เมื่อถังดับเพลิง CO2 ระเบิด MO Memoir : Wednesday 28 June 2566

เมื่อเริ่มต้นการสอบสวนด้วยการหาใครสักคนมาเป็นผู้ต้องหา การหาสาเหตุที่แท้จริงของอุบัติเหตุก็คงจะทำได้ยากขึ้น เพราะเมื่อผู้ที่เกี่ยวข้องเกรงว่าเจ้าหน้าที่จะใช้สิ่งที่บอกกล่าวไปนั้นมาผูกมัดตนเอง การได้คำตอบทำนองว่า ไม่รู้ ไม่ทราบ ไม่ทันสังเกต ฯลฯ เมื่อไปถามคำถามคนที่คิดว่าเขาเป็นผู้มีส่วนร่วมกับเหตุการณ์ ก็เป็นเรื่องที่ไม่แปลก

ดังนั้นการเริ่มต้นการสอบสวนอุบัติเหตุด้วยการหาว่าอุบัติเหตุมันเกิดได้อย่างไร และเราจะหาทางป้องกันอย่างไรเพื่อไม่ให้มันเกิดอีก จึงน่าจะเป็นวิธีการที่ดีกว่า

เหตุการณ์ถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ระเบิดจนทำให้นักเรียนเสียชีวิต ๑ รายเมื่อสัปดาห์ที่แล้วนั้น หลังเกิดเหตุไม่กี่ชั่วโมงก็มีทั้งภาพและ "ข้อสรุป" ของสาเหตุจากบุคคลต่าง ๆ ออกมาเต็มไปหมด ตอนแรกก็ไม่คิดว่าจะเขียนเรื่องนี้ เพราะไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องอะไรกับการสอบสวน แต่ในฐานะนักวิชาการคนหนึ่งที่เห็นว่าข้อมูลที่เผยแพร่กันนั้นอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนหรือการมองข้ามความเป็นไปได้บางอย่างเกิดขึ้น ก็เลยต้องขอบันทึกความคิดเห็นส่วนตัวเองไว้เสียหน่อย

ผมบอกกับนิสิตบัณฑิตศึกษาที่ผมเป็นที่ปรึกษาอยู่เสมอว่า "ถ้ามีปัญหา ให้ตั้งคำถามพื้น ๆ" ดังนั้นสำหรับเหตุการณ์นี้ ขอเริ่มต้นด้วยภาพถังดับเพลิงจากสองแหล่งข่าวก่อน (รูปที่ ๑ และรูปที่ ๒) ลองพิจารณาดูเองก่อนนะครับว่า เห็นอะไรที่ไม่เหมือนกันไหม

รูปที่ ๑ (ขวา) ภาพถังดับเพลิงที่เกิดระเบิดที่สำนักข่าวแห่งหนึ่งนำเสนอ (URL อยู่ในรูปแล้ว)

รูปที่ ๒ ในวงกลมคือภาพถังดับเพลิงที่เกิดการระเบิดที่สำนักข่าวอีกแห่งนำเสนอ

ข่าวที่ค้นดู ไม่พบว่ามีการระบุว่าถังดับเพลิงที่ได้รับความเสียหายจากการระเบิดนั้นมีทั้งหมดกี่ถัง ที่แน่ ๆ คือมี ๑ ถังที่เกิดการระเบิด แล้วการระเบิดนั้นไปทำให้ถังอื่นที่อยู่ข้างเคียงเสียหายด้วยหรือไม่ แต่จากข่าวที่นำเสนอกันน่าจะระบุได้ว่ามีเพียงแค่ถังเดียวที่เสียหายจากการระเบิด (คือถังที่เกิดระเบิด) แต่ภาพถังดับเพลิงที่เสียหายในรูปที่ ๑ และ ๒ นั้นเป็นคนละถังกัน ถังในภาพที่ ๑ ฉีกขาดตามแนวยาวโดยสีผิวด้านนอกของถังยังปรกติ ส่วนคอถังที่เป็นจุดที่ติดตั้งวาล์วนั้นยังคงสภาพอยู่ (คือไม่ฉีกขาด) แต่ตัววาล์วหัวถังหายไปไหนก็ไม่รู้ ส่วนถังในรูปที่ ๒ ลักษณะความเสียหายมีรูปแบบที่ชิ้นส่วนของถังปลิวหลุดออกไป และยังเห็นโครงสร้างของวาล์วและท่อนำสารยังติดอยู่กับตัวถัง นอกจากนี้ลักษณะภายนอกของถังคล้ายกับว่าได้รับความเสียหายจากเพลิงไหม้ เห็นได้จากสีที่หายไปและรอยดำ

เหตุการณ์เดียวกัน สำนักข่าวต่าง ๆ ที่นำเสนอรูปถังที่ระเบิดกลับแสดงรูปที่ไม่เหมือนกัน ทำให้รู้ว่าแหล่งที่มาของรูปนั้นมีอยู่ ๒ แหล่ง ทีนี้สำนักข่าวไหนได้รูปไหนไปก็รีบเอารูปนั้นไปประกอบเนื้อหาข่าว โดยไม่มีการระบุว่าแหล่งที่มาของรูปนั้นมาจากไหน นั่นก็แสดงว่ารูปที่มีการนำเสนอกันนั้น อย่างน้อย ๑ รูปเป็นรูปที่ไม่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์

ในเหตุการณ์นี้ ถังดับเพลิงนั้นมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์บรรจุอยู่ ส่วนความดันในถังเท่าไรก็ไม่รู้ สิ่งที่พอจะคาดเดาได้คือจากขนาดของถัง ถังขนาดนี้ควรจะบรรจุคาร์บอนไดออกไซด์ได้หนักกี่กิโลกรัมหรือกี่ปอนด์ จากขนาดของถังที่เห็นในรูปก็น่าจะเป็นถังขนาด 10 ปอนด์ ส่วนความดันในถังจะเป็นเท่าใดนั้นมันขึ้นอยู่กับว่าถังนั้นมีอุณหภูมิเท่าใด

ถ้าแก๊สนั้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตหรือ critical temperature (T_c) เมื่อเราเติมแก๊สเข้าไปในถัง ความดันในถังจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงจุดหนึ่ง แก๊สจะเริ่มควบแน่นเป็นของเหลว การเติมแก๊สเพิ่มเข้าไปในถังจะไม่ทำให้ความดันในถังเพิ่มมากขึ้น ความดันในถังจะคงที่ โดยแก๊สส่วนที่กลายเป็นของเหลวจะมีมากขึ้นแทน ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือถังแก๊สหุงต้ม ที่อุณหภูมิเดียวกัน จะเป็นแก๊สถังเล็กหรือถังใหญ่ ความดันจะเท่ากัน และเมื่อใช้แก๊สไปเรื่อย ๆ ความดันในถังจะ "ไม่ลดลง" เพราะส่วนที่เป็นของเหลวจะระเหยมาชดเชย ความดันจะลดก็ต่อเมื่อไม่มีของเหลวเหลืออยู่ในถัง

ด้วยเหตุนี้ถังแก๊สหุงต้มจึงไม่จำเป็นต้องมีเกจวัดความดันในถัง เพราะมันไม่สามารถบอกปริมาณแก๊สที่เหลืออยู่ในถังได้ ปริมาณแก๊สในถังจะรู้ได้จากการชั่งน้ำหนักถังนั้น แล้วหักเอาน้ำหนักถังเปล่าออกไป ในกรณีของแก๊สหุงต้มนั้น อุณหภูมิวิกฤตของโพรเพนอยู่ที่ประมาณ 97ºC ในขณะที่ของบิวเทนอยู่ที่ประมาณ 152ºC (แก๊สหุงต้มบ้านเราเป็นแก๊สผสมระหว่างโพรเพนกับบิวเทน) ดังนั้นแม้ว่าจะเอาถังไปวางตากแดด มันก็ยังมีส่วนที่เป็นของเหลวอยู่

ค่าอุณหภูมิวิกฤตของคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 31ºC ดังนั้นในประเทศที่ภูมิอากาศปรกติไม่ได้ร้อนขนาดอุณหภูมิห้องสูงระดับ 30ºC เป็นประจำ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่บรรจุอยู่ในถังก็จะเป็นของเหลวแบบเดียวกับถังแก๊สหุงต้ม ด้วยเหตุนี้ถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จึงไม่มีเกจวัดความดัน ตอนที่ผมเรียนป.โทที่อังกฤษนั้น เจ้าหน้าที่ที่มาสอนเรื่องเครื่องดับเพลิงก็บอกว่า ในกรณีของถังดับเพลิงชนิดคาร์บอนไดออกไซด์นั้น ก่อนเอาไปดับเพลิงให้ลองฉีดดูสักนิดก่อน จะได้รู้ว่ามันมีแก๊สอยู่ในถังหรือเปล่า เพราะถังแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์นั้น น้ำหนักส่วนใหญ่ของถังคือน้ำหนักของถังเปล่าที่เป็นเหล็กหนา น้ำหนักแก๊สเป็นเพียงส่วนน้อย ดังนั้นคนทั่วไปจะไม่สามารถบอกได้ว่าในถังนั้นมีแก๊สอยู่หรือไม่ด้วยการลองยกถังเพื่อดูน้ำหนัก ไม่เหมือนถังแก๊สหุงต้มที่มันมีความดันที่ต่ำกว่ามาก เหล็กก็บางกว่า การลองยกถังเพื่อดูน้ำหนักก็พอจะบอกได้ว่าถังนั้นมีแก๊สเต็มถังหรือหมดแล้ว

ดังนั้นถังดับเพลิงชนิดคาร์บอนไดออกไซด์ในบ้านเรา จึงมีความเป็นไปได้สูงที่แก๊สที่บรรจุอยู่ในถังนั้นจะมีสภาพเป็น "ของไหล (fluid)" คือบอกไม่ได้ว่าเป็นของเหลวหรือแก๊ส เพราะบ้านเรานั้นอุณหภูมิห้องสูงเกิน 31ºC ถือว่าเป็นเรื่องปรกติ

ทีนี้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป ความดันในถังจะเป็นเท่าใด เราดูได้จาก PH Diagram ของคาร์บอนไดออกไซด์ (รูปที่ ๓) โดยเราต้องรู้ความดันและอุณหภูมิเริ่มต้นก่อน จะทำให้เรากำหนดปริมาตรจำเพาะ (m³/kg) ของแก๊สได้ และเนื่องจากปริมาตรถังคงที่ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปความดันจะเป็นเท่าใด ก็ดูการเปลี่ยนแปลงตามเส้นปริมาตรจำเพาะคงที่ไปจนถึงอุณหภูมิปลายทาง ก็จะสามารถทราบค่าความดันสุดท้ายได้ อย่างเช่นเริ่มต้นแก๊สในถังมีอุณหภูมิ 30ºC ที่ความดัน 55 bar (จุด A) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มเป็น 100ºC ความดันในถังก็จะมีค่าประมาณ 80 bar (เพิ่มประมาณ 1.45 เท่า)

รูปที่ ๓ Mollier diagram (PH diagram หรือ Pressure-Enthalpy diagram) ของคาร์บอนไดออกไซด์

ในเหตุการณ์ที่เกิดนั้น ถังดับเพลิงมีแก๊สบรรจุอยู่เป็นช่วงระยะเวลาหนึ่งแล้ว แสดงว่าตอนบรรจุแก๊สนั้น ถังยังมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรับความดันของแก๊ส เพราะถ้ามันมีความแข็งแรงไม่พอ มันก็คงระเบิดตั้งแต่ตอนบรรจุแก๊สแล้ว การระเบิดหลังจากบรรจุแก๊สเสร็จแล้ววางทิ้งไว้ อาจเกิดได้จาก (ก) ความแข็งแรงของถังลดลง หรือ (ข) ความดันในถังเพิ่มสูงขึ้น หรือ (ค) ไม่มีระบบนิรภัย หรือไม่ทำงาน หรือทำงานไม่ทันเวลา หรือ (ง) หลายกรณีที่กล่าวมาร่วมกัน

ตัวอย่างสาเหตุที่ทำให้ภาชนะรับความดัน (รวมท่อด้วยนะ) ที่ตอนแรกมีความแข็งแรงพอที่จะรับความดันได้ แต่พอเวลาผ่านไปความแข็งแรงนั้นกลับลดต่ำลงจนไม่สามารถรับความดันได้ ได้แก่ การกัดกร่อนที่ทำให้ผนังบางลง และการที่รอยแตกร้าวที่มีอยู่เดิมนั้นขยายตัวขึ้น กรณีรอยแตกร้าวยากที่จะตรวจสอบด้วยตาเปล่าเพราะเมื่อรอยเล็ก ๆ เริ่มขยายตัว มันจะขยายตัวอย่างรวดเร็ว (ด้วยความเร็วเสียงในวัสดุนั้น) พวกภาชนะรับความดันที่เกิดการระเบิดเพราะ stress corrosion cracking ก็เป็นแบบนี้ เพราะ stress corrosion cracking ทำให้เกิดรอยร้าวเล็ก ๆ ในช่วงแรก แต่เมื่อรอยร้าวนั้นโตขึ้นถึงระดับนึง จะแผ่ขยายออกไปอย่างรวดเร็วจนทำให้เนื้อโลหะฉีดขาดเนื่องจากรับความดันภายในไม่ได้

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความดันในถังก็จะเพิ่มสูงขึ้น แต่จะมากน้อยเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับเฟสของสารที่บรรจุอยู่ในถังว่าเป็น (ก) เฟสแก๊สอย่างเดียว หรือ (ข) เฟสแก๊สที่สมดุลกับเฟสของเหลวคือมีที่ว่างเหนือผิวของเหลว (แบบถังแก๊สหุงต้ม) หรือ (ค) เฟสของเหลวเต็มถัง คือไม่มีที่ว่างให้ของเหลวระเหยกลายเป็นไอได้ ใน 3 รูปแบบนี้ แบบ (ค) เป็นแบบที่อันตรายที่สุด เพราะของเหลวมันอัดตัวไม่ได้ อุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้นจะทำให้ความดันภายในถังเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ตรงนี้ลองดูเส้นปริมาตรคงที่ในรูปที่ ๓ ทางด้านซ้ายของโดมที่แยกระหว่างเฟสของเหลว (ด้านซ้ายของโคม) และเฟสแก๊ส (ด้านขวาของโดม) จะเห็นว่าเส้นปริมาตรคงที่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นนั้นวิ่งดิ่งขึ้นอย่างรวดเร็ว ท่อประปาที่มีน้ำเต็มท่อ ถ้าปิดวาล์วไว้ที่ปลายสองข้าง แล้วตากแดดร้อน ก็มีสิทธิแตกได้ด้วยสาเหตุนี้

รูปที่ ๔ โครงสร้างถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ที่แปลกคือรูปนี้ (ซึ่งเป็นรูปวาด) แสดงเกจวัดความดันให้ด้วย แต่พอค้นดูรูปถังจริงที่โฆษณาขายกัน ไม่ยักเห็นมีเกจวัดความดัน

ทีนี้จะขอลองตั้งสมมุติฐานที่อาจทำให้ถังระเบิดได้จากความดันที่เพิ่มสูงหลังการบรรจุแก๊สดังนี้

(ก) ถังไม่มีระบบนิรภัย ซึ่งถ้าเป็นแบบนี้ ต่อให้ถังมีสภาพสมบูรณ์ดีก็ระเบิดได้

(ข) มีระบบนิรภัย โดยระบบนิรภัยทำงานปรกติ แต่ความแข็งแรงของถังนั้นลดต่ำลงจนระเบิดก่อนถึงความดันที่ระบบนิรภัยจะทำงาน

(ค) มีระบบนิรภัย ความแข็งแรงของถังเป็นปรกติ แต่ระบบนิรภัยไม่ทำงาน ทำให้ถังระเบิดเมื่อรับความดันไม่ได้

(ง) มีระบนิรภัย ความแข็งแรงของถังเป็นปรกติ แต่ไม่สามารถระบายความดันส่วนเกินได้ทัน ทำให้เกิดความดันสะสมในถังจนสูงพอที่ทำให้ถังระเบิดได้ ในคลิปวิดิทัศน์เหตุการณ์ที่เกิด ดูเหมือนว่าการระเบิดเกิดขึ้นทันทีโดยไม่มีการทำงานของระบบนิรภัย (ไม่เห็นมีการระบายแก๊สออกจากถังก่อนถังระเบิด)

สิ่งที่อยากจะกล่าวไว้ก็คือ การระเบิดเนื่องจากรอยแตกร้าวขยายตัวนั้น เกิดได้แม้ว่าความดันในถังจะคงที่ ถ้าการระเบิดนั้นเกิดจากความดันในถังเพิ่มสูงขึ้นหลังการบรรจุแก๊ส ก็ต้องหาสาเหตุให้ได้ว่า สาเหตุใดที่สามารถทำให้ความดันที่เพิ่มสูงขึ้นนั้นสูงมากเพียงพอที่จะทำให้ถังระเบิดได้

รูปที่ ๕ โครงสร้างถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง

ในช่วงหลังเหตุการณ์ก็มีการแชร์คลิปการทดสอบการเผาถังดับเพลิงและการทดลองทิ้งถังดับเพลิงจากที่สูง เพื่อแสดงให้เห็นความปลอดภัยของถังดับเพลิง แต่ประเด็นก็คือการนำผลการทดลองในคลิปดังกล่าวมาสัมพันธ์กับอุบัติเหตุที่เกิด เพื่อจะเน้นย้ำว่าถังที่ระเบิดนั้นเป็นถังไม่ได้มาตรฐานทั้ง ๆ ที่ยังไม่มีรายงานการสอบสวนเปิดเผยออกมา ซึ่งอาจจะนำไปสู่ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนได้

จากคลิปที่เห็นนั้น ถังดับเพลิงที่นำมาเผาไฟดูแล้วเหมือนกับถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง ส่วนถังดับเพลิงที่ทิ้งจากที่สูงนั้นเป็นถังดับเพลิงขนาดเล็ก

โดยปรกติเมื่อโลหะได้รับความร้อน โลหะจะอ่อนตัวลง รับแรงได้น้อยลง ถ้าเป็นชิ้นส่วนโครงสร้าง โครงสร้างก็จะยุบตัวลง ในกรณีของภาชนะบรรจุนั้น ถ้าเป็นภาชนะรับความดันที่มีความดันอยู่ภายใน ความร้อนจะทำให้ความดันในถังเพิ่มสูงขึ้น ในขณะที่ความแข็งแรงของถังนั้นลดลง ทีนี้ถังจะระเบิดหรือไม่ก็ขึ้นอยู่กับว่าระบบระบายความดันนั้นทำงานก่อนที่ถังจะรับความดันไม่ได้หรือไม่ และระบายความดันนั้นออกได้ทันเวลาหรือไม่ ถ้าระบบระบายความดันไม่ทันทำงานหรือระบายออกได้ไม่ทันเวลา ถังก็จะระเบิด

ถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (รูปที่ ๔) ตัวถังที่เราเห็นนั้นทำหน้าที่เป็นส่วนรับความดันภายในถัง ดังนั้นถ้านำถังนี้ไปเผาไฟ มันจะระเบิดหรือไม่นั้นก็ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่กล่าวมาในย่อหน้าข้างบน แต่ถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง (รูปที่ ๕) นั้นแตกต่างกัน ในสภาพที่ยังไม่มีการใช้งาน ภายในถังจะไม่มีความดันใด ๆ ตัวแก๊สที่ให้ความดันนั้นจะบรรจุอยู่ในกระป๋องแก๊ส (gas canister) ที่บรรจุอยู่ข้างในอีกที การทำงานก็คือการทำให้แก๊สในกระป๋องแก๊สนั้นระบายออกมาเพื่อมาดันให้ผงเคมีแห้งที่บรรจุอยู่ภายในถังนั้นฉีดพุ่งออกมา ดังนั้นการนำถังดับเพลิงรูปแบบนี้ไปเผาไฟ ความร้อนจะใช้เวลานานกว่าในการทำให้โลหะของกระป๋องเก็บแก๊สภายในนั้นเสียความแข็งแรงจนรับความดันไม่ได้ และถึงมันระเบิดออกมันก็ยังมีตัวถังชั้นนอกรองรับการกระจายเศษชิ้นส่วนอีกชั้น ถังที่ทาสีและมีฉลาก (กระดาษหรือพลาสติก) ปิดอยู่นั้น เวลาเอาไปเผาไฟก็จะเห็นถังนั้นไหม้ดำได้เร็ว (โดยที่ข้างในอาจจะยังร้อนไม่มากก็ได้)

ส่วนเรื่องการทิ้งจากที่สูงนั้น ถังใบเล็กจะรับความดันและแรงกระแทกได้ดีกว่าถังใบใหญ่ ท่อแก๊ส (เรียกตามผู้ผลิตเรียกนะ) ขนาดความจุ 5-6 m³ (ปริมาตรแก๊สเมื่อขยายตัว) ไม่จำเป็นต้องนำไปทิ้ง แค่ล้มคว่ำกระแทกพื้นก็มีโอกาสระเบิดแล้ว ท่อแก๊สพวกนี้เขาถึงต้องให้ยึดให้ดี ระวังอย่างให้ล้มคว่ำได้

ถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้งมันถูกกว่าชนิดคาร์บอนไดออกไซด์ แต่คาร์บอนไดออกไซด์มันสะอาดกว่าเพราะฉีดออกมาแล้วมันฟุ้งกระจายเป็นแก๊สออกไป (และในบรรดาสารที่เป็นแก๊สด้วยกัน มันเป็นตัวที่ถูกและหาได้ง่าย) ถ้าเป็นผงเคมีแห้งก็ต้องดูทิศทางลมด้วย เพราะมันจะเป็นฝุ่นกระจายทั่วไปหมดทั้งบริเวณที่ทำการดับเพลิงและบริเวณรอบข้าง เสร็จการสาธิตแล้วก็ต้องมีการเก็บกวาดกันอีก

สาเหตุที่แท้จริงของอุบัติเหตุนั้นคืออะไร ก็คงขึ้นอยู่กับผลการสอบสวนว่าจะสาวลงไปแค่ไหนและมองความเป็นไปได้ต่าง ๆ มากน้อยแค่ไหน ที่เขียนมาทั้งหมดก็เพื่ออยากให้ฉุกคิดสักนิดเวลาเห็นข้อมูลต่าง ๆ ที่มีการพยายามนำเสนอกันอย่างรวดเร็ว ว่ามันสมเหตุสมผลหรือไม่แค่นั้นเอง

สุดสายรถรางที่สถานี Hakodate Dokku-Mae MO Memoir : Saturday 24 June 2566

วันนั้นนั่งรถไฟจาก Sapporo ได้ชมทั้งวิวเขาและทะเล ผ่านไป ๔ ชั่วโมงก็มาถึง Hakodate จากสถานี JR ก็ใช้รถรางนั่งไปชมโน่นชมนี่ ก่อนจะมาสุดที่สุดท้ายที่สถานี Hakodate Dokku-Mae นี้ รถรางที่นี่จ่ายด้วยบัตร Pasmo ได้ (เป็นบัตรเงินอิเล็กทรอนิสก์แบบหนึ่ง ถ้าเป็นในบ้านเราที่เทียบเท่าก็คือบัตร Rabbit ที่ใช้นั่งรถไฟฟ้า BTS และจ่ายตังค์ซื้อของได้ แต่ที่นั่นมีหลายเจ้า เขาเรียกรวม ๆ ว่าบัตร IC) ตอนขึ้นรถก็แตะที่ตู้แตะบัตรตรงประตูทางเข้า ตอนลงรถก็แตะที่ตู้แตะบัตรตรงประตูทางออกด้านหน้า

เสน่ห์อย่างหนึ่งของรถรางคงอยู่ที่มัีนไม่ค่อยมีให้นั่ง มันเป็นเหมือนกับการนั่งรถไฟขบวนเล็ก ๆ วิ่งผ่านไปตามใจกลางเมืองแบบได้บรรยากาศสัมผัสใกล้ชิดที่ไม่สามารถได้จากการนั่งรถไฟ ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ทำไมผู้โดยสารบนรถรางจึงเป็นนักท่องเที่ยวจำนวนไม่น้อย ตรงนี้ก็อาจเป้นผลพลอยได้อย่างหนึ่งของการเก็บรถรางเอาไว้ คือนอกจากจะเป็นระบบขนส่งสาธารณะที่ไม่ปลดปล่อยควันพิษในเมือง มันยังเป็นสิ่งดึงดูดให้คนมาเที่ยวที่ทำให้เกิดการใช้จ่ายในส่วนอื่นของเมืองนอกเหนือจากค่าโดยสารรถรางด้วย

หยุดสุดสัปดาห์นี้ก็ขอเป็นเรื่องเบา ๆ ด้วยการเล่าเรื่องด้วยรูปก็แล้วกัน

รูปที่ ๑ สถานีนี้ (D23) อยู่ที่ปลายทางสายสีน้ำเงินในวงรีสีแดง พึงสังเกตว่าชื่อภาษาอังกฤษในแผนที่สะกด Dock-Mae แต่ที่สถานีหยุดรถ (รูปที่ ๖) สะกดว่า Dokku-Mae ซึ่งไม่เหมือนกัน

รูปที่ ๒ สุดทางรถรางก็สุดทางจริง ๆ รางมาสุดแค่นี้และก็มีถังสีเหลืองตั้งเอาไว้ ๑ ใบ คงกันรถยนต์หลงเข้ามา

รูปที่ ๓ ถอยออกมาถ่ายรูปห่างจากจุดแรกในรูปที่ ๒ หน่อย ชานชลาขึ้นลงจะอยู่ทางด้านขาวของรูป เวลาที่ปรากฏในรูปเป็นเวลาของกล้องที่ตั้งตามเวลาประเทศไทย (แถมช้าไปด้วยประมาณ ๒๐ นาที) ดังนั้นเวลาที่ถ่ายรูปนี้คือหกโมงเย็นเศษตามเวลาท้องถิ่น

รูปที่ ๔ รูปนี้ถ่ายจากสุดทางไปยังทิศทางที่รถรางจะวิ่งเข้ามา

รูปที่ ๕ รถรางจะวิ่งเข้ามาทางรางด้านขวา และวิ่งกลับออกไปทางรางด้านซ้าย เส้นทางช่วงนี้เป็นช่วงที่ลาดลงเนินเล็กน้อย

รูปที่ ๖ ป้ายบอกชื่อสถานี ซึ่งสะกดไม่เหมือนกับในแผนที่ในรูปที่ ๑

รูปที่ ๗ มายืนฝั่งตรงข้ามเพื่อให้เห็นภาพสถานีโดยรวม 

รูปที่ ๘ สาวน้อยผู้ที่เป็นทั้งล่ามและไกด์นำเที่ยวในทริปนี้ให้กับคุณพ่อ (ผู้ทำหน้าที่เป็นผู้ออกค่าใช้จ่ายหลัก)

รูปที่ ๙ รถรางมาแล้ว วันนั้นฝนตกทั้งบ่ายเลย

รูปที่ ๑๐ ใกล้เข้ามาแล้ว

รูปที่ ๑๑ กำลังจะเข้าจอด

รูปที่ ๑๒ บรรยากาศที่นั่งภายใน ที่นั่งคนขับมีทั้งสองด้านของตัวรถ ขับมาสุดทางคนขับก็เพียงแค่เดินย้ายกลับไปยังอีกปลายด้านหนึ่งของตัวรถ 

รูปที่ ๑๓ แล้วไปที่สถานีนั้นเพื่อไปทำอะไร คำตอบก็คือจะเดินไปถ่ายรูปอาคารหลังนี้ สถานกงศุลเก่าของรัสเซีย ที่เป็นฉากหนึ่งในมังงะเรื่อง Golden Kamul

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๕) MO Memoir : Wednesday 21 June 2566

หมายเหตุ : เนื้อหาในบทความชุดนี้อิงจากมาตราฐาน API 2000 7th Edition, March 2014. Reaffirmed, April 2020 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจ ดังนั้นถ้าจะนำไปใช้งานจริงควรต้องตรวจสอบกับมาตรฐานฉบับล่าสุดที่ใช้ในช่วงเวลานั้นก่อน

สำหรับตอนนี้ก็เป็นการเริ่มส่วนที่ 3 ที่เกี่ยวกับ tank เหนือพื้นดินที่ไม่มีระบบทำความเย็น (รูปที่ ๑)

รูปที่ ๑ ส่วนที่ 3 หัวข้อ 3.1

หัวข้อ 3.1 General บอกว่า ส่วนที่ "4" นี้ ครอบคลุมสาเหตุที่ทำให้เกิดความดันสูงเกินหรือสุญญากาศ, การกำหนดความจำเป็นที่ต้องมีการระบายความดัน, วิธีการระบายความดัน, และการเลือกและติดตั้งอุปกรณ์ระบายความดัน

ตรงเลข "4" ไม่แน่ใจว่าพิมพ์ผิดหรือเปล่า เพราะส่วนนี้เป็นส่วนที่ "3" ในขณะที่ส่วนที่ 4 นั้นเป็นกรณีของถังเหนือพื้นดินที่มีระบบทำความเย็น

ต่อไปเป็นหัวข้อ 3.2 สาเหตุที่ทำให้เกิดความดันสูงเกินหรือสุญญากาศ (รูปที่ ๒)

รูปที่ ๒ หัวข้อ 3.2

หัวข้อ 3.2.1 General หรือเรื่องทั่วไป หัวข้อนี้กล่าวว่าเมื่อต้องการระบุสาเหตุที่เป็นไปได้ที่ทำให้เกิดความดันสูงเกินหรือสุญญากาศในถังเก็บ ให้พิจารณากรณีต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

(a) การเคลื่อนที่ของของเหลวเข้าหรือออกจากถังเก็บ

(b) การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ (การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความดัน)

(c) การถูกเปลวไฟลน

(d) สถานการณ์อื่นที่เกิดจากความเสียหายของอุปกรณ์และความผิดพลาดในการทำงาน

และอาจมีสถานการณ์อื่นเพิ่มเติมที่ควรนำมาพิจารณา ที่ไม่ได้รวมอยู่ในมาตรฐานนี้

รูปที่ ๓ หัวข้อ 3.2.2-3.2.3

หัวข้อ 3.2.2 Liquid Movement into or out of a Tank (รูปที่ ๓) เป็นการขยายความข้อย่อย (a) ในหัวข้อ 3.2.1

ของเหลวสามารถไหลเข้าหรือออกจากถังเก็บโดยอาศัย ปั๊ม, แรงโน้มถ่วง หรือด้วยความดันจากกระบวนการ คือของเหลวในกระบวนการผลิต หรือถังเก็บของเหลวต้นทาง มีความดันสูงมากพอที่จะไหลไปทางท่อไปยังถังเก็บได้เองโดยไม่ต้องใช้ปั๊มช่วย

สุญญากาศเกิดจากการที่ของเหลวไหลออกจากถัง ในขณะที่ความดันสูงเกินเกิดได้ การที่ของเหลวไหลเข้าไปในถัง และการระเหยของของเหลวที่ป้อนเข้าไปในถังที่เกิดกระบวนการแฟลช กระบวนการแฟลชหรือ flashing คือการที่ของเหลวบางส่วนกลายเป็นไออย่างรวดเร็วเมื่อความดันลดต่ำลง ปรากฏการณ์นี้เกิดได้กับของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ หรือมีองค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำ แต่มีอุณหภูมิสูงโดยอยู่ภายใต้ความดัน เมื่อความดันลดต่ำลง องค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำก็จะระเหยกลายเป็นไอออกมา ในกรณีของของเหลวบริสุทธิ์ ของเหลวบางส่วนก็จะระเหยกลายเป็นไอออกมา)

ด้วยเหตุนี้ในหัวข้อนี้จึงมีคำเตือนให้ระวังในกรณีที่ป้อนเข้าถังนั้นสามารถเกิดการแฟลชได้ เพราะจะทำให้เกิดไอในปริมาตรที่มากกว่าปริมาตรของเหลวที่ไหลเข้าไปในถังเก็บมาก จนอาจก่อปัญหาระบบระบายความดันที่ออกแบบไว้ไม่สามารถระบายได้ทัน ในกรณีนี้ให้ดูวิธีการคำนวณในหัวข้อ 3.3 เพิ่มเติม

ตามหัวข้อ 3.2.2 นี้ เมื่อมีของเหลวไหลเข้าไปในถัง ของเหลวจะเข้าไปทำให้ปริมาตรที่ว่างเหนือผิวของเหลวลดลง ความดันในถังก็จะสูงขึ้น แต่ทั้งนี้มันก็มีข้อยกเว้นอยู่เหมือนกันที่ของเหลวที่เติมเข้าไปในถังให้ความดันในถังลดลงแทนที่จะเพิ่มขึ้น นั่นคือกรณีของ "Switch Loading"

เช่นเดิมถังนั้นบรรจุน้ำมันเบนซิน (gasoline) ที่มีความดันไอสูง เมื่อทำการถ่ายน้ำมันเบนซินออกจากถัง ปริมาตรที่ว่างเหนือผิวของเหลวจะเพิ่มขึ้น ถ้าของเหลวนั้นมีความดันไอต่ำ (เช่นน้ำมันดีเซล) เราจำเป็นต้องให้อากาศภายนอก (หรือแก๊สเฉื่อย) ไหลเข้ามาชดเชยเพื่อป้องกันไม่ให้ความดันในถังลดต่ำลง แต่ถ้าของเหลวนั้นมีความดันไอสูง (เช่นน้ำมันเบนซิน) พอความดันเหนือผิวของเหลวลดต่ำลง (ผลจากการไหลออกจากถัง) ของเหลวนั้นก็จะระเหยกลายเป็นไอเพิ่มมากขึ้น ทำให้ปริมาณอากาศภายนอก (หรือแก๊สเฉื่อย) ที่ต้องไหลเข้ามาเพื่อป้องกันการเกิดสุญญากาศนั้น ลดต่ำลง ดังนั้นในขณะนี้ที่ว่างภายในถังจะเต็มไปด้วยไอของน้ำมันเบนซินที่ถ่ายออกไป

ทีนี้พอทำการเติมน้ำมันดีเซลเข้าไปในถังใบเดิม น้ำมันดีเซลที่ไหลเข้าไปจะไปทำให้ปริมาตรที่ว่างเหนือผิวของเหลวลดต่ำลง แต่ด้วยการที่น้ำม้นเบนซินนั้นสามารถละลายเข้าไปในน้ำมันดีเซลได้ดี ไอระเหยของน้ำมันเบนซินที่ค้างอยู่ในถังจะละลายเข้ามาในน้ำมันดีเซลที่ป้อนเข้าไป ส่งผลให้ความดันในถังลดต่ำลง และอากาศจะไหลเข้ามาในถังได้ (แม้ว่าขณะนั้นจะทำการป้อนของเหลวเข้าไปในถัง) เรื่องนี้เคยเล่าไว้ในบทความเรื่อง "Switch loading (น้ำมันเชื้อเพลิง)" เมื่อวันจันทร์ที่ ๘ พฤษภาคม ๒๕๖๐

หัวข้อ 3.2.3 Weather Changes หรือการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ ปัจจัยที่ส่งผลให้ความดันในถังเปลี่ยนคืออุณหภูมิของสภาพแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศ

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในช่วงเวลาของวันเป็นสิ่งที่เห็นชัดและคุ้นเคยกัน ส่วนการเปลี่ยนแปลงความดันนั้นจะเด่นชัดในกรณีที่มีพายุพัดผ่าน เพราะบริเวณศูนย์กลางของพายุจะมีความดันอากาศที่ต่ำกว่าปรกติ ยิ่งความดันลดลงมาก ความรุนแรงของพายุก็จะมากขึ้นตามไปด้วย

หัวข้อ 3.2.4 Fire Exposure หรือการถูกไฟเผา ความร้อนจากเปลวไฟจะทำให้ของเหลวในถังมีอุณหภูมิสูงขึ้น กลายเป็นไอมากขึ้น ความดันในถังจึงเพิ่มขึ้นตาม ในหัวข้อนี้มีการระบุให้ดูวิธีการคำนวณโดยละเอียดในหัวข้อ 3.3.3

หัวข้อนี้เป็นเรื่องของไฟที่ไหม้อยู่ข้างนอกถังนะ ไม่ใช่ไฟกำลังลุกไหม้ของเหลวที่อยู่ในถัง

ต่อไปเป็นหัวข้อ 3.2.5 Other Circumstances สถานการณ์อื่น (รูปที่ ๔)

รูปที่ ๔ หัวข้อ 3.2.5

หัวข้อ 3.2.5.1 General หรือเรื่องทั่วไป เนื้อหาส่วนนี้เป็นการเกริ่นนำว่า หลังจากที่ได้พิจารณาสาเหตุต่าง ๆ ที่เป็นไปได้ที่ทำให้เกิดความดันสูงเกินหรือสุญญากาศในถังแล้ว ควรที่จะมีการพิจารณาสถานการณ์อื่นที่อาจเกิดจากความเสียหายของอุปกรณ์ และความผิดพลาดในการทำงาน ร่วมด้วย แต่วิธีการคำนวณที่ครอบคลุมสถานการณ์เหล่านี้ไม่ได้มีอยู่ในมาตรฐานนี้ (แปลว่าต้องไปคำนวณกันเอาเอง จากอัตราการเพิ่มความดันหรือลดความดันที่คาดว่าจะเกิดขึ้นเมื่อการทำงานมีความผิดพลาด)

หัวข้อ 3.5.2 Pressure Transfer Vapor Breakthrough คือการทะลุผ่านของไอในการส่งด้วยความดัน กล่าวคือการส่งของเหลวจาก ถังบรรจุ, รถยนต์บรรทุก (tank truck), รถไฟบรรทุก (tank car) สามารถกระทำได้ด้วยการใช้ความดันในภาชนะบรรจุต้นทางเพียงอย่างเดียว แต่ถังปลายทางที่รองรับของเหลวนั้นอาจประสบปัญหาความดันเพิ่มขึ้นกระทันหันได้ถ้าหากแก๊สที่ใช้ดันของเหลวจากถังต้นทางไหลทะลุไปยังถังที่รับของเหลวได้ (เช่นเมื่อต้องการถ่ายของเหลวทั้งหมดจากถังต้นทางไปยังถังปลายทาง) ปริมาตรแก๊สที่เพิ่มขึ้น (ที่มาจากถังต้นทาง) อาจทำให้ความดันในถังปลายทางเพิ่มสูงเกินได้ (ซึ่งขึ้นอยู่กับความดันเดิมในถังปลายทางและปริมาตรที่ว่างเหนือผิวของเหลว) กรณีที่จะเกิดปัญหามากที่สุด (ขอแปล controlling case เป็นอย่างนี้ก็แล้วกัน เพราะน่าจะสื่อความหมายได้ตรงที่สุด) คือการเติมถังรับของเหลวจนถึงระดับสูงสุด ซึ่งเป็นระดับที่ที่ว่างเหนือผิวของเหลว (ที่สามารถดูดซับความดันที่เพิ่มขึ้นกระทันหันนั้น) เหลือน้อยที่สุด

กรณีตัวอย่างอุบัติเหตุที่เกิดจากเหตุการณ์เช่นนี้ อ่านได้ในบทความชุด "เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 2 การระเบิดที่หน่วย Hydrocracker" ที่มีด้วยกัน ๕ ตอน ที่เขียนไว้ในเดือนพฤศจิกายน ๒๕๖๑

รูปที่ ๕ หัวข้อ Inert Pads and Purges

หัวข้อ 3.2.5.3 Inert Pads and Purges คือการใช้แก๊สเฉื่อยในการปิดคลุม (padding) และการเป่าไล่ (purging) นิยามที่ให้ไว้ก็คือการป้องกันสิ่งที่บรรจุอยู่ในถังจาก การปนเปื้อน, การคงสภาพบรรยากาศที่ไม่ติดไฟภายในถัง, และการลดขอบเขตไอสารที่ติดไฟได้ที่ระบายออกมาจากถัง ระบบการปิดคลุมและการเป่าไล่โดยทั่วไปจะใช้แหล่งจ่ายควบคุมการป้อน (supply regulator) และตัวปรับความดันย้อนกลับ (back pressure regulator) เพื่อคงความดันภายในถังให้อยู่ในช่วงการทำงานที่แคบ ความเสียหายของแหล่งจ่ายควบคุมการป้อนอาจก่อให้เกิด การไหลแบบไม่มีการควบคุมเข้าไปในถังซึ่งผลที่ตามมาคือทำให้ความดันในถังสูงเกิน, อัตราการไหลของแก๊สที่ลดลง, หรือการสูญเสียการไหลของแก๊สอย่างสมบูรณ์ ความเสียหายโดยค้างในตำแหน่งปิดของตัวปรับความดันย้อนกลับอาจก่อให้เกิดการปิดกั้นทางออกและความดันสูงเกิน ถ้าตัวปรับความดันย้อนกลับถูกต่อเข้ากับระบบนำกลับไอ ความเสียหายโดยค้างในตำแหน่งเปิดอาจก่อให้เกิดสุญญากาศได้

อีกคำของ Padding คือ Blanketing คือการ "คง" ความดันในถังนั้นสูงกว่าบรรยากาศภายนอก เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกไหลเข้ามาในถัง ตรงนี้จะต่างจาก Purging ที่เป็นการ "เป่าไล่" เช่นการใช้แก๊สเฉื่อยเป่าไล่อากาศหรือไอสารให้ฟุ้งกระจายออกไป คือถ้าเริ่มจากถังที่มีอากาศ ก็ต้องทำการ purge ไล่อากาศก่อน แล้วจึงค่อยทำการ pad

รูปที่ ๖ ตัวอย่างการควบคุมการไหลของแก๊สเฉื่อยเข้าไปในถัง

รูปที่ ๖ เป็นตัวอย่างหนึ่งของการป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไปในถัง (เป็นกรณีของถังเก็บที่ต่อเข้ากับหน่วยนำกลับสารที่ระเหยออกไป) แก๊สเฉื่อยจะถูกป้อนเข้ามาทาง tank blanketing regulator ที่ควบคุมอัตราการไหลโดยอาศัยความดันในถัง การทำงานของ regulator จะใช้ความดันภายในถังกดแผ่นไดอะแฟรมให้วาล์วปิด ถ้าความดันในถังต่ำกว่าที่กำหนด ตัว regulator ก็จะเปิดให้แก๊สไหลเข้าถัง และเมื่อความดันในถังสูงจนถึงค่ากำหนด ตัว regulator ก็จะปิดไม่ให้แก๊สเฉื่อยไหลเข้าไปในถัง

ส่วนตัว vapor recovery regulator ทางด้านขวานั้นเป็นตัวป้องกันไม่ให้ความดันในถังสูงเกิน ตัวนี้จะทำงานกลับกันกับตัวแรก คือใช้ความดันในถังดันแผ่นไดอะแฟรมให้วาล์วเปิด ถ้าความดันในถังสูงเกินไปมันก็จะเปิดเพื่อให้ไอระเหยนั้นไหลไปยังหน่วยนำกลับไอระเหย ถ้าความดันในถังยังไม่สูงเกิน มันก็จะยังไม่เปิด ดังนั้นถ้าตัวนี้ทำงานผิดพลาดแบบค้างในตำแหน่งปิด (failure closed) ก็อาจก่อให้เกิดความดันสูงเกินในถังเก็บได้

ปรกติความดันในถังเก็บมันจะต่ำอยู่แล้ว ดังนั้นเป็นการยากที่ไอระเหยที่ออกมาจากถังจะไหลไปยังหน่วยเก็บรวบรวมไอระเหย ด้านหน่วยเก็บรวบรวมไอระเหยจึงต้องมี blower ช่วยดูดไอระเหยให้ไหลออกจากถังไปยังหน่วยเก็บรวบรวมได้ ดังนั้นถ้าหากตัว regulator นี้ค้างอยู่ในตำแหน่งเปิด แรงดูดจาก blower ก็อาจทำให้เกิดสุญญากาศภายในถังได้

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๖๔ (ตอนที่ ๘) MO Memoir : Monday 19 June 2566

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายในไม่นำเนื้อหาลง blog

 

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๔) MO Memoir : Sunday 18 June 2566

หมายเหตุ : เนื้อหาในบทความชุดนี้อิงจากมาตราฐาน API 2000 7th Edition, March 2014. Reaffirmed, April 2020 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจ ดังนั้นถ้าจะนำไปใช้งานจริงควรต้องตรวจสอบกับมาตรฐานฉบับล่าสุดที่ใช้ในช่วงเวลานั้นก่อน

สำหรับตอนที่ ๔ นี้ก็เป็นตอนสุดท้ายของหัวข้อที่ 2 โดยเริ่มจากหัวข้อ 2.13 (รูปที่ ๑)

หัวข้อ 2.13 PV Valve ตัวย่อ PV ในที่นี้มาจาก Pressure Vacuum วาล์วนี้เป็นวาล์วที่ใช้ระบายความดันออกจากถังเมื่อความดันในถังสูงเกิน และเปิดให้อากาศเข้าถังเมื่อความดันในถังต่ำกว่าความดันบรรยากาศ อีกชื่อเรียกหนึ่งของวาล์วประเภทนี้คือ Breather valve วาล์วจะเปิดให้มีการระบายความดันเมื่อผลคูณของ (ความดัน (pressure) ภายในถัง x พื้นที่หน้าตัดของ pallet ที่ความดันนั้นกระทำอยู่) มากกว่าแรง (force) กดให้ตัว pallet ปิด โดยตัวแรงที่กดให้ตัว pallet ปิดนั้นอาจเป็นแรงที่เกิดจาก น้ำหนักกด (weight-loaded), แรงสปริงกด (spring-loaded) หรือใช้ความดันภายในถังเองนั้นช่วยกด (pilot-operated) สำหรับคนทั่วไปคงเห็นภาพแรงที่เกิดจากน้ำหนักกดหรือสปริงได้ง่าย แต่คงนึกภาพแรงที่เกิดจากความดันภายในถังเองนั้นช่วยกดไม่ออก ดังนั้นจึงจะขอขยายความคำว่า pilot-operated สักนิดนึงก่อน

รูปที่ ๑ หัวข้อ 2.13 ถึง 2.15

รูปที่ ๒ แสดงหลักการทำงานของ pilot-operated PV valve สีน้ำเงินเข้มคือด้านความดันสูง สีอ่อนลงความดันก็จะลดลง และที่เป็นสีขาวคือเป็นความดันบรรยากาศ รูปนี้แสดงการระบายความดันสูงเกินออกจากถัง ในขณะที่วาล์วปิดอยู่นั้น (ความดันในถังต่ำกว่าความดันที่ต้องการให้ระบาย) ความดันที่ตำแหน่ง 1, 2 และ 3 จะเท่ากัน (รูปมุมล่างซ้าย) ความดันที่ตำแหน่ง 1 จะตัวดันให้ pallet ยกตัวขึ้น แต่ตัว pallet จะถูกกดเอาไว้ด้วยแรงที่เกิดจากความดันที่ตำแหน่ง 3 ที่กระทำต่อ acutator diaphragm ที่มีพื้นที่มากกว่าของ pallet ดังนั้นแรงกดให้ pallet ปิดจึงมากกว่าแรงดันให้ pallet เปิด

รูปที่ ๒ ตัวอย่างการทำงานของ piloted-operated PV valve

แต่เมื่อความดันภายในถังสูงขึ้นเรื่อย ๆ จนเอาชนะแรงกดของสปริงที่ sense chamber ได้ (ตำแหน่ง 2) การยกตัวของ diaphragm ที่ sense chamber จะไปเปิดช่อง pilot exhaust (ช่องระบายความดันที่อยู่เหนือ actuator diaphragm) และไปปิดช่อง adjustable orifice (ช่องที่ยอมให้ความดันภายในถังเข้ามากด actuator diaphragm) ทำให้ความดันเหนือ acutator diaphragm ลดต่ำลงเป็นความดันบรรยากาศ แรงกดตัว pallet ก็จะลดลงจนทำให้ความดันในถังสามารถยกตัว pallet ให้เปิดช่องทางการไหลได้ การระบายความดันก็จะเกิดขึ้น และเมื่อความดันในถังลดต่ำลงจนไม่สามารถต้านแรงสปริงที่ sense chamber ได้ ตัว diaphragm ของ sense chamber ก็จะลดต่ำลงไปปิดช่อง pilot exhaust และเปิดช่อง adjustable orifice เพื่อให้ความดันในถังนั้นเข้ามากดตัว acutator diaphragm เพื่อกด pallet ให้ปิดตัวลง

ข้อดีของรูปแบบนี้คือความแม่นยำในการเปิด ทำให้สามารถตั้งให้วาล์วเปิดเมื่อความดันเข้าใกล้ maximum operating pressure ได้มากขึ้น ถือได้ว่าเป็นการลดการสูญเสียและการปลดปล่อยสารออกสู่บรรยากาศ แต่ก็มีข้อเสียคือถ้าของเหลวในถังนั้นก่อให้เกิดปัญหาคราบสกปรกได้ เช่นของเหลวที่ร้อนในถังระเหยขึ้นมาแล้วควบแน่นกลายเป็นคราบสกปรกเกาะติดตัวท่อ pilot จนทำให้ท่อ pilot ตัน วาล์วก็จะไม่สามารถทำงานได้

หัวข้อ 2.14 rated relieving capacity ตามความหมายที่ให้ไว้คือความสามารถในการระบายของอุปกรณ์ระบายความดันเมื่อคิดในรูปของอัตราการไหลของอากาศที่สถาวะมาตรฐาน (standard) หรือสภาวะปรกติ (normal) ที่ค่าความดัน (สูงเกิน) หรือสุญญากาศ ที่กำหนดไว้ (ดังนั้นควรพึงระวังเรื่องสภาวะอ้างอิงด้วย)

ค่าอัตราการไหลนี้อิงจากอากาศ คงเป็นเพราะว่าในการทำงานปรกตินั้นของไหลที่ไหลผ่านเข้าออก PV valve ก็คืออากาศ เว้นแต่กรณีที่ของเหลวในถังนั้นเกิดเป็นไอจำนวนมาก (เช่นการเติมของเหลวที่ร้อนเข้าไปในถัง หรือการที่ของเหลวในถังผลิตไอระเหยจำนวนมากในเวลาอันสั้น - ดูหัวข้อ 2.19 เรื่อง rollover) ในกรณีเเช่นนี้ของไหลที่ไหลออกจากถังก็จะเป็นไอของของเหลวในถังเป็นหลัก)

หัวข้อ 2.15 refregerated tank หรือถังเก็บที่มีระบบทำความเย็น (ถังชนิดนี้ก็จะเป็นชนิดที่ตรงข้ามกับหัวข้อ 2.7 nonrefrigerated tank) คือถังที่เก็บของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิของอากาศแวดล้อม โดยใช้หรือไม่ใช้ระบบทำความเย็น เช่นด้วยการใช้การไหลเวียนสารทำความเย็นหรือใช้การระเหยของสารที่บรรจุอยู่ในถัง

รูปที่ ๓ หัวข้อ 2.16-2.19

ต่อไปเป็นหัวข้อ 2.16-2.19 (รูปที่ ๓)

หัวข้อ 2.16 relief device คืออุปกรณืที่ใช้ระบายความดันส่วนเกินและ/หรือสุญญากาศที่เกิดขึ้นในถัง

หัวข้อ 2.17 relieving pressure คือความดันที่ด้านขาเข้าของอุปกรณ์ระบายความดันเมื่อของไหลกำลังไหลผ่านที่ค่าอัตราความสามารถในการระบายที่ต้องการ (หัวข้อ 2.18)

ค่าความดันนี้เป็นค่าความดันที่ด้าน "ขาเข้า" ของอุปกรณ์ระบายความดัน ส่วนมันจะเท่ากับความดันในถังหรือไม่นั้นก็ต้องไปดูด้วยว่าอุปกรณ์ระบายความดันนั้นต่ออยู่กับ nozzle ของถังโดยตรง หรือมีการใช้ท่อต่อแทรกเพื่อช่วยเพิ่มระดับความสูงของอุปกรณ์ระบายความดันให้สูงขึ้น (ดูหัวข้อ 2.2 adjusted set pressure ประกอบ) ซึ่งถ้ามีการใช้ท่อต่อแทรกเพื่อเพิ่มระดับความสูง ความสูญเสียที่เกิดจากการไหลในท่อดังกล่าวสามารถทำให้ค่าความดันที่ตำแหน่งขาเข้าของวาล์วนั้นต่ำกว่าความดันที่แท้จริงในถังได้

หัวข้อ 2.18 required flow capacity คืออัตราการไหลที่ต้องการไผ่านอุปกรณ์ระบายความดัน เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความดันสูงเกินหรือสุญญากาศมากเกินไปในถัง ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรงมากที่สุดหรือสถานการณ์ฉุกเฉิน ดังนั้นการกำหนดค่านี้ก็คงขึ้นอยู่กับว่าผู้ออกแบบนั้นคาดการณ์ว่าสภาวะการทำงานที่รุนแรงมากที่สุดที่มีโอกาสเกิดได้นั้นจะเกิดได้รุนแรงแค่ไหน

หัวข้อ 2.19 rollover ความหมายที่ให้ไว้คือการเคลื่อนที่ที่ไม่มีการควบคุมของมวลสาร (ในที่นี้คือของเหลวที่บรรจุอยู่ในถัง) เพื่อปรับแก้สภาวะที่ไม่มีเสถียรถาพของของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกันที่แบ่งชั้นกันอยู่ ส่งผลให้เกิดไอระเหยปริมาณมากอย่างรวดเร็ว

เหตุการณ์นี้มีโอกาสเกิดเมื่อของเหลวชั้นบนมีความหนาแน่นที่สูงกว่าของเหลวที่อยู่ด้านล่าง เช่นอาจเป็นเพราะของเหลวชั้นบนมีอุณหภูมิที่ลดต่ำลง (เช่นเกิดจากการสูญเสียความร้อนจากการระเหย) หรือของเหลวชั้นล่างมีอุณหภูมิที่สูงกว่า (เช่นการให้ความร้อนแก่ของเหลวในถัง เพื่อลดความหนืด จะได้ทำการสูบจ่ายได้ง่าย หรือการป้อนของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิของของเหลวในถังเข้าไปในถัง - ปรกติการป้อนของเหลวเข้า tank จะป้อนเข้าทางด้านล่างของ tank) ในกรณีของของเหลวที่เป็นสารผสม (เช่นน้ำมันดิบและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม) องค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำของของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงจะระเหยกลายเป็นไอได้ง่าย แต่ด้วยการที่มันถูกกดเอาไว้ด้วยของเหลวที่มีความหนาแน่นที่สูงกว่าที่อยู่เหนือขึ้นไป จึงทำให้มันไม่สามารถระเหยกลายเป็นไอได้ แต่ถ้าเมื่อใดที่ชั้นของเหลวด้านบนที่มีความหนาแน่นที่สูงกว่าเกิดยุบตัวลง ของเหลวที่ร้อนที่เดิมอยู่ด้านล่างก็จะลอยขึ้นไปเป็นของเหลวชั้นบน และด้วยการที่ความดันที่เคยกดมันเอาไว้ไม่ให้ระเหยนั้นหายไป ของเหลวที่ร้อนก็จะระเหยกลายเป็นไอในปริมาณมากในเวลาอันสั้น ทำให้ความดันในถังเพิ่มสูงขึ้นได้อย่างรวดเร็ว

รูปที่ ๔ หัวข้อ 2.20-2.23

ต่อไปเป็นหัวข้อ 2.20-2.23 (รูปที่ ๔)

หัวข้อ 2.20 set pressure คือค่าความดัน "เกจ" (ไม่คิดรวมความดันบรรยากาศ) ที่ด้านขาเข้าของอุปกรณ์ระบายความดัน ที่ตั้งให้อุปกรณ์ระบายความดันเริ่มการทำการเปิดเพื่อระบายความดันภายใต้สภาวะการทำงานปรกติ

หัวข้อ 2.21 standard cubic feet per hour หรือลูกบาศก์ฟุตมาตรฐานต่อชั่วโมง คือค่าอัตราการไหลของแก๊สตามหน่วย USC (United States customary units) หน่วยนี้เป็นระบบเก่าที่ใช้กันในประเทศสหรัฐอเมริกา เป็นค่าอัตราการไหลของอากาศหรือแก๊สที่มีอุณหภูมิ 60ºF (หรือ 15.6ºC) ที่ค่าความดันสัมบูรณ์ 14.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (101.3 กิโลปาสคาล)

หัวข้อ 2.22 thermal inbreathing หรือการไหลของอากาศหรือแก๊สที่ใช้ปกคลุม (blanketing gas) เข้าไปในถัง เมื่อไอในถังนั้นหดตัวหรือควบแน่น อันเป็นผลจากสภาพอากาศเปลี่ยนแปลง (เช่นอุณหภูมิแวดล้อมลดต่ำลง หรือถังที่ตากแดดร้อนเป็นเวลานาน แล้วเจอกับฝนตกหนักในช่วงเย็น)

ในกรณีของของเหลวไวไฟ การยอมให้อากาศภายนอกไหลเข้าไปในถังเมื่อความดันในถังลดต่ำลงอาจทำให้ความเข้มข้นของอากาศภายในถังมากพอที่จะทำให้ไอผสมในถังระเบิดได้ถ้ามีพลังงานกระตุ้น ในกรณีเช่นนี้ก็จะใช้การป้อนแก๊สเฉื่อย (ปรกติก็คือแก๊สไนโตรเจน) เข้าไปเมื่อความดันในถังลดต่ำลงกว่าความดันบรรยากาศ เพื่อลดการไหลเข้าไปในถังของอากาศภายนอก

หัวข้อ 2.23 thermal outbreathing คือการไหลออกจากถังของไอระเหยในถังเมื่อไอในถังเกิดการขยายตัวและ/หรือของเหลวในถังเกิดการระเหย อันเป็นผลจากสภาพอากาศที่เปลี่ยนไป (เช่นอุณหภูมิสภาพแวดล้อมเพิ่มสูงขึ้น)

พึงสังเกตว่าหัวข้อ 2.22 และ 2.23 ไม่ได้คำนึงกรณีที่มีการสูบของเหลวออกจากถังหรือป้อนเข้าถัง ที่ทำให้ความดันในถังเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากปริมาตรที่ว่างเหนือผิวของเหลวเปลี่ยนแปลงไป

รูปที่ ๕ หัวข้อ 2.24-2.25

ต่อไปเป็นหัวข้อ 2.24-2.25 (รูปที่ ๕) ที่เป็น 2 หัวข้อสุดท้ายของหัวข้อที่ 2 นี้

หัวข้อ 2.24 vapor pressure แปลว่าความดันไอ คือความดันที่เกิดขึ้นเมื่อของเหลวอยู่ในสภาวะสมดุลกับไอของมัน ความดันไอจะขึ้นอยู่กับชนิดสารและอุณหภูมิของสารนั้น ที่อุณหภูมิเดียวกัน สารที่มีจุดเดือดต่ำจะมีความดันไอที่สูงกว่าสารที่มีจุดเดือดสูงกว่า และความดันไอจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น อุณหภูมิที่ทำให้ความดันไอเท่ากับความดันเหนือผิวของเหลวคืออุณหภูมิจุดเดือดของของเหลวนั้น

หัวข้อ 2.25 wetted area คือพื้นที่ผิวด้านในของถัง (tank) ที่สัมผัสกับของเหลว และมีความร้อนจากไฟอยู่ทางด้านนอก (ดูรูปที่ ๖)

ตรงนี้ขอให้ลองนึกภาพเวลาที่เราต้มน้ำในหม้อด้วยเตาแก๊ส ความร้อนที่โลหะได้รับจากเปลวไฟจะส่งต่อให้น้ำที่อยู่ภายใน เนื่องจากโลหะเป็นวัสดุที่นำความร้อนได้ดี ความร้อนจะถูกส่งต่อไปยังน้ำที่อยู่ในหม้อ ทำให้น้ำที่อยู่ในหม้อนั้นร้อนขึ้นจนเดือด อุณหภูมิของผิวโลหะส่วนที่สัมผัสกับของเหลวภายใน แม้ว่าจะมีเปลวไฟลนอยู่ภายนอก จะประมาณได้ว่ามีค่าเท่ากับจุดเดือดของของเหลวที่บรรจุอยู่ แต่ผิวโลหะส่วนที่ไม่ได้สัมผัสกับของเหลว (ส่วนที่อยู่เหนือกว่าระดับของเหลว) เมื่อได้รับความร้อนจากเปลวไฟจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อย ๆ จนทำให้โลหะอ่อนตัวลง ขาดความแข็งแรงในการคงรูปหรือรับความดัน

ในกรณีของ tank เก็บของเหลว ความร้อนจากเปลวไฟจะทำให้ของเหลวในถังระเหยกลายเป็นไอในปริมาณที่มากเกินกว่าระบบระบายความดันที่ออกแบบมาทำงานในสภาวะการทำงานปรกติจะระบายออกได้ทัน ถ้าความดันใน tank สะสมมากพอก็จะทำให้หลังคา tank ปลิวออกมาได้ และการตกของหลังคา tank ที่ปลิวออกมาก็มีโอกาสทำให้เกิดความเสียหายในบริเวณที่อยู่ห่างออกมา

รูปที่ ๖ wetted surface area คือบริเวณพื้นผิวที่สัมผัสกับของเหลวที่บรรจุอยู่ภายใน

วิธีการหนึ่งที่จะช่วยลดโอกาสที่ความดันใน tank จะสูงจนทำให้หลังคา tank ปลิวออกมาคือการติดตั้ง emergency relief vent ที่เป็นอุปกรณ์ที่จะเปิดเมื่อความดันในถังเพิ่มสูงขึ้นเนื่องจากระบบระบายความดันปรกติระบายออกไม่ทัน รูปที่ ๗ ข้างล่างเป็นตัวอย่างหนึ่งของ emergency relief vent ที่ใช้ปิดฝา man hole ทางด้านบนโดยใช้ตุ้มน้ำหนักเป็นตัวกด

รูปที่ ๗ ตัวอย่าง emergency relief vent ชนิดใช้น้ำหนักกดปิดฝา man hole

กลิ่นกับอันตรายของสารเคมี MO Memoir : Wednesday 14 June 2566

สัปดาห์ที่แล้วมีข้อความทักเข้ามาจากนิสิตฝึกงาน เรื่องกลิ่นของตัวทำละลายที่ใช้ในกระบวนการผลิต ดังที่แสดงในรูปข้างบน

"กลิ่น" บอกให้เรารู้ว่ามีสารเคมีบางชนิดปะปนอยู่ในอากาศที่หายใจเข้าไป กลิ่นมีทั้งกลิ่นที่พึงปราถนาและกลิ่นที่ไม่พึงปราถนา และเราก็มีการใช้งานกลิ่นทั้งสองแบบ

การใช้สารเคมีที่ให้กลิ่นแบบพึงปราถนาก็เพื่อให้เกิดความรู้สึกที่ดีต่อผู้ที่ได้รับกลิ่นนั้น การใช้สารเคมีที่ให้กลิ่นแบบไม่พึงปราถนาก็เพื่อเป็นสัญญาณเตือน ที่ใกล้ตัวเรามากที่สุดเห็นจะได้แก่กลิ่นของสารประกอบกำมะถันที่ผสมเข้าไปในแก๊สหุงต้ม สารพวกนี้มีกลิ่นแรง ที่ระดับความเข้มข้นที่ต่ำมากที่ยังไม่ทำอันตรายต่อร่างกายคน ก็สามารถทำให้คนรู้สึกรำคาญได้

ดังนั้น "กลิ่นแรง" หรือ "กลิ่นไม่แรง" จึงไม่เกี่ยวข้องกับความเป็นพิษของสารเคมี เพราะสารเคมีที่เป็นพิษหลายตัวเช่นแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO carbon monoxide) ก็เป็นแก๊สที่ไม่มีกลิ่น

ความเป็นพิษของสารดูได้จากค่า LC₅₀ หรือ LD₅₀ (LC ย่อมาจาก Lethal Concentration ส่วน LD ย่อมาจาก Lethal Dose) ซึ่งเป็นค่าที่บอกปริมาณที่สัตว์ทดลองได้รับต่อน้ำหนักตัว 1 kg แล้วทำให้สัตว์ทดลองตาย 50% กล่าวคือถ้าเอาสัตว์ทดลองมา 10 ตัว แล้วให้ทุกตัวได้รับสารในปริมาณที่เท่ากัน ปริมาณสารที่ทำให้สัตว์ทดลองตาย 5 ตัวก็คือค่านี้ ดังนั้นค่านี้ยิ่งน้อยก็แสดงว่าสารนั้นมีความเป็นพิษสูง คือได้รับในปริมาณไม่มากก็ทำให้เสียชีวิตได้ แต่การเปรียบเทียบต้องดูชนิดสัตว์ที่ใช้ทดลองด้วย ใช้สัตว์ทดลองต่างชนิดกันก็ให้ผลไม่หมือนกัน (หนูพวก mouse, rat และ guinea pig ก็ให้ผลที่ไม่เหมือนกัน ส่วนสามชนิดนี้ต่างกันอย่างไรก็ค้นดูเอาเองก็แล้วกัน)

การได้รับสารพิษเข้าสู่ร่างกายอาจเป็น การกิน, การซึมผ่านผิวหนัง หรือการสูดดมเข้าไป สารพิษที่เป็นของแข็งที่ไม่ระเหิดถ้าจะได้รับก็จะผ่านทางการกินเป็นหลัก สารพิษที่เป็นของเหลวอาจได้รับด้วยการกินและซึมผ่านผิวหนัง (ถ้าหกรดผิว) หรือถ้าเป็นพวกที่ระเหยเป็นไอได้ง่าย ก็มีโอกาสจะได้รับจากการสูดดมเข้าไปอีก ดังนั้นการพิจารณาโอกาสที่ผู้ปฏิบัติงานจะได้รับสารพิษจึงควรพิจารณาให้รอบด้าน ของเหลวสองชนิดที่มีค่า LD₅₀ (ที่วัดจากการกิน) แตกต่างกัน ตัวที่มีค่า LD₅₀ สูง อาจมีโอกาสที่จะก่อให้เกิดอันตรายมากกว่าถ้าหากมันระเหยกลายเป็นไอได้ง่ายกว่า และในสถานที่ทำงานนั้นไม่มีการระบายอากาศหรือการป้องกันไอระเหยที่ดีพอ

การเปรียบเทียบอันตรายเนื่องจากไอระเหยของสารจะต้องดูทั้งค่าความเข้มข้นและระยะเวลาที่ได้รับ ปรกติก็จะมีการรายงานค่าความเข้มข้นที่ทำให้เกิดอันตรายได้ทันที ค่าความเข้มข้นที่สามารถอยู่ได้ในระยะเวลาสั้น ๆ และค่าความเข้มข้นที่อยู่ได้ในระยะเวลาต่อเนื่องเป็นเวลานาน และค่าที่รายงานกันก็แตกต่างกันไปตามแหล่งที่มา ดังนั้นการเปรียบเทียบความเป็นพิษของสารจึงควรต้องพิจารณาค่าจากแหล่งที่มาหลาย ๆ แหล่ง ในบางแหล่งที่มีการรวบรวมข้อมูลจากที่ต่าง ๆ เอาไว้ (เช่นใน wikipedia) ก็จะบอกค่าที่ต่ำที่สุดเอาไว้ด้วย

ในกรณีของของเหลวที่ระเหยได้ยังมีปัจจัยเรื่องความไวไฟของสารที่ควรต้องนำพิจารณาด้วย ค่าความไวไฟของสารตรงนี้ดูได้จากอุณหภูมิจุดวาบไฟ (flash point), ค่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง (autoignition temperature) และช่วงความเข้มข้นในอากาศที่ทำให้เกิดระเบิดได้ (explosive limit)

จากที่เล่ามาก็คงหวังว่าคงจะพิจารณาเองแล้วได้ว่าระหว่าง toluene, metyl ethhyl ketone (MEK), acetone และ ethyl acetate นั้น สารไหนมีอันตรายมากกว่ากัน

ส่วนที่ว่ามันสามารถนำไปใช้เป็นตัวทำละลายแทนกันได้หรือไม่นั้นมันเป็นอีกเรื่องหนึ่ง เพราะมันมีเรื่องของรูปร่างโมเลกุล, ความเป็นขั้วของโมเลกุลตัวทำละลายและตัวถูกละลาย, ความเฉื่อยในการทำปฏิกิริยา (กับส่วนผสมที่มันต้องละลาย และพื้นผิวที่มันจะไปสัมผัส), ความหนืดที่ส่งผลต่อการแทรกซึมเข้าไปในช่องว่าง เข้ามาเกี่ยวข้องอีก

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๓) MO Memoir : Saturday 10 June 2566

หมายเหตุ : เนื้อหาในบทความชุดนี้อิงจากมาตราฐาน API 2000 7th Edition, March 2014. Reaffirmed, April 2020 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจ ดังนั้นถ้าจะนำไปใช้งานจริงควรต้องตรวจสอบกับมาตรฐานฉบับล่าสุดที่ใช้ในช่วงเวลานั้นก่อน

ตอนนี้ขอเริ่มด้วยหัวข้อ 2.3 (รูปที่ ๑) British thermal unit ที่ย่อว่า Btu หรือที่เราอ่านว่า บีทียู หน่วยนี้ในบ้านเราจะชินกับระบบทำความเย็น (ไม่ว่าจะเป็นเครื่องปรับอากาศหรือตู้เย็น) โดย 1 Btu เท่ากับปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำ (ที่เป็นของเหลว) หนัก 1 ปอนด์ มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1ºF

ในหน่วย SI 1 Btu มีค่าอยู่ในช่วง 1,054-1,060 J (จาก wikipedia) สาเหตุที่มันมีได้หลายค่าก็เพราะค่าความจุความร้อน (heat capacity) ของน้ำมีค่าไม่คงที่ เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ จึงทำให้ปริมาณความร้อน 1 Btu นี้แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับว่าน้ำเริ่มต้นนั้นมีอุณหภูมิเท่าใด

รูปที่ ๑ หัวข้อ 2.3-2.5

หัวข้อ 2.4 bubble point คืออุณหภูมิที่ของเหลวเกิดฟอง ณ อุณหภูมินี้ความดันไอของของเหลวนั้นจะเท่ากับความดันเหนือผิวของเหลว ในกรณีของสารบริสุทธิ์นั้น bubble point ก็คืออุณหภูมิจุดเดือดของสารนั้นเอง ในกรณีของสารผสมที่ประกอบด้วยสารจุดเดือดต่ำและจุดเดือดสูงผสมกันอยู่ ไอที่ออกมาจากของเหลวที่อุณหภูมิ bubble point จะมีสัดส่วนของสารจุดเดือดต่ำที่สูงกว่าเฟสของเหลว

หัวข้อ 2.5 emergency venting คือการระบายความดันฉุกเฉินที่อาจต้องใช้เมื่อมีเพลิงไหม้อยู่รอบ ๆ ภาชนะรับความดัน (ความร้อนจากเปลวไฟทำให้ความดันในภาชนะรับความดันเพิ่มสูงขึ้น) หรือกรณีที่การทำงานผิดปรกติ (เช่นของเหลวที่ไหลเข้าถังมีอุณหภูมิสูงผิดปรกติ หรือขดท่อให้ความร้อนด้วยไอน้ำภายในถังเกิดแตก (เช่นถังเก็บน้ำมันที่มีจุดหลอมเหลวสูง เพื่อให้น้ำมันเป็นของเหลวจำเป็นต้องให้ความร้อนตลอดเวลาเพื่อให้สะดวกในการส่งไปตามท่อ)

รูปที่ ๒ หัวข้อ 2.6-2.8

หัวข้อ 2.6 full open position ถ้าแปลตรงตัวคือตำแหน่งที่วาล์วเปิดเต็มที่ แต่ถ้าดูคำศัพท์ที่มีการใช้คำว่า "pallet" คำนี้น่าจะเกี่ยวข้องกับพวก breather valve หรือ pressure vacuum relief valve เพราะ pallet เป็นส่วนประกอบของ breather valve ที่ใช้ปิดเส้นทางการไหล (ดูรูปที่ ๓ ข้างล่าง)

รูปที่ ๓ การเปิดของ pallet ของ breather valve ในตัวอย่างนี้ตัว pallet ด้านระบายความดันสูงเกิน (pressure pallet) เป็นแบบยกตัวขึ้นตรง ๆ ถ้าความดันในถังสูงมากก็จะยกตัวสูงขึ้นตามไปด้วย ส่วนด้านป้องกันการเกิดสุญญากาศภายในถัง (vacuum pallet) การเปิดเป็นแบบบานพับที่ระดับการยกตัวของ pallet จะขึ้นอยู่กับความดันในถังว่าต่ำกว่าความดันบรรยากาศมากแค่ไหน รูป breather valve ส่วนใหญ่ที่เห็น pallet จะเป็นแบบยกขึ้นตรงทั้งด้าน pressure และ vacuum

(ภาพจาก https://www.positivedisplacementflowmeter.com/pressure-and-vacuum-breather-valves.html)

คือปรกติถ้าเป็น safety valve ที่ใช้กับแก๊สแบบที่ใช้สปริงกด เมื่อวาล์วเปิด วาล์วจะเปิดเต็มที่ทันที แต่ถ้าเป็น breather valve ระดับการเปิดจะขึ้นอยู่กับผลต่างความดันภายในถังกับข้างนอกถัง ระดับการยกตัวของ pallet จะแปรผันตามผลต่างความดันนี้ (อ่านหลักการทำงานของ safety valve ที่ใช้กับแก๊สได้ในเรื่อง "วาล์วและการเลือกใช้ ตอนที่ ๓" MO Memoir ฉบับวันอาทิตย์ที่ ๔ กันยายน ๒๕๕๔)

หัวข้อ 2.7 nonrefrigerated tank คือถังที่ไม่ใช้ระบบทำความเย็น ตามนิยามของเขาคือถังเก็บของเหลวที่ไม่ใช้ระบบทำความเย็นช่วยลดอุณหภูมิของเหลวที่เก็บเพื่อทำให้ของเหลวในถังมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิสภาพแวดล้อม ไม่ว่าจะทำความเย็นด้วยการระเหยของเหลวที่บรรจุอยู่ในถังหรือใช้การไหลหมุนเวียนสารทำความเย็น โดยอุณหภูมิของเหลวในถังจะประมาณเท่ากับใกล้กับหรือสูงกว่าอุณหภูมิของสภาพแวดล้อม (ข้อความ "either by evaporation of the tank contents or by a circulating refrigeration system" เป็นส่วนขยายคำ "refrigeation" ที่อยู่หน้าเครื่องหมาย comma)

หัวข้อ 2.8 normal cubic meters per hour (Nm³/hr) หรือลูกบาศก์เมตรมาตรฐานต่อชั่วโมง อันนี้เป็นหน่วยวัดปริมาตรแก๊ส เพราะปริมาตรต่อหน่วยน้ำหนักหรือต่อโมลของแก๊สขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ในที่นี้กำหนดไว้ว่าเป็นค่าที่อุณหภูมิ 0ºC และความดัน 101.3 kPa

เวลาใดก็ตามที่มีการพูดถึงสภาวะมาตรฐานของแก๊ส เป็นการดีถ้ามีการถามนิยามก่อนว่าเป็นที่อุณหภูมิและความดันเท่าใด เช่นในหน่วย SI ก็มีทั้งที่ 0, 20 และ 25ºC ความดันก็มีทั้งที่ 100.0 และ 101.3 kPa อย่างเช่นการ calibrate พวก flow meter ก็มักจะใช้ค่าที่ 25ºC ถ้าเป็น Imperial Unit ก็มีการกำหนดสภาวะมาตรฐานที่อุณหภูมิและความดันหลากหลายไปอีก ตรงนี้ถ้าได้ลองไปอ่านได้ใน wikipedia จะเห็นว่ามีตั้งกว่า 20 สภาวะมาตรฐานที่แต่ละหน่วยงานเลือกใช้ (อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_temperature_and_pressure) ก่อนปีค.ศ. ๑๙๘๒ (พ.ศ. ๒๕๒๕) IUPAC ใช้ค่า standard pressure ที่ 101.3 kPa (1 atm) แต่เปลี่ยนมาใช้ค่า 100.0 kPa (1 bar) ตั้งแต่ปีค.ศ. ๑๙๘๒

เรื่องนิยาม STP และ NTP นี่ ตอนที่ผมพึ่งจบเข้าทำงานในบริษัทก็เคยเจอปัญหานี้ ที่นิยามที่ต่างคนต่างคิดนั้นไม่ตรงกัน เรื่องนี้เคยเล่าไว้ในเรื่อง "อย่าคิดว่าคนอื่นจะคิดเหมือนเราเสมอไป" MO Memoir ฉบับวันศุกร์ที่ ๒๙ พฤษภาคม ๒๕๕๒

รูปที่ ๔ หัวข้อ 2.9-2.12

ต่อไปเป็นหัวข้อที่ 2.9-2.11 (รูปที่ ๔)

หัวข้อ 2.9 normal venting คือการระบายความดันที่ต้องมีเนื่องจากสภาวะการทำงานปรกติหรือการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ

เช่นเวลาที่ป้อนของเหลวเข้า tank ของเหลวจะเข้าไปแทนที่ที่ว่างเหนือผิวของเหลว ดังนั้นต้องมีการระบายอากาศออกเพื่อไม่ให้ความดันในถังสูงเกิน ในทางกลับกันเวลาที่สูบของเหลวออกจากถัง ที่ว่างเหนือผิวของเหลวจะเพิ่มขึ้น จำเป็นต้องมีการระบายอากาศเข้าไปเพื่อป้องกันไม่ให้ความดันในถังต่ำกว่าความดันบรรยากาศ

ผลจากการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศเช่นของเหลวใน tank ได้รับความร้อนจากแสงแดดทั้งวัน ทำให้ของเหลวระเหยมากขึ้น จึงต้องมีการระบายความดันส่วนเกิน ในทางกลับกัน tank ที่ตากแดดร้อนทั้งวัน แล้วเจอกับฝนตกหนักที่ทำให้ไอระเหยเหนือผิวของเหลวเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว ระบบระบายความดันก็ต้องสามารถเปิดให้อากาศภายนอกไหลเข้าไปชดเชยให้ทันเวลา เพื่อป้องกันไม่ให้ tank เกิดความเสียหายจากแรงกดของอากาศภายนอกเมื่อความดันภายใน tank ต่ำกว่าความดันบรรยากาศภายนอก

หัวข้อ 2.10 over pressure คือความดันที่เพิ่มขึ้นที่ด้านขาเข้าของ Pressure Vacuum Valve (PV valve) ที่สูงกว่าค่าที่ตั้งไว้ (ค่าที่ทำให้วาล์วเปิด) คือวาล์วจะเปิดเพื่อระบายความดันเมื่อความดันภายในนั้นสูงถึงค่าที่ตั้งไว้ แต่ไม่ได้หมายความว่าเมื่อวาล์วเปิดแล้วความดันในถังจะลดลงถังที ความดันในถังยังอาจเพิ่มต่อไปได้อีก (เช่นเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนในถัง) ก่อนที่จะลดลง

ตรงนี้จะคล้าย ๆ ข้อ 2.1 accumulation แต่ในข้อ 2.1 นั้นเป็นความดันที่สูงกว่า maxium allowable working pressure หรือ design pressure แต่ข้อ 2.10 นี้เป็น set pressure ของวาล์วระบายความดัน

หัวข้อ 2.11 Petroleum ถ้าแปลตรง ๆ คือปิโตรเลียม (คำนี้จะว่าไปมันมีความหมายที่กว้างเหมือนกัน) แต่ในมาตรฐานนี้กำหนดให้หมายความถึง น้ำมันดิบ (crude oil)

แปลกใจเหมือนกันว่าถ้าเช่นนั้นทำไมไม่เรียกเป็น crude oil ไปลย หรือว่าในวงการของเขา เขามันใช้มันในความหมายนี้

หัวข้อ 2.12 Petroleum product คือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม นิยามที่กำหนดไว้คือไฮโดรคาร์บอนหรือผลิตภัณฑ์อื่นที่ได้จากน้ำมันดิบ

หัวข้อเรื่อง Definitions ยังมีต่อ แต่วันนี้ขอพอแค่นี้ก่อน