วันศุกร์ที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2562

ผลจากสลักเกลียวหลุดเพราะไม่มีแหวนรอง MO Memoir : Friday 18 October 2562

รูปข้างล่างนี้ผมเคยโพสไว้เมื่อ ๕ ปีที่แล้วใน facebook พร้อมกับตั้งคำถามว่าเห็นอะไรผิดปรกติไหมครับ ลองสังเกตที่ขนาดหัวของสลักเกลียว (หรือน็อตตัวเมียที่เห็นอยู่ข้างหลังก็ได้) กับขนาดของรูหน้าแปลนซิครับ จะเห็นว่ามันค้างอยู่ได้ด้วยเพียงแค่ที่มุมเท่านั้นเอง
      
รูปที่ ๑ โปรดสังเกตที่ขนาดของหัวสลักเกลียวกับรูที่หน้าแปลน

ปัญหานี้บางคนอาจคิดว่าแก้ได้ง่าย ๆ ด้วยการใส่แหวนรอง (washer) เข้าไป (คือใช้แหวนรองที่รูของแหวนรองนั้นเล็กกว่ารูของหน้าแปลนและหัวสลักเกลียว) แต่ในความเป็นจริงมันยังมีปัจจัยอื่นที่ต้องนำมาพิจารณาอีก แต่ก่อนอื่นขอทำความเข้าใจเรื่องศัพท์กันนิดนึงก่อน
    
คำว่า "น็อต" ที่เรียกกันในภาษาไทยที่เป็นคำที่ไปยืมมาจากคำภาษาอังกฤษนั้นเป็นคำที่คนไทยใช้กำกวมอยู่หน่อย คือภาษาอังกฤษจะแยกออกเป็น "bolt" ที่แปลเป็นไทยว่า "สลักเกลียว" หรือเรียกเป็นภาษาพูดว่า "น็อตตัวผู้" ส่วน "nut" ที่คนไทยมาเรียกเป็นน็อตนั้นแปลเป็นทางการก็คือ "แป้นเกลียว" หรือที่ภาษาพูดเรียกว่า "น็อตตัวเมีย" ตัวสลักเกลียวนั้นยังมีแบ่งออกเป็น "machine bolt" คือน็อตตัวผู้ที่มีหัวอยู่ที่ปลายข้างหนึ่งและทำเกลียวไว้สำหรับสวมน็อตตัวเมียไว้ที่ปลายอีกข้างหนึ่ง และ "stud bolt" คือน็อตตัวผู้ที่ไม่มีหัวแต่มีการทำเกลียวที่ปลายทั้งสองข้าง ต้องใช้น็อตตัวเมียสวมทั้งสองข้าง 
      
คำว่า "น็อต" ที่เราเรียกกันนั้นบางทีก็หมายถึงน็อตตัวผู้บ้างน็อตตัวเมียบ้าง หรือทั้งชุดเลย ดังนั้นเพื่อไม่ให้สับสน ในที่นี้จะขอใช้คำว่าสลักเกลียวเมื่อกล่าวถึง bolt และแป้นเกลียวเมื่อกล่าวถึง nut
     
การรับแรงของสลักเกลียวนั้นอาจเป็นการรับแรงดึง (การรับแรงในทิศทางความยาวของสลักเกลียว) เช่นในกรณีของสลักเกลียวที่ใช้ยึดหน้าแปลนในรูปที่ ๑ เวลาที่เราขันตึงแป้นเกลียวเข้าไป ส่วนหัวของสลักเกลียวและแป้นเกลียวจะกดเข้ากับตัวหน้าแปลนในขณะที่ตัวสลักเกลียวจะยืดตัวออก ในกรณีที่หัวของสลักเกลียวหรือขนาดของแป้นเกลียวนั้นเล็กกว่ารูที่ร้อยสลักเกลียว แม้ว่าเราจะใช้แหวนรองช่วยก็ตาม แต่การที่เราไปขันตึงสลักเกลียวจะทำให้ตัวแหวนรองยุบเข้าไปในรูได้ และสลักเกลียวที่มีขนาดเล็กจะไม่สามารถให้แรงกดที่มากเท่ากับสลักเกลียวที่มีขนาดใหญ่ได้
     
การรับแรงอีกแบบหนึ่งของสลักเกลียวคือการรับแรงเฉือน (การรับแรงในทิศทางตั้งฉากกับความยาวของสลักเกลียว) การรับแรงในแนวนี้ความตึงในการขันนั้นไม่ค่อยสำคัญเท่าใดนัก หน้าที่ของส่วนหัวหรือแป้นเกลียวมีเพียงแค่ทำให้สลักเกลียวไม่หลุดออกจากตำแหน่งที่มันร้อยในระหว่างใช้งาน (ที่อาจเป็นผลจากการสั่นสะเทือนหรือด้วยสาเหตุใดก็ตาม)
    
เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้เกี่ยวกับอุบัติเหตุที่เกิดจากการที่หัวของสลักเกลียวนั้นมีขนาดเล็กว่ารูที่มันร้อยเข้าไป ผลที่เกิดขึ้นตามมาก็ดังแสดงในรูปที่ ๒ ข้างล่าง ซึ่งนำมาจากรายงานฉบับแปลเป็นภาษาอังกฤษ (ต้นฉบับรายงานการสอบสวนเป็นภาษาญี่ปุ่น) เรื่อง "AIRCRAFT ACCIDENT INVESTIGATION REPORT, CHINA AIRLINES (TAIWAN), BOEING 737-800, B18616, SPOT 41 AT NAHA AIRPORT, AUGUST 20, 2007, AT ABOUT 10:33 JST" ที่จัดทำโดย Japan Transport Safety Board เผยแพร่เมื่อวันที่ ๒๘ สิงหาคม ปีค.ศ. ๒๐๐๙ (พ.ศ. ๒๕๕๒) หรือถ้าใครขี้เกียจอ่านรายงานก็ลองค้นดูสารคดี Air crash investigation ตอน "Deadly detail" ดูก็ได้ครับ
    
รูปที่ ๒ เครื่องบิน Boeing 737-800 ของสายการบิน China Airlines flight 120 หลังเกิดเพลิงไหม้ที่ Naha airport เมื่อวันที่ ๒๐ สิงหาคม ปีค.ศ. ๒๐๐๗ (พ.ศ. ๒๕๕๐)

เหตุการณ์เกิดในวันที่ ๒๐ สิงหาคม ปีค.ศ. ๒๐๐๗ (พ.ศ. ๒๕๕๐) เมื่อเครื่องบิน Boeing 737-800 ของสายการบิน China Airlines flight (ของไต้หวัน) เที่ยวบินที่ 120 ลงจอดที่สนามบิน Naha ที่เกาะโอกินาวาของประเทศญี่ปุ่น โดยในขณะที่เครื่องกำลังร่อนลงจอดและวิ่งไปตามทางวิ่งนั้นก็ไม่มีปัญหาอะไร แต่เมื่อเครื่องลดความเร็วลงเพื่อจะเข้าช่องจอดก็พบว่ามีไฟไหม้เกิดขึ้นบริเวณเครื่องยนต์ที่ปีกขวา ทำให้ต้องรีบอพยพผู้โดยสารและลูกเรือทั้งหมดออกจากเครื่อง อุบัติเหตุครั้งนี้ไม่มีผู้เสียชีวิตหรือได้รับบาดเจ็บ แต่เครื่องบินเสียหายหนักดังแสดงในรูปที่ ๒
     
รูปที่ ๓ ภาพถ่ายจากภายในถังน้ำมันแสดงให้เห็นว่ามีชิ้นส่วนที่เหมือนสลักเกลียวแทงทะลุถังน้ำมัน

การเกิดไฟไหม้นั้นต้องประกอบด้วยสามส่วนด้วยกันคือ สารออกซิไดซ์ (ซึ่งในกรณีนี้ก็คืออากาศที่มีอยู่รอบตัวเครื่องอยู่แล้ว) เชื้อเพลิง และแหล่งพลังงานที่จะทำให้เชื้อเพลิงลุกไหม้ได้ ตำแหน่งที่เกิดเพลิงไหม้นั้นคือบริเวณของเครื่องยนต์ที่เป็นแหล่งความร้อนอยู่แล้ว ส่วนปีกเครื่องบินนั้นก็เป็นที่ตั้งของถังน้ำมันและท่อน้ำมันไฮดรอลิกต่าง ๆ คำถามก็คือน้ำนั้นตัวไหนที่รั่วออกมา และรั่วออกมาได้อย่างไร
    
ผลการสอบสวนนำไปสู่การรั่วไหลที่น่าจะมาจากถังน้ำมัน ซึ่งเมื่อทำการตรวจสอบก็พบว่าถังน้ำมันถูกเจาะทะลุเป็นรูจริงด้วยชิ้นส่วนที่เป็นเหมือนกับสลักเกลียวที่ทำหน้าที่ยึดอะไรสักอย่าง คำถามก็คือชิ้นส่วนนั้นมาจากไหน และถังน้ำมันถูกเจาะทะลุเมื่อใด ได้อย่างไร
    
สำหรับผู้ที่เคยโดยสารเครื่องบินและเคยนั่งใกล้กับตำแหน่งปีกของเครื่องบิน เคยสังเกตที่ปีกเวลาที่เครื่องบินจะบินขึ้นหรือลงไหมครับ คือมันจะมีชิ้นส่วนบางชิ้นที่เวลาบินขึ้นมันจะยื่นออกมา (Slat ที่อยู่ทางด้านหน้าและ Flap ที่อยู่ทางด้านหลัง - ดูรูปที่ ๔) และพอบินขึ้นได้แล้วก็จะถอยกลับเข้าไป ในทางกลับกันเวลาที่เครื่องบินลดความเร็วเพื่อที่จะร่อนลง มันก็จะยื่นออกมา และพอเครื่องลงแตะพื้นแล้วมันก็จะถอยกลับเข้าไป การยืดออกมาของชิ้นส่วนนี้จะเป็นเสมือนการเพิ่มพื้นที่ปีกให้กับเครื่องบิน ทำให้สามารถบินด้วยความเร็วต่ำได้ ซึ่งเหมาะสำหรับการบินขึ้นหรือลง แต่จะไม่ค่อยเหมาะกับการบินด้วยความเร็วสูง
    
ตำแหน่งของถังน้ำมันที่ถูกสลักเกลียวเจาะทะลุคือบริเวณที่เรียกว่า Track can ที่มีลักษณะเป็นกระเปาะยื่นเข้ามาในตัวถังน้ำมัน Track can นี้เป็นช่องสำหรับให้แขน (Main track) ที่ทำหน้าที่ดัน/ดึงส่วน Slat เคลื่อนตัวไปข้างหน้าและถอยกลับได้ และขนาดช่องว่างของมันก็ไม่ได้ใหญ่มากมายอะไรนักเมื่อเทียบกับขนาดของ Main track
    
รูปที่ ๔ ตำแหน่งติดตั้งและการทำงานของ Downstop fitting ส่วน Track can เป็นช่องว่างที่เว้าเข้าไปในถังน้ำนัน
      
รูปที่ ๕ ชุดสลักเกลียวที่ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันไม่ให้ตัว slat เคลื่อนตัวออกไปข้างหน้ามากเกินไป (Downstop fitting) พึงสังเกตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ Nut ทางด้านซ้ายและของ Sleeve
    
จากการตรวจเทียบชิ้นส่วนพบว่า ชิ้นส่วนที่แทงทะลุถังน้ำมันคือสลักเกลียวที่ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ตัว Main track ของ Slat นั้นยื่นเลยออกไปข้างหน้ามากเกินไป (จนอาจหลุดออกไปได้) ตัวสลักเกลียวนี้ (รูปที่ ๕) มีส่วนของแหวนรองทางด้านหัว ตัว Downstop และ Sleeve ที่ไม่สามารถถอดแยกออกจากตัวสลักเกลียวได้ โดยตัวมันจะร้อยอยู่ในรูที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของ Main track ที่นี้ลองเปรียบเทียบชิ้นส่วนที่ได้จากถังน้ำมัน (รูปที่ ๕) กับที่มันควรเป็น (รูปที่ ๖) ว่ามันมีอะไรขาดหายไป
    
รูปที่ ๖ รูปแบบการประกอบที่ถูกต้อง ที่ต้องมีแหวน (washer) รองแป้นเกลียว (nut) ตัวด้านซ้ายเอาไว้

การออกแบบชิ้นส่วนตัวนี้แปลกตรงที่หัวของ Bolt นั้นมีขนาดใหญ่กว่ารูที่มันร้อย แต่ส่วนของแป้นเกลียว (Nut) นั้นมีขนาดเล็กกว่ารูที่ร้อย จึงจำเป็นต้องมีแหวนรอง (washer) เพื่อให้เมื่อขันแป้นเกลียวแล้วจะทำให้สลักเกลียวคงอยู่ในรูได้โดยไม่หลุด การตรวจสอบประวัติการซ่อมบำรุงพบว่าในการซ่อมบำรุงครั้งสุดท้ายมีการทำงานตรงบริเวณ Main track ตัวนี้ ทำให้คณะกรรมการสอบสวนคาดว่าในการซ่อมบำรุงครั้งสุดท้าย แหวนรองแป้นเกลียวนั้นหลุดร่วงในขณะที่ช่างซ่อมทำการขันแป้นเกลียวโดยที่ช่างไม่รู้ (พบแหวนตกค้างอยู่ในปีก - รูปที่ ๗) ทำให้ตัวสลักเกลียวเพียงแค่ร้อยไว้ในรูเท่านั้น และเมื่อเครื่องบินมีการขึ้นลงหลายครั้ง ตัวสลักเกลียวก็ค่อย ๆ เคลื่อนตัวจนหลุดออกมาจากรูที่ร้อยนั้นโดยตกค้างอยู่ใน Track can ในการลงจอดครั้งสุดท้าย พอเครื่องลงแตะพื้นตัว Main track ก็เคลื่อนตัวถอยหลังกลับ ประกอบกับการที่ Track can ไม่ได้มีที่ว่างมาก ตัว Main track จึงไปดันให้สลักเกลียวที่ตกค้างอยู่นั้นแทงทะลุถังน้ำมัน (คือถ้า Track can มีขนาดใหญ่หน่อย เหตุการณ์นี้อาจไม่เกิดขึ้นก็ได้ เพราะมันสามารถดิ้นหลุดออกไปทางด้านข้างได้เมื่อถูกดัน) ในช่วงแรกที่ยังไม่เกิดไฟลุกไหม้นั้นเป็นเพราะเครื่องบินยังมีความเร็ว น้ำมันที่รั่วออกมาจึงปลิวออกไปพ้นจากบริเวณปลายท่อของตัวเครื่องยนต์ แต่พอเครื่องบินลดความเร็วลงเพื่อเข้าจอด น้ำมันที่รั่วออกมาจึงหยดลงไปตรงบริเวณตัวเครื่องยนต์ ทำให้เกิดเพลิงลุกไหม้ขึ้น
     
รูปที่ ๗ ถังน้ำมันทะลุเนื่องจาก downstop ถูก main track ที่เคลื่อนถอยหลัง ดันให้แทงทะลุถังน้ำมัน
 
เหตุการณ์นี้จัดว่าเป็นความผิดพลาดของการออกแบบ กล่าวคือถ้าใช้แป้นเกลียวที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่ารูที่ร้อยสลักเกลียว หรือใช้แป้นเกลียวที่มีการเชื่อมแหวนติดรวมเป็นชิ้นเดียว (เพื่อให้มันลอดผ่านรูร้อยสลักเกลียวไม่ได้) โอกาสที่จะเกิดความผิดพลาดแบบนี้ก็จะไม่มี

จะสรุปว่าเพราะขาดแหวนรองตัวเล็ก ๆ เพียงตัวเดียว จึงต้องจ่ายด้วยเครื่องบินทั้งลำก็ไม่น่าจะผิด

ไม่มีความคิดเห็น: