เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้มีต้นเรื่องมาจากอุบัติเหตุเล็ก
ๆ ที่เกิดขึ้นกับนิสิตกลุ่มหนึ่ง
(ที่ไม่ใช่พวกเรา)
เมื่อวันจันทร์ที่ผ่านมา
เหตุการณ์ดังกล่าวเกิดเมื่อนิสิตพยายามเก็บแก๊สตัวอย่างด้วยการใช้ถุงเก็บแก๊ส
(ทำจากพลาสติก)
จาก reactor
ที่ทำงานที่ความดันสูง
แล้วแก๊สมันไหลเข้าเร็วจนถุงเก็บแก๊สแตกและส่งเสียงเหมือนลูกโป่งแตก
ถุงเก็บแก๊สนั้นมันมีด้วยกันหลายรูปแบบ
รูปที่ ๑ ก็เป็นเพียงแค่ตัวอย่างหนึ่ง
วัสุดที่ใช้ทำก็เป็นพอลิเมอร์ชนิดต่าง
ๆ มีทั้งแบบที่ใสและไม่ใส
ขึ้นอยู่กับว่าเก็บแก๊สอะไร
บางแบบก็มีวาล์วตัวเดียว
บางแบบก็มีวาล์วมากกว่าหนึ่งตัว
โดยหลักก็คือเดิมมันเป็นถุงแบนแฟบ
ๆ พออัดแก๊สเข้าไปมันก็จะพองออก
และมีส่วนที่เป็นจุกยางเป็นที่สำหรับใช้
syringe
ดูดแก๊สมาวิเคราะห์
ข้อดีของถุงพลาสติกแบบนี้คือมันราคาถูกและมีน้ำหนักเบา
แต่ต้องระวั้งเรื่องการรับความดัน
รูปที่ ๑
ตัวอย่างถุงพลาสติกสำหรับเก็บแก๊สตัวอย่าง
วัสดุที่ใช้ทำถุงนั้นมีหลายรูปแบบ
ไม่จำเป็นต้องเป็นพลาสติกใสเหมือนในรูป
(รูปจากhttps://www.alibaba.com)
ถ้าเป็นระบบที่มีความดันสูง
(หรืออุณหภูมิสูงร่วม)
การใช้ bomb
(ดังตัวอย่างในรูปที่
๒) โลหะจะดีว่า
แต่ทั้งนี้ต้องมั่นใจว่า
bomb
นั้นแข็งแรงพอที่จะทนความดันของระบบที่ทำการเก็บตัวอย่างได้
การใช้ bomb
นั้นสามารถใช้เก็บได้ทั้งตัวอย่างที่เป็นของเหลวและแก๊ส
รูปที่ ๒
ตัวอย่าง cylinder
bomb สำหรับเก็บตัวอย่าง
(ที่อาจเป็นของเหลวหรือแก๊ส
(รูปจากhttps://www.alibaba.com)
การใช้ bomb
แบบนี้อาจต่อเข้ากับระบบที่ต้องการเก็บตัวอย่างได้โดยตรง
แต่ไม่ว่าจะใช้อะไรเก็บตัวอย่างก็ตาม
สิ่งสำคัญคือระบบท่อ (จะเป็น
piping หรือ
tubing ก็ตามแต่)
สำหรับต่ออุปกรณ์เก็บตัวอย่าง
ควรจะได้รับการออกแบบที่ดี
และมีขั้นตอนการทำงานที่ถูกต้อง
เพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์เก็บตัวอย่างนั้นต้องรับความดันที่สูงเกินไป
หรือเกิดการรั่วไหลได้มากขณะทำการเก็บตัวอย่าง
และเทคนิคหนึ่งที่สามารถนำมาใช้ก็คือ
การถ่ายสารที่ต้องการเก็บเข้าสู่
vessel ขนาดเล็กก่อน
จากนั้นจึงค่อยเก็บตัวอย่างจาก
vessel ขนาดเล็กนั้น
ไม่ทำการเก็บจากระบบที่มีความดันสูงโดยตรง
ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่
๓ ข้างล่าง
รูปที่ ๓
ตัวอย่างวิธีการเก็บสารตัวอย่างจากระบบที่ความดันสูง
ถ้าระบบความดันสูงนั้นมีขนาดใหญ่
ก็อาจมีการติดตั้งvessel
ขนาดเล็ก (ที่บางทีอาจเรียกว่า
sampling pot)
เพื่อไว้เก็บตัวอย่าง
(รูปที่
๓ ซ้าย)
ตัว sampling
pot เองก็อาจมีการติดตั้งระบบ
gas purging,
ระบบระบายแก๊สทิ้ง,
ระบบระบายของเหลวทิ้ง
เพื่อไล่อากาศหรือสิ่งที่ตกค้างอยู่ในตัว
sampling pot ออกไป
และระบายสารส่วนเกินนอกเหนือไปจากตัวอย่างที่ต้องการเก็บทิ้งไป
หรือบางทีก็ใช้สารที่อยู่ในระบบนั่นแหละเป็นตัวไล่สิ่งตกค้าง
(ถ้าระบบความดันสูงมีขนาดใหญ่หรือเป็นระบบที่ทำงานต่อเนื่อง
มันก็ไม่มีปัญหาอะไร)
สำหรับระดับห้องปฏิบัติการที่ไม่ได้เก็บตัวอย่างในปริมาณมากนั้น
การใช้ชิ้นส่วนท่อสั้น ๆ
หรือขดเป็นวงให้ได้ปริมาตรที่ต้องการก็อาจเพียงพอ
แต่จะว่าไปแล้วก็ไม่จำเป็นต้องใช้การเติมเต็มเพียงครั้งเดียวเพื่อให้ได้ปริมาตรตามต้องการ
อาจใช้การเติมหลายครั้งก็ได้เพื่อป้องกันไม่ให้ความดันภายในอุปกรณ์ที่ใช้เก็บตัวอย่าง
(เช่นถุงเก็บแก๊ส)
เพิ่มขึ้นรวดเร็วเกินไป
โดยเฉพาะกรณีของการใช้พวก
ball valve
เป็นวาล์วระบบเก็บตัวอย่าง
การใช้ globe
valve หรือ ball
valve + needle valve จะดีกว่าเพราะสามารถค่อย
ๆ เปิดให้ตัวอย่างในท่อเก็บสารนั้นระบายลงสู่อุปกรณ์รองรับได้
(โดยธรรมชาติของ
needle valve
มันปิดได้ไม่สนิท
จึงจำเป็นต้องมี ball
valve เป็นตัวปิดเพื่อป้องกันการรั่วไหล)
การเก็บตัวอย่างนั้นเริ่มจากการที่วาวล์ทุกตัวในรูปที่
๓ ปิดก่อน จากนั้นก็ค่อย ๆ
เปิดวาล์วด้านความดันสูงให้สารที่ต้องการเก็บนั้นไหลเข้าสู่ถังรับ/ท่อรับสารตัวอย่าง
จากนั้นก็ปิดวาล์วด้านท่อความดันสูง
(ถ้าต้องการ
purge
สิ่งตกค้างเดิมที่อยู่ในถังรับ/ท่อรับสารตัวอย่างก็ต้องทำการระบายสารที่รับเข้ามาในถังรับ/ท่อรับทิ้งไปก่อน
คือใช้ตัวอย่างที่จะเก็บนั้นไล่สารตกค้างอยู่)
แล้วจึงค่อยเปิดวาล์วถ่ายสารในถังรับ/ท่อรับเข้าสู่ภาชนะเก็บสาร
วาล์วที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรมนั้นบางทีก็จะใช้วาวล์ที่มีการติดตั้งด้ามหมุนเปิด-ปิดชนิดที่เรียกว่า
spring return handle
หรือ deadman
handle
กล่าวคือตัวด้ามจะมีสปริงดันให้ก้านหมุนเปิด-ปิดนั้นค้างอยู่ที่ตำแหน่งปิดตลอดเวลา
ถ้าจะเปิดก็ต้องออกแรงหมุนก้านนั้นต้านแรงสปริง
แต่ถ้าปล่อยมือออกเมื่อใดก้านก็จะหมุนกลับคืนตำแหน่งปิดได้ด้วยตัวเอง
การออกแบบเช่นนี้ก็ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย
กล่าวคือไม่ว่าเกิดเหตุใด
ๆ ก็ตามที่ทำให้ผู้เก็บตัวอย่างนั้นต้องปล่อยมือออกจากตัวก้านหมุน
วาล์วก็จะปิดตัวเอง
เป็นการป้องกันการรั่วไหล
บ่ายวันศุกร์มีนิสิตปริญญาโทปี
๑ คนหนึ่งมาปรึกษาผมเรื่องการออกแบบอุปกรณ์ของเขา
คือเขามีปัญหาคุยกับช่างที่รับสร้างอุปกรณ์แล้วโดนช่างต่อว่ากลับมาทำนองว่า
คุณก็เป็นช่าง
ทำไมจึงไม่เข้าใจในสิ่งที่เขาอธิบาย
ผมก็บอกนิสิตรายนั้นกลับไปว่าผมเข้าใจว่าทำไมคุณจึงไม่เข้าใจสิ่งที่ช่างคนนั้นเขาบอก
สาเหตุที่ทำให้นิสิตผู้นั้นไม่เข้าใจก็เป็นเพราะวิชาที่สอนเนื้อหาเหล่านี้ถูกนำออกไปจากหลักสูตรที่แต่เดิมนั้นเรียนกันตอนปี
๑ ที่มีเรียนกันทั้งภาคทฤษฎีและภาคปฏิบัติ
ทั้งนี้อาจเป็นว่าเป็นเพราะมีการมองว่าเป็นวิชาพื้นฐานที่เก่า
ไม่ทันสมัย
และการสอนภาคปฏิบัตินั้นมันเหนื่อยและร้อนและสกปรก
ยิ่งเป็นยุคที่ผู้เรียนและผู้สอน
(โดยเฉพาะอาจารย์ใหม่
ๆ)
ที่เหนื่อยนิดร้อนหน่อยก็ไม่ได้
ก็เลยทำให้มันหายไปจากหลักสูตรพื้นฐาน
แต่พอจบป.ตรีแล้วต้องมาสร้างอุปกรณ์ทำวิจัยขึ้นเอง
หรือต้องลงทำงานภาคสนามเอง
ก็เลยมีปัญหาว่าไม่รู้จักอุปกรณ์
หรืออุปกรณ์นั้นใช้อย่างใด
แต่ที่สำคัญก็คือ
อาจารย์นั้นควรเป็นผู้ที่มีประสบการณ์ลงมือปฏิบัติในการทำวิจัยมากกว่านิสิต
ดังนั้นการออกแบบอุปกรณ์หรือขั้นตอนการปฏิบัติงานต่าง
ๆ อาจารย์ที่ปรึกษาควรต้องให้ความเห็นชอบด้วย
เพื่อให้การทำงานนั้นมีความปลอดภัย
โดยไม่ควรปล่อยให้นิสิตควานหาวิธีการกันเอง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น