เช้าวันนี้ได้รับทราบข่าวว่ามีอุบัติเหตุไฟลุกไหม้ที่เครื่องมือวิเคราะห์ชนิดหนึ่งในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่ง (เกิดตอนประมาณ ๒๓.๔๑ - ๒๓.๔๖ น ของคืนวันพฤหัสบดีที่ ๒๑ ผ่านมา) ในระหว่างการทดลองโดยใช้แก๊สไฮโดรเจน แม้ว่าไฟที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยและพอปิดแก๊สไฮโดรเจนก็ทำให้ไฟดับไปเอง แต่ถึงอย่างนั้นก็ควรที่จะเอาเหตุการณ์นี้มาเป็นบทเรียนเพื่อที่จะได้ไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป ทั้ง ๆ ที่ตอนแรกกะว่าจะหยุดพักการออก Memoir ไปสักพัก แต่เห็นว่าเรื่องนี้เป็นเรื่องเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยจึงต้องรีบดำเนินการ
ขณะที่เขียนเรื่องนี้ยังไม่ทราบรายละเอียดมากพอที่จะระบุได้ว่าสาเหตุที่แท้จริงเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่จากการพูดคุยพบว่ามีการปฏิบัติงานบางอย่างที่กระทำกันอย่างไม่ถูกต้องอาจมีส่วนทำให้เกิดอุบัติเหตุดังกล่าวได้ ทั้ง ๆ ที่จะว่าไปแล้วเรื่องนี้ก็ได้บอกกล่าวกันอยู่ทุกรุ่นทุกปี แต่ท้ายสุดก็ยังมีผู้ที่ไม่ในใจจะปฏิบัติตามกันอยู่ดี เรื่องดังกว่าคือการใช้งาน pressure regulator ที่หัวถังแก๊ส
gas cylinder ที่เราเรียกกันว่า "ถังแก๊ส" นั้น ทางบริษัทเขาเรียกว่า "ท่อแก๊ส" ทั้งนี้คงเป็นเพราะรูปร่างมันเรียวยาวแบบท่อแก๊ส และจะว่าไปแล้วรูปร่างมันก็เหมือนท่อมากกว่าถัง แต่ในที่นี้ขอเรียก gas cylinder ว่า "ถังแก๊ส" เพราะเดี๋ยวจะมีการกล่าวถึงท่อส่งแก๊สจากถังไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ โดยจะขอเรียกท่อส่งแก๊สนั้นสั้น ๆ ว่า "ท่อแก๊ส"
ถังแก๊สนั้นแบ่งออกได้เป็น ๒ ประเภทคือ
๑. ถังแก๊สความดันสูง ซึ่งเป็นถังแก๊สไม่มีตะเข็บ (ตะเข็บในที่นี้คือรอยที่เกิดจากการเชื่อมโลหะเข้าด้วยกัน) ถังชนิดนี้ผลิตด้วยการขึ้นรูปท่อเหล็กในขณะที่ยังร้อนอยู่ ลักษณะเหมือนกับท่อปลายปิดด้านหนึ่ง ระดับความดันของแก๊สในถังที่ขายกันอยู่ทั่วไปก็จะเกิน 100 bar แต่ที่ขายกันนั้นมักจะใช้วิธีการระบุปริมาตรแก๊ส (ที่ความดันบรรยากาศ) ที่เรียกเป็นภาษาพูดว่า "คิว" ซึ่งย่อมาจากคิวบิกเมตรหรือลูกบาศก์เมตร ที่ขายกันอยู่นั้นก็อยู่ประมาณ 5-6คิว
๒. ถังแก๊สความดันต่ำ ผลิตจากการม้วนแผ่นเหล็กและเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ถังแบบนี้เรียกว่าถังแบบมีตะเข็บ ถังแก๊สชนิดนี้ใช้เก็บแก๊สความดันไม่สูง ส่วนใหญ่ก็เป็นแก๊สที่สามารถอัดให้เป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิห้อง ตัวอย่างของถังชนิดนี้ได้แก่ ถังแก๊สหุงต้ม (LPG) ที่ใช้กันในครัวเรือนหรือรถยนต์ ถังแอมโมเนีย ถังคลอรีน ถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง ฮาลอน โฟม เป็นต้น (ถังดับเพลิงที่บรรจุ CO2 เป็นถังแก๊สความดันสูงไม่มีตะเข็บ)
ตัวอย่างของถังแก๊สทั้งสองชนิดแสดงไว้ในรูปที่ 1
ในการนำแก๊สออกจากถังมาใช้งานนั้น จะต้องมีการติดตั้งวาล์วลดความดันที่เรียกว่า pressure regulator ก่อน pressure regulator นั้นมีทั้งแบบที่ไม่มีหน้าปัดบอกความดันในถังและความดันด้านขาออก (เช่นที่ใช้กับถังแก๊สหุงต้มที่ใช้กันตามบ้านเรือน ซึ่งเป็นชนิดที่ไม่สามารถตั้งความดันด้านขาออกได้) และแบบที่มีหน้าปัดบอกความดันในถังและความดันด้านขาออก (ซึ่งเป็นชนิดที่สามารถตั้งความดันด้านขาออกได้) ในที่นี้เราจะจำกัดอยู่ตรง pressure regulator แบบที่มีหน้าปัดบอกความดันในถังและความดันด้านขาออก ซึ่งเป็นแบบที่สามารถปรับตั้งความดันด้านขาออกได้ที่เราใช้งานกันอยู่ในห้องปฏิบัติการ ดังนั้นจากจุดนี้ของ Memoir นี้ไปถ้ากล่าวถึงคำว่า pressure regulator ให้หมายถึง pressure regulator ชนิดที่ปรับความดันด้านขาออกได้เท่านั้น (ที่แสดงในรูปที่ 2-4)
ตรงนี้ขอย้ำเตือนว่าแก๊สความดันสูงหลายชนิดนั้นมีคุณสมบัติที่แตกต่างไปจากแก๊สที่ความดันต่ำ ตัวอย่างเช่นเราอาจไม่สามารถจุดไฟเผาจารบี (ที่ใช้หล่อลื่น) ได้ในอากาศที่ความดันบรรยากาศ แต่ถ้าเป็นอากาศอัดความดันสูง (หลายสิบหรือระดับ 100 บาร์) ก็สามารถทำให้จารบีเหล่านั้นลุกติดไฟได้ง่าย ด้วยเหตุนี้การเลือกใช้ pressure regulator จึงต้องเลือกให้ถูกต้องกับชนิดของแก๊ส และเพื่อเป็นการป้องกันไม่ให้ใช้ pressure regulator ไม่ถูกต้องกับชนิดของแก๊ส ทางผู้ผลิตแก๊สและผู้ผลิต pressure regulator จึงต้องมีการตกลงรูปแบบข้อต่อที่หัวถังแก๊สกับ pressure regulator เพื่อไม่ให้เชื่อมต่อ pressure regulator ที่ไม่เหมาะสมกับประเภทแก๊สได้ ตัวอย่างเช่นแก๊สธรรมดาทั่วไปที่ไม่ติดไฟและไม่เป็นพิษจะใช้ข้อต่อที่เป็นเกลียว "เวียนขวา" ส่วนแก๊สอันตรายและ/หรือเป็นพิษ (ที่ใช้กันมากที่สุดในห้องปฏิบัติการเคมีคือแก๊สไฮโดรเจน) จะใช้ข้อต่อที่เป็นเกลียว "เวียนซ้าย" ดังนั้นเวลาถอด pressure regulator เพื่อเปลี่ยนถังแก๊สจึงควรรู้ไว้ด้วยว่าข้อต่อนั้นเป็นเกลียวแบบไหน จะได้หมุนประแจได้ถูกทิศ ไม่ใช่ประเภทใช้แต่แรงอย่างเดียว
รูปที่ 1 (บน) ถังแก๊สแบบไม่มีตะเข็บสำหรับแก๊สความดันสูง (ล่าง) ถังแก๊สแบบมีตะเข็บสำหรับแก๊สความดันต่ำ
สมมุติว่าเราเริ่มจากการต่อ pressure regulator เข้ากับหัวถังแก๊ส และต้องการใช้แก๊ส สิ่งแรกที่ต้องทำคือหมุนคลายวาล์วปรับความดันให้สุดก่อน (หมุนคลายออกจะเป็นการปิดแก๊สไม่ให้ส่งออก แต่ถ้าขันอัดเข้าไปจะเป็นการเปิดแก๊สส่งไปด้านขาออก แต่อย่างหมุนจนด้ามจับหลุดออกมา เอาแค่รู้สึกว่าหมุนได้ลื่นแล้วก็พอ) จากนั้นจึงเปิดวาล์วหัวถังแก๊ส ซึ่งจะทำให้แก๊สไหลออกจากหัวถังมาค้างอยู่ที่แผ่นไดอะแฟรมของ pressure regulator เข็มวัดความดันในถังจะชี้บอกความดันของแก๊สในถัง ในขณะที่เข็มวัดความดันด้านขาออกจะชี้อยู่ที่เลขศูนย์ (รูปที่ 2)
รูปที่ 2 เมื่อเปิดหัวถัง เข็มของหน้าปัดด้านขวาจะแสดงความดันภายในถังแก๊ส
สาเหตุที่เราควรต้องคลายวาล์วปรับความดันด้านขาออกให้หมดก่อนก็เพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดกับแผ่นไดอะแฟรม ที่ผ่านมานั้นถ้าเราเปิดด้านขาออกทิ้งไว้ เมื่อเปิดวาล์วหัวถังก็จะทำให้แก๊สความดันสูงไหลเข้ากระแทกกับไดอะแฟรมที่คุมความดันด้านขาออก จะเห็นเข็มหน้าปัดความดันด้านขาออกกระโดดขึ้นทันที การกระทำดังกล่าวไม่ได้ทำให้ไดอะแฟรมเสียหายทันที แต่ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ซึ่งอาจเป็นในลักษณะที่ไม่สามารถปรับความดันด้านขาออกได้หรือมีการรั่วไหลเกิดขึ้นทั้ง ๆ ที่คลายวาล์วปรับความดันจนสุดแล้ว
เมื่อตรวจสอบว่าการเชื่อมต่อ pressure regulator กับหัวถังแก๊สไม่มีการรั่วไหลแล้ว ก็เริ่มขันวาล์วปรับความดันเพื่อให้ได้ระดับความด้านขาออกตามต้องการ
รูปที่ 3 Pressure regulator ที่หัวถังแก๊สในระหว่างการใช้งาน หน้าปัดด้านซ้ายเป็นตัวบอกความดันแก๊สด้านขาออก (ด้านความดันต่ำ) หน้าปัดด้านขวาเป็นตัวบอกความดันแก๊สในถัง (ด้านความดันสูง)
ปัญหาหนึ่งที่เจออยู่เสมอคือจำนวนไม่น้อยมักใช้วิธีการปรับความดันด้านขาออกของ pressure regulator เป็นตัวปรับอัตราการไหลของแก๊ส ซึ่งเป็นวิธีที่ไม่เหมาะสมนั้น และผลที่เกิดขึ้นตามมาจากการใช้การปรับความดันด้านขาออกเป็นการปรับอัตราการไหลของแก๊สคือ หลังจากที่ปรับความดันด้านขาออกจาก pressure regulator จนได้อัตราการไหลตามต้องการแล้ว เมื่อเสร็จสิ้นการทำงานก็จะไม่ยอมคลายวาล์วปรับความดันด้านขาออก แต่จะใช้วิธีปิดวาล์วหัวถัง (ซึ่งก็ไม่ดีนัก) หรือใช้วิธีเปิดวาล์วหัวถังทิ้งเอาไว้ แล้วไปปิดวาล์วระบบท่อด้าน down stream ของ pressure regulator แทน (แบบนี้ยิ่งร้ายหนักเข้าไปอีก)
การทำงานของ pressure regulator นั้นจะใช้แรงดันด้านขาออกมาเป็นตัวปรับการเปิดของวาล์ว กล่าวคือถ้าความดันด้านขาออกลดต่ำลงเกินค่าที่ตั้งไว้ วาล์วปรับความดันก็จะเปิดกว้างขึ้นเพื่อจ่ายแก๊สให้มากขึ้น ในทางกลับกันถ้าความดันด้านขาออกเพิ่มสูงขึ้นกว่าค่าที่ตั้งไว้ วาล์วปรับความดันก็จะปิดตัวเองลงเรื่อย ๆ เพื่อลดการจ่ายแก๊สจนกว่าจะปิดตัวเองลงจนสุด
การปิดวาล์วหัวถังแก๊สโดยที่ไม่คลายวาล์วปรับความดันด้านขาออกของ pressure regulator ทำให้เมื่อเปิดวาล์วหัวถังแก๊สใหม่ แก๊สความดันสูงในถังจะทำให้ความดันด้านขาออกสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และ pressure regulator ต้องทำงานทันทีด้วยการปิดตัวเองเพื่อป้องกันความดันด้านขาออกไม่ให้สูงมากเกินไป การกระทำดังกล่าวไม่ได้ทำให้ pressure regulator เสียหายแบบต่อหน้าต่อตาในครั้งแรกที่เกิด แต่จะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง หรืออาจเกิดความเสียหายสะสมจนถึงจุด ๆ หนึ่งที่ตัวอุปกรณ์ไม่สามารถทนได้
ส่วนที่บอกว่าการใช้วิธีการปิดวาล์วระบบท่อด้าน down stream ของ pressure regulator นั้นเป็นวิธีการที่เลวร้ายเข้าไปอีกก็เป็นเพราะ เมื่อไม่มีแก๊สไหลไปทางด้าน down stream ความดันในระบบท่อด้านขาออกที่อยู่ระหว่าง pressure regulator และวาล์วที่ปิดกั้นนั้นก็จะเพิ่มสูงขึ้น ทำให้วาล์วของ pressure regulator ปิดตัวเองลงจนสุด ปัญหามันเกิดขึ้นเมื่อตัววาล์วของ pressure regulator นั้นไม่สามารถปิดได้สนิท ทำให้ยังมีแก๊สความดันสูงรั่วไหลเข้าสู่ระบบด้านความดันต่ำอยู่เรื่อย ๆ ซึ่งอาจร้ายแรงจนกระทั่งเข็มหน้าปัดที่บอกความดันด้านขาออกหมุนรอบจนสุด ซึ่งทำให้เกจวัดความดันด้านขาออกเสียหายถาวร
วิธีการที่ถูกต้องคือหลังใช้งานเสร็จสิ้นแล้ว ให้ทำการปิดวาล์วที่หัวถังแก๊ส และระบายความดันในระบบท่อออกให้หมดจนกระทั่งเข็มหน้าปัดวัดความดันทั้งด้านความดันในถังและด้านขาออกลดลงเป็นศูนย์ (ดังแสดงในรูปที่ 4) จากนั้นจึงคลายวาล์วปรับความดันออกจนสุด
รูปที่ 4 Pressure regulator ที่หัวถังแก๊ส หลังใช้งานเสร็จแล้วควรระบายความดันในระบบท่อให้หมด จนเข็มชี้ความดันอยู่ที่ตำแหน่ง 0 ทั้งด้านขาเข้าและขาออก
สำหรับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ผมสงสัยว่าการใช้ pressure regulator ที่ไม่ถูกต้องอาจมีส่วนทำให้เกิดอุบัติเหตุดังกล่าวได้ (ทั้งหมดเป็นเพียงสมมุติฐานเท่านั้น โปรดพิจารณาไตร่ตรองให้ดีก่อนจะหาข้อสรุปใด ๆ) กล่าวคือในการใช้เครื่องวิเคราะห์ดังกล่าวนั้นมีการสอนต่อ ๆ กันมาว่าไม่ต้องไปยุ่งอะไรกับ pressure regulator ที่หัวถังแก๊สไฮโดรเจน (V1) ใช้วิธีเปิด-ปิดวาล์วที่ระบบท่อแก๊สเข้าเครื่อง (V2) ก็พอ (ดูรูปที่ 5 ประกอบ) ซึ่งเป็นวิธีการทำงานที่ผิด
รูปที่ 5 ระบบที่เกิดปัญหา
ทีนี้เมื่อปิดวาล์ว V2 แล้วก็จะทำให้ไม่มีการไหลของแก๊ส pressure regulator (V1) ก็จะปิดตัวเอง (V1 ตั้งความดันไว้ที่ 15 psi) แต่เนื่องจาก V1 ไม่สามารถปิดได้สนิทจึงทำให้แก๊สรั่วไหลเข้ามาสะสมในระบบท่อระหว่าง V1 กับ V2 ความดันที่อ่านได้หลังเกิดเหตุคือ 100 psi (ก่อนหน้านั้นอาจสูงกว่านั้น) ทีนี้ระบบท่อระหว่าง V1 และ V2 ซึ่งเป็นท่อสแตนเลสขนาดเล็กนั้นรับความดันดังกล่าวได้สบาย แต่เมื่อเปิดวาล์ว V2 (โดยที่ V3) ยังปิดอยู่ (หรือไม่ได้เปิดเต็มที่) จึงทำให้แก๊สความดันสูงไหลเข้าไปในระบบท่อระหว่าง V2 กับ V3 ข้อต่อท่อต่าง ๆ ที่อยู่ในส่วนของเครื่องมือวิเคราะห์ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อรับความดันสูง จึงทำให้เกิดการรั่วไหลของแก๊สไฮโดรเจน จุดที่เป็นปัญหาคือจุดที่เป็นรอยต่อระหว่างท่อแก้วกับท่อสแตนเลส ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อที่อ่อนแอที่สุดเพราะใช้เพียงแค่ o-ring ในการกันรั่ว และตำแหน่งนี้ก็ดันไปอยู่เหนือฮีทเตอร์ให้ความร้อนพอดี
ในมุมมองของผมถ้าจะถามว่าใครควรต้องรับผิดชอบ ผมว่าต้องดูก่อนว่าผู้ปฏิบัติงานนั้นทำตามคู่มือที่ระบุไว้หรือไม่ ถ้าผู้ปฏิบัติงานทำทุกอย่างตามคู่มือที่ระบุไว้แล้วยังเกิดอุบัติเหตุดังกล่าวได้ก็แสดงว่าคู่มือที่ใช้กันอยู่นั้นไม่ถูกต้อง สมควรที่ต้องมีการปรับปรุงแก้ไข ในกรณีนี้เท่าที่ทราบดูเหมือนว่าคู่มือการใช้งานนั้นมีข้อผิดพลาดอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับการเปิดปิดแก๊สที่ถังแก๊ส และถ้ามีความคืบหน้าหรือข้อมูลเพิ่มเติมใด ๆ ก็จะเอามาเล่าให้ฟังกันอีกที
ทีนี้อาจมีคำถามขึ้นมาว่าแล้วทำไมก่อนหน้านี้มันจึงไม่เกิด ตรงนี้ต้องยอมรับความจริงที่ว่าเรื่องดังกล่าวนั้นไม่ใช่สิ่งที่เกิดขึ้นทันทีที่ทำผิดพลาด แต่เป็นสิ่งที่เกิดจากความเสียหายจากการใช้งานผิด ๆ จนกระทั่งตัวอุปกรณ์ไม่สามารถทนได้อีกต่อไป ใครมาใช้งานตรงจังหวะนี้ก็รับเคราะห์ร้ายไป คนที่มาใช้งานตอนที่เครื่องเกิดปัญหาจึงไม่ควรถูกมองว่าเป็นผู้กระทำผิดใด ๆ (เปรียบเหมือนกับใครสักคนเคยขับรถฝ่าไฟแดงแล้วไม่โดนรถคันอื่นที่มาตามจังหวะสัญญาณไฟเขียวชนเอา แล้วก็มาอ้างว่าการขับรถฝ่าไฟแดงนั้นปลอดภัย เป็นคุณ คุณจะยอมเชื่อไหมว่าถ้าขับรถฝ่าไฟแดงไม่ว่าเมื่อใดก็ตามจะไม่ถูกรถคันอื่นที่มาตามจังหวะสัญญาณไฟเขียวชนเลย)
