รถไฟสับรางได้อย่างไร MO Memoir : Monday 17 September 2555

เมื่อกว่า ๓๐ ปีที่แล้ว ก่อนที่จะมีการตัดถนนบรมราชชนนีและถนนสิรินธร (ตอนสร้างใหม่ ๆ ยังไม่มีชื่อ ก็เรียกกันว่าถนนปิ่นเกล้า-นครชัยศรี หรือซังฮี้-นครชัยศรี) และส่วนของถนนกาญจนาภิเษกส่วนของวงแหวนตะวันตกที่แยกจากถนนบรมราชชนนีไปบางบัวทองต่อไปยังสุพรรณบุรีนั้น (สาย 340) ใครจะเดินทางไปสุพรรณบุรีถ้าไปทางรถทัวร์ก็ต้องไปขึ้นรถที่ขนส่งสายใต้ (เดิมอยู่แถวสามแยกแยกไฟฉาย) เพื่อนั่งรถไปตามถนนเพชรเกษม ผ่านสามพราน เข้านครปฐม เข้าแยกมาลัยแมน (สาย 321) วิ่งมุ่งหน้าต่อไปทางกำแพงแสน อู่ทอง และไปยังสุพรรณบุรี หรือไม่ก็ไปขึ้นรถที่ขนส่งหมอชิต (หมอชิตเก่า) นั่งรถไปทางอยุธยา มุ่งหน้าไปป่าโมก เลี้ยวซ้ายมุ่งตะวันตกไปทางผักไห่ (สาย 329) และต่อไปยังสุพรรณบุรี

แต่ถ้าเป็นยุคสมัยที่เก่ากว่านั้นอีก ก็ต้องไปขึ้นเรือที่ท่าเตียน (หรือปากคลองตลาด) นั่งเรือไปทางคลองบางกอกน้อย เข้าคลองมหาสวัสดิ์ ไปออกแม่น้ำท่าจีน แล้วค่อยล่องต่อไปยังสุพรรณบุรี จำได้ว่าแต่ก่อนเวลานั่งเรือด่วนเจ้าพระยาผ่านตรงปากคลองตลาด จะมีป้ายบอกว่าท่าเรือไปสุพรรณบุรี แต่ตอนนี้ไม่แน่ใจว่าจะยังเหลืออยู่หรือเปล่า

รูปที่ ๑ แผนที่เส้นทางการเดินทางจากกรุงเทพไปยังสุพรรณบุรีในปีพ.ศ. ๒๕๐๘ เส้นทางรถยนต์ต้องมาจากนครปฐม เส้นจากบางปะหันอยุธยายังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ส่วนเส้นทางรถไฟปรากฏแล้ว

อีกเส้นทางหนึ่งคือทางรถไฟซึ่งแยกออกจากทางรถไฟสายใต้ที่สถานนีชุมทางหนองปลาดุก รถไฟที่มาจากนครปฐมเมื่อวิ่งมาถึงสถานนีนี้จะมีทางแยก ๓ ทาง คือแยกขวาขึ้นเหนือเพื่อไปสุพรรณบุรี แยกเฉียงไปทางตะวันตกเฉียงเหนือเพื่อไปกาญจนบุรี และแยกซ้ายลงไปทางใต้เพื่อไปภาคใต้

ในเว็บhttp://th.wikipedia.org/wiki/ทางรถไฟสายสุพรรณบุรี ได้ให้ข้อมูลเอาไว้ว่าทางรถไฟสายดังกล่าวเปิดในปีพ.ศ. ๒๕๐๖ เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางชุมทางหนองปลาดุก-ชุมทางบ้านภาชี (เชื่อมสายใต้กับสายเหนือเข้าด้วยกันโดยไม่ผ่านกรุงเทพ) แต่สร้างได้เพียงสถานีมาลัยแมนก็หยุดการก่อสร้าง ถ้านับถึงปัจจุบันปีหน้าเส้นทางสายนี้ก็จะมีอายุครบ ๕๐ ปีแล้ว แผนที่จังหวัดสุพรรณบุรีที่ตีพิมพ์ในปีพ.ศ. ๒๕๐๘ (รูปที่ ๑) ก็ปรากฏเส้นทางรถไฟสายนี้แล้ว

เส้นทางนี้ปัจจุบันก็ยังคงมีรถไฟวิ่งอยู่วันละขบวน คือตอนเช้ามืดออกจากสุพรรณเข้ากรุงเทพ และตอนประมาณเที่ยงก็ออกจากกรุงเทพกลับสุพรรณ

รูปที่ ๒ แผนผังบริเวณประแจที่ใช้ในการเปลี่ยนเส้นทางรถไฟ (ภาษาอังกฤษจากภาพที่คัดลอกมาเขาเรียกว่า switch and turnout - รูปจาก http://www.ntsb.gov/investigations/fulltext/RAB0305.html)

ที่ยกเอาเรื่องนี้ขึ้นมาก็เพราะเมื่อเดือนที่แล้วได้มีโอกาสแวะไปที่สุพรรณบุรี (จะว่าไปสมาชิกปี ๑ ของเราก็มีสาวเมืองสุพรรณอยู่ด้วย) และได้มีโอกาสไปเดินถ่ายรูปเล่นเก็บบรรยากาศที่สถานีรถไฟสุพรรณบุรีและที่มาลัยแมน ก็เลยถือโอกาสถ่ายรูปบริเวณประแจที่ใช้สับเปลี่ยนรางรถไฟมาให้ดูกันว่ามันทำงานได้อย่างไร

บริเวณที่ใช้สับเปลี่ยนให้รถไฟวิ่งไปทางรางไหนนั้นภาษาไทยเรียก "ประแจ" ส่วนภาษาอังกฤษเรียก "switch" (บางทีก็เรียกว่า "point" แต่ผมเข้าใจว่ามันเป็นสองส่วนที่อยู่ด้วยกันดังแสดงในรูปที่ ๒ ซึ่งผมก็ไม่แน่ใจเหมือนกันว่าจะเข้าใจถูกต้องหรือเปล่า)

รูปที่ ๓ ประแจสับรางที่อยู่ทางด้านเหนือของสถานีรถไฟสุพรรณบุรีมองไปยังสถานีมาลัยแมน

โครงสร้างของบริเวณประแจสับรางนั้นมีอะไรบ้างก็ลองดูเอาในรูปที่ ๒ ที่เป็นรูปเขียนและรูปที่ ๓ ที่เป็นรูปถ่ายที่ผมไปถ่ายมาที่สถานีสุพรรณบุรี

ในรูปที่ ๓ ซ้ายจะเห็นตัวประแจ (ที่เลื่อนไปมาซ้าย-ขวาได้ตามลูกศรสีแดง) เลื่อนมาติดกับรางทางด้านซ้าย ดังนั้นรถไฟที่วิ่งขึ้นไปก็จะเลี้ยวไปทางด้านขวา (ตามเส้นลูกศรสีเหลือง) ส่วนรูปที่ ๓ ขวาเป็นคานที่ใช้ในการโยกเพื่อสับรางรถไฟของรางในรูปซ้าย ตามรูปขวานี้คานดังกล่าวถูกโยกมาทางซ้าย ทำให้ประแจเลื่อนมาติดรางทางด้านซ้ายเพื่อให้รถไฟวิ่งไปทางขวา (มันมีแท่งเหล็กเชื่อมต่อระหว่างตัวคานโยกกับตัวประแจตรงแนวเส้นสีม่วง - ตำแหน่งในรูปซ้ายและขวามันเหลื่อมกันอยู่) เสาที่อยู่ในกรอบสี่เหลี่ยมคือตัวบอกว่าขณะนี้รางถูกสับเพื่อให้รถไฟวิ่งไปทางขวา (ตามลูกศรที่ปรากฏ) แต่ถ้าโยกคานดังกล่าวมาทางด้านขวา ตัวประแจก็จะเลื่อนมาชิดทางด้านขวา รถไฟก็จะวิ่งตรงไป สัญญาณที่ปรากฏบนเสาก็จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ระบบที่แสดงในรูปที่ ๓ นั้นเวลาจะสับรางที เจ้าพนักงานประจำสถานีต้องเดินไปที่ประแจนั้น และทำการสับรางที่นั่น แต่สำหรับสถานีใหญ่ ๆ ที่มีประแจให้สับจำนวนมากจะใช้วิธีการสับรางที่ตัวสถานี โดยมีคันโยกอยู่ที่ตัวอาคารที่ทำการ ระบบเดิมที่เคยเห็นคือระบบลวดสลิง โดยการดึงคันโยกจะไปดึงให้ตัวประแจเกิดการเคลื่อนที่ผ่านทางลวดสลิงที่เชื่อมต่ออยู่ (ตอนเด็ก ๆ สมัยที่ยังใช้สถานีรถไฟเป็นสนามวิ่งเล่นก็เคยไปเดินเล่นบนเส้นลวดเหล่านี้) โดยที่เจ้าพนักงานไม่ต้องเดินไปสับรางที่ประแจ จะมียกเว้นก็แต่ประแจที่ไม่ค่อยได้มีการใช้งาน ก็จะใช้วิธีการเดินไปสับรางที่ตัวประแจ

ถ้าทันสมัยขึ้นมาอีกดูเหมือนจะเปลี่ยนเป็นระบบไฟฟ้าสั่งการแล้ว

รูปที่ ๔ ปลายทางที่สถานีรถไฟมาลัยแมน

ปิดท้าย Memoir ฉบับนี้ด้วยภาพที่ระลึกจากสถานีปลายทางรถไฟสายสุพรรณที่มาลัยแมน (สถานีถัดจากสถานีสุพรรณบุรี) ดูเหมือนว่าตัวชานชาลาและอาคารเพิงพักจะสร้างใหม่ได้ไม่นาน แต่รู้สึกว่าตัวสถานีเองจะไม่มีการใช้งาน มีแต่หญ้าขึ้นรกและขยะทิ้งเกลื่อนไปหมด ซึ่งก็ไม่รู้เหมือนกันว่ามันจะอยู่ไปได้อีกนานเท่าไรก่อนที่จะสูญหายไป

เอา pentane ไปทำอะไรดี MO Memoir : Saturday 15 September 2555

เมื่อช่วงบ่ายสามโมงวันวาน มีวิศวกรจากโรงกลั่นแห่งหนึ่งแวะมานั่งคุยที่ห้องทำงาน เรื่องหนึ่งที่เขาถามขอความเห็นจากผมก็คือ "จะเอาเพนเทนไปทำอะไรดี" ซึ่งผมก็ได้ให้ความเห็นจากมุมมองของผมไปแล้ว ส่วนจะเหมาะสมกับเขาหรือไม่ก็คงต้องให้เขาไปลองพิจารณาดูเอาเอง ระหว่างขับรถกลับบ้านพอจะมีเวลาจัดระเบียบความคิด (เย็นวานฝนตกรถติดน่าดู) รวมกับข้อมูลที่ค้นได้เพิ่มเติม ก็เลยขอเอาความคิดนั้นมาบันทึกเอาไว้ให้พวกคุณอ่านเล่นกัน (เผลอ ๆ อาจได้ทำจริงด้วยนะ)

เพนเทน (pentane - C₅H₁₂) เป็นไฮโดรคาร์บอนตัวหนึ่งที่เกิดขึ้นในกระบวนการ Fluidised-bed catalytic cracking (FCC) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ในการเปลี่ยนให้น้ำมันหนักเป็นน้ำมันเบา สำหรับอุณหภูมิอากาศในบ้านเราแล้ว เพนเทนเป็นไฮโดรคาร์บอนที่อยู่ก้ำกึ่งระหว่างแก๊สกับของเหลว กล่าวคือจุดเดือดของเพนเทนคือ 36ºC ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิห้องไม่มากนัก จึงทำให้ระเหยกลายเป็นไอได้อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้การมีเพนเทนในน้ำมันเบนซินก็ไม่ใช่สิ่งที่ดีเพราะไม่เพียงแต่จะทำให้น้ำมันเบนซินมีความดันไอสูง แต่ตัวเพนเทนเองยังมีเลขออกเทนที่ไม่สูงด้วย (Research Octane Number - RON) เพียงแค่ 62 เท่านั้น)

ความเห็นที่ผมได้ให้เขาไปมีดังนี้

๑. ผสมเข้าไปในแก๊สหุงต้ม (LPG)

ตลาดแก๊สหุงต้มหรือแอลพีจีในบ้านเรานั้นมีอยู่สองตลาด คือตลาดแก๊สหุงต้มในครัวเรือนกับตลาดแก๊สหุงต้มสำหรับรถยนต์ ปัญหาที่มีอยู่ในปัจจุบันคือเราต้องมีการนำแอลพีจีเข้าจากต่างประเทศในราคาตลาดโลก (ซึ่งผมคิดว่ามันสูงกว่าราคาต้นทุนของการผลิตในประเทศที่เราได้จากบ่อแก๊สในอ่าวไทย) 

เนื่องจากมีรถยนต์หันมาใช้แอลพีจีเพิ่มมากขึ้น ทำให้ต้องมีการอุดหนุนราคาแอลพีจี การที่จะแยกแอลพีจีออกเป็นสองตลาดโดยขายคนละราคา โดยให้แก๊สหุงต้มสำหรับครัวเรือนขายถูกกว่าแก๊สแอลพีจีเติมรถยนต์คงจะเป็นเรื่องยากในทางปฏิบัติ เว้นแต่ว่าจะหาทางทำให้แก๊สหุงต้มสำหรับครัวเรือนนั้นไม่สามารถนำมาใช้กับรถยนต์ได้

แนวความคิดที่ผมลองเสนอเขาไปเล่น ๆ คือให้ผสมเพนเทนเข้าไปกับแก๊สหุงต้มสำหรับครัวเรือน

การผสมเพนเทนในปริมาณต่ำเข้าไปกับแก๊สหุงต้มสำหรับครัวเรือนนั้นไม่น่าที่จะก่อปัญหาใด ๆ ให้กับการใช้งานกับเตาแก๊สทั่วไป เพราะเพนเทนเองก็ระเหยได้ง่ายที่อุณหภูมิห้องอยู่แล้ว แต่การที่เพนเทนมีเลขออกเทนที่ต่ำก็จะไปดึงให้แก๊สผสมระหว่างแอลพีจีและเพนเทนนั้นมีเลขออกเทนที่ต่ำลง ซึ่งอาจส่งผลทำให้ผู้ใช้รถที่ใช้แอลพีจีเป็นเชื้อเพลิงไม่กล้าที่จะนำเอาแก๊สหุงต้มสำหรับครัวเรือนมาใช้กับรถยนต์ของตนเอง

ตรงนี้ผมไม่มีข้อมูลว่ากำลังการผลิตเพนเทนของประเทศเรามีเท่าใด และต้องผสมในปริมาณเท่าใดจึงจะทำให้เลขออกเทนของแก๊สหุงต้มผสมเพนเทนต่ำกว่า 91 ซึ่งเป็นเลขออกเทนต่ำสุดของน้ำมันเบนซินที่ขายอยู่ในบ้านเราในปัจจุบัน แม้ว่ารถยนต์ปัจจุบันที่ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมการจุดระเบิดนั้นจะสามารถป้องกันการน๊อคได้เมื่อใช้น้ำมันที่มีเลขออกเทนต่ำกว่าที่ควรเป็น (ด้วยการเปลี่ยนองศาการจุดระเบิด) แต่ก็จะทำให้เครื่องยนต์กำลังตก และทางผู้ผลิตรถเองก็ไม่แนะนำให้ทำอย่างนั้นเป็นประจำ

ที่สำคัญคือเลขออกเทนของโพรเพนและบิวเทนที่อยู่ในแก๊สหุงต้มก็จัดว่าสูงเสียด้วย คือ RON ของโพรเพนคือ 112 และ RON ของบิวเทนคือ 93 (แต่ blending octane number ของบิวเทนคือ 113) และถ้าคิดค่า RON ของเพนเทนที่ 62 ดังนั้นถ้าจะให้ค่าเลขออกเทนของแก๊สหุงต้มต่ำกว่า 90 คงต้องผสมเพนเทนเข้าไปไม่น้อยกว่า 40% ซึ่งคงทำให้สารผสมที่ได้หมดสภาพเป็นแก๊สหุงต้มไปแล้ว

ดังนั้นวิธีการนี้ผลทางเทคนิค (ในการลดเลขออกเทนจนใช้กับรถไม่ได้) อาจจะใช้ไม่ได้จริง แต่อาจจะให้ผลทางด้านจิตวิทยาได้บ้าง

๒. เริ่มต้นจากไซโคลเพนเทน

เพนเทนนั้นสามารถเปลี่ยนไปเป็นไซโคลเพนเทน (cyclopentane - C₅H₁₀) ได้ ตัวอย่างวิธีการหนึ่งได้แก่สิทธิบัตรประเทศสหรัฐอเมริกาเลขที่ 5,283,385 ลงวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 1994 ในหัวข้อ "Upgrading of normal pentane to cyclopentane" (ตามไฟล์ที่ผมแนบมาให้ดู)

 

ที่สำคัญคือสิทธิบัตรฉบับนี้กำลังจะหมดอายุในเวลาอันใกล้แล้ว

๒.๑ ใช้เพิ่มเลขออกเทนของน้ำมันเบนซิน

ไซโคลเพนเทนนั้นมีจุดเดือดสูงกว่าเพนเทน (49ºC สำหรับไซโคลเพนเทน) มีเลขออกเทนที่สูงกว่า (RON 101.3 แต่ blending octane number สูงถึง 141) และมีค่าความดันไอ (Reid Vapour Pressure หรือ RVP) ที่ต่ำกว่า ดังนั้นไซโคลเพนเทนจึงเป็นตัวที่เหมาะสมกว่าเพนเทนในการนำมาผสมกับน้ำมันเบนซิน

๒.๒ ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเส้นใย

อันที่จริงทางโรงกลั่นที่เขามาถาม ผมเดาว่าเขาไม่อยากจะขายมันในรูปของเชื้อเพลิงเท่าไรนัก เพราะราคามันถูกเมื่อเทียบกับการนำไปแปลงสภาพเป็นสารอื่นที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในปิโตรเคมีได้

อีกแนวทางหนึ่งของการใช้ไซโคลเพนเทนที่ผมคุยกับเขาคือเป็นไปได้ไหมที่จะนำมาทำปฏิกิริยาเลียนแบบไซโคลเฮกเซน (cyclohexane - C₆H₁₂)

ไซโคลเฮกเซนนั้นเป็นสารตั้งต้นสำหรับใช้ในการผลิตไซโคลเฮกซานอล (cyclohexanol - C₆H₁₁-OH) กับไซโคลเฮกซาโนน (cyclohexanone - C₆H₁₀=O) ซึ่งสารสองตัวนี้จะถูกเปลี่ยนต่อไปเป็น adipic acid, 6-aminohexanoic acid หรือ hexamethylenediamine (ผ่านทาง caprolatam) ซึ่งสารเหล่านี้เป็นสารตั้งต้นที่ใช้ในการผลิตเส้นใยไนลอน (Nylon 6 และ Nylon 6,6)

ผมลองคิดเล่น ๆ ดูว่าถ้าเราเริ่มจากไซโคลเพนเทนเราก็น่าจะได้ไซโคลเพนทานอล (cyclopentanol - C₅H₁₀-OH) กับไซโคลเพนทาโนน (cyclopentanone - C₅H₈=O) ซึ่งสารสองตัวหลังนี้อาจถูกเปลี่ยนต่อไปเป็น glutaric acid, 5-amino-pentanoic acid หรือ pentamethylenediamine (ทำได้หรือเปล่าก็ไม่รู้นะ แค่ลองคิดตามสมการอินทรีย์เคมีเล่น ๆ ก่อน)

เท่าที่ลองค้นหาข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตดูคร่าว ๆ ก็พบว่ามีการนำสารบางตัวในย่อหน้าข้างต้นเช่น glutaric acid ไปเปลี่ยนเป็น 1,5-pentanediol (ด้วยการรีดิวซ์หมู่ -COOH ที่ปลายโซ่ทั้งสองข้าง) เพื่อไปใช้ผลิตเป็นพลาสติกไซเซอร์ หรือนำ glutaric acid เองไปใช้ในการผลิตเส้นใยพอลิเอสเทอร์อยู่เหมือนกัน โดยบอกว่าจำนวนอะตอมที่เป็นเลข "คี่" มีส่วนไปช่วยลดความยืดหยุ่นของเส้นใย ซึ่งทำให้ผมแปลกใจ (เพราะไม่ได้เรียนทางด้านพอลิเมอร์ซะด้วย) ว่าทำไม "จำนวนอะตอมที่เป็นเลขคู่หรือเลขคี่" จึงมีผลต่อคุณสมบัติเส้นใย แทนที่จะเป็น "ความยาวสายโซ่" จำนวนอะตอมในที่นี้หมายถึงจำนวนอะตอม C ที่อยู่ในสายโซ่ (ดู http://en.wikipedia.org/wiki/Glutaric_acid)

ส่วนสารตัวไหนหน้าตาเป็นอย่างไรนั้นก็ดูเองในรูปข้างล่างก็แล้วกัน

และสิ่งสำคัญสำหรับพวกปี ๑ คือสัปดาห์หน้าต้องมาติดต่อผมโดยด่วน เพราะจะมีงานให้เตรียมตัวทำแล้ว ใครจะเลือกทำวิจัยกับบริษัทไหนจะได้วางตัวกันสักที