วันอังคารที่ 8 ตุลาคม พ.ศ. 2562

บนผิวน้ำ น้ำมันเดินทางได้เร็วขึ้นและไกลขึ้น และระเหยได้ง่ายขึ้น MO Memoir : Tuesday 8 October 2562


บางที กฎเกณฑ์มันใช้ได้ก็ต่อเมื่อสภาพแวดล้อมนั้นเป็นไปตามเงื่อนไขบางอย่าง ไม่ใช่สามารถนำมาบังคับใช้ได้กับทุกกรณี อย่างเช่นกรณีระยะห่างไม่น้อยกว่า ๑๕ เมตร ระหว่างแหล่งที่อาจมีเชื้อเพลิงรั่วไหล และบริเวณที่มีเปลวไฟหรือประกายไฟ

ณ อุณหภูมิหนึ่ง โมเลกุลที่อยู่บนพื้นผิวของเหลวจะมีพลังงานอยู่ระดับหนึ่ง (ผลจากการสั่นและการชนกันระหว่างโมเลกุล) ถ้าพลังงานของโมเลกุลนั้นสูงเกินกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่อยู่ข้างเคียง โมเลกุลนั้นก็จะหลุดออกจากผิวของเหลวไปอยู่ในเฟสแก๊สได้ นั่นคือปรากฏการณ์การระเหยของของเหลว (evaporation) ที่เกิดได้แม้ว่าของเหลวนั้นจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือด (boiling point) ของมัน
  
น้ำมัน (ในที่นี้คือไฮโดรคาร์บอน) เป็นโมเลกุลไม่มีขั้วและมีความหนาแน่นต่ำกว่าน้ำ (ที่เป็นโมเลกุลที่มีขั้วที่แรง) ดังนั้นเมื่อน้ำมันหยดลงไปในน้ำ น้ำมันจะลอยอยู่บนผิวหน้าน้ำ และถ้าผิวหน้าน้ำนั้นมีพื้นที่ให้มันแผ่กระจายที่กว้างมากพอ ความหนาของชั้นน้ำมันบนผิวหน้าน้ำอาจถือได้ว่าหนาเพียงชั้นโมเลกุลเดียว และด้วยการที่แรงยึดเหนี่ยวระหว่างน้ำมันและน้ำนั้นไม่ได้สูง จึงทำให้แรงยึดเหนี่ยวที่จะดึงให้โมเลกุลน้ำมันนั้นไม่หลุดออกไปจากผิวหน้าน้ำลดต่ำลง ทำให้น้ำมันนั้นระเหยกลายเป็นไอได้ง่ายขึ้น เมื่อเทียบกับเวลาที่มันมีโมเลกุลพวกเดียวกันเองนั้นอยู่ข้างใต้ตัวมัน
  
และนี่ก็เป็นที่มาของหลายอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับการแผ่กระจายของน้ำมันไปบนผิวน้ำ ที่นำมาเล่าสู่กันฟังในวันนี้คัดมาจาก ICI Safety Newsletter ๒ เรื่องด้วยกัน

ในเหตุการณ์แรก (รูปที่ ๑) ช่างเชื่อมกำลังทำงานประกอบท่อใหม่เส้นใหม่ ในเวลาเดียวกันก็มีการถอด slip plate ออกจากท่ออีกเส้นหนึ่ง สถานที่ทำงานทั้งสองนั้นอยู่ห่างกัน ๖๕ ฟุต (ก็ราว ๆ ๒๐ เมตร) ในการถอด slip plate นั้นมีการคาดว่าอาจมีเชื้อเพลิง (ที่ค้างอยู่ในท่อ) รั่วไหลออกมาได้ แต่เมื่อพิจารณาระยะห่างจากงานเชื่อมท่อที่ห่างกันถึง ๖๕ ฟุต ก็คงทำให้ผู้ที่ออกใบอนุญาตให้ทำงาน (work permit) เชื่อว่าโอกาสที่ไอระเหยนั้นจะแพร่ไปถึงตำแหน่งที่ทำการเชื่อมต่อและเกิดการจุดระเบิดได้นั้นมีต่ำมาก ดังนั้นงานทั้งสอง (งานเชื่อมท่อและงานถอด slip plate) จึงได้รับอนุญาตให้ทำในเวลาเดียวกัน
  
รูปที่ ๑ อุบัติเหตุเพลิงไหม้จากการเชื่อมโลหะเหนือผิวน้ำ (ฉบับเดือนกรกฎาคม ค.ศ. ๑๙๖๙ (พ.ศ. ๒๕๑๒))
    
เหตุการณ์นี้ไม่ได้ให้รายละเอียดมากนักเกี่ยวกับสถานที่เกิดเหตุ แต่ใช้คำว่า "pipe duct" ที่คงหมายถึงร่องหรือรางที่อยู่ต่ำกว่าระดับพื้น เพื่อใช้สำหรับวางท่อ (เช่นให้ลอดผ่านพื้นถนนได้) แต่ในเวลาเดียวกันมันก็สามารถมีน้ำขังได้ และในเหตุการณ์นี้ pipe duct ดังกล่าวก็มีน้ำท่วมขัง สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือเชื้อเพลิงที่รั่วออกมาขณะถอด slip plate นั้นแผ่กระจายอย่างรวดเร็วไปยังตำแหน่งที่ช่างเชื่อมทำงานอยู่ เกิดไฟลุกขึ้น ทำให้ผู้ช่วยช่างเชื่อมเสียชีวิต
    
บทเรียนหนึ่งที่ได้จากเหตุการณ์นี้ก็คือการออกใบอนุญาตให้ปฏิบัติงานนั้น ผู้ที่ออกใบอนุญาตควรต้องลงไปตรวจสอบสถานที่ทำงานจริง และไม่ควรให้การทำงานที่มีการใช้เปลวไฟ (เช่นการเชื่อมหรือตัดโลหะ) ทำอยู่เหนือแอ่งน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเชื้อเพลิงที่จะรั่วไหลออกมานั้นเป็นของเหลว เพราะถ้าเป็นแก๊ส เหตุการณ์นี้คงจะไม่เกิด
   
ข้อสังเกตข้อหนึ่งที่เห็นได้จากรายงานดังกล่าวคือ ปรกติเมื่อไฟลุกติดไอน้ำมันที่อยู่บนผิวหน้าน้ำ เปลวไฟจะวิ่งกลับมายังจุดที่น้ำมันรั่วออกมา (คือจุดที่ทำการถอด slip plate) แต่ในกรณีนี้ผู้เสียชีวิตนั้นกลับเป็นผู้ที่อยู่ทางด้าน downstream ของการไหล (จุดที่ทำการเชื่อมต่อท่อ) ซึ่งบ่งบอกว่าจุดที่ทำการเชื่อมท่อนั้นอยู่ที่ระดับต่ำกว่าจุดที่ทำการถอด slip plate และ/หรือการรั่วไหลนั้นคงต้องมากอยู่เหมือนกัน จนทำให้ทำการเตือนอีกฝ่ายหนึ่งไม่ทัน

ในเหตุการณ์ที่ ๒ (รูปที่ ๒) เป็นการรั่วไหลของน้ำมันจากเรือบรรทุกน้ำมันขณะขนถ่าย ทำให้น้ำมันจำนวนมากถึง ๓๕ ตันรั่วไหลลงไปในคลอง เกิดเป็นไอหมอกปกคลุมเรือโดยสารที่แล่นอยู่ในคลองดังกล่าวก่อนจะเกิดการระเบิด ส่งผลให้ผู้โดยสารอยู่ในเรือลำนั้นและลำอื่นที่อยู่ในคลองนั้นเสียชีวิต ๖ ราย (Manchester ship canal เป็นคลองขนาดใหญ่สำหรับให้เรือใหญ่ขนาดเรือเดินสมุทรเดินได้)
    
รูปที่ ๒ อุบัติเหตุจากน้ำมันรั่วไหลคงคลองและไหม้คลอกเรือโดยสาร (ฉบับเดือนมิถุนายน ค.ศ. ๑๙๗๓ (พ.ศ. ๒๕๑๖))

เคยเห็นป้าย "ไม่นำเปลวไฟเข้าใกล้ในระยะ ๑๕ เมตร" ไหมครับ เรามีโอกาสที่จะเห็นป้ายแบบนี้ตามสถานที่เก็บเชื้อเพลิง (เช่นถังน้ำมัน ถังแก๊ส หรือรถบรรทุกน้ำมัน/แก๊ส) ในกรณีที่ของเชื้อเพลิงเหลวที่มีจุดวาบไฟต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง ถ้าไม่ได้เกิดการรั่วไหลขนาดใหญ่และเป็นการรั่วไหลบนพื้นราบที่แห้ง (คือไม่มีน้ำท่วมขัง) ระยะ ๑๕ เมตร (ก็ราว ๆ ๕๐ ฟุต) นี้ก็ลดโอกาสที่ไอระเหยเชื้อเพลิงที่รั่วไหลออกมาจะมีความเข้มข้นสูงพบที่จะเกิดการจุดระเบิดได้ลงไปได้เยอะ แต่ในกรณีของการรั่วไหลลงแอ่งน้ำนั้น น้ำมันที่ลอยบนผิวหน้าน้ำจะแผ่กระจายไปได้ไกลและรวดเร็วมาก แม้ว่าจะเป็นการรั่วไหลที่ไม่มากก็ตาม ตรงนี้อาจทดลองดูง่าย ๆ ด้วยการหยดน้ำมันพืชลงบนพื้นคอนกรีตและบนผิวหน้าน้ำ และดูการแผ่กระจายของน้ำมันพืช เราจะเห็นชัดว่าน้ำมันพืชที่หยดลงบนพื้นคอนกรีตนั้นก็จะกองอยู่ตรงนั้น แผ่กระจายออกไปด้านข้างไม่มาก แต่บนผิวหน้าน้ำจะแผ่นกระจายออกไปด้านข้างได้อย่างรวดเร็ว และด้วยพฤติกรรมเช่นนี้จึงทำให้น้ำมันที่ปรกติมีอุณหภูมิจุดวาบไฟสูงกว่าอุณหภูมิห้อง สามารถจุดติดไฟได้ที่อุณหภูมิห้องได้
    
ในเหตุการณ์แรกนั้นอาจเป็นเพราะว่าผู้ออกใบอนุญาตให้ทำงานนั้นเห็นว่าสถานที่ทำงานทั้งสองอยู่ห่างกันถึง ๖๕ ฟุต ซึ่งมากกว่าระยะห่างขั้นต่ำ (คือระยะ ๕๐ ฟุต) ก็เลยออกใบอนุญาตให้ทำงาน แต่ระยะนี้มันใช้ไม่ได้กับการรั่วไหลของของเหลว (ที่ไม่ละลายน้ำและลอยอยู่บนผิวหน้าหน้า) ลงผิวน้ำ นั่นแสดงว่ากฎระเบียบที่ออกมานั้นมันก็มีข้อจำกัดอยู่เหมือนกัน คือมันอิงอยู่กับสภาพแวดล้อมเฉพาะบางอย่าง (เช่นการรั่วไหลลงบนพื้นแห้งที่ราบ) โดยไม่สามารถนำไปบังคับใช้ได้กับทุกสภาพการณ์ (เช่นการรั่วไหลลงผิวน้ำ) ส่วนในกรณีของเหตุการณ์ที่สอง เรื่องน่าเศร้าของเหตุการณ์อยู่ตรงข้อความที่เขาขีดเส้นใต้ คือนับตั้งแต่เกิดการรั่วไหลจนเกิดระเบิดนั้นเป็นเวลานานถึงสองชั่วโมงครึ่ง แต่กลับไม่มีการเตือนภัย
    
สิ่งที่ต้องพึงระวังในการถอดหน้าแปลน (ไม่ว่าจะเป็นการถอด slip plate หรืออุปกรณ์ piping ต่าง ) คืออาจมี process fluid ตกค้างอยู่ในท่อได้ ในกรณีที่ process fluid เป็นแก๊สนั้นคงต้องปล่อยให้แก๊สที่ค้างอยู่นั้นรั่วออกมาและฟุ้งกระจายออกไป แต่ในกรณีที่ process fluid เป็นของเหลวนั้นอาจต้องหาอุปกรณ์มารองรับของเหลวที่จะรั่วไหลออกมา และระบายต่อไปยังจุดรองรับที่ปลอดภัย กรณีของการถอด slip plate แล้วมีของเหลวที่ค้างอยู่ในท่อรั่วไหลออกมาจนทำให้เกิดความเสียหายอย่างหนักนักได้เคยเล่าไว้แล้วในบทความชุด "เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 1 เพลิงไหม้ที่ระบบ Flare" ที่มีอยู่ด้วยกัน ๔ ตอน

ไม่มีความคิดเห็น: