ความปลอดภัยในการทำงานและการออกแบบ ตอน ทำไมเมื่อวานจึงไม่เกิดเรื่อง MO Memoir : Tuesday 29 January 2562

วันก่อนก็ทำแบบนี้ (หรือมากกว่านี้) ก็ไม่เห็นมีอะไร แล้วทำไมวันนี้จึงมีเรื่อง
 

อุบัติเหตุหลายกรณีก็เป็นแบบนี้ อย่างเช่นเหตุการณ์ที่เกิดที่โรงงานเอทานอลแห่งหนึ่งเมื่อเดือนกันยายน ๒๕๕๙ (ภาพข่าวในรูปที่ ๑ ข้างล่าง ที่คัดมาเพียงบางส่วน) ที่คนงานเข้าไปทำงานเชื่อมฝาถังบำบัดน้ำเสียจนเสร็จ และก็รับเงินค่าจ้างไปแล้ว แต่พอวันรุ่งขึ้นเมื่อกลับมาเก็บเครื่องมือ ปรากฏว่าเกิดการระเบิดเกิดขึ้น ทำให้มีผู้เสียชีวิต ๓ ราย
 

คำถามหนึ่งที่เราน่าจะถามก็คือ ทำไมวันก่อนหน้า (ทั้ง ๆ ที่ควรเป็นวันที่มีการทำงานเชื่อมกันขนานใหญ่) จึงไม่เกิดการระเบิด แล้วทำไมพอวันมาเก็บเครื่องมือ ซึ่งตามข่าวบอกว่าสงสัยว่าคงมีการเชื่อมเกิดขึ้น แล้วบังเอิญมีแก๊สที่ติดไฟได้อยู่ในบริเวณนั้น จึงเกิดการระเบิด แล้ววันก่อนหน้านี้ทำไมจึงไม่มีแก๊สติดไฟได้ปรากฏในพื้นที่ทำงาน

รูปที่ ๑ ภาพข่าวจากหน้าเว็บหนังสือพิมพ์ไทยรัฐ ข่าวคนงานซ่อมฝาถังบำบัดน้ำเสียแล้วเกิดการระเบิดจนมีผู้เสียชีวิต ๓ ราย (เนื้อหาข่าวนำมาเพียงบางส่วนเพื่อใช้ประกอบการสอน)
 

การย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาวะที่ไม่มีอากาศนั้นจะทำให้เกิดแก๊สมีเทน (methane CH₄) ที่เบากว่าอากาศ ในกรณีที่โรงงานมีของเสียที่เป็นสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้เป็นจำนวนมาก ก็จะทำให้คุ้มค่าที่จะทำการผลิตแก๊สมีเทนจากของเสียเหล่านี้เพื่อเอาไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงาน การย่อยสลายสารอินทรีย์แบบนี้จำเป็นต้องกระทำในภาชนะปิดที่ไม่มีอากาศ (anaerobic) ไม่เช่นนั้นแบคทีเรียที่เปลี่ยนสารอินทรีย์ไปเป็นมีเทนจะตาย และเกิดการย่อยสลายด้วยแบคทีเรียที่ใช้อากาศ (aerobic) ซึ่งจะได้คาร์บอนไดออกไซด์แทน แต่ทั้งนี้ก็ใช่ว่าถ้าทำการย่อยสลายแบบใช้ออกซิเจนในถังแล้วจะไม่มีการเกิดมีเทนขึ้น ถ้าหากออกซิเจนกระจายไม่ทั่วถึงและมีมุมอับที่ออกซิเจนเข้าไปถึง เชื้อที่ไม่ต้องการออกซิเจนมันก็รอดชีวิตอยู่แถวนั้นได้ และเปลี่ยนสารอินทรีย์เป็นมีเทนได้เช่นกัน
 

ที่เคยเห็นในกลุ่มโรงกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมี (ที่ทั้งโรงงานเต็มไปด้วยสารไวไฟ) ในการเข้าไปทำงาน process area จำเป็นต้องได้รับอนุญาตว่าให้ทำอะไรเพียงแค่ไหนและในช่วงเวลาไหนตามใบอนุญาต (ที่เขาเรียกว่า work permit) ที่เขาออกให้ เช่นถ้าเขาอนุญาตให้เพียงแค่เข้าไปถอดอุปกรณ์ ก็ทำได้เพียงแค่ถอดอุปกรณ์ จะเข้าไปทำงานเชื่อมโลหะ (ที่เป็นงานที่ในกลุ่มที่เขาเรียกว่า hot work) ไม่ได้ และถ้าเขาอนุญาตให้ทำได้ไปถึงแค่เวลาไหน มันก็จบเพียงแค่นั้น ถ้าวันหลังต้องการมาทำงานเพิ่มเติมต่อ ก็ต้องมีการขออนุญาตใหม่
 

แต่ที่สำคัญก็คือทางโรงงาน (ซึ่งก็ควรเป็นฝ่ายผลิต) ควรต้องเป็นผู้จัดเตรียมบริเวณและตัวอุปกรณ์ ให้มีความปลอดภัยที่จะให้บุคคลอื่นเข้ามาทำงาน (เช่น การระบายความดันและสิ่งที่ค้างอยู่ในระบบออกให้มากที่สุดก่อน การตรวจสอบพื้นที่ว่ามีแก๊สไวไฟปรากฏหรือไม่ เป็นต้น) และควรต้องมีคนคอยดูแลการทำงานของผู้ที่เข้ามาว่าไม่ได้ทำเกินเลยสิ่งที่อนุญาตให้ทำ และยังต้องคอยตรวจสอบสภาพแวดล้อมบริเวณรอบข้างพื้นที่ทำงานตลอดเวลาด้วย ว่ายังปลอดภัยสำหรับการทำงานอยู่ (เช่นไม่มีการปรากฏของแก๊สที่เป็นพิษหรือลุกติดไฟได้)
 

ในข่าวเหตุการณ์ที่เกิดนั้น (เท่าที่ค้นดู) ไม่มีการให้รายละเอียดเกี่ยวกับถังว่าเป็นแบบไหน แต่คิดว่าเป็นแบบ tank ที่ตั้งอยู่บนพื้น เพราะผู้เสียชีวิตมีทั้งที่ตกลงมาและค้างอยู่บนหลังคา แบคทีเรียย่อยสลายนั้นมันทำงานแบบไม่มีเวลาหยุดพัก ดังนั้นตรงนี้จึงทำให้เกิดคำถามขึ้นมาอีกข้อหนึ่งคือ ในวันก่อนหน้าที่ไม่เกิดเหตุการณ์นั้น ในถังยังมีการย่อยสลายที่ทำให้เกิดมีเทนหรือไม่ ถ้าหากยังมีอยู่ แล้วทำไมการทำงานในวันแรกจึงไม่เกิดเรื่อง แต่ถ้าถังนั้นเป็นถังเปล่าที่ข้างในนั้นสะอาด (คือไม่มีการผลิตมีเทน) แล้วแก๊สที่ทำให้เกิดการระเบิดในวันรุ่งขึ้นนั้นมาจากไหน
 

ตามเนื้อข่าวนั้นถังที่เกิดเรื่องเป็นถังเก็บน้ำเสีย "ที่ยังสามารถนำไปผลิตเป็นไบโอแก๊สได้" ถ้าเป็นเช่นนี้เราก็อาจตั้งสมมุติฐานว่าถังนี้น่าจะเป็นถังแบบ cone roof ที่มีท่อ vent อยู่ข้างบน (รูปที่ ๒) ท่อ vent นี้มีไว้เพื่อให้อากาศในถังไหลออกเวลาที่มีของเหลวไหลเข้าถัง (ป้องกันถังได้รับความเสียหายจากความดันภายในสูงเกิน) และให้อากาศข้างนอกไหลเข้าเวลาที่สูบของเหลวออกจากถัง (ป้องกันถังได้รับความเสียหายจากการเกิดสุญญากาศภายใน)

รูปที่ ๒ ตัวอย่างฝาถังแบบ cone roof และ floating roof รูปนี้นำมาจาก Memoir ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๓๐๑ วันศุกร์ที่ ๑๓ พฤษภาคม ๒๕๕๔ เรื่อง "การควบคุมความดันในถังบรรยากาศ (Atmospheric tank)"
 

ถ้าสงสัยว่าแก๊สข้างในถังมีองค์ประกอบของแก๊สเชื้อเพลิง การเข้าไปทำงานเชื่อมโลหะบนฝาถัง โดยเฉพาะกับตัวฝาถังเอง ก็คงจะไม่เหมาะสม แต่ถ้าหากเป็นองค์ประกอบอื่นที่ไม่ยุ่งเกี่ยวกับโครงสร้างหลักของถังหรือโครงสร้างที่ไม่ใช่ส่วนที่ทำหน้าที่กักเก็บของเหลวและแก๊สภายในถัง เช่นซ่อมแซมราวยึดจับสำหรับการเดิน ก็อาจเข้าไปทำงานเชื่อมได้ แต่ทั้งนี้ต้องทำการเบี่ยงท่อทางออกของ vent ไปยังตำแหน่งอื่นที่ปลอดภัย (เช่นต่อสายยางให้มันระบายออกไปที่อื่นที่ไกลออกไป) เพื่อไม่ให้แก๊สที่ไหลออกมาทาง vent นั้นมีโอกาสสัมผัสกับประกายไฟที่เกิดจากการเชื่อม
 

อีกเรื่องหนึ่งที่ไม่มีข้อมูลก็คือ ถ้าสมมุติว่าถังดังกล่าวมีท่อ vent (หรือวาล์วหายใจ Breather valve) แล้วท่อ vent นั้นมีการติดตั้ง Flame arrester หรือไม่ Flame arrester นี้จะติดตั้งกับกรณีของถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศที่รู้แน่ชัดว่าไอระเหยของของเหลวที่เก็บไว้ในถังนั้นสามารถติดไฟได้ แต่ถ้าไม่คิดว่าไอที่ออกมาจากถังนั้นสามารถติดไฟได้ ก็จะไม่มีการติดตั้ง Flame arrester 
  

การติดตั้ง Flame arrester จะติดตั้งเข้ากับท่อ vent หรือใต้ Breather valve ตัว Flame arrester นี้มีไว้เพื่อป้องกันไม่ให้เปลวไปที่เกิดภายนอกถัง (เช่นไฟที่เกิดจากไอที่ระเหยออกมาจากภายในถังถูกจุดระเบิด) เข้าไปทำให้ไอที่ลอยอยู่เหนือของเหลวภายในถังเกิดการระเบิดตาม รายละเอียดของ Breather valve และ Flame arrester สามารถอ่านได้จาก Memoir ปีที่ ๗ ฉบับที่ ๙๑๒ วันพุธที่ ๓๑ ธันวาคม ๒๕๕๗ เรื่อง "Breather valve กับ Flame arrester"
 

ข้อมูลจากข่าวเท่าที่หาได้นั้นไม่มีการระบุว่าการระเบิดเกิดขึ้นเฉพาะข้างนอกถังหรือเกิดขึ้นในถังด้วย เพราะถ้าเกิดขึ้นเฉพาะข้างนอกถังจากแก๊ส "ไบโอแก๊ส (ซึ่งมีมีเทนเป็นหลัก)" ก็จะทำให้เกิดคำถามตามมาอีก เพราะมีเทนเป็นแก๊สที่เบากว่าอากาศ ดังนั้นถ้ามันไหลออกมาทาง vent มันก็จะฟุ้งกระจายลอยขึ้นไปได้ง่าย ยากที่จะสะสมบนหลังคา tank (ซึ่งดูเหมือนว่าจะตั้งอยู่กลางแจ้ง) แต่ถ้ามีการระเบิดภายในด้วย (ซึ่งอาจเกิดจากการที่มีการไปเชื่อมเหล็กในบริเวณใกล้กับทางออกของ vent ทำให้แก๊สที่รั่วออกมาลุกติดไฟ และไฟนั้นเดินทางย้อนกลับเข้าไปในถัง) ก็คงไม่แปลกถ้าการระเบิดนั้นจะรุนแรงมากพอจนทำให้ผู้เข้าไปทำงานบนฝาถังทั้ง ๓ คนเสียชีวิต
 

ในการจ้างผู้รับเหมาที่เป็นคนภายนอกนั้น เราก็คงจะจ้างคนที่มีความรู้ความสามารถในงานที่เราต้องการให้เขาทำ เช่นถ้าเราต้องการจ้างคนมาทำงานเชื่อมโลหะ เราก็คงต้องหาช่างที่มีฝีมือทางด้านนี้ แต่ก็ไม่ควรจะไปคาดหวังว่าเขามีความรู้ดีเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทำงานของสถานที่ที่เขาเข้าไปทำงาน ชึ่งตรงนี้เห็นว่าควรมีการสื่อสารกันให้ชัดเจนว่าเมื่อได้รับอนุญาตให้ทำงานอะไร ทำได้ในบริเวณไหน ในช่วงเวลาใด ก็จำเป็นต้องทำตามนั้น ห้ามทำนอกเหนือจากที่ได้รับอนุญาต และในขณะที่กำลังทำงานอยู่นั้นต้องมีการควบคุมตรวจสอบอะไรบ้าง เช่นถ้าได้รับอนุญาตให้ทำเพียงแค่เข้าไปเก็บเครื่องมือ ก็ทำได้เพียงแค่เก็บเครื่องมือเท่านั้น ถ้าในระหว่างที่เข้าไปเก็บเครื่องมือพบเห็นว่างานที่ทำเอาไว้ยังไม่เรียบร้อยดี อยากจะปรับแต่งให้ดีขึ้นด้วยการเชื่อมเพิ่มเติม ก็ห้ามกระทำ เว้นแต่จะได้รับการเตรียมพื้นที่และได้รับอนุญาตจากทางโรงงานก่อน

ที่เล่ามาทั้งหมดข้างต้นเป็นเพียงแค่การนำข่าวมาเป็นตัวอย่างให้นิสิตใช้ฝึกตั้งสมมุติฐานจากข้อมูลที่มีปรากฏในข่าว (ซึ่งถือว่าเป็นข้อมูลพื้นฐานเบื้องต้นของเหตุการณ์) และความรู้พื้นฐานที่นิสิตเรียนกันมา (ซึ่งตรงนี้ก็ไม่แน่ใจเหมือนกันว่าจะได้เรียนกัน เพราะอาจารย์มหาวิทยาลัยช่วงหลัง ๆ นี้เห็นคุยได้แค่เพียงงานที่ตัวเองทำวิจัย) ที่ผมนำมาใช้สอนนิสิตนะครับ ส่วนเหตุการณ์จริงเป็นอย่างไรนั้นผมก็ไม่ทราบเหมือนกัน

อีกกรณีหนึ่งที่ผมยกมาสอน ที่เป็นเหตุการณ์ที่ช่างเชื่อมโลหะเสียชีวิตเมื่อกลับมาทำงานที่เดิมในวันรุ่งขึ้นเช่นกัน (ทั้ง ๆ ที่การทำงานวันก่อนหน้าไม่มีปัญหาอะไร) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในต่างประเทศ และมีผู้เล่าเหตุการณ์ไว้ในวารสาร Loss Prevention Bulletin ฉบับที่ ๙๗ ปีค.ศ. ๑๙๙๑ เหตุการณ์เกิดเมื่อมีการเข้าไปเชื่อมชิ้นส่วนสแตนเลสในถังอะลูมิเนียมที่กำลังสร้างอยู่ (รูปที่ ๓) โดยเป็นการเสียชีวิตเนื่องจากการ "ขาดอากาศ" เรื่องที่นำมาเป็นเรื่องที่เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๘ ฉบับที่ ๑๑๖๒ วันพุธที่ ๒๐ เมษายน ๒๕๕๙ เรื่อง "อันตรายจากแก๊สเฉื่อย (ตอนที่ ๒)"

รูปที่ ๓ ช่างเชื่อมเสียชีวิตจากการขาดอากาศเนื่องจากเข้าไปเชื่อมโลหะในพื้นที่จำกัด (confined space)

พอยกตัวอย่างนี้มาสอนก็เป็นดังที่คาดก็คือ แทบจะไม่มีนิสิตคนใดเข้าใจ เพราะตอนนี้แม้แต่ผู้ที่จบทางสายวิศวกรรมศาสตร์ก็ตาม ถ้าไม่ได้เรียนสาขาทางด้านที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตชิ้นส่วนต่าง ๆ แล้ว จะไม่รู้จักว่างานเชื่อมโลหะนั้นทำกันอย่างไร คนที่พอจะเข้าใจอยู่บ้างก็คือคนที่ได้สัมผัสกับงานก่อสร้าง หรือที่เรียนในหลักสูตรเก่ามา ซึ่งยังได้สัมผัสกับงานแบบนี้อยู่
 

อะลูมิเนียมและเหล็กกล้าไร้สนิม (ก็คือเหล็กสแตนเลสนั่นแหละ) เชื่อมยากกว่าเหล็กกล้าธรรมดา ต้องใช้ช่างเชื่อมมีฝีมือกว่า การเชื่อมโลหะกลุ่มนี้จะใช้การเชื่อม TIG (ย่อมาจาก Tungsten Inert Gas welding) หรือบ้านเราเรียกว่า "เชื่อมอาร์กอน" เพราะใช้แก๊สอาร์กอนเป็นตัวไล่อากาศออกจากบริเวณที่ทำการเชื่อมในขณะที่ทำการเชื่อม
 

ในการเชื่อมแบบธรรมดาหรือเชื่อมอาร์กอนนั้น มันจะมีการปลดปล่อยแก๊สเฉื่อยออกมา ซึ่งก็แน่นอนว่าสิ่งนี้เป็นสิ่งที่เล็งเห็นกันในขณะที่กำลังทำงานอยู่ ดังนั้นจึงต้องจัดให้มีระบบระบายอากาศ "ในขณะที่กำลังทำงานอยู่" เพื่อให้มั่นใจว่าผู้ทำงานจะไม่ได้รับอันตรายจากแก๊สที่ปลดปล่อยออกมาที่สะสมอยู่ในบริเวณที่ทำงาน แต่เมื่อหยุดทำงานตอนเย็น ระบบระบายอากาศก็คงจะถูกปิด (เพราะคิดว่าเมื่อไม่มีการเชื่อมก็ไม่มีการปลดปล่อยแก๊สใด ๆ ออกมา) แต่สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือสายแก๊สอาร์กอนที่จ่ายแก๊สไปยังขั้วทังสเตนนั้นไม่ได้ถูกปิด ทำให้แก๊สอาร์กอนที่หนักกว่าอากาศนั้นไหลเข้าไปแทนที่อากาศทางด้านล่างของถัง และมีระดับที่สูงมากพอที่จะทำให้คนที่ลงไปในถังนั้นจมอยู่ในแก๊สอาร์กอน ผลที่ตามมาก็คือเมื่อมีคนงานลงเข้าไปทำงานในถัง ก็เลยขาดอากาศจนเสียชีวิต

(หมายเหตุ : บทความชุด "ความปลอดภัยในการทำงานและการออกแบบ" นี้จัดทำขึ้นเพื่อขยายความสไลด์ประกอบการสอนวิชา "2105689 การออกแบบและดำเนินการกระบวนการอย่างปลอดภัย (Safe Process Operation and Desing)" ที่เปิดสอนให้กับนิสิตระดับปริญญาโท ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เป็นครั้งแรกในภาคการศึกษาปลาย ปีการศึกษา ๒๕๖๑)