้เหลือเพียงแค่ไม่เกินความดันไออิ่มตัวของไอน้ำที่อุณหภูมิด้านขาออก ดังนั้นแก๊สด้านขาออกของ Cooler ก็ยังคงมีความชื้นปนด้วยอยู่ดี

ดังนั้นในความเป็นจริง (ถ้ามีการทดลองทำจริง) พอใช้งานไปสักพักกระบวนการนี้มันจะไม่ทำงาน คือแม้ว่าในช่วงแรกมันจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์เอาไว้จนอิ่มตัว และการผ่านแก๊สมีเทนเข้าไปแทน Flue gas จะดึงเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาได้ แต่พอใช้งานไปจน zeolite ดูดซับไอน้ำเอาไว้จนอิ่มตัว มันจะไม่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์อีกต่อไป คือไม่สามารถทำการแยกเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก Flue gas ได้ เว้นแต่จะมีการไล่น้ำออก

รูปที่ ๒ ผลการทดลองการดูดซับและคายซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วย zeolite 13X โดยแก๊สที่ใช้ในการทดลองนั้นไม่มีไอน้ำปนอยู่ การทดลองเป็นการใช้สารดูดซับตัวเดิมทำซ้ำ 5 รอบ

รูปที่ ๓ ผลการทดลองการดูดซับและคายซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วย zeolite 13X ในแก๊สที่มีน้ำปน (CO₂ 48% น้ำ 2.5%) การทดลองเป็นการใช้สารดูดซับตัวเดิมทำซ้ำ 5 รอบ

รูปที่ ๒ และ ๓ นำมาจากเอกสารของบริษัท micromeritics เป็นการทดลองใช้ zeolite 13X บรรจุในเบดนิ่งดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากแก๊สผสม โดยทำการดูดซับจนกระทั่งเบดอิ่มตัว จากนั้นก็ทำการไล่คาร์บอนไดออกไซด์ออกและทำการดูดซับใหม่ รูปที่ ๒ เป็นการทดลองด้วยแก๊สที่ไม่มีน้ำปน จะเห็นว่าผลการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์นั้นทำซ้ำได้ดี แต่พอมีน้ำปน (รูปที่ ๓) ปรากฏว่าความสามารถในการดูดซับน้ำลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว แม้ว่าความเข้มข้นของไอน้ำในแก๊สน้ำเป็นเพียงแค่ความเข้มข้นอิ่มตัวที่อุณหภูมิ 30ºC เท่านั้นเอง นั่นเป็นเพราะว่า zeolite 13X จับน้ำเอาไว้แน่น ไม่สามารถไล่ได้ด้วยการผ่านแก๊สที่ไม่มีไอน้ำบน (แก๊สแห้ง แต่ไม่ร้อน) เมื่อใช้ซ้ำไปเรื่อย ๆ น้ำจะเข้าไปสะสมในรูพรุนจนทำให้พื้นที่ผิวรูพรุนที่จะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์นั้นลดต่ำลงเรื่อย ๆ เมื่อใช้ซ้ำ

เอกสารของบริษัท BASF (รูปที่ ๔) และบทความที่มีการกล่าวถึงอุณหภูมิที่ต้องใช้ในการไล่น้ำออกจาก zeolite 13X (รูปที่ ๕) ก็บอกไว้ชัดเจนว่าต้องใช้อุณหภูมิในช่วงประมาณ 200-300ºC ดังนั้นถ้าใช้ zeolite 13X ในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก flue gas (ที่มีไอน้ำปนอยู่ด้วยเสมอ) จนมันดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จนอิ่มตัว การเอาแก๊สมีเทน (ที่ไม่ร้อน) ไหลผ่านเบด concentration gradient ที่มีนั้นจะดึงเอาเฉพาะคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาได้เท่านั้น โดยน้ำจะยังตกค้างอยู่บนพื้นผิว zeolite 13X ทำให้พื้นผิวที่สามารถทำการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้เมื่อนำ zeolite 13X มาใช้งานซ้ำนั้นลดต่ำลง และจะเป็นอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งมันไม่สามารถทำการแยกคาร์บอนไดออกไซด์ได้ (คือองค์ประกอบของแก๊สที่ไหลเข้าเหมือนกับของแก๊สที่ไหลออก

โดยความเห็นส่วนตัวรู้สึกว่า งานนี้เป็นเหมือนบทความของผู้ที่ไม่มีประสบการณ์ทำการทดลอง และได้รับการประเมินด้วยผู้ไม่มีประสบการณ์ในการทำการทดลองเช่นกัน

รูปที่ ๔ เอกสารของบริษัท BASF เกี่ยวกับคุณสมบัติของ zeolite 13X เอกสารนี้ระบุชัดเจนว่าถ้าต้องการไล่น้ำออกต้องใช้แก๊สที่มีอุณหภูมิสูงระดับ 200-300ºC

รูปที่ ๕ บทความวิจัยที่มีการกล่าวถึงการไล่น้ำออกจาก zeolite 13X ในบทความนี้กล่าวว่าถ้าต้องการไล่น้ำออกต้องใช้แก๊สที่มีอุณหภูมิสูงระดับ 250-300ºC

การคำนวณเชิงตัวเลข (๓๙) ข้อพึงระวังในการใช้ฟังก์ชันพหุนามในการประมาณค่าในช่วง (๓) MO Memoir : Thursday 24 August 2566

ในงานวิศวกรรม บ่อยครั้งที่เรามีข้อมูลอยู่ในรูปของจุดข้อมูล (x,y) แต่เราต้องการใช้ข้อมูล (y) ณ ตำแหน่ง x ที่อยู่ระหว่างจุดข้อมูล (x,y) ที่เรามีอยู่ การหาค่า y ณ ตำแหน่งดังกล่าวสามารถหาได้ด้วยการใช้เทคนิคการประมาณค่าในช่วง (interpolation) ที่ปัจจุบันสามารถทำได้ด้วยการใช้โปรแกรมสำเร็จรูปต่าง ๆ วาดกราฟแล้วอ่านค่า (ถ้าไม่ต้องการละเอียดมาก) หรือสร้างฟังก์ชันสำหรับคำนวณค่าที่พิกัด x ต่าง ๆ ขึ้นมาก (ทำฟรีแบบออนไลน์ก็ได้)

รูปที่ ๑ กราฟอุณหภูมิและความหนาแน่นของ CO₂ ที่ความดัน 200 bar.a เขียนด้วยโปรแกรม spread sheet ของ OpenOffice 4.1.14 โดยเลือกชนิดกราฟเป็น x-y scatter และให้ลากเชื่อมต่อจุดด้วยเส้นเรียบ โดยตั้งคุณสมบัติของเส้นเป็น ค่า Default ของโปรแกรม (Cubic spline ความละเอียด 20) ในการลากเส้นเชื่อมจุด จะเห็นว่าในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 90-500ºC เส้นไม่ค่อยจะราบเรียบเท่าใดนัก ข้อมูลนำมาจากเอกสาร "Properties of Carbon Dioxide" ของ Ihre Messer Group GmbH

สิ่งสำคัญเมื่อได้ค่า y ณ ตำแหน่งที่ต้องการมาแล้ว เราจะมั่นใจได้อย่างไรว่าค่าที่ได้มานั้นมีความน่าเชื่อถือในระดับไหน เพราะจะว่าไปด้วยการเปลี่ยนวิธีการสร้างกราฟหรือเลือกจุดที่ใช้ในการสร้างฟังก์ชันประมาณค่าในช่วง ก็มีสิทธิ์ที่จะได้ผลออกมาแตกต่างกันมากได้ และนี่คือหัวข้อที่นำมาเล่าในวันนี้ โดยขอยกตัวอย่างกรณีความหนาแน่นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ที่ความดัน 200 bar.a โดยจะคำนวณหาค่าที่อุณหภูมิ 120ºC จากจุดข้อมูลที่มีอยู่คือ 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400 และ 500ºC

เริ่มจากการนำเอาข้อมูลมาวาดกราฟด้วยโปรแกรม spread sheet ของ OpenOffice 4.1.14 โดยเลือกกราฟชนิด x-y scatter และให้ลากเส้นเรียบเชื่อมต่อจุดด้วยการใช้ค่า default ของโปรแกรม (แบบที่คนส่วนใหญ่ชอบทำกันโดยอาจไม่รู้ว่ามันปรับแต่งได้) ผลที่ได้แสดงไว้ในรูปที่ ๑ จะเห็นว่าเส้นกราฟที่ได้มีปัญหาตรงช่วงที่ระยะหว่างระหว่างจุดมีการเพิ่มขึ้นมากกระทันหัน (90, 100 และ 200ºC) และในช่วงอุณหภูมิสูงนั้นกราฟมีลักษณะเป็นลูกคลื่น

ทีนี้ด้วยข้อมูลชุดเดิม แต่ปรับชนิดของเส้นที่ใช้ลากเชื่อมต่อจุด ผลที่ได้แสดงไว้ในรูปที่ ๒ ซึ่งจะมองเห็นได้ว่าลักษณะเส้นกราฟนั้นมีความสมเหตุสมผลมากกว่า คือลาดลงอย่างเดียว ความขันของเส้นกราฟมีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางเดียว คือตั้งชันในช่วงอุณหภูมิต่ำและลดลงในช่วงอุณหภูมิสูง โดยไม่มีลักษณะเป็นลูกคลื่น แม้ว่าทั้งสองแบบจะให้ค่าความหนาแน่นที่อุณหภูมิ 120ºC ใกล้เคียงกัน (425 กับ 420 kg/m³)

รูปที่ ๒ ข้อมูลชุดเดียวกันกับรูปที่ ๑ แต่ใช้ B-Spline ความละเอียดเท่ากับ 20 ลำดับขั้นพหุนามเท่ากับ 3 จะเห็นว่าเส้นมีความโค้งที่ราบเรียบกว่า

แต่ถ้าต้องการค่าแบบละเอียดหรือนำไปเขียนโปรแกรมเพื่อคำนวณค่าความหนาแน่นที่อุณหภูมิต่าง ๆ ก็ควรต้องหาค่าพารามิเตอร์ของฟังก์ชันที่ใช้ประมาณค่า แต่คำถามก็คือควรใช้จุดใดบ้างในการสร้างฟังก์ชันประมาณค่า รูปที่ ๓ แสดงการสร้างฟังก์ชันพหุนามกำลัง 2 สำหรับคำนวณค่าความหนาแน่นที่อุณหภูมิต่าง ๆ กัน โดยเส้นส้มนั้นใช้ข้อมูลที่อุณหภูมิ 90, 100 และ 200ºC ส่วนเส้นสีเขียวนั้นใช้ข้อมูลที่อุณหภูมิ 100, 200 และ 300ºC ฟังก์ชันของทั้งสองเส้นเป็นดังนี้

เส้นสีส้ม y = 0.0271836x^2 - 10.3908x + 1249.26

เส้นสีเขียว y = 0.0078408x^2 - 4.58794x + 862.408

จะเห็นว่าในช่วงอุณหภูมิ 100-200ºC ค่าที่ได้จากการเลือกใช้จุดที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกันอยู่มาก โดยเฉพาะในกรณีของช่วงอุณหภูมิ 183- 200ºC นั้น เส้นสีส้มจะให้ค่าความหนาแน่นที่ต่ำกว่าที่อุณหภูมิ 200ºC ซึ่งไม่ถูกต้อง ส่วนค่าความหนาแน่นที่อุณหภูมิ 120ºC เส้นสีส้มให้ค่าไว้ที่ประมาณ 394 kg/m³ ในขณะที่เส้นสีเขียวให้ค่าประมาณ 425 kg/m³

ด้วยเหตุนี้เวลาสอนนิสิตในเรื่องการประมาณค่าในช่วง จึงบอกกับนิสิตเสมอว่า การคำนวณนั้นมันไม่ได้จบที่แค่ได้ตัวเลข แต่มันต้องทดสอบด้วยว่าตัวเลขที่ได้มานั้นมันน่าเชื่อถือแค่ไหน การทดสอบง่าย ๆ ทำได้ด้วยการพิจารณาภาพรวมการเปลี่ยนแปลงค่าฟังก์ชัน (แบบรูปที่ ๑ และ ๒) หรือลองเลือกใช้จุด (ตำแหน่งและ/หรือจำนวน) ที่แตกต่างกันในการสร้างฟังก์ชันประมาณค่าในช่วง ทำการคำนวณค่า y ณ ตำแหน่ง x ที่ต้องการ แล้วตรวจสอบว่าค่าที่ได้จากฟังก์ชันประมาณค่าที่แตกต่างกันนั้นให้ค่าที่แตกต่างกันมากหรือไม่

รูปที่ ๓ การคำนวณด้วยการใช้ฟังก์ชันพหุนามกำลัง 2 ในการประมาณค่าความหนาแน่นในช่วงอุณหภูมิ 100-200ºC เส้นสีส้มได้จากการใช้ข้อมูลที่อุณหภูมิ 90, 100 และ 200ºC ในการสร้างฟังก์ชัน เส้นเขียวได้จากการใช้ข้อมูลที่อุณหภูมิ 100, 200 และ 300ºC ในการสร้างฟังก์ชัน

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 (T_c) 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

Triple block valve ยังเอาไม่อยู่ MO Memoir : Sunday 3 March 2562

"People should have to take a class on this information before they receive their undergraduate degrees in engineering. Nobody really tell us this stuff." - A message from a chemical engineering student who found What Went Wrong? in a library

ข้อความข้างต้นเป็นข้อความเกริ่นนำ Chapter 1 Maintenance ในหนังสือ Still Going Wrong! ที่เขียนโดย Prof. Trevor A. Kletz ที่เป็นผู้เขียนหนังสือ What Went Wrong? เช่นกัน หนังสือที่เขียนโดย Prof. Kletz นั้นใช้ไวยากรณ์ภาษาอังกฤษที่เรียบง่าย ตรงไปตรงมา แต่สำหรับผู้อ่านคนไทยที่ไม่มีประสบการณ์กับของจริงบ้าง แม้ว่าจะมีพื้นฐานไวยากรณ์ภาษาอังกฤษที่ดีก็อาจจะอ่านไม่รู้เรื่องเลยว่าเขากำลังกล่าวถึงอะไร เพราะศัพท์เทคนิคต่าง ๆ ที่ใช้นั้นต่างเป็นศัพท์เทคนิคในการทำงานภาคปฏิบัติ (ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์หรือวิธีการทำงาน) ซึ่งจำนวนมากเป็นศัพท์ที่ไม่มีปรากฏในตำราเรียนหรือบทความวิชาการทั่วไป

รูปที่ ๑ หนังสือ "Still Going Wrong!" ที่เอามาเป็นต้นเรื่องในวันนี้คือเล่มกลาง

ใน Memoir ฉบับวันศุกร์ที่ผ่านมาผมได้เกริ่นถึงความเห็นเกี่ยวกับการทำ isolation (ระบบหรืออุปกรณ์) ที่เกิดขึ้นจากการสนทนากับวิศวรายหนึ่ง มาวันนี้ก็เลยขอยกตัวอย่างหนึ่งจาก Chapter 12 Leaks ของหนังสือ Still Going Wrong! มาเล่าสู่กันฟัง แต่ก่อนอื่นเพื่อเป็นการปูพื้นฐานสำหรับบางคน จะขอขยายความคำว่า "isolation" ก่อน
 

คำว่า "การทำ isolation" หรือ "isolate ระบบ" ที่ภาษาบ้านเราเรียกกันนั้นหมายถึงการแยกโดดเดี่ยวระบบหรืออุปกรณ์จากกระบวนการที่มันเชื่อมต่ออยู่ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อไม่ให้มีการถ่ายเท process fluid จากกระบวนการเข้าสู่ระบบหรืออุปกรณ์ที่ต้องการทำ isolation
 

เช่นถ้าเราต้องการถอดปั๊มออกไปซ่อม การทำ isolation ปั๊มก็คือการปิดกั้นเส้นทางการไหลทุกเส้นทางที่เชื่อมต่อกับตัวปั๊ม (ซึ่งครอบคลุมไปถึงการตัดระบบไฟฟ้าด้วย) เพื่อให้มันใจว่าเมื่อถอดปั๊มออกไปแล้วจะต้องไม่มีการรั่วไหลของ process fluid ออกมานอกระบบ หรือถ้าเราต้องการเข้าไปตรวจสอบภายใน vessel สักใบหนึ่ง การทำ isolation vessel นั้นก็คือการทำให้มั่นใจว่าจะไม่มีการรั่วไหลของ process fluid เข้าไปใน vessel นั้นในขณะที่คนกำลังทำงานอยู่ข้างใน
 

วิธีการทำ isolation มีหลายแบบ การเลือกวิธีการใดนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น ชนิดของ process fluid ว่าอันตรายแค่ไหนในรูปแบบใด (เข่น ไวไฟ เป็นพิษ กัดกร่อน) อุณหภูมิและความดัน วัตถุประสงค์ของการทำ isolation (เช่นถอดอุปกรณ์ไปซ่อม หรือต้องเข้าไปทำงานข้างใน) ฯลฯ

รูปที่ ๒ รูปแบบการทำ Isolation อุปกรณ์ต่าง ๆ จาก HSG 253 The safe isolation of plant and equipment
 

รูปที่ ๒ เป็นรูปแบบการทำ isolation รูปแบบต่าง ๆ ที่นำมาจากหน้า ๒๖ ของเอกสาร HSG 253 The safe isolation of plant and equipment (ดาวน์โหลดฟรีได้ที่ http://www.hse.gov.uk/pubns/books/hsg253.htm) ที่ได้ทำการแบ่งรูปแบบการทำ isolation ออกเป็น ๓ รูปแบบที่ขอเรียกว่าแบบ "ตามความเสี่ยง" ก็แล้วกัน โดยในที่นี้จะขอขยายความแต่ละรูปแบบพอสังเขปเพื่อให้เห็นภาพ
 

รูปแบบที่ III Non-proved isolation หรือรูปแบบที่ไม่ได้รับการรับรอง รูปแบบนี้ใช้เพียงแค่วาล์วเพียงอย่างเดียวในการปิดกั้น process fluid จากระบบ แม้ว่าจะมีการใช้ block valve สองตัวต่ออนุกรมกันก็ไม่รับประกันความปลอดภัย เรียกว่าเป็นรูปแบบที่มีความเสี่ยงสูงสุดก็ได้และในทางปฏิบัติก็ไม่แนะนำให้ใช้วิธีการเช่นนี้ (และผู้ออกแบบระบบท่อก็ต้องไม่ออกแบบโดยคาดหวังให้ผู้ปฏิบัติงานใช้วิธีการทำงานแบบนี้ด้วย)
 

รูปแบบที่ II Proved isolation หรือรูปแบบที่ได้รับการรับรอง รูปแบบนี้มีการติตดั้งวาล์วระบายที่เรียกชื่อกลาง ๆ ว่า bleed valve (ซึ่งก็คือ drain valve ในกรณีที่ process fluid เป็นของเหลวหรือ vent valve ในกรณีที่ process fluid เป็นแก๊ส) และมีการติดตั้งอุปกรณ์วัดความดันเพื่อตรวจสอบการรั่วไหลของ process fluid แต่แม้ว่าจะใช้แบบ Double Block and Bleed (DBB) ก็ใช่ว่าจะไว้วางใจได้ 100% เพราะมันก็เคยมีกรณีตัวอย่างที่ bleed line นั้นมีขนาดเล็กเกินไป ทำให้ process fluid ที่รั่วผ่าน block valve ตัวแรกสะสมจนทำให้ความดันสูงพอที่จะทำให้ process fluid รั่วผ่าน block valve ตัวที่สองเข้าไปทางฟาก equipment ได้
 

อุปกรณ์วัดความดันตัวที่อยู่ระหว่าง block valve สองตัวเนี่ยผมก็ไม่ติดใจอะไร เพราะถ้ามี process fluid รั่วออกมามันก็น่าจะเห็นความดันเพิ่มขึ้นได้ แต่ที่สงสัยคือตัวที่อยู่ระหว่าง block valve ตัวหลังกับ equipment ซึ่งถ้าเป็นกรณีที่เป็นการ isolate equipment โดยที่ไม่มีการถอดเอา equipment ออกก็พอจะเข้าใจว่าถ้ามีการรั่วผ่าน block valve ตัวที่สองเข้าไปสะสมใน equipment ก็มีสิทธิที่จะเห็นความดันเพิ่มขึ้นได้ แต่ถ้าเป็น equipment ที่เปิดออกสู่บรรยากาศ (เช่น vessel ที่คนจะเข้าไปตรวจ) ผมสงสัยว่ามันจะมีประโยชน์หรือ
 

รูปแบบที่ I Positive isolation เป็นรูปแบบที่ให้ความมั่นใจสูงสุดว่าจะไม่มีการรั่วไหลไปยัง equipment รูปแบบนี้ใช้การถอดท่อออกเลย (คือไม่มี physical connection) หรือใช้การแทรก slip plate เข้าไปทางด้านหลัง block valve (ส่วนที่ว่าจะมี block valve เพียงตัวเดียวหรือสองตัวคงขึ้นอยู่กับอันตรายของ process fluid) แต่ทั้งนี้ถ้าเป็นการถอดท่อออกก็ต้องปิดปลายท่อด้าน process fluid ด้วย blind flange ให้ดีด้วย คือ blind flange ต้องสามารถรับความดันด้าน process ได้โดยไม่เกิดการรั่วไหลของ process fluid และถ้าใส่ slip plate ก็ต้องมั่นใจด้วยว่าตัว slip plate สามารถรับความดันและทนต่อการกัดกร่อนของ process fluid ได้

รูปที่ ๓ แผนผังระบบที่เกิดปัญหา วาดขึ้นใหม่โดยอิงจากรูปที่ 12.1 ในหนังสือ Still Going Wrong!
 

กรณีสุด ๆ กรณีหนึ่งที่แสดงให้เห็นถึงความเอาแน่เอานอนไม่ได้ของวาล์วในการป้องกันการรั่วไหลเห็นจะได้แก่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Hunterston ประเทศอังกฤษ โรงไฟฟ้าดังกล่าวเป็นชนิด Advanced Gas-cooled Reactor หรือที่ย่อว่า AGR จุดเด่นของเตาปฏิกรณ์ชนิดนี้เห็นจะได้แก่การที่สามารรถผลิตไอน้ำอุณหภูมิในระดับเดียวกันกับไอน้ำที่ผลิตจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล ทำให้ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าสูงตามไปด้วย 
  

(คือในทางทฤษฏี ประสิทธิภาพของวัฏจักรกำลังขึ้นอยู่กับผลต่างอุณหภูมิระหว่างแหล่งความร้อนและแหล่งรับความร้อน เนื่องจากแหล่งรับความร้อนมักจะเป็นน้ำหล่อเย็นที่มีอุณหภูมิตามสภาพอากาศ ดังนั้นจึงเหลือตัวแปรให้เล่นเพียงตัวเดียวคืออุณหภูมิของแหล่งความร้อน ถ้าผลต่างอุณหภูมินี้ยิ่งมาก ประสิทธิภาพก็จะสูงมากตามไปด้วย)

เตาปฏิกรณ์ชนิดนี้ใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เป็นตัวรับความร้อนจากแท่งเฃื้อเพลิงเพื่อนำไปผลิตไอน้ำอีกที คาร์บอนไดออกไซด์นั้นจะส่งมาทางรถบรรทุกที่มาถ่ายลงถังพัก ในการถ่ายของเหลวจากถังใบหนึ่งไปยังถังอีกใบหนึ่งในระบบปิดเช่นนี้นั้น จำเป็นต้องมีการปรับความดันเหนือผิวของเหลวในถังที่รับของเหลวไม่ให้เพิ่มขึ้นเพราะไม่เช่นนั้นจะไม่สามารถส่งของเหลวเข้าไปได้หรืออาจทำให้ตัวถังเก็บของเหลวได้รับความเสียหายได้ วิธีการหนึ่งที่ใช้กันก็คือการจัดให้มี pressure balancing line ระหว่างถังที่ถ่ายของเหลวและถังที่รองรับของเหลว โดยท่อนี้จะเชื่อมต่อระหว่างส่วนที่เป็นไอในถังจ่ายของเหลวกับถังที่รองรับของเหลว (รูปที่ ๓) กล่าวคือเมื่อของเหลวถูกสูบจากถังจ่ายไปยังถังรับ ปริมาตรที่ว่างของส่วนที่เป็นไอในถังจ่ายจะเพิ่มขึ้นในขณะที่ปริมาตรที่ว่างส่วนที่เป็นไอในถังรับจะลดลง ท่อ pressure balancing line จะทำหน้าที่เป็นเส้นทางให้ส่วนที่เป็นไอในถังรับไหลเข้าไปยังส่วนที่เป็นไอในถังจ่าย เป็นการป้องกันไม่ให้ความดันในถังรับเพิ่มสูงขึ้นและความดันในถังจ่ายลดต่ำลง
 

คาร์บอนไดออกไซด์ส่วนที่เป็นของเหลวในถังพักจะถูกปั๊มสูบจ่ายไปใช้งานยังเครื่องปฏิกรณ์ แต่ในขณะเดียวกันบริเวณส่วนที่เป็นไอในถังพักก็จะมีท่อต่อไปยังเครื่องปฏิกรณ์เช่นกันเพื่อไว้สำหรับใช้ไล่แก๊สในเครื่องปฏิกรณ์ก่อนทำการซ่อมบำรุงและไล่อากาศออก กล่าวคือการไหลควรเป็นการไหลจากถังพักไปยังเครื่องปฏิกรณ์ และเพื่อป้องกันไม่ให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปนเปื้อนสารกัมมันตภาพรังสีรั่วไหลย้อนกลับมายังถังพักได้ จึงได้มีการติดตั้ง block valve ต่ออนุกรมกันจำนวน ๓ ตัว (วาล์วสีแดงในรูปที่ ๓)
 

ในช่วงประมาณเดือนกุมภาพันธ์ค.ศ. ๑๙๙๗ (พ.ศ. ๒๕๔๐) มีการตรวจพบว่าบริเวณวาล์วดังกล่าวมีกัมมันตภาพรังสีสูงผิดปรกติ จึงได้มีการตรวจสอบและพบว่า block valve ทั้ง ๓ ตัวนั้นรั่ว ทำให้มีแก๊สปนเปื้อนสารกัมมันตภาพรังสีบางส่วนไหลเข้าไปปนเปื้อนในถังพัก และเมื่อมีรถบรรทุกมาส่งแก๊สให้กับถังพัก สารกัมมันตภาพรังสีดังกล่าวก็ติดกลับไปกับรถผ่านทาง pressure balancing line และที่สำคัญก็คือรถบรรทุกที่นำแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์มาส่งนั้น ก็นำแก๊สไปส่งให้กับอุตสาหกรรมอาหารด้วย ทำให้เกิดความกังวลว่าจะมีอาหารปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสีจนต้องมีการเรียกแก๊สกลับคืน
 

เรื่องการเชื่อใจวาล์วเพียงอย่างเดียวในการปิดกั้นการไหลอย่างสมบูรณ์ไม่ได้นั้นเป็นที่ทราบกันทั่วไปมานานแล้วในอุตสาหกรรมเคมี แต่ที่แปลกก็คือทำไมคนในอุตสาหกรรมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงปล่อยให้เรื่องเช่นนี้เกิดขึ้น ประเด็นนี้ Prof. Kletz กล่าวไว้ในหนังสือว่าน่าจะเป็นเพราะผู้ที่ทำงานในอุตสกรรมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้นเชื่อว่าปัญหาของพวกเขาเป็นปัญหาแบบพิเศษ (ทำนองว่าคนอื่นไม่มี) จึงไม่สามารถเรียนรู้จากอุตสาหกรรมอื่นได้

หนังสือ What Went Wrong? นั้นที่ห้องสมุดของภาควิชาเราก็มีอยู่เล่มหนึ่ง น่าจะเป็นฉบับที่พิมพ์ครั้งแรก แต่จะเคยมีใครยืมหรือหยิบมาอ่านหรือไม่นั้นผมก็ไม่รู้เหมือนกัน แต่ที่แน่ ๆ ก็คือผมไม่เคยยืมมาอ่าน

เพราะผมเองก็ซื้อหนังสือนี้เก็บไว้เป็นสมบัติส่วนตัวเล่มหนึ่ง