แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๘ (ตอนที่ ๑๗) MO Memoir : Tuesday 30 May 2560

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เกี่ยวข้องกับคำถามที่เกิดขึ้นในระหว่างการสอบโครงร่างวิทยานิพนธ์เมื่อเช้าวันศุกร์ที่แล้ว

บ่ายวันอังคารที่ ๓๐ พฤษภาคม ๒๕๖๐ สาวน้อยคนสวยหนึ่งเดียวของกลุ่มขณะทำการวิเคราะห์ตัวอย่างด้วยเครื่อง GC

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๘ (ตอนที่ ๑๖) MO Memoir : Thursday 25 May 2560

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog
 

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้ยังเกี่ยวกับเรื่องที่สนทนากันในระหว่างการประชุมเมื่อวันอังคารและวันพุธที่ผ่านมา

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๘ (ตอนที่ ๑๕) MO Memoir : Wednesday 24 May 2560

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog
 

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เป็นตอนต่อจากฉบับเมื่อวาน เป็นการขยายความส่วนหนึ่งของเรื่องราวที่มีการประชุมกันเมื่อช่วงเช้าวันวาน

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๘ (ตอนที่ ๑๔) MO Memoir : Tuesday 23 May 2560

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog

 
เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เป็นการขยายความส่วนหนึ่งของเรื่องราวที่มีการประชุมกันเมื่อช่วงเช้าวันนี้

นิสิตวิศวกรรมนาโนรหัส ๕๖ ปฏิบัติการเคมีอินทรีย์ MO Memoir : Sunday 21 May 2560

เท่าที่ผมทราบ ภาคการศึกษาต้น ปีการศึกษา ๒๕๕๗ เป็นภาคการศึกษาแรกและภาคการศึกษาเดียว ที่ห้องปฏิบัติการเคมีพื้นฐานจัดการเรียนการสอนให้กับนิสิตต่างภาควิชา

"สำหรับห้องปฏิบัติการเคมีพื้นฐานแล้ว การมาเรียนของพวกเขาจะเปรียบเสมือนดั่งสายลมที่โชยพัดผ่านมาก็ได้ แต่เป็นสายลมที่โชยมาในช่วงเวลาที่เราไม่คาดคิด ไม่ทันตั้งตัว เราไม่รู้ว่าสายลมที่กำลังพัดมาหาเรานั้นจะรุนแรงแค่ไหน จะนำมาอะไรมาให้ อาจจะเป็นลมเย็น ลมร้อน จะเป็นสายลมที่พัดพาเอาอากาศที่ดีหรือไม่ดีมาให้ แต่ไม่ว่าสายลมนี้จะพัดพาเอาอะไรมา แต่มันก็ได้ทิ้งร่องรอยความทรงจำบางอย่างเอาไว้ให้เรา"

บันทึกเรื่องราวของพวกเขา ผ่านภาพถ่ายที่ไม่มีคำบรรยาย

ไฟล์ความละเอียดภาพต่ำ (ไฟล์ขนาดเล็ก)

ไฟล์ความละเอียดภาพสูง (ไฟล์ขนาดใหญ่)

นิสิตวิศวกรรมเคมีรหัส ๕๖ เรียน แลป สอบ MO Memoir : Friday 19 May 2560

วันเวลาที่ผ่านไป  สามารถทำให้บางสิ่งบางอย่าง  ที่เมื่อมันยังใหม่อยู่นั้นยากที่จะเห็นคุณค่าของมัน  แสดงคุณค่าของมันออกมา

"จบเมื่อไหร่ แล้วค่อยกลับมาดูนะ" เป็นประโยคที่ผมผมมักจะบอกกับนิสิตที่ ๒ ที่เพิ่งจะเข้าภาควิชา หลังจากที่ผมถ่ายรูปพวกเขาในวันแรกที่ได้พบเจอกันที่ห้องปฏิบัติการเคมีพื้นฐาน เพื่อให้พวกเขากลับมาดูภาพของพวกเขาในวันแรกที่เข้ามาเรียนที่ภาควิชา พร้อมกับบอกกับพวกเขาว่า "รับรองว่าไม่มีใครเปลี่ยนไปในทิศทางที่ดีขึ้น" คือเรียนไปเรื่อย ๆ จะมีแต่โทรมลง (จะมียกเว้นบ้างก็นิสิตชายบางคนที่กลับ "สวย" ขึ้นเรื่อย ๆ) ส่วนประโยคที่ผมกล่าวเอาไว้นั้นจะมีความจริงอยู่แค่ไหน ตอนนี้ก็รอการพิสูจน์จากพวกเขาแล้ว 
 

คุณค่าของรูปถ่ายเหล่านี้ที่ขอส่งมอบให้พวกคุณ จะมีค่ามากน้อยเท่าใดนั้น คงขึ้นอยู่กับการพิจารณาของพวกคุณเอง ว่าคุณจะเก็บพวกมันเอาไว้นานเท่าใด และจะหยิบขึ้นมาพิจารณาเมื่อใด

วันนี้ วันศุกร์ที่ ๑๙ พฤษภาคม ๒๕๖๐ ตรงกับวันแรม ๙ ค่ำ เดือน ๖ ปีระกา ถือว่าเป็นการสิ้นสุดการสอบของพวกเขา ก่อนที่พวกเขาแต่ละคนจะเดินทางต่อไปในเส้นทางที่ตัวเองได้เลือกหรือฝันเอาไว้ ผมเองในฐานะอาจารย์ผู้หนึ่งที่ได้สอนพวกเขามา คงไม่ขอกล่าวอะไรมาก นอกจากขอให้พวกเขาทุกคนโชคดี มีความสุขในชีวิตทุกคน

คำบรรยายภาพแต่ละภาพควรเป็นอย่างไรนั้น คงต้องขอให้ผู้ที่ปรากฏอยู่ในแต่ละภาพเป็นผู้ให้คำบรรยายเอาเอง 
  

ว่าแต่ว่ายังจำได้อยู่หรือเปล่าครับ ว่าตอนนั้นกำลังทำอะไรอยู่

นิสิตวิศวกรรมเคมีรหัส ๕๖ เรียน แลป สอบ (ไฟล์ฉบับย่อ)

นิสิตวิศวกรรมเคมีรหัส ๕๖ เรียน แลป สอบ (ไฟล์ฉบับเต็ม)

ไฟฟ้าสถิตกับงานวิศวกรรมเคมี (๒) ของเหลวนำไฟฟ้า ของเหลวไม่นำไฟฟ้า MO Memoir : Thursday 18 May 2560

ค่าสภาพต้านทานไฟฟ้า (electrical resisitivity หรือที่เรียกย่อ ๆ ว่า resisitivity หรือใช้สัญญลักษณ์ rho มีหน่วยเป็น Ohm.m) เป็นตัวบอกให้ทราบว่าวัสดุชนิดต่าง ๆ มีความสามารถในการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าได้มากน้อยเพียงใด วัสดุที่มีค่านี้สูงก็จะมีความต้านทานการไหลที่สูงไปด้วย (คือเป็นฉนวน)
 

ค่าความต้านทาน (resistance - R) แปรผันตามความยาว (L) แต่แปรผกผันกับพื้นที่หน้าตัด (A) ของวัสดุ หรือเขียนในรูปความสัมพันธ์แบบสมการคณิตศาสตร์ได้ว่า R = (rho.L)/A ดังนั้นการเปรียบเทียบความสามารถในการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าของวัสดุต่าง ๆ ด้วยการใช้ค่าสภาพต้านทานไฟฟ้า จึงเป็นการเปรียบเทียบที่ไม่ขึ้นกับรูปร่างของวัสดุนี้
 

(สมการในย่อหน้าข้างบนตั้งอยู่บนข้อสมมุติว่ากระแสไฟฟ้าไหลอย่างสม่ำเสมอตลอดทั้งพื้นที่หน้าตัดตัวนำ ซึ่งเรื่องนี้เป็นจริงสำหรับไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current หรือ DC) แต่ในกรณีของไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating current หรือ AC) จะมีเรื่องของ "Skin effect" เข้ามาเกี่ยวข้อง คือความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่บริเวณผิวรอบนอกของตัวนำจะสูงกว่าบริเวณตอนกลาง)

รูปที่ ๙ ต้นฉบับบทความที่เป็นต้นเรื่องของบทความชุดนี้

เรื่องหนึ่งที่เรียนกันในวิชาเคมีคือเรื่องพันธะมีขั้วและโมเลกุลมีขั้วที่ส่งผลต่อคุณสมบัติของของเหลว แต่เนื้อหาตรงนี้ในส่วนการใช้งานก็มักจะกล่าวกันเพียงแค่ผลที่มีต่อจุดเดือดและการละลายเข้าด้วยกันเท่านั้น แต่อันที่จริงมันยังมีอีกเรื่องหนึ่งที่เกี่ยวข้องและสำคัญในแง่ของการออกแบบโรงงานและระเบียบวิธีการทำงาน นั่นคือ "การนำไฟฟ้า" โดยของเหลวที่เป็นโมเลกุลมีขั้ว (หรือมีโมเลกุลมีขั้ว - ที่ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกัน - ผสมอยู่) นั้นจะนำไฟฟ้าได้ดีกว่า เรื่องนี้ส่งผลต่อการเกิดไฟฟ้าสถิตและการกระจายประจุไฟฟ้าสถิตออกไป ทำให้การทำงานกับของเหลวที่นำไฟฟ้าได้ดีนั้นมีปัญหาเรื่องไฟฟ้าสถิตน้อยกว่าการทำงานกับของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า เช่นในกรณีของรูปที่ ๑ ๓ ๕ และ ๖ ในตอนที่ ๑ ของเรื่องนี้

(หมายเหตุ : ลำดับรูปในที่นี้จะใช้หมายเลขต่อจากฉบับที่แล้ว)

รูปที่ ๑๐ ตัวอย่างของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า (พวกที่มีค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าตั้งแต่ 10⁸ โอห์ม.เมตร ขึ้นไป) สารกลุ่มนี้จะเป็นพวกโมเลกุลไม่มีขั้วหรือมีความเป็นขั้วต่ำ ในที่นี้ mesitylene คือ 1,3,5-trimethyl benzene ส่วน white spirit นั้นหมายถึงไฮโดรคาร์บอน (aliphatic หรือ alicyclic ช่วง C7 - C12) ที่ใช้เป็นตัวทำละลายในการละลายหรือกระบวนการสกัดด้วยตัวทำละลาย (solvent extraction)

ตารางในรูปที่ ๑๐ นั้นนำมาจากเอกสารที่แสดงไว้ในรูปที่ ๙ ในบทความนี้ของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าคือของเหลวที่มีค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าตั้งแต่ 10⁸ โอห์ม.เมตร ขึ้นไป (ตัวเลขมีการปัดเศษให้เป็นเลขยกกำลังกลม ๆ) ตรงนี้ต้องย้ำนิดนึงกว่าการ นำไฟฟ้า - ไม่นำไฟฟ้า ในที่นี้หมายถึง "ไฟฟ้าสถิต" นะ ไม่ใช่ไฟฟ้ากำลังที่ใช้กันตามบ้านเรือนและโรงงานทั่วไป จากตัวอย่างที่เขายกมานั้นจะเห็นว่าพวกที่ติดอันดับต้น ๆ จะเป็นพวกโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว ในขณะที่พวกที่ติดอันดับล่าง ๆ จะเป็นพวกโมเลกุลที่มีขั้วไม่แรง 
  

ส่วนตารางในรูปที่ ๑๑ นั้นเป็นตัวอย่างของเหลวนำไฟฟ้า คือพวกที่มีค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าต่ำกว่า 10⁸ โอห์ม.เมตร ลงมา สารกลุ่มนี้จะเป็นพวกโมเลกุลที่มีความเป็นขั้วสูง

รูปที่ ๑๑ ตัวอย่างของเหลวที่นำไฟฟ้า (ค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าต่ำกว่า 10⁸ โอห์ม.เมตร ลงมา) สารกลุ่มนี้จะเป็นพวกโมเลกุลที่ความเป็นขั้วสูง

การลดค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าให้กับของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าทำได้ด้วยการผสมของเหลวที่มีค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าต่ำเข้าไป แต่ทั้งนี้ของเหลวที่ผสมเข้าไปนั้นจะต้อง "ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกัน" (เช่นการผสมแอลกอฮอล์ในปริมาณที่เหมาะสมเข้าไปในน้ำมัน) ไม่เช่นนั้นจะเกิดปัญหารุนแรงขึ้นกว่าเดิม เช่นในกรณีของหยดน้ำในน้ำมัน 
  

ของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าก็ทำให้การเกิดไฟฟ้าสถิตเพิ่มมากขึ้นกว่าเดิมได้ ของแข็งนี้อาจเป็นของแข็งที่ไหลปะปนมากับของเหลวแต่ต้น หรือเป็นของแข็งที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต เช่นระหว่างการตกผลึก (crystallisation) ในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว (ถ้าตัวทำละลายเป็นสารไวไฟด้วยก็ควรทำการตกผลึกภายใต้บรรยากาศแก๊สไนโตรเจน)

สุดท้าย ที่ว่างท้ายหน้า ขอเอาข้อความที่มีคนกล่าวถึงบน facebook มาบันทึกไว้เป็นที่ระลึกซะหน่อย :) :) :)

ไฟฟ้าสถิตกับงานวิศวกรรมเคมี (๑) ตัวอย่างการเกิด MO Memoir : Sunday 14 May 2560

สำหรับคนไทยส่วนใหญ่แล้ว ปัญหาเรื่องไฟฟ้าสถิตจัดได้ว่าเป็นเรื่องไกลตัว ทั้งนี้เป็นเพราะอากาศบ้านเรามีความชื้นสูง ประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นจึงกระจายออกไปได้ง่าย ไม่เกิดการสะสม เว้นแต่ผู้ที่ทำงานอยู่ในห้องปรับอากาศ (แถมเดินบนพื้นปูพรม) ที่อากาศแห้งทั้งวัน โอกาสที่จะมีปัญหากับไฟฟ้าสถิตจะมากกว่า เช่นตอนที่ยื่นมือไปจับลูกบิดประตูหรือก๊อกน้ำที่เป็นตัวทำไฟฟ้า จะรู้สึกสะดุ้งเนื่องจากมีประจุไฟฟ้ากระโดดข้ามจากมือไปยังลูกบิดประตูหรือก๊อกน้ำนั้น
 

ในประเทศที่มีอากาศหนาว ภูมิอากาศแห้ง ปัญหาเรื่องไฟฟ้าสถิตจากการทำงานจะมากกว่า ประกายไฟที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตสามารถจุดระเบิดไอระเหยของเชื้อเพลิงกับอากาศ หรือฝุ่งผง (ที่ลุกติดไฟได้) ที่ฟุ้งกระจายอยู่ในอากาศ ก่อให้เกิดการระเบิดได้ ตัวอย่างหนึ่งที่เพิ่งเล่าไปไม่นานนี้คือเรื่อง "Switch loading (น้ำมันเชื้อเพลิง)" (Memoir ปีที่ ๙ ฉบับที่ ๑๓๗๔ วันจันทร์ที่ ๘ พฤษภาคม ๒๕๖๐) ที่ประกายไฟที่เกิดขึ้นระหว่างน้ำมันในถัง กับอุปกรณ์เก็บตัวอย่างน้ำมันหรือท่อจ่ายน้ำมันเข้าถัง ทำให้เกิดการระเบิดขึ้นภายในถังน้ำมันได้
 

ประจุไฟฟ้าสถิตสะสมได้บนวัสดุที่ไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า หรือเป็นตัวนำไฟฟ้าแต่ไม่ได้ถูกต่อลงดิน (ที่เรามักเรียนแบบอเมริกันว่าต่อ ground แต่ถ้าแบบอังกฤษจะเรียกว่า earth) เช่นในกรณีของรถบรรทุกน้ำมันที่กล่าวมาข้างต้น คือถังบรรจุน้ำมันและตัวโครงสร้างรถที่สัมผัสกับถัง ต่างเป็นตัวนำไฟฟ้า แต่ส่วนที่สัมผัสกับพื้นนั้น (คือล้อ) เป็นยางที่ไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า ทำให้ตัวถังบรรจุน้ำมัน (รวมทั้งโครงสร้างโลหะที่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับถังบรรจุน้ำมัน) ทำหน้าที่คล้ายกับว่าเป็นตัวเก็บประจุขนาดใหญ่
 

เรื่องที่นำมาเล่าในที่นี้นำมาจากบทความเรื่อง "Static Electricity : Rules for Plant Safety" จัดทำโดย Expert Commission for Safety in the Swiss Chemical Industry (ESCIS) ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร Plant/Operation Progress vol. 7 No. 1 หน้า 1-22 เดือนมกราคม ปีค.ศ. ๑๙๘๘ จากที่เคยอ่านเห็นว่าบทความนี้ให้ภาพโดยรวมที่ดีของการเกิดไฟฟ้าสถิตในระหว่างการทำงาน และการแก้ปัญหา แต่การทำความเข้าใจเนื้อหาจำเป็นต้องมีพื้นฐานด้านการทำงานอยู่บ้าง จึงได้นำเอาบทความนี้มาขยายความโดยเฉพาะในส่วนที่เห็นว่าสำคัญ เพื่อให้ผู้ที่กำลังศึกษาอยู่จะได้มีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับปัญหาของการเกิดไฟฟ้าสถิตในการทำงานในอุตสาหกรรม โดยจะขอเริ่มจากตอนที่ ๑ คือตอนนี้ ที่เป็นการยกตัวอย่างการทำงานที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตย์สะสมได้ รูปที่นำมาแสดงเป็นรูปที่ปรากฏในหน้าที่ ๑ และ ๒ ของบทความดังกล่าว
 

เริ่มจากรูปที่ ๑ ที่แสดงตัวอย่างที่เกิดจากของเหลวหรือตัวทำละลายที่ไม่เป็นตัวทำไฟฟ้า (non-conductive solvent) ไหลออกจากท่อโลหะลงสู่ภาชนะรองรับ โดยที่ปลายของท่อนั้นอยู่สูงกว่าผิวของเหลว กรณีนี้จะเกิดไฟฟ้าสถิตจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "separation effect" คือการที่วัตถุสองชิ้นที่สัมผัสกันอยู่นั้นแยกตัวออกจากกัน (ในกรณีนี้คือของเหลวแยกตัวออกจากพื้นผิวของแข็ง)

"separation effect" เป็นรูปแบบหนึ่งของการเกิดไฟฟ้าสถิต คืเมื่อวัตถุสองชิ้นสัมผัสกัน วัตถุชิ้นที่ยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนได้อ่อนกว่ามีแนวโน้มจะสูญเสียอิเล็กตรอนให้กับวัตถุที่ยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนได้ดีกว่า แต่ถ้าวัตถุทั้งสองชิ้นเป็นตัวนำไฟฟ้า ประจุที่มีการถ่ายเทก็จะกระจายออกไปไม่เกิดการสะสม

ของเหลวที่เป็นตัวนำไฟฟ้า (conductive solvent) ได้แก่ของเหลวที่โมเลกุลมีขั้วหรือมีไอออนละลายอยู่ ของเหลวที่เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว (เช่นไฮโดรคาร์บอน) หรือมีความเป็นขั้วต่ำจัดเป็นของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า (non-conductive solvent) อนึ่งในบทความนี้จะใช้คำว่าตัวทำละลาย (solvent) หรือของเหลว (liquid) ในความหมายเดียวกัน เว้นแต่จะมีระบุไว้อย่างอื่น
  

รูปที่ ๑ ไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากของเหลวหรือตัวทำละลายที่ไม่เป็นตัวทำไฟฟ้า (non-conductive solvent) ไหลออกจากท่อโลหะลงสู่ภาชนะรองรับ

ตัวอย่างของการเกิดไฟฟ้าสถิตตามรูปที่ ๑ นี้ได้แก่การถ่ายของเหลวหรือตัวทำละลายที่ไม่เป็นตัวนำไฟฟ้าลงสู่ถังบรรจุ เช่นในกรณีของการเติมน้ำมันจากสถานีจ่ายน้ำมันให้กับรถบรรทุกน้ำมัน ในกรณีนี้การเกิดไฟฟ้าสถิตจะเกิดได้เร็วขึ้นถ้าอัตราการไหลของของเหลวผ่านท่อนั้นสูงขึ้น ถ้าหากท่อป้อนของเหลวเป็นท่อโลหะที่นำไฟฟ้า และท่อนี้ต่อสายดินเอาไว้ ประจุไฟฟ้าที่สะสมบนผิวท่อก็จะรั่วลงสู่ดินไป เหลือแต่เฉพาะส่วนที่อยู่กับของเหลว และถ้าภาชนะบรรจุนั้นทำจากวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า (เช่นถังพลาสติก) หรือเป็นภาชนะโลหะที่ไม่ได้ถูกต่อสายดิน (เช่นถังน้ำมันของรถบรรทุกน้ำมันที่ไม่ได้ต่อสายดิน) ไฟฟ้าสถิตก็จะค้างสะสมอยู่ในของเหลวนั้น
 

รูปที่ ๒ เป็นตัวอย่างการเกิดไฟฟ้าสถิตจากการเทผงอนุภาคที่บรรจุอยู่ในถุงออกจากถุง (separation effect เช่นกัน) ในกรณีนี้จะเกิดไฟฟ้าสถิตสะสมที่ตัวถุงและกองอนุภาคที่เทออกมา และตัวอนุภาคที่ฟุ้งลอยอยู่ ตัวอย่างการทำงานประเภทนี้ได้แก่การเทส่วนผสมต่าง ๆ ลงถังผสม (โดยส่วนผสมนั้นอาจเป็นของแข็งอย่างเดียว หรือมีทั้งของแข็งและของเหลว) ในกรณีที่พื้นผิวรองรับผงอนุภาคนั้นเป็นพื้นผิวนำไฟฟ้าและมีการต่อลงดิน (เช่นถังผสมที่เป็นถังโลหะ) ประจุไฟฟ้าที่สะสมบนอนุภาคที่กองอยู่บนพื้นก็จะกระจายตัวออกไปได้เร็ว แต่ส่วนที่อยู่กับอนุภาคที่ฟุ้งกระจายอยู่นั้นจะกระจายตัวออกไปได้ช้ากว่า (ยิ่งเป็นบรรยากาศที่แห้งก็ยิ่งกระจายตัวได้ช้า)
  

รูปที่ ๒ ไฟฟ้าสถิตทีเกิดจากการเทผงอนุภาคออกจากถุงพลาสติก

รูปที่ ๓ เป็นกรณีของการลำเลียงของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าหรือผงอนุภาคของแข็ง (ระบบ pneumatic conveyor หรือในรูปแบบ slurry ที่เป็นของแข็งแขวนลอยอยู่ในของเหลว) ด้วยการใช้ท่อพลาสติกหรือท่อแก้ว ในกรณีนี้จะมีการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตที่ตัวท่อและหน้าแปลนและตัวของเหลว
 

อันที่จริงการเกิดรูปแบบนี้จะว่าไปแล้วไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่ท่อแก้วหรือท่อพลาสติก กับท่อโลหะก็เกิดเช่นเดียวกันดังจะเห็นได้จากในโรงงานที่ทำงานเกี่ยวกับสารไฮโดรคาร์บอน ที่จะต้องมีการทำให้ระบบท่อลำเลียงไฮโดรคาร์บอนนั้นมีการเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้าและต่อลงดิน ดังนั้นอย่าแปลกใจถ้าจะพบว่าทำไมตรงหน้าแปลนจึงมีการใช้แหวนที่เรียกว่า "Tooth washer" รองนอตหรือยังอาจมีสายไฟเชื่อมต่อข้ามตัวหน้าแปลนเพิ่มเข้ามาอีก ทั้งนี้เป็นเพราะตัวท่อนั้นมักจะมีการพ่นสี และตัวนอตเหล็กนั้น (ถ้าไม่มีการเคลือบสังกะสี) ก็มักจะมีชั้นสนิมบาง ๆ ปกคลุมอยู่ ซึ่งสองสิ่งนี้ต่างขัดขวางการนำไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องใช้ tooth washer เพื่อให้ฟันของแหวนรองนี้กัดเข้าไปจนถึงเนื้อโลหะ เพื่อให้ความมั่นใจว่าระบบมีความต่อเนื่องทางด้านไฟฟ้า ตัวอย่างของการเชื่อมต่อระบบลงดินที่ดูแล้วสงสัยว่าจะมีปัญหาเคยนำมาเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๗ ฉบับที่ ๑๐๑๑ วันเสาร์ที่ ๔ กรกฎาคม ๒๕๕๘ เรื่อง "เก็บตกจากการเดินเล่นรอบโรงงาน" ที่ต้องบอกว่าสงสัยว่าจะมีปัญหาเพราะวันนั้นไม่ได้เอามัลติมิเตอร์ไปวัดความต้านทานระหว่างสายดินกับโครงสร้าง เพียงแค่พิจารณาดูด้วยสายตาเท่านั้น
  

รูปที่ ๓ ไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการลำเลียงของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าหรือผงอนุภาคของแข็งไปในท่อแก้วหรือท่อพลาสติก (อันที่จริงสำหรับท่อโลหะที่ไม่ได้ต่อสายดินไว้ก็เกิดได้เหมือนกัน) กระบวนการผลิตพอลิเอทิลีนแบบ slurry phase ก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของการลำเลียงของแข็ง (ที่ไม่นำไฟฟ้า) ไปพร้อมกับของเหลว (ตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนที่ไม่นำไฟฟ้า) ไปตามระบบท่อ

  

การเกิดไฟฟ้าสถิตจาก separation effect ไม่จำเป็นต้องเกิดจากวัสดุสองชนิดที่แตกต่างกัน วัสดุชนิดเดียวกันที่แยกตัวออกจากกันก็สามารถเกิดไฟฟ้าสถิตย์ได้ รูปที่ ๔ เป็นตัวอย่างไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการคลี่ม้วนฟิล์มพลาสติกหรือม้วนกระดาษ ในกรณีนี้แม้ว่าจะเป็นวัตถุชนิดเดียวกัน ก็ยังสามารถเกิดไฟฟ้าสถิตขึ้นได้ และเนื่องจากฟิล์มพลาสติกและกระดาษเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี ประจุไฟฟ้าที่สะสมอยู่จะกระจายออกไปได้ช้า

รูปที่ ๔ ไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการคลี่ม้วนฟิล์มพลาสติกหรือม้วนกระดาษ
  

รูปที่ ๕ เป็นตัวอย่างไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นจากการฉีดพ่นของเหลวออกจากหัวฉีดให้กลายเป็นละอองฝอยเล็ก ๆ ถ้าตัวหัวฉีด (ที่ปรกติทำจากโลหะ) นั้นมีการต่อสายดินไว้ ประจุไฟฟ้าที่สะสมที่หัวฉีดก็จะระบายลงสู่ดินผ่านทางสายดิน แต่ส่วนที่อยู่ในละอองหยดของเหลวนั้นยังคงอยู่ ตัวอย่างของงานประเภทนี้ได้แก่การฉีดพ่นสี การพ่นตัวทำละลายไปบนพื้นผิว (เช่นการล้างผนังภาชนะขนาดใหญ่ที่ใช้การฉีดพ่นตัวทำละลายเข้าไปล้างสิ่งปนเปื้อนที่เกาะผนังภาชนะ) เครื่อง spray dryer แต่จะว่าไปแล้วการเปิดปัญหาไฟฟ้าสถิตรูปแบบนี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่การฉีดของเหลว การฉีดแก๊สบางชนิดเช่นคาร์บอนไดออกไซด์ (เช่นในกรณีของการฉีดเครื่องดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์) จะมีการเกิดอนุภาคน้ำแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง) เกิดขึ้นอยู่ในแก๊สที่ฉีดพุ่งออกมา (คาร์บอนไดออกไซด์ในถังเมื่อถูกฉีดพ่นออกมาจะไหลผ่านวาล์ว ทำให้ความดันลดลง อุณหภูมิลดต่ำลง จนบางส่วนกลายเป็นของแข็ง ซึ่งเมื่อไหลผ่านสายยางที่ใช้ฉีด จะเป็นเหมือนกับการลำเลียงอนุภาคของแข็ง (ที่ไม่นำไฟฟ้า) ไปตามระบบท่อ (ที่ไม่นำไฟฟ้าเช่นกัน) ดังเช่นกรณีรูปที่ ๓)

รูปที่ ๕ ตัวอย่างการเกิดไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการฉีดพ่นของเหลวออกเป็นละอองฝอย

รูปที่ ๖ เป็นตัวอย่างการเกิดไฟฟ้าสถิตจากการปั่นกวนของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า (เช่นไฮโดรคาร์บอน) ในภาชนะโลหะ (ที่ของเหลวในถังสัมผัสกับผิวโลหะโดยตรง) สำหรับภาชนะโลหะที่เชื่อมต่อกับระบบท่อโลหะและโครงสร้างโลหะ ก็จะมีการต่อสายดินผ่านทางระบบท่อหรือทางโครงสร้างได้ (แต่ทั้งนี้ต้องแน่ใจว่าตรงจุดสัมผัสที่เป็นจุดต่อนั้นไม่มี สี สนิม ปะเก็น แหวนรอง ฯลฯ ที่ไม่นำไฟฟ้านั้นขวางกั้นอยู่) แต่ถ้าเป็นกรณีของภาชนะโลหะที่มีการบุผิวข้างในด้วยวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า (เช่นแก้ว หรือพอลิเมอร์) จะมีปัญหาประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวเคลือบทางด้านสัมผัสของเหลว จะไม่สามารถระบายลงดินผ่านตัวภาชนะโลหะได้ (เพราะชั้นผิวเคลือบไม่นำไฟฟ้า จึงไม่สามารถนำประจุจากทางด้านของเหลวมายังฝั่งสัมผัสโลหะได้)
  

รูปที่ ๖ ไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการปั่นกวนของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าในถังโลหะ

รูปที่ ๗ เป็นตัวอย่างการเกิดไฟฟ้าสถิตที่พบเห็นได้ง่ายทั่วไปในชีวิตประจำวัน แม้แต่ในบ้านเราสำหรับผู้ที่อยู่ในห้องปรับอากาศต่อเนื่องเป็นเวลานาน ในรูปนี้ยกตัวอย่างการสวมรองเท้าที่พื้นรองเท้าไม่นำไฟฟ้า เดินไปบนพื้นที่ทำจากวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า (เช่นพรมไนลอนหรือพื้นพลาสติก) นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตสะสมในตัวคน (separation effect ตอนพื้นรองเท้าแยกตัวจากพื้น) พอไปสัมผัสกับลูกบิดประตูหรือก๊อกน้ำโลหะก็จะรู้สึกสะดุ้งเนื่องจากประจุไฟฟ้าที่สะสมอยู่ในตัวนั้นกระโดดข้ามไปยังตัวนำไฟฟ้าที่กำลังจะยื่นมือไปสัมผัส (ถ้าไม่อยากสะดุ้งก็ให้ใช้วิธีหยิบถือวัสดุที่เป็นตัวนำไฟฟ้า เช่นลูกกุญแจ ยื่นไปแตะที่ลูกบิดหรือก๊อกน้ำโลหะก่อน เพื่อทำการระลายประจุไฟฟ้าบนตัวเราผ่านทางลูกกุญแจ) ตัวพื้นคอนกรีตจะมีปัญหาต่ำกว่า เพราะอย่างน้อยคอนกรีตก็ดูดซับความชื้นในอากาศได้ดีกว่าพรมที่ทำจากพอลิเมอร์ที่ไม่นำไฟฟ้า
 

เสื้อผ้าที่ทำจากเส้นใยที่มีสัดส่วนของเส้นใยไม่นำไฟฟ้า (เช่นพอลิเอสเทอร์หรือไนลอน) อยู่สูง เวลารีดด้วยเตารีดก็จะพบปัญหาการเกิดไฟฟ้าสถิตเช่นกัน หรือแม้ต่อตอนถอดเสื้อออกหลังจากที่อยู่ในสภาพที่อากาศแห้งเป็นเวลานาน (separation effect เช่นกัน) ตอนเรียนอยู่ต่างประเทศที่อากาศเย็นผมเองก็ชอบใช้เสื้อเชิ้ตที่ทำจากผ้าที่มีสัดส่วนเส้นใยพอลิเอสเทอร์สูง เนื่องจากมันแห้งง่าย และรีดง่าย ไม่ค่อยยับ แต่ผ้าแบบนี้เอามาใส่ในบ้านเราที่อากาศร้อนก็ไม่ไหวเหมือนกัน เพราะมันไม่ซึมซับเหงื่อเหมือนพวกผ้าฝ้าย (ผ้าฝ้ายเป็นเส้นใยเซลลูโลส มีหมู่ไฮดรอกซิล -OH ที่มีขั้วอยู่มาก จึงซับน้ำได้ดีกว่า และความชื้นที่ดูดซับไว้นั้นยังทำให้มันมีปัญหาเรื่องการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตต่ำกว่า แต่ผ้าฝ้ายมันยับง่ายและรีดยาก)
  

รูปที่ ๗ ไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการสวมใส่รองเท้าที่พื้นรองเท้าไม่นำไฟฟ้า ไปบนพรมหรือพื้นที่ทำจากวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า

เวลาที่คนเราโดนไฟฟ้าดูด ก็เป็นเพราะกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกายลงสู่พื้นดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเป็นเท้าเปล่ายืนอยู่บนพื้นเปียก สำหรับไฟฟ้าระดับความต่างศักย์ต่ำ ๆ ที่รั่วอยู่รอบ ๆ ตัวอุปกรณ์บางชนิด (เช่นเคสของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ปลั๊กไม่ได้ต่อสายดิน) บางครั้งการสวมรองเท้าที่พื้นเป็นฉนวนร่วมกับการไม่ยืนอยู่บนพื้นเปียก ก็ช่วยป้องกันไม่ให้ไฟดูดได้ (เพราะมันไปตัดการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวลงสู่พื้นดิน) แต่ทั้งนี้ไม่ใช่ว่าแขนข้างหนึ่งจับตัวอุปกรณ์และอีกข้างหนึ่งไปจับตัวนำที่นำไฟฟ้าลงดินนะ ในกรณีหลังนี้กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านแขนทั้งสองข้างแทน
 

รูปที่ ๘ เป็นตัวอย่างของไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำ (electrostatic induction) คำอธิบายภาพในเอกสารกล่าวว่าการที่ผงอนุภาคไหลผ่านท่อพลาสติก ทำให้ตัวผงอนุภาคและท่อพลาสติกนั้นมีประจุไฟฟ้าสถิตสะสม ประจุไฟฟ้าสถิตย์บนตัวท่อสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดประจุไฟฟ้าสถิตบนตัวเรือนภาชนะโลหะที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับตัวท่อได้ (แสดงว่าตัวภาชนะโลหะต้องไม่มีการต่อสายดิน)

ตอนที่ ๑ ของเรื่องนี้คงจะพอแค่นี้ก่อน เดี๋ยวพอมีเวลาว่างจะมาเขียนตอนที่ ๒ ต่อ

รูปที่ ๘ ไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการเหนี่ยวนำ

การไว้หนวดไว้เคราไว้จอน สำหรับการสวมหน้ากากเครื่องช่วยหายใจ MO Memoir : Tuesday 9 May 2560

รูปข้างบนผมนำมาจากไฟล์เอกสาร "Refinery General Rules Booklet" ของโรงกลั่นน้ำมัน Toledo Refinery ของบริษัท BP ฉบับ Revised 12/2006 (ดาวน์โหลดได้ทางอินเทอร์เน็ต) ดูแล้วเอกสารฉบับนี้น่าจะเป็นคู่มือแจกให้กับพนักงานที่ทำงานในโรงกลั่นน้ำมันดังกล่าว เนื้อหาทั่วไปในเอกสารเกี่ยวข้องกับนโยบายและข้อพึงปฏิบัติในการทำงานอย่างปลอดภัย
 

หน้า ๓๕ ของเอกสารดังกล่าวกล่าวถึงการใช้เครื่องช่วยหายใจ (self-contained breathing apparatus) ที่จะใช้ในกรณีที่ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องเข้าไปในพื้นที่ที่อาจมีไอหรือแก๊สที่เป็นอันตราย หรือไม่ทราบว่าบรรยากาศของบริเวณดังกล่าวเป็นอย่างไร หรือเป็นบริเวณที่มีออกซิเจนไม่เพียงพอต่อการหายใจ หรือเมื่ออุณหภูมิของอากาศนั้นสูงเกินกว่า 100ºF (38.8ºC)
 

หน้ากากที่ใช้กับเครื่องช่วยหายใจแบบนี้อาจครอบเฉพาะตรงบริเวณปากกับจมูก หรือปิดคลุมทั้งใบหน้า เพื่อให้หน้ากากทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งสำคัญคือตัวหน้ากากต้องสามารถแนบสนิทกับผิวหน้าผู้สวมใส่ และปัจจัยหนึ่งที่ทำให้หน้ากากไม่สามารถแนบสนิทกับใบหน้าผู้สวมใส่ได้ก็คือการไว้ "หนวดและเครา" (อันที่จริงมันรวมไปถึงจอนข้างใบหูด้วย)
 

การไว้หนวดเครานั้นผู้ชายไทยก็ไม่ได้ไว้กันมากมายอะไร เรียกว่ามีน้อยรายก็ได้ แต่สำหรับฝรั่งแล้วจะเห็นได้ทั่วไปเป็นเรื่องปรกติ รูปในหน้าดังกล่าวได้ยกตัวอย่างการไว้หนวดเคราที่ยอมรับได้ (คือไม่ก่อปัญหาให้กับการสวมหน้ากากเครื่องช่วยหายใจ คือไว้หนวดห้ามยาวเกินมุมปาก และที่ใต้ริมฝีปากล่างได้
 

ส่วนการไว้หนวดเคราที่ไม่เหมาะสมได้แก่ (เริ่มจากซ้ายไปขวา) การไว้เต็มทั้งใบหน้า การไว้เคราที่คาง และการไว้หนวดที่ล้ำออกมาเกินมุมปาก ส่วนการไว้จอน (sideburn) นั้นต้องไม่ไว้ยาวเกินขอบล่างของใบหู

ด้วยผู้ชายไทยส่วนใหญ่ในปัจจุบันไม่นิยมการไว้หนวดเครา ก็เลยไม่รู้ว่าเรื่องนี้มีการกล่าวเอาไว้ในการอบรมความปลอดภัยกันบ้างหรือเปล่า โดยเฉพาะการไว้จอนยาว ที่รู้สึกว่าจะพบเห็นได้มากกว่า ทั้งผู้ชายและผู้หญิง

Switch loading (น้ำมันเชื้อเพลิง) MO Memoir : Monday 8 May 2560

สมมุติว่าคุณมีรถบรรทุกน้ำมันอยู่ ๑ คัน ต้องนำน้ำมันดีเซลไปส่งให้ลูกค้ารายที่หนึ่ง และน้ำมันเบนซินไปส่งให้ลูกค้ารายที่สองด้วยรถบรรทุกน้ำมันคันเดิม คำถามก็คือควรส่งน้ำมันให้ลูกค้ารายไหนก่อน (คือลำดับการส่งมีความสำคัญ) หรือส่งให้ใครก่อนก็ได้ (คือลำดับการส่งไม่มีความสำคัญ สะดวกอันไหนก็ทำอันนั้นก่อน)

"Switch loading" ในงานขนถ่ายน้ำมันหมายถึงการที่เปลี่ยนจากการเติม (หรือบรรจุ) เชิ้อเพลิงในถังเก็บ (อาจเป็นถังเก็บของรถบรรทุกน้ำมัน หรือถังเก็บใน tank farm ก็ได้) จากเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งไปเป็นเชื้อเพลิงอีกชนิดหนึ่ง ดังเช่นตัวอย่างที่ยกมาในย่อหน้าแรก

การทำงานลักษณะเช่นนี้มีโอกาสที่จะเกิดอันตรายสูงจากการระเบิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปลี่ยนจากการบรรจุเชื้อเพลิงที่มีความดันไอสูงมาเป็นการบรรจุเชื้อเพลิงที่มีความดันไอต่ำกว่า (เช่นการเปลี่ยนจากการบรรจุน้ำมันเบนซินมาเป็นน้ำมันดีเซล) และในสภาพอากาศที่แห้ง เกิดการสะสมของไฟฟ้าสถิตย์ได้ง่าย
 

เอกสารต้นฉบับที่ใช้ในการเขียนบทความนี้ ได้มาเมื่อประมาณ ๓๐ ปีที่แล้ว ไม่มีรายละเอียดผู้จัดทำ มีแต่หัวข้อว่า "Truck loading rack safety" แต่ดูจากวันที่กรณีตัวอย่างอุบัติเหตุที่มีในเอกสาร ทำให้คาดการณ์ได้ว่าน่าจะจัดทำขึ้นในต้นทศวรรษ ๑๙๗๐ หรือกว่า ๔๐ ปีที่แล้ว ที่หัวข้อมันเกี่ยวข้องกับรถบรรทุกก็เพราะอุบัติเหตุจาก Switch loading นี้มันมักจะเกิดกับรถบรรทุกน้ำมันในขณะที่กำลังเติมน้ำมันลงถังเก็บเพื่อนำไปส่งลูกค้า

รูปที่ ๑ หัวข้อ "Switch loading" จากเอกสารต้นฉบับที่ใช้ในการเขียนบทความนี้
 

การที่จะเกิดการระเบิดได้นั้นจำเป็นต้องมีองค์ประกอบ ๓ องค์ประกอบรวมอยู่ด้วยกันคือ เชื้อเพลิง (ซึ่งในที่นี้ก็คือไอน้ำมัน) ตัวออกซิไดซ์ (ซึ่งก็ได้แก่ออกซิเจนในอากาศ) และแหล่งพลังงาน (ความร้อน ประกายไฟ เปลวไฟ)

เวลาที่ของเหลวไหลออกจากถัง ระดับของเหลวในถังลดลง ปริมาตรที่ว่างเหนือผิวของเหลวจะเพิ่มขึ้น ถ้าหากของเหลวไม่สามารถระเหยเป็นไอขึ้นมาชดเชยปริมาตรของเหลวที่หายไปได้ทัน หรือไม่มีแก๊สจากภายนอกไหลเข้ามาชดเชย จะทำให้ความดันเหนือผิวของเหลวในถังลดต่ำกว่าความดันบรรยากาศภายนอก ถ้าหากถังบรรจุนั้นไม่ได้ออกแบบมาเพื่อรับแรงดันดังกล่าว ถังก็จะถูกแรงกดอากาศจากภายนอกบีบอัดให้ถังยุบตัวลง
 

ของเหลวที่มีจุดเดือดสูง มีความดันไอต่ำ เช่นน้ำมันดีเซล ที่อุณหภูมิห้องจะไม่ระเหยกลายเป็นไอได้มาก ดังนั้นเมื่อระบายน้ำมันดีเซลออกจากถัง จะต้องยอมให้อากาศไหลเข้าถังเพื่อรักษาความดันในถังไม่ให้ต่ำกว่าความดันบรรยากาศ แต่ด้วยความที่น้ำมันดีเซลมันระเหยได้น้อย ไอน้ำมันเมื่อผสมกับอากาศแล้วจึงไม่มีความเข้มข้นสูงพอจนอยู่ในช่วงที่สามารถเกิดการระเบิดได้ (ถ้าได้รับการกระตุ้น)

  

ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ มีความดันไอสูง เช่นน้ำมันเบนซิน ที่อุณหภูมิห้องจะระเหยกลายเป็นไอได้มาก ดังนั้นเมื่อระบายน้ำมันเบนซินออกจากถัง ไอน้ำมันเบนซินจะระเหยออกมาชดเชยปริมาตรของเหลวที่ไหลออกไปได้มาก ทำให้อากาศรั่วไหลเข้าไปในถังได้ไม่มาก ความเข้มข้นของอากาศในถังจึงต่ำเกินไปที่จะทำให้ไอผสมในถังสามารถเกิดการระเบิดได้
 

พอเราเติมของเหลวเข้าถัง เราก็ต้องให้อากาศหรือแก๊สที่อยู่ในถังนั้นระบายออกมา ไม่เช่นนั้นความดันในถังจะเพิ่มมากขึ้น ในกรณีของถังน้ำมันดีเซล ในถังเดิมนั้นจะมีอากาศเป็นหลัก พอเติมน้ำมันดีเซลเข้าไปใหม่ อากาศในถังก็จะถูกดันออกมา ในกรณีของถังน้ำมันเบนซิน ในถังเดิมจะมีไอน้ำมันเบนซินเป็นหลัก พอเติมน้ำมันเบนซินเข้าไปใหม่ ไอน้ำมันเบนซินในถังก็จะระบายออกมาก
 

ทีนี้ลองมาดูว่าถ้าหากมีการ "Switch loading" ถังเดิมถังใบนั้นบรรจุน้ำมันดีเซล พอถ่ายน้ำมันดีเซลออกไป ในถังเปล่าก็มีจะแต่อากาศเป็นหลัก (น้ำมันดีเซลไม่ค่อยระเหยเป็นไอเท่าใด) พอเติมน้ำมันเบนซินลงไป น้ำมันเบนซินก็จะระเหยกลายเป็นไอผสมกับอากาศในถัง ความเข้มข้นของไอน้ำมันที่ผสมกับอากาศเหนือผิวของเหลวในถังก็จะเพิ่มขึ้นจนเข้าสู่ช่วง explosive limit ดังนั้นถ้าในช่วงนี้เกิดมีประกายไฟใด ๆ เกิดขึ้นถัง ก็จะเกิดการระเบิดขึ้นได้ แต่ไม่เกิดประกายไฟ น้ำมันที่เติมเข้าไปจะเข้าไปไล่อากาศในถังออก จนในที่สุดที่ว่างเหนือผิวน้ำมันเบนซินในถังก็จะมีแต่ไอน้ำมันเบนซินเป็นหลัก
 

แต่ถ้าเดิมถังใบนั้นบรรจุน้ำมันเบนซิน พอถ่ายน้ำมันเบนซินออกไป ในถังเปล่าก็จะมีแต่ไอน้ำมันเบนซินเป็นหลัก พอเติมน้ำมันดีเซลเข้าไป มองในแง่หนึ่งก็คือน้ำมันดีเซลน่าจะดันให้ไอน้ำมันเบนซินรั่วไหลออกจากถัง แต่ในขณะเดียวกันไอน้ำมันเบนซินที่อยู่ในถังจะ "ละลาย" เข้ามาอยู่ในน้ำมันดีเซลที่เติมเข้าไป ทำให้ความดันในถังลดต่ำลง อากาศจากภายนอกจะไหลเข้ามาผสมกับไอน้ำมันเบนซินในถัง จนทำให้สัดส่วนระหว่างไอน้ำมันเบนซินกับอากาศในถังอยู่ในช่วงที่สามารถระเบิดได้ถ้าหากมีประกายไฟไปกระตุ้น
 

ถ้ามองในแง่นี้ กลับไปที่คำถามในย่อหน้าแรก ไม่ว่าจะส่งน้ำมันเบนซินก่อน แล้วค่อยส่งน้ำมันดีเซล หรือส่งน้ำมันดีเซลก่อน แล้วค่อยส่งน้ำมันดีเซล ก็น่าที่จะมีโอกาสเกิดอันตรายเท่า ๆ กัน แต่เอาเข้าจริงแล้วกลับพบว่าถ้าส่งน้ำมันเบนซินก่อน แล้วค่อยส่งน้ำมันดีเซล จะมีโอกาสเกิดอันตรายจากการระเบิดสูงกว่า ความแตกต่างตรงนี้ไปอยู่ตรงที่โอกาสที่จะเกิด "ประกายไฟ" ที่แตกต่างกัน

"ไฟฟ้าสถิต" เกิดขึ้นได้เมื่อพื้นผิวสองพื้นผิวมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์กัน เช่นอนุภาคน้ำแข็งเล็ก ๆ ที่เคลื่อนที่อยู่ในก้อนเมฆและเกิดการชนกัน ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตสะสมในก้อนเมฆจนทำให้เกิดฟ้าแลบและฟ้าผ่า เวลาที่เราเดินไปบนพื้น ตอนที่พื้นรองเท้าที่เราสวมใส่แยกตัวยกขึ้นจากพื้น ก็จะเกิดไฟฟ้าสถิต ของเหลวหรือแก๊สที่ไหลในท่อ ก็จะทำให้เกิดการสะสมของประจุไฟฟ้าในตัวของเหลวและตัวท่อได้ เป็นต้น
 

ประจุไฟฟ้าสถิตที่สะสมอยู่นั้นสามารถระบายออกไปได้ ถ้ามีสิ่งอื่นมารับเอาประจุไฟฟ้านั้นออกไป ในบ้านเราในสภาพอากาศที่มีความชื้นสูง ไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการเดินและสะสมอยู่บนตัวเรา จะถูกความชื้นในอากาศดึงออกไป แต่ถ้าเป็นในห้องแอร์ที่อากาศแห้ง พออยู่ไปนาน ๆ บางครั้งจะพบว่าเวลาที่จะจับลูกบิดประตูที่เป็นโลหะ หรือเปิดก๊อกน้ำ หรือเอามือไปเข้าใกล้ชิ้นส่วนโลหะใด จะรู้สึกสะดุ้งที่มือ ทั้งนี้เป็นเพราะประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นนั้นไม่มีไอน้ำนำมาออกไป ทำให้มีประจุไฟฟ้าสะสมบนตัวเรามาก พอเรายื่นมือออกไปใกล้ชิ้นส่วนที่เป็นโลหะที่นำไฟฟ้าได้ดี ก็จะเกิดประกายไฟฟ้ากระโดดระหว่างมือเรากับชิ้นส่วนโลหะนั้น ทำให้เรารู้สึกสะดุ้ง
 

ในกรณีของรถบรรทุกน้ำมันนั้น ประจุไฟฟ้าสถิตจะเกิดขึ้นในขณะที่น้ำมันที่เติมเข้าไปในถังนั้นตกกระทบกับผิวถัง ถ้าเป็นการเติมแบบกระฉอก (เช่นปลายท่ออยู่สูงจากผิวถังหรือผิวของเหลวในถัง) หรือเติมด้วยอัตราเร็วที่สูงเกินไป การสะสมของประจุไฟฟ้าสถิตก็จะเกิดได้เร็วมากขึ้น ตัวถังบรรจุน้ำมันนั้นแม้ว่าจะเป็นโลหะ และตัวรถก็เป็นโลหะ แต่ส่วนที่สัมผัสพื้นคือยางที่เป็นฉนวนไฟฟ้า ดังนั้นจึงเกิดการสะสมประจุไฟฟ้าที่ตัวถังบรรจุน้ำมันได้ แต่ถ้ามีการต่อสายดินให้กับตัวถังบรรจุน้ำมัน ประจุไฟฟ้าที่สะสมอยู่ที่ตัวถังก็จะถูกระบายออกไป การเกิดประกายไฟกับตัวถังก็จะไม่เกิด
 

ในเอกสารที่ผมมีอยู่นั้นเขาบอกว่าการระเบิดมักจะเกิดที่เมื่อเติมน้ำมันลงไปได้ประมาณ ๑ ใน ๔ ของถัง และที่อุณหภูมิประมาณ 30ºF (-1ºC) โดยตำแหน่งที่เกิดประกายไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างผิวของเหลวในถัง กับปลายท่อที่ใช้ในการถ่ายน้ำมันลงไปในถัง (ปลายท่อจะยื่นเข้าไปในถัง) ตรงนี้ในเอกสารไม่ได้ให้คำอธิบายว่าทำไมมักจะเกิดที่อุณหภูมิดังกล่าวและเมื่อเติมน้ำมันลงไปได้ปริมาณดังกล่าว แต่คิดว่าเหตุผลน่าจะเป็นเพราะที่อุณหภูมิสูง ไอน้ำมันจะระเหยออกมาเร็วมากจนไล่อากาศออกไปจนหมดก่อนที่จะเกิดการสะสมประจุไฟฟ้าจะเกิดประกายไฟได้ และในทางตรงกันข้าม ที่อุณหภูมิต่ำนั้นไอน้ำมันจะเกิดน้อย ส่วนในเรื่องปริมาตรนั้นคาดว่าเป็นเพราะนั่นเป็นปริมาตรการเติมที่ทำให้เกิดการสะสมของประจุไฟฟ้ามากพอที่จะทำให้เกิดประกายไฟได้

รูปที่ ๒ รูปเขียนโครงสร้างถังบรรจุน้ำมันที่เกิดการระเบิด
 

ถ้าพิจารณาในแง่นี้ ในกรณีของการส่งน้ำมันดีเซลก่อนแล้วค่อยเปลี่ยนมาส่งน้ำมันเบนซิน ไอน้ำมันเบนซินที่เกิดขึ้นจะไล่อากาศออกไปจนหมดก่อนที่จะเกิดการสะสมประจุไฟฟ้ามากพอจนเกิดประกายไฟได้ การระเบิดจึงไม่เกิน แต่ถ้าส่งน้ำเบนซินก่อนแล้วค่อยเปลี่ยนมาส่งน้ำมันดีเซล อากาศที่ไหลเข้ามาในถัง (ผลจากการที่ไอน้ำมันเบนซินละลายเข้าไปในน้ำมันดีเซลที่เติมเข้าไป) จะค่อย ๆ เพิ่มมากขึ้นจนถึงสัดส่วนความเข้มข้นที่เกิดระเบิดได้ ซึ่งเป็นเวลาประจวบเหมาะกับการที่มีประจุไฟฟ้าสถิตสะสมมากพอจนทำให้เกิดประกายไฟได้ การระเบิดจึงเกิดขึ้นได้ง่ายกว่า
 

การระเบิดเนื่องจาก Switch loading นี้ไม่จำเป็นต้องเกิดกับรถบรรทุกน้ำมัน สามารถเกิดกับ Tank เก็บน้ำมันได้เช่นกัน ดังเช่นในเอกสารเรื่อง "Storage tank explosion and fire in Glenpool, Oklahoma April 7, 2003" จัดทำโดย National Transportation Safety Board ประเทศสหรัฐอเมริกา (หาดาวน์โหลดไฟล์ pdf ได้จากอินเทอร์เน็ต) รายงานการสอบสวนอุบัติเหตุการระเบิดใน Internal floating roof tank ที่เปลี่ยนจากเดิมที่ใช้บรรจุน้ำมันเบนซิน มาเป็นการบรรจุน้ำมันดีเซล โครงสร้างของถังดังกล่าวและรูปถังหลังเพลิงไหม้สงบนำมาให้ดูในรูปที่ ๒ และ ๓
 

(Internal floating roof tank คือถัง floating roof ที่มีหลังคาปกคลุมที่ฝาถังด้านบนสุดอีกชั้น เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำฝนหรือหิมะตกลงไปสะสมบนฝาถังที่ลอยอยู่เหนือผิวของเหลว เป็นการเพิ่มน้ำมันให้กับฝาถัง ตัวฝาถังที่ลอยอยู่บนผิวของเหลว เวลาที่สูบของเหลวออกจากถังจนหมด ฝาถังนี้จะไม่วางตัวบนพื้น แต่จะมีขารองรับให้ลอยสูงจากพื้น เพื่อการเข้าไปตรวจภายใต้ฝาได้ และตรงขอบระหว่างผนังถังกับฝาถัง แม้ว่าจะมี seal ป้องกันการรั่วไหล แต่ก็ไม่ได้ปิดสนิทสมบูรณ์ ยังมีช่องทางให้ไอน้ำมันและอากาศไหลเชื่อมต่อกันได้)
 

ตอนผมไปฝึกอบรมที่ญี่ปุ่นเมื่อปีพ.ศ. ๒๕๓๒ สิ่งหนึ่งที่เขาย้ำเสมอก่อนจะทำอะไรในบริเวณ process area คือการถ่ายประจุไฟฟ้าสถิตจากตัวลงดินก่อน โดยตัวโรงงานจะมีการติดตั้งแท่งเหล็กสำหรับให้พนักงานเอามือเปล่า (คือไม่สวมถุงมือ) จับเพื่อถ่ายประจุไฟฟ้าจากตัวลงดิน การทำเช่นนี้บ้านเราคงไม่มี เพราะความชื้นในอากาศของบ้านเราสูงตลอดทั้งปี

รูปที่ ๓ ถังที่เกิดการระเบิด หลังจากเพลิงไหม้สงบลงแล้ว