เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 1 เพลิงไหม้ที่ระบบ Flare ตอนที่ ๒ MO Memoir : Sunday 21 October 2561

วาล์วที่ต้องมีการใช้งานเป็นประจำ ก็ต้องออกแบบให้วาล์วดังกล่าวอยู่ในตำแหน่งที่พนักงานฝ่ายผลิต (หรือที่เราเรียกกันว่าโอเปอร์เรเตอร์) สามารถเข้าถึงเพื่อไปเปิด-ปิดมันได้ง่าย ในกรณีที่แนวท่ออยู่บน pipe rack ก็อาจใช้การเดินท่อเป็นรูปตัว U ลงมาที่ระดับพื้นและติดตั้งวาล์วในส่วนของท่อรูปตัว U นี้ในตำแหน่งที่สามารถยืนเปิด-ปิดได้สะดวก หรือถ้ายังต้องติดตั้งวาล์วอยู่ที่ระดับ pipe rack ก็อาจใช้วาล์วพวก chain wheel valve ที่ตัว hand wheel ของวาล์วนั้นมีโซ่คล้องและใช้การชักรอกโซ่นั้นเพื่อหมุน hand wheel หรือไม่ก็สร้าง platform พร้อมทางขึ้น-ลงถาวรไปยังวาล์วตัวนั้นเลย
 

แต่สำหรับวาล์วที่นาน ๆ ใช้ที (ประเภทใช้ปีละครั้งหรือนานกว่านั้น) หรือเป็นวาล์วที่ไม่ต้องการให้ใครไปยุ่งโดยไม่ต้องการ พอมีความจำเป็นที่จะต้องเข้าไปเปิดหรือปิดวาล์วทีก็จะใช้การสร้างนั่งร้านชั่วคราวเพื่อให้เข้าถึงวาล์วตัวนั้นได้ พอเสร็จงานเรียบร้อยก็รื้อนั่งร้านออก gate vale ขนาด 30 นิ้วของท่อ flare ของโรงกลั่นน้ำมัน BP ที่เมือง Grangemouth ก็เป็นแบบนี้ พอมีความจำเป็นที่จะต้องเข้าไปปิดหรือเปิดวาล์วตัวไหน ก็จะใช้การสร้างนั่งร้านชั่วคราวที่มีบันไดปีนขึ้นลง

รูปที่ ๕ ภาพร่างนั่งร้านที่สร้างเพื่อให้สามารถเข้าถึงวาล์ว V17 (ภาพนี้เพื่อให้มองเห็นภาพ ไม่ได้กะวาดให้เหมือนจริง)

ในย่อหน้าที่ ๑๙ ของรายงานอุบัติเหตุกล่าวไว้ว่า หลายเดือนก่อนเกิดอุบัติเหตุ (ไม่ได้มีการระบุเวลาที่แน่ชัด) ได้มีการสร้างนั่งร้านเพื่อเข้าถึงวาล์ว V17 โดยนั่งร้านดังกล่าวมีบันไดขึ้นลง "เพียงฟากเดียว" (รูปที่ ๕) การที่พนักงานจะข้ามไปยังอีกฟากหนึ่งของตัววาล์ว (เพื่อการถอดนอต) จำเป็นที่ต้องมุดลอดหรือปีนข้ามตัววาล์ว และข้อจำกัดนี้ก็มีส่วนทำให้ผู้ที่ทำงานอยู่ทางด้านที่ไม่มีบันได้นั้นไม่สามารถหนีออกมาได้ทันเมื่อเกิดการรั่วไหล
 

เรื่องเปิด-ปิดวาล์วตัวใหญ่ ๆ เนี่ย มีปีหนึ่งไปตรวจนิสิตฝึกงานที่ระยอง พบกับศิษย์เก่าของภาควิชาที่ทำงานอยู่ที่นั่น เชามาเล่าให้ฟังว่าเข้าใจแล้วว่าที่อาจารย์เคยบอกว่าของจริงมันไม่เหมือนกับในตำรา เวลาเปิด-ปิดวาล์วตัวใหญ่ทีก็ต้องไปกันสองคน พอคนแรกหมุนจนเหนื่อยก็ให้คนที่สองสลับมาทำหน้าที่แทน เรียกว่าก็ได้เหงื่อกว่าจะเปิด-ปิดวาล์วเสร็จ

รูปที่ ๖ แผนผังระบบ flare ตัดมาเฉพาะส่วนที่ทำการตัดแยกระบบ (เส้นประ) รูปสามเหลี่ยมแสดงทิศทางการลาดเอียงของท่อ flare (คือมันต้องลาดเอียงลงไปหา Knock out drum) จุด "A" เป็นจุดแยกที่มีการลาดเอียงต่างทิศทางกัน ทางด้านซ้ายจะลาดเอียงไปยัง Knock out drum 1 ส่วนทางด้านขวาจะลาดเอียงไปยัง Knock out drum 2 ก่อนหน้าวาล์ว V6 มี drain valve อยู่ตัวหนึ่งตรงที่เขียนว่า stub connection (เป็นวาล์วที่ใช้ในการทดสอบที่ตกค้างมาจากสมัยการสร้างระบบท่อ) วาล์วตัวนี้สามารถใช้ทดสอบได้ว่ามีของเหลวค้างในท่อ flare ช่วงที่ได้ทำการตัดแยกระบบหรือไม่ แต่ด้วยการที่มันอยู่สูงจากพื้น และการตรวจสอบที่ drain valve ของ Knock out drum 1 ไม่พบว่ามีของเหลวไหล ก็เลยไม่มีการตรวจสอบที่นี่
 

ทีนี้ลองมาดูกันว่าก่อนเกิดอุบัติเหตุนั้นมีเหตุการณ์อะไรเกิดขึ้นบ้าง (ในที่นี้จะขอเลือกมาเฉพาะบางเหตุการณ์เท่านั้น)
 

ปลายเดือนมกราคม ๒๕๓๐ หน่วย Crude Oil Distillation Unit 3 (COD3) หยุดเดินเครื่องเพื่อการซ่อมบำรุง จากนั้นในเดือนกุมภาพันธ์ หน่วย Alkylation Unit และ Catalytic Cracker ก็หยุดเดินเครื่อง ในช่วงจังหวะเวลานี้ก็เลยมีการเตรียมการปรับเส้นทางการไหลของแก๊สที่เดิมส่งออกมายัง Flare 1 ให้ส่งออกไปทางอื่น ท่อ flare จากสองหน่วยนี้ที่ส่งมายัง Flare 1 ได้รับการใส่ "Blank spade" เอาไว้ (ทำให้มั่นใจได้ว่าแม้ว่าวาล์วจะรั่ว แต่การรั่วไหลนั้นก็ไม่สามารถผ่านเข้าระบบท่อ flare ที่ส่งตรงไปยัง Flare 1 ได้)
 

พอวันจันทร์ที่ ๙ มีนาคม ๒๕๓๐ หน่วย COD3 ก็พร้อมที่จะเดินเครื่องใหม่อีกครั้ง ในการนี้จำเป็นต้องมีการปิดวาล์ว V10 เพื่อปิดกั้นไม่ให้แก๊สไหลเข้าระบบท่อที่ส่งไปยัง Flare 1 โดยให้ไหลผ่านวาล์ว V12 ไปยังระบบ Flare 2 แทน ในงานนี้โอเปอร์เรเตอร์พบว่าเป็นการยากที่จะหมุน hand wheel ของ gate valve V10 และเมื่อพบว่าไม่สามารถที่จะหมุน hand wheel ต่อไปได้อีกแม้ว่าจะมีการใช้ wheel key และมีการต่อด้ามให้ยาวขึ้นเพื่อช่วยในการหมุนแล้วก็ตาม โอเปอร์เรเตอร์ที่ทำหน้าที่ปิดวาล์ว V10 ก็คิดว่าวาล์ว V10 ปิดสนิทแล้ว แม้ว่า valve spindle ยังโผล่ยื่นเลย hand wheel ออกมาประมาณ 75-100 mm
 

ตรงนี้ผมว่าก็น่าเห็นใจโอเปอร์เรเตอร์ที่ทำหน้าที่ปิดวาล์วตัวดังกล่าวเหมือนกัน เพราะวาล์วที่นาน ๆ (คือแบบนานเป็นปี) ใช้งานทีและคงไม่ได้มีวาล์วแบบเดียวกันนี้ที่ใช้ในระบบอื่นที่มีการปิด-เปิดบ่อย จึงทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่รู้ว่าเมื่อวาล์วปิดสนิทนั้นตัว valve spindle ควรโผล่ยื่นออกมาไม่เกินเท่าไร สิ่งเดียวที่เขาทำได้ก็คือหมุนไปเรื่อย ๆ จนพบว่าไม่สามารถหมุนได้อีก (คือไม่สามารถเคลื่อนตัวแผ่น gate ให้ลดต่ำลงได้อีก) ก็จะถือว่าวาล์วตัวนั้นปิดสนิทแล้ว 
  

แต่การที่มีอะไรบางอย่างมาขวางกั้นการเคลื่อนที่ของแผ่น gate ทำให้แผ่น gate ไม่สามารถเคลื่อนตัวได้สุด ก็ทำให้ไม่สามารถหมุน hand wheel ได้เช่นกัน ดังนั้นระยะการโผล่ยื่นออกมาของ valve spindle จะเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่บอกให้รู้ว่าการที่ไม่สามารถหมุน hand wheel ได้อีกนั้นเป็นเพราะว่าวาล์วปิดสนิทแล้วหรือมีอะไรบางอย่างมาขวางกั้นการเคลื่อนที่ของแผ่น gate
 

และที่สำคัญคือการปิดกั้นแก๊สที่ไหลออกมาจาก COD3 ไปยัง Flare 2 ไม่ให้รั่วไหลผ่านวาล์ว V10 เข้าสู่ระบบท่อไปยัง Flare 1 นั้นอาศัยการพึ่งการปิดวาล์ว V10 เพียงอย่างเดียวโดยไม่มีการใส่ "blank spade" (หรือ blind plate) เหตุผลตรงนี้ในรายงานไม่ได้กล่าวไว้ (ในขณะที่แก๊สที่มาจากหน่วยอื่นมีการใส่ blank spade) แต่อาจเป็นไปได้ว่าตรงวาล์ว V10 ไม่มีที่ว่างสำหรับให้ใส่ blank spade (คือไม่มีการใส่ ring spacer เอาไว้)

วาล์ว V6 V10 V12 และ V17 ของท่อ Flare ติดตั้งในรูปแบบที่แสดงในรูปที่ ๕ คือให้ตัว valve spindle ขนานไปกับพื้นทั้งนี้เพื่อไม่ให้ตัว hand wheel นั้นอยู่สูงเกินไป ในรายงานไม่ได้มีการกล่าวถึงวาล์ว V11 แต่เชื่อว่าน่าจะมีรูปแบบการติดตั้งแบบเดียวกัน การติดตั้งวาล์วเข้ากับท่อในแนวนอนทำให้ตัวแผ่น gate นั้นวางตั้งในแนวดิ่ง ในรายงานเรียกว่าเป็นการติดตั้งแบบ "mounted horizontally with wedge gate in the vertical position" การติดตั้งวาล์ว gate valve รูปแบบนี้มีข้อเสียอย่างหนึ่งคือสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งภายในท่อสามารถสะสมอยู่ที่ร่องของตัววาล์ว (ที่เป็นช่องทางให้แผ่น gate เลื่อนตัว) ได้ง่าย และถ้าสิ่งสกปรกสะสมในร่องนี้มากพอก็จะทำให้ไม่สามารถเลื่อนแผ่น gate เพื่อปิดวาล์วได้สุด
 

ความชื้นและออกซิเจนเป็นตัวการทำให้เหล็ก (Fe) เป็นสนิม (FeO) สนิมเหล็กบนผิวนอกของท่อสามารถกำจัดได้ด้วยการพ่นทราย (sandblasting หรือที่บ้านเราเรียกกันย่อ ๆ ว่า sandblast) แต่สำหรับผิวด้านในของท่อนั้นไม่สามารถใช้การพ่นทรายได้ แต่กำจัดได้ด้วยการผ่านไอน้ำเข้าไปในท่อ ความร้อนจากไอน้ำทำให้ท่อเหล็กขยายตัว แต่โลหะเหล็กและสนิมเหล็กมีค่าการขยายตัวที่แตกต่างกัน ทำให้สนิมเหล็กหลุดร่อนออกจากผิวท่อ ท่อ flare เองก็เป็นเสมือนกับท่อน้ำทิ้งที่รับเอาแก๊สทิ้งสารพัดอย่างจากสารพัดหน่วย ดังนั้นการเกิดสนิมเหล็กภายในท่อจึงไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้ และด้วยการที่ท่อนั้นมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเสมอ จึงเป็นไปได้ที่จะมีสนิมเหล็กหลุดร่อนออกมาจากผิวท่อและไปค้างที่ตัววาล์ว

รูปที่ ๗ อันนี้เป็นตัวอย่าง wheel key ที่ใช้สำหรับขันปิดฝา autoclave ให้แน่น wheel key ที่ใช้สำหรับหมุน hand wheel ของวาล์วตัวใหญ่ก็มีลักษณะทำนองเดียวกัน รูปนี้ถ่ายเอาไว้ตั้งแต่เดือนมกราคม ๒๕๕๕ ตอนที่เดินทางไปตรวจรับครุภัณฑ์ที่สระบุรีและเคยนำมาลงไว้ครั้งหนึ่งใน Memoir เรื่อง "การเปิดวาล์วหัวถังแก๊สที่ปิดแน่น (วิธีที่ ๒)"
 

gate valve ที่ติดตั้งเข้ากับท่อในแนวดิ่งโดยที่ตัวแผ่น gate อยู่ในแนวนอน (รูปที่ ๘) มีโอกาสน้อยกว่าที่จะมีสิ่งสกปรกไปตกค้างอยู่ที่ร่องที่เป็นที่เคลื่อนตัวของแผ่น gate แต่ตรงนี้ก็คงต้องดูที่อัตราการไหลภายในท่อด้วย ท่อที่มีของไหลไหลด้วยความเร็วสูงผ่านตลอดเวลา ของแข็งภายในท่อก็มีโอกาสสูงที่จะถูกพัดพาไปกับการไหลจนกว่าจะไปพบกับมุมอับหรือทางตัน ในขณะท่อที่มีการไหลไม่สม่ำเสมอนั้นมีโอกาสสูงกว่าที่ของแข็งนั้นจะสะสมอยู่ตามเส้นท่อในแนวนอน และถ้าของแข็งนั้นเกาะรวมตัวกันเป็นก้อนที่ใหญ่ขึ้น ก็ยากที่จะถูกพัดพาไปกับการไหล
 

เป็นเรื่องปรกติของโรงกลั่นน้ำมันที่น้ำมันดิบที่นำมากลั่นมักจะมีสารประกอบกำมะถันปะปนอยู่ในรูปของสารประกอบกำมะถันอินทรีย์ ในระหว่างกระบวนการผลิตนั้นสารประกอบกำมะถันบางส่วนจะถูกเปลี่ยนไปอยู่ในรูปของแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (Hydrogen sulphide H₂S) แก๊ส H₂S นี้สามารถทำปฏิกิริยากับสนิมเหล็ก (FeO) ทำให้สนิมเหล็กกลายเป็นสารประกอบเหล็กซัลไฟด์ต่าง เช่น FeS สารประกอบเหล็กซัลไฟด์นี้จัดเป็นสาร pyrophoric กล่าวคือเมื่อพบกับออกซิเจนจากอากาศก็สามารถที่จะลุกติดไฟได้เอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าอยู่ในรูปของผงละเอียดเช่นเกิดจากผงสนิมเหล็กที่อยู่ในระบบท่อและอุปกรณ์ต่าง ๆ ของกระบวนการผลิต กลายเป็นสารประกอบเหล็กออกไซด์และแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (sulphur dioxide SO₂) และความกังวลที่ว่าจะมี FeS อยู่ในระบบท่อ flare ซึ่ง FeS นี้อาจลุกติดไฟได้เองถ้าหากมีอากาศรั่วไหลเข้าไปในระบบท่อ flare ในขณะที่ทำการถอดวาล์วออก ก็เป็นเงื่อนไขหนึ่งประกอบการตัดสินใจทำงานที่ส่งผลต่อการพิจารณาถึงเรื่อง "ความเสี่ยงที่ยอมรับได้" ในขณะทำงาน

รูปที่ ๘ gate valve ตัวนี้ติดตั้งเข้ากับท่อในแนวดิ่ง ตัวแผ่น gate จะอยู่ในแนวนอน เวลาที่วาล์วเปิด โอกาสที่สิ่งสกปรกจะเข้าไปสะสมในร่องที่เป็นที่เคลื่อนตัวของแผ่น gate จะน้อยกว่าการติดตั้งวาล์วเข้ากับท่อในแนวนอน

ในเช้าวันพุธที่ ๑๑ มีนาคม มีการเตรียมการถอดวาล์ว V17 โดยได้มีการถอดนอตที่หน้าแปลนยึดวาล์วแบบตัวเว้นตัว และทำการหล่อลื่นนอตส่วนที่เหลือ (เรียกว่าถอดออกให้ก่อนครึ่งหนึ่ง พวกที่จะมาทำการถอดวาล์วจะได้ทำงานน้อยลงและถอดนอตส่วนที่เหลือได้ง่ายขึ้น) เนื่องจากในวันนี้ยังไม่ได้มีแผนการที่จะถอดวาล์ว V17 ออกและนอตส่วนที่เหลือก็ยังสามารถปิดหน้าแปลนได้สนิทโดยไม่มีการรั่วไหล (นอตตัวที่เหลืออยู่ยังขันตึงเหมือนเดิม ไม่ได้มีการคลายออก) จึงยังไม่ได้มีการตรวจสอบสภาพภายในท่อว่ามีแก๊สหรือของเหลวค้างอยู่หรือไม่
 

เนื่องจากวาล์ว V17 มีขนาดใหญ่ (ท่อ 30 นิ้ว) และอยู่บนที่สูง จึงได้มีการเตรียมรถเครนเอาไว้สำหรับยกวาล์วและ ring spacer และด้วยความกังวลว่าจะมีแก๊สพิษที่ตกค้างอยู่ในระบบท่อจะรั่วไหลออกมาทำอันตรายให้กับผู้ทำงาน จึงได้กำหนดให้ผู้ทำงานต้องสวมหน้ากากออกซิเจนในระหว่างการทำงาน แต่บริเวณดังกล่าวไม่มีท่อจ่ายอากาศไปถึง จึงจำเป็นต้องมีการติดตั้งเครื่องอัดอากาศที่เดินเครื่องด้วยเครื่องยนต์ดีเซลเพื่อจ่ายอากาศให้กับผู้ทำการถอดวาล์ว ในช่วงเช้าของวันเกิดเหตุ ฉากสถานที่เกิดเหตุก็เป็นดังแสดงในรูปที่ ๙ ข้างล่าง
 

ตอนนี้ฉากก็พร้อมแล้ว เหลือเพียงแค่ผู้แสดงที่จะมาเข้าฉากตามเวลาที่กำหนด

รูปที่ ๙ แผนผังบริเวณสถานที่ทำงานก่อนเกิดอุบัติเหตุ