ถังเก็บกรดอะคริลิก (Acrylic acid) ระเบิด (๒) MO Memoir : Tuesday 26 November 2567

บทความที่แล้วเล่าถึงการระเบิดของถัง (ที่ภาษาอังกฤษใช้คำว่า can หรือ drum) เก็บกรดอะคริลิกขนาด ๒๐๐ ลิตร ส่วนวันนี้จะเป็นกรณีของถัง (ที่ภาษาอังกฤษใช้คำว่า tank) ขนาด 70 m³ โดยยังคงเป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่ประเทศญี่ปุ่นเช่นเดิม แต่เป็นที่เมือง Himeji เมื่อวันที่ ๒๙ กันยายน ค.ศ. ๒๐๑๒ (พ.ศ. ๒๕๕๕) ภาพความเสียหายเมื่อมองจากด้านบนเป็นดังแสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ ภาพความเสียหายหลังจากที่ถังเก็บกรดอะคริลิกเกิดการระเบิด (จากเอกสาร ๑)

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากเอกสาร ๓ ฉบับต่อไปนี้

เอกสาร ๑ "Explosion and fire on an acrylic acid tank at a chemical plant : 29th September 2012, Himeji Japan", เอกสารจัดทำโดย French Ministry for Sustainable Development เผยแพร่เมื่อตุลาคม ค.ศ. ๒๐๑๓

เอกสาร ๒ "Report on the overview of the accident : Explosion and fire at an acrylic acid production facility", จัดทำโดย The high pressure gas safety institute of Japan.

เอกสาร ๓ "Several small changes can add up to a big problem" จัดทำโดย Center for process safety ของ AIChE เผยแพร่เมื่อเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. ๒๐๑๘ (พ.ศ. ๒๕๖๑)

แต่ก่อนอื่นเรามาลองดูคุณสมบัติางอย่างของกรดตัวนี้กันก่อน เพราะมันเกี่ยวข้องกับการเก็บรักษา

กรดอะคริลิกมีจุดหลอมเหลวที่ประมาณ 14ºC จุดเดือดที่ประมาณ 141ºC และจุดวาบไปที่ประมาณ 49ºC ด้วยการที่มันมีจุดเดือดที่สูง ทำให้สามารถเก็บในรูปของเหลวที่ความดันบรรยากาศได้

อุณหภูมิจุดหลอมเหลวที่ 14ºC นี้ถ้าอยู่ในภูมิภาคเขตร้อน (ที่ไม่มีฤดูหนาวหรืออุณหภูมิยากที่จะต่ำกว่านี้) ก็ไม่มีปัญหาใดในการจัดเก็บ แต่ถ้าเป็นเขตที่มีช่วงเวลาที่อุณหภูมิอากาศลดต่ำกว่านี้ต่อเนื่องเป็นเวลานาน ก็จำเป็นต้องมีการออกแบบระบบให้ความร้อนเพื่อให้สารเป็นของเหลว (จะได้ง่ายต่อการสูบจ่ายไปตามท่อ) และเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนในช่วงฤดูหนาว ก็จำเป็นต้องมีการหุ้มฉนวนถังเก็บเอาไว้ด้วย (เรื่องนี้เป็นประเด็นที่จะกล่าวถึงอีกครั้งตอนเกิดเหตุ)

ในกรณีของไฮโดรคาร์บอนที่มีอุณหภูมิจุดวาบไฟสูงกว่าอุณหภูมิห้องแม้ว่าจะเป็นฤดูร้อนก็ตาม เราสามารถเก็บในถังเก็บที่ไม่จำเป็นต้องมีการใช้แก๊สไนโตรเจนปกคลุม (ที่เรียกว่า nitrogen blanketing หรือ tank blanketing คือการใช้แก๊สเฉื่อยเข้าแทนที่อากาศที่อยู่เหนือผิวของเหลว) แต่ถ้าสารนั้นมีความว่องไวกับออกซิเจนหรือความชื้นในอากาศ ก็จำเป็นต้องมีการใช้แก๊สเฉื่อยปกคลุม

กรดอะคริลิก ๒ โมเลกุลสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นกรดไดอะคริลิก (diacrylic acid) ดังสมการที่ (1)

และในสภาวะที่เหมาะสม (เช่นมีตัวกระตุ้นหรืออุณหภูมิสูงพอ) จะเกิดเป็นพอลิเมอร์ได้ดังสมการที่ (2)

 

รูปที่ ๒ แผนผังกระบวนการผลิตกรดอะคริลิกและการทำให้บริสุทธิ์ (จากเอกสาร ๑)

รูปที่ ๒ เป็นแผนผังกระบวนการผลิตกรดอะคริลิกของโรงงานที่เกิดเหตุ การผลิตเริ่มจากการออกซิไดซ์โพรพิลีน (propylene H₃C-CH₂=CH) ด้วยออกซิเจนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาช่วย ผลิตภัณฑ์ที่ได้ประกอบด้วยกรดอะคริลิกและสารอื่นที่เกิดจากปฏิกิริยาข้างเคียง ซึ่งเมื่อนำผลิตภัณฑ์นี้เข้าสู่กระบวนการเพิ่มความบริสุทธิ์ก็จะได้ Crude acrylic acid (คือมีความบริสุทธิ์สูงมากขึ้น แต่ก็ยังไม่มากพอเนื่องจากมีสารอื่น (เช่น น้ำ และองค์ประกอบหนักตัวอื่น) ปะปนอยู่

Crude acrylic acid จะถูกส่งเข้าสูง Rectifying column เพื่อแยกออกเป็น Glacial acrylic acid (กรดบริสุทธิ์ที่ปราศจากน้ำและสิ่งปนเปื้อนอื่น) ที่เป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ สารที่เหลือค้างจากการแยก (ที่ยังมีกรดอะคริลิกหลงเหลืออยู่ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ) จะถูกส่งต่อไปยัง Recovery column เพื่อแยกออกเป็น Crude acrylic acid (ที่สามารถวนกลับมาผลิตเป็น Glacial acrylic acid ได้อีก) และ Waste oil ที่ต้องกำจัดทิ้ง

กระบวนการของโรงงานที่เกิดเหตุ เดิมสารที่เหลือจากการแยกเอา Glacial acrylic acid ออกไปจะถูกส่งมายัง Intermediate tank (V-3138) ก่อน แล้วจึงค่อยสูบจาก Intermediate tank ตัวนี้ส่งไปยัง Recovery column แต่ต่อมามีการเปลี่ยนแปลงคือส่งจาก Rectivying column ไปยัง Recovery column ได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่าน Intermediate tank แต่ก็ยังคง Intermediate tank เอาไว้สำหรับการทำงานบางรูปแบบอยู่

บทบาทของ Intermediate tank คือการลดผลกระทบเมื่อหน่วยผลิตใดหน่วยผลิตหนึ่งมีปัญหา เข่นถ้า Recifying column มีปัญหา Recovery column ก็ยังทำงานเป็นปรกติได้จนกว่าสารที่สะสมใน Intermediate tank จะหมด และในทางกลับกันถ้า Recovery column มีปัญหา Rectifying column ก็ยังทำงานเป็นปรกติได้จนกว่า Intermediate tank เต็ม

รูปที่ ๓ แผนผังกระบวนการผลิตของโรงงานที่เกิดเหตุ (จากเอกสาร ๒)

ทีนี้มาลองไล่ดูลำดับเหตุการณ์ที่เกิด (จากเอกสาร ๒) โดยขอให้ดูรูปที่ ๓ ประกอบ โดยโรงงานนี้มี Rectifying column จำนวน ๕ หอ และ Recovery column อีก ๒ หอ ของเหลวที่ก้นหอ Rectifying column แต่ละหอสามารถส่งมาพักไว้ที่ Interdiate tank V-3138 ก่อน หรือส่งต่อไปยัง Recovery column โดยตรงเลยก็ได้

ช่วงระหว่างวันที่ ๑๘ ถึง ๒๐ กันยายน มีการตัดไฟฟ้าทั้งโรงงานเพื่อทำการซ่อมบำรุง

วันที่ ๒๐ กันยายน เวลาประมาณ ๒๑.๐๐ น เริ่มทำการเดินเครื่องใหม่อีกครั้ง ด้วยการเริ่มการทำงานของ Intermediate tank V-3138

วันที่ ๒๑ กันยายน ช่วงระหว่างเวลา ๑๑-๑๔ น เริ่มทำการป้อนของเหลวจาก V-3138 ไปยัง Recovery column T-6701 และเริ่มเดินเครื่อง T-6701 จากนั้นเริ่มทำการเดินเครื่อง Rectifying column T-6108 และส่งของเหลวจากก้นหอ T-6108 ตรงไปยัง T-6701

บทความไม่ได้บอกว่าของเหลวที่อยู่ใน V-3138 นั้นมาจากไหน แต่ในช่วงเวลานี้แสดงว่ามีการสูบของเหลวออกจาก V-3138 และ T-6701 ได้รับของเหลวที่ส่งมาจากทั้ง V-3138 และ T-6108

วันที่ ๒๔ กันยายน เวลาประมาณ ๑๐.๐๐ น เริ่มเดินเครื่อง Rectifying column T-5108 และที่เวลาประมาณ ๑๔.๑๐ น เริ่มทำการระบายของเหลวจากก้นหอ T-5108 ส่งไปยัง V-3138 เพื่อส่งต่อไปยัง T-6701 (ไม่ได้ส่งให้โดยตรงเหมือนกรณี T-6108)

วันที่ ๒๕ กันยายน เวลาประมาณ ๙.๓๐ น หยุดการป้อนของเหลวจาก V-3138 ไป T-6701 ทำให้ของเหลวเริ่มสะสมใน V-3138 (เพราะยังมีของเหลวจาก T-5108 ไหลเข้าอยู่)

วันที่ ๒๘ กันยายน เวลาประมาณ ๑๔.๐๐ น เมื่อระดับของเหลวใน V-3108 สูงถึง 60 m³ ก็หยุดการป้อนสารเข้า V-3108 ด้วยการส่งของเหลวจากก้นหอ T-5108 ไปยัง T-6701 โดยตรง (ดังนั้นช่วงเวลาจากนี้ไปจึงไม่มีการป้อนของเหลวเข้าหรือดึงของเหลวออกจาก V-3138)

วันที่ ๒๙ กันยายน เวลาประมาณ ๑๓.๑๗ น เกจวัดระดับของเหลวที่ V-3138 ส่งสัญญาณ "liquid high level alarm" หรือเตือนระดับของเหลวสูงเกิน

เวลาประมาณ ๑๓.๒๐ น พบเห็นควันลอยออกจากท่อ vent ของ V-3138

เวลาประมาณ ๑๓.๔๐ น โอเปอร์เรเตอร์เริ่มทำการฉีดน้ำลงไปบน V-3138

เวลาประมาณ ๑๓.๔๘ น เกจวัดระดับของเหลวที่ V-3138 อ่านค่าได้เกินค่าที่อุปกรณ์วัดสามารถอ่านได้ (84.8 m³)

เวลาประมาณ ๑๔.๓๕ น เกจวัดระดับของเหลวที่ V-3138 อ่านค่าได้ลดลงกระทันหันและส่งสัญญาณ "liquid level low alarm" หรือระดับของเหลวต่ำกว่าปรกติ V-3138 เกิดความเสียหายและเกิดการระเบิด ก่อให้เกิดเพลิงไหม้

วันที่ ๓๐ กันยายน เวลา ๑๕.๓๐ น เพลิงสงบ

ทีนี้เราลองมาดูว่าทำไมแม้ว่าไม่มีการส่งของเหลวไปยัง V-3138 แต่ทำไมระดับของเหลวใน V-3138 จึงเพิ่มได้

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวมีหลายรูปแบบ สองรูปแบบหลักที่ใช้กันแพร่หลายเห็นจะได้แก่การวัดผลต่างความดันระหว่างความดันที่ก้นถังเก็บและความดันเหนือผิวของเหลว แต่วิธีการนี้จะให้ค่าที่ถูกต้องเมื่อ "ความหนาแน่น" ของเหลวนั้นคงที่และตรงกับค่าที่ปรับตั้งเอาไว้

รูปแบบที่สองคือการวัดระดับความสูงของของเหลวโดยตรง ที่อาจทำด้วยการใช้ลูกลอยหรือสวิตช์ที่จะทำงานเมื่อมีของเหลวสัมผัส

เมื่ออุณหภูมิของเหลวสูงขึ้น ความหนาแน่นจะลดลง ปริมาตรจะเพิ่มขึ้น (ด้วยเหตุนี้เวลาเติมน้ำใส่กระติกน้ำร้อนไฟฟ้า เขาจึงมีขีดบอกระดับสูงสุดที่ควรเติม) การวัดความดันจะไม่สามารถบ่งบอกระดับที่เปลี่ยนไปได้ แต่การวัดระดับโดยตรงจะมองเห็นเหตุการณ์นี้

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าเมื่อมีสัญญาณระดับสูงเกิน ของเหลวในถังนั้นกำลังร้อนมาก (หรือกำลังเดือด ???) ทำให้เห็นควันลอยออกมาทางช่อง vent

ส่วนการที่เห็นระดับของเหลวลดต่ำลงกระทันหันนั้นน่าจะเป็นผลจากการระเบิดของถัง ทำให้ของเหลวในถังนั้นเดือดกลายเป็นไอทันที (ตรงนี้มีประเด็นที่ต้องมาพิจารณาเหมือนกัน)

สภาพความเสียหายของถังเก็บพบว่าส่วนหลังคาถังฉีกขาดและปลิวออกไป และ "ส่วนลำตัวนั้นมีการฉีกขาดในแนวดิ่งและเปิดออกแบบบานหน้าต่าง" (ซึ่งไม่ใช่ลักษณะความเสียหายที่ควรเป็นของ atmospheric storage tank)

รูปที่ ๔ สถานะของ V-3138 เมื่อเริ่มเดินเครื่อง

ทีนี้เราลองมาดูการใช้งาน Intermediate tank V-3138 กันบ้าง ตรงนี้ดูรูปที่ ๔ ประกอบ

ของเหลวที่มาจาก Rectifing column จะไหลผ่านท่อที่มีการให้ความร้อน (เพื่อป้องกันไม่ให้กรดอะคริลิกแข็งตัวเมื่ออากาศเย็น) โดยเดิมนั้นให้ความร้อนด้วยน้ำร้อน ต่อมาเปลี่ยนเป็นใช้ไอน้ำ และต่อมาก็ยังมีการถอดเอา steam trap (ภาษาไทยเรียกกับดักไอน้ำ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการระบายเอาน้ำที่เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำในระบบออกไป โดยไม่ทำให้ไอน้ำในระบบรั่วไหลออกมา) ออกอีก ทำให้การควบคุมอุณหภูมิทำได้ไม่ดี (น้ำร้อนที่ใช้ให้ความร้อนจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าไอน้ำ เรียกว่าไม่ถึง 100ºC ก็ได้ เพราะถ้าต้องการอุณหภูมิสูงกว่านั้นการใช้ไอน้ำก็จะดีกว่า)

ในเอกสาร ๓ กล่าวว่า ท่อนี้เดิมนั้นเป็นแบบ "jacketed" คือเป็นท่อซ้อนสองชั้น ที่มีน้ำร้อนไหลอยู่ระหว่างท่อชั้นนอกและท่อชั้นใน ต่อมาเปลี่ยนมาใช้ไอน้ำโดยไม่มีระบุว่าใช้ท่อแบบไหน ในขณะที่เอกสาร ๒ กล่าวถึงการใช้ไอน้ำให้ความร้อนให้ความร้อนแบบ "tracing" คือการใช้ท่อขนาดเล็ก (เช่นท่อทองแดง) พันไปรอบท่อขนาดใหญ่ และให้ไอน้ำไหลผ่านไปในท่อเล็กที่พันอยู่รอบท่อใหญ่นี้ แต่ไม่ว่าจะเป็นโดยวิธีไหนก็ตาม สิ่งที่ตามมาก็คือของเหลวที่ไหลเข้า V-3138 นั้นมีอุณหภูมิสูงกว่าเมื่อใช้น้ำร้อนเป็นแหล่งความร้อน และเอกสารนี้ยังกล่าวไว้อีกว่าถังใบนี้มีฉนวนความร้อนอยู่ทางด้านใน

ถังมีขดท่อน้ำหล่อเย็น (cooling coil) อยู่ทางด้านล่างของถัง เดิมนั้นมีการบรรจุของเหลวจนเต็มถัง เพื่อให้ของเหลวในถังมีอุณหภูมิสม่ำเสมอ จึงมีการไหลเวียนของเหลว (ที่เย็น) จากทางด้านล่าง (ด้วยปั๊ม P-3138C) ป้อนกลับไปทางด้านบน (ท่อ Recyle to top) แต่ต่อมามีการปรับการทำงานโดยให้ของเหลวจากก้นหอ Rectifying column ไหลตรงไปยัง Recovery column ได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่าน V-3138 ก่อน ทำให้ความจำเป็นในการเก็บของเหลวใน V-3138 ลดลง รูปแบบการทำงานเปลี่ยนเป็นให้บรรจุของเหลวได้ไม่เกิน 25 m³ (แค่พอท่วม cooling coil) และเปลี่ยนการไหลเวียนมาเป็นเข้าทางด้านล่าง ตรงจุดที่ใช้ในการติดตั้ง Level indicator (LI) รูปแบบการทำงานใหม่นี้ถูกนำมาใช้ในเดือนมกราคม ค.ศ. ๒๐๑๐ (พ.ศ. ๒๕๕๓) หรือประมาณ ๒ ปี ๘ เดือนก่อนการระเบิด

ถ้าอุณหภูมิสูงพอ กรดอะคริลิกสามารถเกิดการพอลิเมอร์ไรซ์กลายเป็นพอลิเมอร์ได้ ปฏิกิริยานี้คายความร้อนสูง ดังนั้นเพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาในระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง จึงต้องมีการเติมสารยับยั้ง (Inhibitor) บางชนิดลงไป และเนื่องจากการทำงานของสารยับยั้งนี้จะทำงานได้ดีขึ้นถ้าหากมีออกซิเจนละลายอยู่ในของเหลวด้วย (ออกซิเจนในอากาศที่ละลายเข้าไปในกรดอะคริลิกก็เป็นสารตัวหนึ่งที่ช่วยยับยั้งการเกิดปฏิกิริยา) ดังนั้นแก๊สที่ใช้ปกคลุมของเหลว (ในรูปที่ M-Gas) จึงเป็นแก๊สผสมที่ประกอบด้วยออกซิเจน 7% ที่เหลือเป็นไนโตรเจน (ความเข้มข้นต่ำสุดของออกซิเจนที่ยอมรับได้คือ 5%)

แต่สารยับยั้งนี้ไม่สามารถป้องกันการรวมตัวเป็นกรดไดอะคริลิก

รูปที่ ๕ สถานะของ V-3138 ขณะปฏิกิริยาเกิดการ runaway

ในวันที่เกิดเหตุนั้นถังมึกรดอะคริลิกบรรจุอยู่เต็ม (รูปที่ ๕) โดยของเหลวที่อยู่ทางด้านบนของถังมีอุณหภูมิสูงกว่าทางด้านล่าง และด้วยการที่ไม่มีการไหลเวียนของเหลวเย็นจากด้านล่างสู่ด้านบน ทำให้กรดอะคริลิกที่อยู่ทางด้านบนเกิดปฏิกิริยากลายเป็นกรดไดอะคริลิก การสอบสวนภายหลังพบว่าความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยานี้มากพอที่จะสะสมจนทำให้เกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ตามมาภายหลัง

ประเด็นที่น่าบันทึกไว้หน่อยคือ ผู้ที่เกี่ยวข้อง (ไม่ว่าจะเป็นโอเปอร์เรเตอร์หรือผู้ที่ออกแบบวิธีการทำงานใหม่) ทราบความสำคัญของการ Recycle to top หรือไม่ และการ Recyle to top นั้นแตกต่างจาก Recycle to level gauge อย่างไร และเมื่อใดควรที่จะกลับไปใช้การ Recylcle to top สิ่งนี้มีการกล่าวไว้ในคู่มือการปฏิบัติงานหรือไม่

เมื่อโอเปอร์เรเตอร์พบเห็นหมอกควันรั่วไหลออกมาทางช่อง vent จึงได้ทำการฉีดน้ำหล่อเย็นถัง แต่ด้วยการที่ถังมีการหุ้มฉนวนกันความร้อนรั่วไหล (ซึ่งจำเป็นเวลาที่อากาศหนาว) อยู่ภายใน ทำให้การระบายความร้อนทำได้ไม่ดี ความร้อนที่เกิดขึ้นภายในทำให้กรดอะคริลิกในถังกลายเป็นไอมากขึ้น ความดันในถังจึงเพิ่มสูงขึ้น กรดที่อยู่ในถังกลายเป็นของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดที่ความดันบรรยากาศ ที่เวลาประมาณ ๑๔.๒๐ น ความดันในถังสูงถึง 2.5 bar ในขณะที่สารผสมในถังมีอุณหภูมิ 240ºC (ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิจุดเดือดที่ความดันบรรยากาศ) ลำตัวถังก็เริ่มฉีกขาด การรั่วไหลของสารออกจากถังทำให้ความดันในถังลดลงทันที แต่การลดลงของความดันก็ทำให้ของเหลวในถังเดือดเป็นไอปริมาณมาก ถังเกิดการระเบิดเมื่อเวลาประมาณ ๑๔.๓๕ น โดยความดันตอนที่ถังระเบิดคือ 6 bar (แรงระเบิดประมาณไว้ที่ 3 kg TNT)

เมื่อถังระเบิดจากความดันสูงภายใน ของเหลวจึงกลายเป็นไอทันที และเกิดการลุกติดไฟทันที (ต้นตอของแหล่งพลังงานที่ทำให้เกิดการจุดระเบิดมีหลายแหล่งที่เป็นไปได้ ไม่สามารถระบุได้ว่าเกิดจากแหล่งได้) เป็นการระเบิดแบบที่เรียกว่า BLEVE หรือ Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion

มาตรฐาน API 650 Welded tanks for oil storage ที่ใช้ออกแบบถังเก็บน้ำมัน กำหนดความดันภายในสูงสุดไม่เกิน 0.17 bar ในกรณีของ atmospheric storage tank เมื่อความดันในถังสูงขึ้น (โดยที่ของเหลวยังไม่จำเป็นต้องเดือด) หลังคาถังจะปลิวออกแต่ลำตัวจะไม่ฉีกขาด ทำให้ของเหลวในถังไม่รั่วไหลออกมา และไม่สามารถทำให้เกิด BLEVE ได้

แต่ V-3138 นี้รับความดันได้ถึง 6 bar ก่อนการระเบิด แสดงว่า V-3138 คงได้รับการออกแบบมาเป็นถังที่สามารถรับความดันได้ในระดับหนึ่ง แต่ถูกนำมาใช้เก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศ

รูปที่ ๖ ภาพความเสียหายเมื่อมองจากทางด้านบน (จากเอกสาร ๑)

การระเบิดแบบ BLEVE ที่คุ้นเคยกันนั้นเกิดจากการที่ถังเก็บของเหลวภายใต้ความดันนั้นโดนไฟคลอกจากภายนอก พื้นผิวโลหะส่วนที่อยู่เหนือผิวของเหลวจะร้อนจัด ความแข็งแรงจะลดต่ำลงจนไม่สามารถทนต่อแรงดันภายในได้ ทำให้ถังฉีกขาดออกและปลดปล่อยของเหลวที่กลายเป็นไอนั้นให้พบกับเปลวเพลิงที่ไหม้อยู่ภายนอก กล่าวคือไอระเหยนั้นยังไม่มีเวลาที่จะผสมกับอากาศจนเป็นเนื้อเดียวกัน เปลวเพลิงที่เกิดขึ้นจะมีการแผ่รังสีความร้อนที่สูง ในกรณีของ BLEVE ขนาดใหญ่นั้นรังสีความร้อนที่แผ่ออกมาสามารถทำให้ผู้ที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียง (ที่ไม่มีสิ่งกำบังรังสีความร้อน) เสียขีวิตได้ทันที

UVCE หรือ Unconfined Vapour Cloud Explosion นั้นแตกต่างออกไป ในรูปแบบนี้มีการรั่วไหลของไอเชื้อเพลิงปริมาณมากออกมาปกคลุมเป็นบริเวณกว้างและมีการผสมกับอากาศอย่างทั่วถึงก่อนที่จะเกิดการจุดระเบิด อันตรายสำคัญของ UVCE คือคลื่นแรงอัดของการระเบิดที่สามารถทำให้สิ่งก่อสร้างรอบข้างเกิดความเสียหายตามมาได้

ความแปลกของการระเบิดที่ Himeji นี้คือ การเกิด BLEVE จากความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีภายในถังเก็บ ไม่ใช่จากเพลิงภายนอกที่คลอกถังเก็บอยู่

ความรู้จากวิชาเคมีอินทรีย์ทำให้เรารู้ว่าสารที่เรากำลังทำงานอยู่ด้วยนั้นสามารถทำปฏิกิริยาใดได้บ้าง มีปัจจัยใดบ้างที่ช่วยส่งเสริมการเกิดหรือยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาดังกล่าว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบกระบวนการ, หน่วยปฏิบัติการ, และขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ให้มีความปลอดภัยในการทำงาน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการประกอบวิชาชีพของวิศวกรเคมี

ถังเก็บกรดอะคริลิก (Acrylic acid) ระเบิด (๑) MO Memoir : Thursday 21 November 2567

"We forget the lessons learned and the accident happens again. We need better training, by describing accidents first rather than principles, as accidents grab our attention, and we need discussion rather that lecturing, so that more is remembered. We need databases that can present relevant information without the user having to ask for it. Some actions that universities might take are discussed."

ข้อความในย่อหน้าข้างบนนำเป็นส่วนหนึ่งของบทคัดย่อในบทความเรื่อง "Improving safety performance in the new millennium and the role of universities" เขียนโดย Prof. T.A. Kletz เผยแพร่ในเว็บของ Mary Kay O'Connor Process Safety Center เมื่อปีค.ศ. ๒๐๐๐ (พ.ศ. ๒๕๔๓) Prof. Kletz จัดได้ว่าเป็นผู้งบุกเบิกงานด้าน Process Safety ในอุตสาหกรรมเคมี และบ่อยครั้งที่ท่านกล่าวไว้ในบทความของท่านด้วยข้อความทำนองว่า "ถ้าเราไม่เรียนรู้ความผิดผิดพลาดในอดีต เราก็จะทำมันซ้ำอีก"

อย่างเช่นกรณีการระเบิดของถังเก็บกรดอะคริลิก (Acrylic acid) ขนาด ๒๐๐ ลิตร ๓ เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ ต่างเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในประเทศญี่ปุ่นในช่วงเวลา ๓๐ ปี แต่สิ่งหนึ่งที่เหมือนกันก็คือวิธีการทำงานที่นำไปสู่การระเบิด แต่ก่อนที่จะเข้าสู่เรื่องดังกล่าว เรามาทำความรู้จักกับกรดอะคริลิกก่อนดีกว่า

กรดอะคริลิก (H₂C=CH-COOH) เป็นกรดอินทรีย์ที่มึควาไม่อิ่มตัว (คือพันธะ C=C) กรดนี้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพอลิอะคริลิกแอซิค (poly acrylic acid) จุดเด่นของพอลิเมอร์ตัวนี้คือการที่มันมีหมู่ที่มีความเป็นขั้วที่แรง (หมู่ -COOH) ทำให้มันจับน้ำได้ดีไม่ปล่อยให้น้ำที่จับเอาไว้หลุดรอดออกมาได้ง่าย จึงมีการนำไปใช้เป็นสารดูดซับน้ำที่ใช้ในผ้าอ้อมสำเร็จรูปต่าง ๆ (ทั้งที่ใช้กับเด็กและผู้ใหญ่)

กรดอะคริลิกมีจุดหลอมเหลวที่ 14ºC ดังนั้นในช่วงเวลาที่อากาศเย็น กรดอะคริลิกก็จะกลายเป็นของแข็งในภาชนะบรรจุได้ ทำให้จำเป็นต้องให้ความร้อนเพื่อให้หลอมเหลวจึงจะถ่ายออกจากภาชนะบรรจุได้

กรดอะคริลิก ๒ โมเลกุลสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นกรดไดอะคริลิก (diacrylic acid) ดังสมการที่ (1)

และในสภาวะที่เหมาะสม (เช่นมีตัวกระตุ้นหรืออุณหภูมิสูงพอ) จะเกิดเป็นพอลิเมอร์ได้ดังสมการที่ (2)

 

ทั้งสองปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน โดยปฏิกิริยาที่ (1) เกิดได้ง่ายกว่าปฏิกิริยาที่ (2) แต่มีการคายความร้อนต่ำกว่า ปฏิกิริยาที่ (2) แม้ว่าจะเกิดยากกว่า แต่เมื่อเกิดแล้วยากที่จุดหยุด และด้วยการที่เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนจึงสามารถเร่งตนเองได้ เพราะความร้อนที่คายออกมาจากปฏิกิริยาทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงเพิ่มขึ้น ทำให้อัตราการคายความร้อนเพิ่มตามไปด้วย ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการเติมสารยับยั้ง (Inhibitor) บางชนิดเข้าไปเพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์

แต่สารยับยั้งนี้ไม่ป้องกันการเกิดปฏิกิริยาที่ (1)

เรื่องที่ ๑ ถังเก็บกรดอะคริลิกระเบิดหลังทำการหลอมเหลวกรดในถังบางส่วน

เรื่องนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion of acrylic acid under storage in a drum can after partial melting." (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000126.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่เมื่อ Yokohama ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๑๙ มกราคม ค.ศ. ๑๙๖๙ (พ.ศ. ๒๕๑๒) ซึ่งเป็นช่วงฤดูหนาวของประเทศญี่ปุ่น

รูปที่ ๑ ภาพรวมของเหตุการณ์ที่เกิด

กรดอะคริลิกถูกเก็บไว้ในถังเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด ๒๐๐ ลิตร ความดันในถังทำให้ส่วนฝาถังปลิวออก ตามด้วยกรดในถังที่พุ่งออกมาก่อนที่จะเกิดการระเบิด (จากกลุ่มหมอกที่เกิดจากกรดประมาณ ๑๐๐ ลิตร) ทำให้อาคารโรงงานความสูง ๔ ชั้นพังลงมา

การสอบสวนพบว่าก่อนหน้านั้นประมาณหนึ่งเดือน โรงงานได้รับถังใส่กรดอะคริลิกดังกล่าวมาจำนวน ๕ ถัง แต่กรดในถังแข็งตัวเนื่องจากอากาศหนาวเย็น เพื่อที่จะนำกรดมาใช้งานจึงนำถังใบหนึ่งมาให้ความร้อนด้วยฮีทเตอร์ไฟฟ้าแบบแผ่นขนาด 100 V, 750 W เพื่อให้กรดอะคริลิกบางส่วนกลายเป็นของเหลว และใช้ปั๊มมือทำจากพลาสติกสูบออกมา การทำงานนี้ได้มีการกระทำหลายครั้ง การระเบิดเกิดขึ้นในวันที่สามหลังจากที่ได้ปิดฮีทเตอร์และปิดฝาถังเอาไว้

สาเหตุของการระเบิดเชื่อว่าเกิดจากรูปแบบการหลอมกรดที่แข็งตัวในถัง กล่าวคือความร้อนที่ให้นั้นทำให้กรดเพียงบางส่วนหลอมเหลว จากนั้นโอเปอร์เรเตอร์ก็ทำการสูบเฉพาะส่วนที่หลอมเหลวออกมา แล้วปล่อยให้ส่วนที่เหลือนั้นเย็นลงเป็นของแข็งตามเดิม

แต่ด้วยการที่สารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์นั้นหลอมเหลวได้ง่ายกว่า ดังนั้นในการหลอมเหลวแต่ละครั้งจึงทำให้สารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์ละลายออกไปกับกรดที่สูบออกไปมากขึ้น ความเข้มข้นที่เหลืออยู่ในถังจึงลดต่ำลงจนไม่สามารถหยุดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์ได้ ดังนั้นเมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้น ปฏิกิริยาจึงสามารถดำเนินไปข้างหน้าและคายความร้อนออกมาได้เรื่อย ๆ ความร้อนที่คายออกมาทำให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นอีก ซึ่งเป็นการเร่งการเกิด ทำให้ความดันในถังสูงขึ้นจนฝาถังปลิวออกและการระเบิดตามมา

แต่ตรงประเด็นการที่สารยับยั้งละลายออกมาได้มากกว่ากรดนี้ บทความกล่าวว่าความรู้นี้อาจยังไม่เป็นที่เข้าใจกัน ณ เวลานั้น (คือค่อยมารู้กันทีหลัง ดังนั้นอย่าเพิ่งไปกล่าวโทษวิธีการการทำงานว่าทำไมจึงทำแบบผิด ๆ)

การป้องกันที่บทความแนะนำคือให้ทำการหลอมเหลวกรดในถังให้สมบูรณ์ก่อนที่จะทำการสูบออกมา จึงจะทำให้มั่นใจว่าความเข้มข้นของสารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์ที่เหลืออยู่ในถังจะยังคงเดิม

เรื่องที่ ๒ ถังเก็บกรดอะคริลิกระเบิดในระหว่างการให้ความร้อนด้วยการฉีดพ่นไอน้ำโดยตรง

เรื่องนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion of an acrylic acid monomer in a drum can during heating due to direct blowing of steam." (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1200110.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่เมื่อ Ichihara ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๒๔ กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๘๑ (พ.ศ. ๒๕๒๔) ซึ่งยังคงอยู่ในเป็นช่วงฤดูหนาวของประเทศญี่ปุ่น

รูปที่ ๒ ภาพรวมของเหตุการณ์ที่เกิด

ในเหตุการณ์นี้ในเวลาประมาณ ๒๑.๐๐ น โอเปอร์เรเตอร์นำถังเก็บกรดอะคริลิกซึ่งเป็นถังเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด ๒๐๐ ลิตรจำนวน ๒ ถังมาปิดคลุมด้วยแผ่นกันไฟแล้วทำการฉีดพ่นด้วยไอน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้กรดอะคริลิกในถังแข็งตัว การเปลี่ยนกะทำงานเกิดขึ้น ณ เวลา ๒๒.๐๐ น และการตรวจสอบ ณ เวลา ๒๒.๓๐ น ก็ยังไม่พบสิ่งผิดปรกติ (การตรวจสอบตรงนี้เข้าใจว่าเป็นการทำงานปรกติหลังการเปลี่ยนกะ ซึ่งทีมใหม่ที่เข้ามารับหน้าที่ต้องมีการเดินตรวจสอบความเรียบร้อย)

เวลาประมาณ ๒๓.๓๖ น ความดันในถังใบหนึ่งทำให้ถังเกิดการระเบิด ตามด้วยการระเบิดและเพลิงไหม้ของไอกรดที่กระจายตัวออกมา หลังจากนั้นประมาณ ๑๐ นาทีก็เกิดการระเบิดของถังใบที่สอง แรงระเบิดทำให้หน้าต่างบางบานของสถานีตำรวจที่อยู่ห่างออกไปจากจุดเกิดเหตุ ๑๒๐ เมตรนั้นได้รับความเสียหาย

การสอบสวนพบว่าปรกติการให้ความร้อนกระทำโดยใช้ heating pad ที่ได้รับความร้อนจากขดท่อไอน้ำ (heating pad ทำหน้าที่ช่วยกระจายความร้อนของไอน้ำและส่งต่อไปยังลำตัวถังเก็บกรด และอุณหภูมิของ heating pad น่าจะต่ำกว่าอุณหภูมิไอน้ำ) แต่ในวันเกิดเหตุโอเปอร์เรเตอร์คิดว่าสามารถทำการให้ความร้อนด้วยการฉีดพ่นไอน้ำโดยตรงได้ อุณหภูมิที่ถังเก็บกรดได้รับนั้นสูงกว่าที่ได้รับผ่าน heating pad และทำให้เกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ของกรดในถังได้ นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ว่าโอเปอร์เรเตอร์ไม่ได้รับการฝึกอบรมให้มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับอันตรายของการที่กรดอะคริลิกเกิดการพอลิเมอร์ไรซ์ได้เอง

ในบทความนี้ยังได้กล่าวถึงเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกัน (ไม่มีการระบุวันเวลาและสถานที่เกิดเหตุ) คือมีการให้ความร้อนแก่ถังเก็บกรดอะคริลิกขนาด ๒๐๐ ลิตรด้วยไอน้ำ แต่ว่าท่อไอน้ำมีการสัมผัสกับถังเก็บกรดโดยตรง ทำให้บริเวณจุดสัมผัสมีอุณหภูมิสูงกว่าบริเวณอื่นจนทำให้กรดอะคริลิกตรงบริเวณนั้นเกิดปฏิกิริยาและคายความร้อนออกมา ซึ่งนำไปสู่การระเบิดของถังเก็บกรด

เรื่องที่ ๓ ถังเก็บกรดอะคริลิกระเบิดในระหว่างการให้ความร้อนด้วยการฉีดพ่นไอน้ำโดยตรง

เรื่องนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion of acrylic acid in the drum can in the heating cabinet for dissolution." (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1200102.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่เมื่อ Kakogawa ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๖ มีนาคม ค.ศ. ๑๙๙๘ (พ.ศ. ๒๕๔๑) ซึ่งก็ยังคงเป็นช่วงที่อากาศเย็นอยู่

รูปที่ ๓ ภาพรวมของเหตุการณ์ที่เกิด

ในเหตุการณ์นี้มีการนำเอาถังบรรจุกรดอะคริลิกจำนวน ๓ ถังไปใส่ในตู้อบเพื่อทำการหลอมเหลวกรดอะคริลิก เมื่อสังเกตเห็นว่าถังใบหนึ่งบวมผิดปรกติจึงจะนำออกมา แต่ในเวลานั้นเองก็มีแก๊สฉีดพุ่งออกมา จึงได้ทำการฉีดน้ำรดไปที่ถัง แต่ถังก็เกิดการระเบิดขณะที่ฉีดน้ำ

การตรวจสอบพบว่าถังใบดังกล่าวถูกวางสัมผัสกับท่อไอน้ำโดยตรง ทำให้บริเวณจุดสัมผัสนั้นมีอุณหภูมิสูงจนทำให้เกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ได้ ความร้อนที่ปฏิกิริยาคายออกมาทำให้กรดบางส่วนระเหยกลายเป็นไอ (จุดเดือดของกรดอะคริลิกอยู่ที่ประมาณ 141ºC และมีจุดวาบไฟที่ประมาณ 49.4ºC)

Safety Data Sheet ของบริษัท Arkema ให้ข้อมูลเอาไว้ว่า ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของกรดอะคริลิกมีค่า 621 kJ/kg ในขณะที่ความร้อนที่ปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์คายออกมามีค่า 1074 kJ/kg หรือประมาณ 1.7 เท่าของความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ และยังกล่าวไว้ว่าในกรณีที่กรดเกิดการแข็งตัวและต้องการหลอมเหลว ให้ละลายที่อุณหภูมิ 25ºC และทำการกวนผสมไปด้วยกัน เพื่อป้องกันไม่เกิดจุดร้อนเฉพาะที่ที่สามารถนำไปสู่การเกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ได้

เรื่องนี้คล้ายกับเรื่องที่ผู้เขียนเรื่องที่ ๒ กล่าวไว้ในตอนท้าย ที่ว่าถังบรรจุกรดมีการสัมผัสกับท่อไอน้ำโดยตรง ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าเรื่องที่ ๒ นั้นเขียนเผยแพร่หลังจากเกิดเรื่องที่ ๓ แล้ว

ลูบได้ ไม่กัด แค่เป็นอินโทรเวิร์ท MO Memoir : Tuesday 19 November 2567

"ผัดไทย" ไม่อยู่แล้ว เหลือแต่ "หอยทอด"

ตอนแรกก็นึกว่ามีเพียงแค่ตัวเดียว เวลาที่แวะไปร้านสหกรณ์ใต้ศาลาพระเกี้ยว ก็จะเห็นมีอยู่ตัวหนึ่งเข้ามาเดินเล่นและนอนเล่นเป็นประจำ เรียกว่าเป็นที่คุ้นเคยของคนทำงานที่นั่น ได้ยินเขาเรียกชื่อมันว่า "ผัดไทย"

บ่ายวันนี้แวะไปศูนย์หนังสือฯ เห็นเจ้าหน้าที่กำลังวางป้ายบนลำตัว ก็เลยเข้าไปดูว่าป้ายนั้นเขียนว่าอะไร ก็ได้มาดังรูปที่นำมาให้ดู ส่วนเจ้าตัวที่นอนอยู่นั้น ก็นอนอย่างสบาย ไม่สนใจใครที่จะเดินผ่านไปมา

รูปที่ ๑ ป้ายที่วางอยู่บนตัว

รูปที่ ๒ เจ้าของฉายา "หอยทอด"

รูปที่ ๓ กำลังปฏิบัติหน้าที่อยู่นะครับ

พอถามถึงอีกตัวหนึ่งคือ "ผัดไทย" เจ้าหน้าที่เขาก็บอกว่าจากไปแล้ว เหลือเพียง "หอยทอด" ตัวนี้ กลางวันเขาคงร้อน ก็เลยมานอนตากแอร์ข้างใน ส่วนกลางคืนอาคารจะถูกปิด ก็เลยต้องไปนอนข้างนอก

อันที่จริงแถวนี้ยังมีแมวอีกตัว ไม่รู้ว่าชื่ออะไร ไม่เคยไปยุ่งกับมัน เพราะไม่ค่อยชอบแมว แต่เห็นมีนิสิตคอยตามถ่ายรูปมันหลายทีแล้ว ไม่รู้ว่าเป็นตัวเดียวกับแถวเทวาลัยหรือเปล่า เพราะตอนกลางคืนแถวนั้นก็เห็นมีอยู่ตัวหนึ่ง เห็นมันมาเป็นแบบให้คนผ่านไปมาถ่ายรูปหลายครั้งแล้ว

ตอนแรกก็คิดว่าจะเอารูปที่ถ่ายมาโพสลง facebook เล่น แต่คิดดูอีกทีเขาก็เป็นผู้หนึ่งที่วนเวียนอยู่ในมหาวิทยาลัยตลอดชีวิตของเขา ก็เลยเปลี่ยนเป็นเอามาเขียนลง blog แทน จะได้เป็นบันทึกความทรงจำเก็บไว้นาน ๆ

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๑๕) MO Memoir : Saturday 16 November 2567

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

ต่อไปจะเป็นหัวข้อ 5.3 ที่เป็นเรื่องของวิธีการทดสอบความสามารถของอุปกรณ์ในการระบายความดัน โดยเริ่มจากหัวข้อ 5.3.1 (รูปที่ ๑) ที่เป็นกรณีของช่องเปิด เริ่มจากที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ จากนั้นให้ทำการวัดความดัน/สุญญากาศในถัง โดยให้ปรับความดันเป็นขั้น 5 ครั้งเท่า ๆ กัน โดยมีค่าการปรับสูงสุดอยู่ที่ 5 kPa (0.725 psi)

รูปที่ ๑ หัวข้อ 5.3 การทดสอบความสามารถของอุปกรณ์ระบายความดัน

ตรงนี้ถ้าย้อนกลับไปดูรูปอุปกรณ์ทดสอบในบทความตอนที่ ๑๔ (รูปที่ ๗ ของบทความ) ในกรณีการทดสอบการระบายความดัน การทดสอบตรงนี้ก็น่าจะเป็นการเพิ่มอัตราการของอากาศ (ถ้าใช้อากาศเป็นตัวทดสอบ) ที่ป้อนเข้า test tank จนความดันภายใน test tank สูงถึงระดับที่กำหนดของแต่ละขั้น เมื่อความดันใน test tank คงที่ อัตราการไหลเข้าก็จะเท่ากับอัตราการไหลออก จากนั้นก็ค่อย ๆ เพิ่มความดัน (ด้วยการปรับอัตราการไหลเข้า) จนความดันภายใน test tank เพิ่มสูงถึงระดับทดสอบระดับถัดไป ในกรณีของการทดสอบการป้องกันการเกิดสุญญากาศ ก็จะเป็นการดูดอากาศออกจาก test tank จนความดันลดต่ำลงถึงระดับที่กำหนดของแต่ละขั้น ทำอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนครบ 5 ขั้น

หัวข้อ 5.3.2 เป็นการทดสอบวาล์วระบายความดันสูงเกินหรือป้องกันการเกิดสุญญากาศ

ย่อหน้าแรกกล่าวว่าให้สร้างเส้นกราฟค่าอัตราการไหล (flow-capacity curves) สำหรับอุปกรณ์แต่ละชนิดและสำหรับทุกขนาด (norminal size)

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่าให้ทำการทดสอบอุปกรณ์ระบายความดันแต่ละตัว (ก) ที่ค่าที่กำหนดไว้ (set point) ของค่าความดันออกแบบ (design pressure) และความดันสุญญากาศ (vacuum) ที่ต่ำสุด และ (ข) ที่ค่าที่กำหนดไว้ (set point) ของค่าความดันออกแบบ (design pressure) และความดันสุญญากาศ (vacuum) ที่สูงที่สุด หรือ (ค) ที่ค่าขีดจำกัดของชุดอุปกรณ์ทดสอบอัตราการไหล ขึ้นอยู่กับว่าค่าไหนมีค่ามากกว่า ทำการทดสอบช่วงค่าตอนกลางอย่างน้อย 3 ค่า (คือทดสอบรวมทั้งสิ้นอย่างน้อย 5 ค่า คือค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด และค่าระหว่างสองค่านี้อีกอย่างน้อย 3 ค่า) โดยให้รวมค่าที่ให้ไว้ในย่อหน้าที่ 4 ของหัวข้อย่อยนี้ (หัวข้อ 5.3.2) ทั้งการวัดสุญญากาศและการระบายความดันสูงเกิน เพิ่มการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลให้มากเพียงพอที่ทำให้สามารถสร้างเส้นกราฟความสามารถในการระบายสำหรับค่าความดันหรือสุญญากาศที่ตั้งเอาไว้ ข้อมูลเหล่านี้อาจถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเส้นกราฟอัตราการไหลสำหรับค่าความดันหรือสุญญากาศที่ตั้งเอาไว้ ที่สูงเกินกว่าค่าที่ทำการทดสอบ (คือใช้ประมาณค่าสำหรับช่วงความดันที่อยู่นอกเหนือช่วงที่ทำการทดสอบ) ถ้าสามารถแสดงให้เห็นได้ว่าการประมาณค่านอกช่วงของข้อมูลที่มีนั้นมีความถูกต้อง สิ่งนี้เป็นกรณีที่ว่าถ้าได้ทำการวัดค่าอย่างน้อย 3 จุดหลังจากที่วาล์วได้เปิดเต็มที่แล้ว ความเร็วในการไหลนั้นยังต่ำกว่าความเร็วเสียง

ย่อหน้าที่สามกล่าวว่าเริ่มทำการวัดความดันหรือสุญญากาศจากจุดที่ให้ค่าอัตราการไหลเป็นศูนย์ และค่อย ๆ เพิ่มเป็นลำดับขั้นที่เหมาะสมจนกระทั่งถึงค่าสูงสุดหรือวาล์วเปิดเต็มที่

ย่อหน้าที่สี่กล่าวว่าการวัดอัตราการไหลโดยปริมาตรควรกระทำที่ค่าความดันหรือสุญญากาสในถังมีค่าเท่ากับ 1.1, 1.2, 1.5 และ 2 เท่าของค่าความดันหรือสุญญากาศที่ตั้งเอาไว้ ถ้าวาล์วยังไม่เปิดเต็มที่ที่ค่า 2 เท่าของค่าความดันที่ตั้งเอาไว้ ให้ทำการเพิ่มจุดวัดเพิ่มเติมจนกระทั่งวาล์วเปิดเต็มที่

(หมายเหตุ : เมื่อความดันในถังสูงถึงค่าที่ทำให้วาล์วเปิด วาล์วจะเริ่มเปิดเพื่อลดความดันในถัง แต่ความดันในถังไม่จำเป็นต้องลดต่ำลงถ้าหากมีสาเหตุที่ทำให้ความดันในถังเพิ่มสูงขึ้นนั้นยังคงอยู่ และยังคงสามารถเพิ่มความดันได้สูงเกินกว่าความสามารถในการระบายความดัน แต่ในขณะที่ความดันในถังเพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ อัตราการระบายก็จะเพิ่มขึ้น จนกระทั่งถึงจุดสมดุลที่ความดันในถังจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป)

ย่อหน้าที่ห้ากล่าวว่าให้เขียนกราฟระหว่างอัตราการไหลกับความดันหรือสุญญากาศภายในถัง (เส้นกราฟอัตราการไหล/ความดัน หรืออัตราการไหล/สุญญากาศ) หรือแสดงข้อมูลในรูปของตารางที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลกับความดัน แสดงค่าความดันด้วยหน่วย กิโลปาสคาล (บาร์, มิลลิบาร์, มิลลิเมตรน้ำ, ออนซ์ต่อตารางนิ้ว, ปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือนิ้วน้ำ)

ย่อหน้าที่หกกล่าวว่าให้ทำการระบุค่าความดันสูงเกิดหรือค่าความดันที่ตั้งเอาไว้

ย่อหน้าที่เจ็ดเป็นหมายเหตุที่กล่าวว่า เส้นกราฟความสามารถในการระบายความดันนี้ใช้กับอุปกรณ์ที่สะอาด โดยไม่รวมสภาวะที่อุปกรณ์มีความสกปรก เช่นมีสิ่งเกาะติดพื้นผิวภายในเส้นทางการไหลที่สามารถลดความสามารถในการระบายความดัน

ในขณะที่วิธีการในหัวข้อ 5.3.2.1 Flow-curve Method เป็นการทดสอบอุปกรณ์ระบายความดันแต่ละตัวที่จะใช้งาน วิธีการที่สอง Coefficient of Discharge ในหัวข้อ 5.3.2.2 (รูปที่ ๒ ข้างล่าง) เป็นการทดสอบอุปกรณ์ที่มีรูปแบบเส้นทางการไหลที่มีรูปทรงเรขาคณิตแบบเดียวกัน ดังนั้นจึงสามารถนำเอาผลที่ได้ไปใช้กับอุปกรณ์อื่นที่มีรูปแบบเส้นทางการไหลแบบเดียวกันหรืออุปกรณ์รูปแบบเดียวกันที่มีขนาดต่างกันได้รับการกำหนดมาตราส่วน

รูปที่ ๒ หัวข้อ 5.3.2.2 วิธีการที่สองคือ Coefficient of Discharge

หัวข้อ 5.3.2.2.1 เป็นวิธีการสำหรับอุปกรณ์ที่มีการออกแบบจำเพาะเจาะจง (คือมีรูปแบบเดียวกัน) โดยทำการทดสอบจำนวน 3 ขนาดหรือมากกว่า

ย่อหน้าแรกกล่าวว่าสำหรับอุปกรณ์ที่มีรูปแบบจำเพาะเดียวกัน มีรูปร่างเรขาคณิตของเส้นทางการไหลคล้ายคลึงกัน สามารถสร้างค่า "Coefficient of Discharge" สำหรับอุปกรณ์ระบายความดันในช่วงขนาดดังกล่าวได้ด้วยการใช้ขั้นตอนการทำงานดังต่อไปนี้ และผลการทดสอบที่ได้สามารถนำไปทำการประมาณค่านอกช่วงเพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กกว่าหรือใหญ่กว่าขนาดอุปกรณ์ที่นำมาทดสอบได้ โดยมีเงื่อนไขว่าทั้งตัวอุปกรณ์ทดสอบและอุปกรณ์ที่ต้องการทำนายค่าความสามารถในการระบายนั้น ต้องมีรูปทรงทางเรขาคณิต (ของเส้นทางการไหล) ที่คล้ายคลึงกัน

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่า สามารถกล่าวได้ว่าความคล้ายคลึงทางเรขาคณิตจะเกิดขึ้นเมื่อ อัตราส่วนของเส้นทางการไหลและมิติต่าง ๆ ของชิ้นส่วนต่าง ๆ ที่สามารถส่งผลกระทบต่อแรงผลักดันรวมที่ของไหลนั้นกระทำบนชิ้นส่วนเคลื่อนที่ที่อยู่ภายในอุปกรณ์ระบายความดัน ได้รับการกำหนดมาตราส่วนให้สอดคล้องกับมิติต่าง ๆ ของวาล์วที่ใช้ในการทดสอบหาความสามารถในการระบาย

ถ้าให้เทียบกับการไหลในท่อ วิธีการตรงนี้มันเหมือนกับว่า ไม่ว่าของไหลนั้นจะเป็นของเหลวหรือแก๊ส แต่ถ้าไหลด้วยค่า Reynolds number (Re) พฤติกรรมการไหลจะเหมือนกัน

ย่อหน้าที่สามกล่าวว่าให้ทำการทดสอบอุปกรณ์อย่างน้อย 3 ขนิด โดยแต่ละชนิดให้ทำการทดสอบ 3 ขนาด (รวมจำนวนอุปกรณ์ที่ต้องทดสอบทั้งหมดอย่างน้อย 9 ตัว) ทำการทดสอบอุปกรณ์แต่ละตัวที่ความดันต่างกัน โดยความดันที่ทำการทดอย่างน้อยหนึ่งค่าเป็นค่าความดัน/สุญญากาศที่ค่าความดันออกแบบที่ต่ำที่สุด และอีกค่าหนึ่งเป็นค่าความดัน/สุญญากาศที่ค่าความดันออกแบบที่สูงที่สุด โดยความดันที่ต้องทดสอบส่วนที่เหลือให้มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอในช่วงระหว่างค่าความดันออกแบบต่ำสุดและสูงสุด ความดันที่ทำการทดสอบทั้งหมดควรเป็นค่าความดันอยู่ในตำแหน่งเปิดเต็มที่

วาล์วระบายความดันที่ใช้กับของเหลวจะเปิดเมื่อความดันเพิ่มสูงถึงระดับหนึ่ง ถ้าความดันยังเพิ่มขึ้นต่อ วาล์วก็จะเปิดมากขึ้น จนความดันสูงถึงระดับหนึ่ง วาล์วก็จะเปิดเต็มที่ ตามย่อหน้าที่สามนี้ ความดันที่ต่ำที่สุดในการทดสอบก็ควรต้องเป็นความดันที่ต่ำที่สุดที่ทำให้วาล์วเปิดเต็มที่ ไม่ใช่ความดันที่ทำให้วาล์วเริ่มเปิด ในกรณีของวาล์วระบายความดันที่ใช้กับแก๊สนั้น เมื่อความดันสูงถึงระดับที่ทำให้วาล์วเปิด วาล์วจะเปิดเต็มที่ทันที ดังนั้นความดันที่ทำให้วาล์วเริ่มเปิดกับความดันที่ทำให้วาล์วเปิดเต็มที่ก็จะเป็นความดันเดียวกัน

ย่อหน้าที่สี่กล่าวว่าสามารถคำนวณค่า Coefficient of Discharge (ค่า K) สำหรับอุปกรณ์แต่ละตัวได้จากสมการที่ (24) คือ K = q_a/q_th เมื่อ q_a คืออัตราการไหลที่ได้จากการทดลอง ส่วน q_th คือค่าอัตราการไหลทางทฤษฎี ในกรณีของหน่วย SI ค่านี้จะมีหน่วยเป็น m³/hr ของตัวกลางที่นำมาทดสอบ (ปรกติจะเป็นอากาศ) โดยคำนวณได้จากสมการที่ (25) (ดูรูปที่ ๒) หรือในหน่วย USC ที่คำนวณได้จากสมการที่ (26) (ดูรูปที่ ๓) โดยที่ตัวแปรต่าง ๆ ในสมการคือ

A_m คือ พื้นที่การไหลที่มีค่าต่ำที่สุดของอุปกรณ์

p_i คือ ค่าความดันสมบูรณ์ที่ทางเข้าของตัวอุปกรณ์

p_o คือ ค่าความดันสมบูรณ์ที่ทางออกของตัวอุปกรณ์

k คือ ค่าอัตราส่วนของค่าความจุความร้อน (คือค่า C_p/C_v โดย C_p คือค่าความจุดความร้อนของแก๊สที่วัดที่ความดันคงที่ ส่วน C_v คือค่าความจุดความร้อนของแก๊สที่วัดที่ปริมรตรคงที่)

T_i คือ อุณหภูมิสัมบูรณ์ที่ทางเข้าของตัวอุปกรณ์

M คือ ค่ามวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของแก๊สที่ใช้ในการทดสอบ

Z_i คือ ค่า compressibility ของแก๊ส (ค่า PV/RT เมื่อ P คือความดัน, V คือปริมาตรจำเพาะ, R คือค่าคงที่ของแก๊ส และ T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์) ที่ทางเข้าของตัวอุปกรณ์ (ในกรณีที่ไม่ทราบค่านี้ให้ใช้ Z = 1.0)

ส่วนตัวแปรต่าง ๆ ต้องมีหน่วยอะไรนั้น ให้ดูรูปที่ ๒ และ ๓

รูปที่ ๓ หัวข้อ 5.3.2.2 วิธีการที่สองคือ Coefficient of Discharge (ต่อ) รูปนี้เป็นสมการในหน่วย USC

รูปที่ ๔ การเขียนกราฟระหว่างค่า K (แกน y) กับค่าอัตราส่วนความดันสัมบูรณ์ (แกน x)

รูปที่ ๔ ยังคงอยู่ในหัวข้อ 5.3.2.2 หลังจากที่ได้ค่า K ที่ความดันต่าง ๆ แล้ว ให้ทำการเขียนกราฟที่มีการปรับใกล้เคียงที่ดีที่สุด (best fit) ระหว่างค่า K หรือ coefficient of discharge (แกน y) กับค่าอัตราส่วนความดันสัมบูรณ์ (แกน x) ค่าสัมประสิทธิ์ที่วัดได้ทุกค่าควรอยู่ในช่วง ±5% จากค่าเฉลี่ย (เส้นทึบหมายเลข 1 ใน Figure 2 - ดูรูปที่ ๔) การคำนวณค่าความสามารถในการระบายที่ความดันใด ๆ ที่อยู่ในช่วงความดันที่ทดสอบ ทำได้โดยคูณค่าอัตราการไหลทางทฤษฎึ (ที่ค่าอัตราส่วนความดันนั้น) ด้วย 0.95 (คือให้คิดเพียงแค่ 95%) กล่าวคือถ้าพิจารณา Figure 2 ในรูปที่ ๔ เส้นทึบหมายเลข 1 คือเส้นเฉลี่ยที่เข้ากับชุดข้อมูลของการทดลองดีที่สุด แต่ในการใช้งานให้ใช้ค่าที่อ่านได้จากเส้นประหมายเลข 3 ที่ให้ค่า K เพียงแค่ 95% ของค่าที่อ่านได้จากเส้นทึบหมายเลข 1

หัวข้อ 5.3.2.2.2 (รูปที่ ๕) เกี่ยวกับการหาค่า K หรือ coefficient of discharge สำหรับวาล์วแต่ละตัว โดยย่อหน้าแรกกล่าวว่าสามารถหาค่า coefficient of discharge ของอุปกรณ์สำหรับแต่ละขนาดได้ด้วยวิธีการต่อไปนี้

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่าทำการทดสอบอุปกรณ์จำนวน 4 ตัว โดยใช้การรวมกันของขนาดท่อและขนาด orifice ขนาดต่าง ๆ โดยความดันทดสอบอย่างน้อยหนึ่งความดันต้องเป็นค่าความดันออกแบบที่เป็นค่าต่ำสุดของความดัน/สุญญากาศของอุปกรณ์ และอีกค่าหนึ่งต้องเป็นค่าความดันออกแบบที่เป็นค่าสูงสุดของความดัน/สุญญากาศของอุปกรณ์ ความดันทดสอบส่วนที่เหลือให้กระจายค่าอยู่ระหว่างค่าความดันสองค่านี้อย่างสม่ำเสมอ และค่าความดันทดสอบทุกความดันควรเป็นค่าที่ทำให้วาล์วมีการยกตัวจนกระทั่งอัตราการไหลถูกควบคุมด้วยขนาดของ nozzle หรือจนกระทั่งวาล์วมีการยกตัวจนสุด

หมายเหตุ : อัตราการไหลผ่านวาล์วถูกควบคุมด้วยขนาดของช่องระบายและระดับการยกตัวของวาล์ว ถ้าช่องระบายมีขนาดเล็ก อัตราการไหลผ่านจะถูกควบคุมด้วยขนาดของช่องเปิด (คือแม้ว่าวาล์วจะยกตัวเพิ่มขึ้นไปอีก อัตราการไหลก็จะไม่เพิ่มขึ้น) แต่ถ้าช่องระบายมีขนาดใหญ่พอ อัตราการไหลผ่านจะถูกควบคุมด้วยระดับการยกตัวของวาล์ว ที่จะมากที่สุดเมื่อวาล์วยกตัวเต็มที่

รูปที่ ๕ หัวข้อ 5.3.2.2.2 และ 5.3.3

หัวข้อ 5.3.3 (รูปที่ ๔) เป็นเรื่องของวิธีการคำนวณการะบายผ่านฝาครอบช่องสำหรับให้คนเข้าไปตรวจสอบ (Manhole cover) ห้วข้อนี้กล่าวว่า ความสามารถในการระบายที่ความดันใด ๆ เมื่อฝาครอบช่องสำหรับให้คนเข้าไปตรวจสอบนั้นเปิดเต็มที่สามารถคำนวณได้ด้วยการเอาค่าอัตราการไหลทางทฤษฎีที่บรรยายไว้ในหัวข้อ 5.3.2.2.0 ด้วย 0.5

ถ้าฝาครอบนี้อยู่บนหลังคาถังเก็บ มันก็อาจจะวางปิดไว้เฉย ๆ เผื่อว่าถ้าความดันในถังเก็บเพิ่มสูงขึ้นรวดเร็ว มันก็จะถูกดันให้เปิดออกเพื่อช่วยระบายความดัน (ทำหน้าที่เสมือน explosion relief panel)

หรือในกรณีที่ไม่ใช่การเดินเครื่องปรกติ เช่นระหว่างการซ่อมบำรุง ที่ต้องมีการระบายอากาศในถังเก็บ ก็จะเปิดฝาครอบนี้เอาไว้ นอกจาก Manhole ก็ยังมี Handhole ที่เป็นช่องขนาดเล็กสำหรับสอดมือเข้าไปภายในได้

เนื้อหาในตอนนี้มีการกล่าวถึงค่าความดัน (หรือสุญญากาศ) ออกแบบค่าต่ำสุด และค่าความดัน (หรือสุญญากาศ) ออกแบบค่าสูงสุด เพื่อที่จะทำความเข้าใจตรงนี้เราลองมาทำความรู้จักกับค่าความดันต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบถังความดันและการตั้งค่าการเปิดของวาล์วระบายความดัน รูปที่ ๖ นำมาจาก Figure 4 ของเอกสาร API RP 521 ฉบับปีค.ศ. ๑๙๙๗ (ฉบับปีค.ศ. ๒๐๐๗ ไม่มีรูปนี้แล้ว) ตัวเลขในคอลัมน์กลางของรูปที่ค่าความดันภายในภาชนะรับความดัน หน่วยเป็นเปอร์เซนต์ของค่าความดันออกแบบ (Desing pressure) หรือความดันใช้งานสูงสุดที่ยอมได้ (Maximum allowable working pressure) โดยให้ค่าความดันนี้เท่ากับ 100% (การทดสอบ hydrostatic test หรือความสามารถในการรับความดันด้วยการใช้การอัดน้ำ กระทำที่ 150% ของค่าความดันนี้) เราจะลองไล่ดูตั้งแต่ล่างขึ้นบน

ที่ 90% คือค่าความดันสูงสุดของการทำงานปรกติ (usual maximum operating pressure) คือต้องดูว่าการใช้งานตามปรกตินั้นมีรูปแบบการทำงานแบบใดบ้าง และรูปแบบใดที่มีค่าความดันใช้งานปรกติสูงสุด ความดันนี้จะเป็นค่าความดันมาตรฐานในการทดสอบการรั่วซึมของระบบ

ที่ 98% คือค่าความดันที่วาล์วระบายความดันเริ่มทำการขยับตัวก่อนเปิดเต็มที่ที่ 100% (ช่วงที่เขียนว่า Simmer) แต่เมื่อความดันลดลงเหลือ 100% แล้ววาล์วจะยังไม่ปิด จะปิดก็ต่อเมื่อความดันลดลงเหลือ 92.5% (รูปแบบการเปิด-ปิดของวาล์วระบายความดันแก๊สเป็นอย่างนี้) ช่วงความดันระหว่าง 92.5-100% คือช่วง blowdown period หรือระบายทิ้ง

ถ้าภาชนะรับความดันได้รับการป้องกันด้วยวาล์วระบายความดันเพียงตัวเดียว ก็จะตั้งให้วาล์วนั้นเปิดที่ค่าความดัน 100% แต่ถ้ามีการติดตั้งมากกว่า 1 ตัว จะตั้งให้วาล์วตัวที่สองเปิดที่ 105% (Maxium allowable set pressure for supplemental valve) ถ้ายังมีวาล์วระบายความดันตัวอื่นเพิ่มอีก ก็จะตั้งให้เปิดที่ความดันสูงขึ้นไปทีละขั้น

เมื่อวาล์วระบายความดันเริ่มเปิด ความดันในถังก็ยังอาจเพิ่มสูงขึ้นได้อีกถ้าหากอัตราการเพิ่มความดันนั้นสูงกว่าอัตราการระบายออก สำหรับการทำงานทั่วไปนั้นความดันที่เพิ่มสูงขึ้นไม่ควรเกิน 109% (Overpressure - typical) และค่า 110% ถือว่าเป็นค่าความดันสะสมสูงสุดที่ยอมรับได้ (Maxium allowable accumulation pressure) ได้ในการที่มีการติดตั้งวาล์วเพียงตัวเดียวและไม่ใช่กรณีถูกไฟคลอก และยังเป็นค่าความดันสะสมสูงสุดที่ยอมรับได้ในการที่มีการติดตั้งวาล์วมากกว่า 1 ตัวและเป็นกรณีที่ถูกไฟคลอก

ค่า 110% ยังเป็นค่าความดันสูงสุดสำหรับการออกแบบกระบวนการในกรณีที่มีการติดตั้งวาล์วระบายความดัน

ค่า 116% คือค่าความดันสะสมสูงสุดที่ยอมรับได้ในกรณีที่มีการติดตั้งวาล์วระบายความดันมากกว่า 1 ตัว (ถ้ามีตัวเดียวยอมให้เพิ่มได้เพียงแค่ 110%) และค่านี้ยังเป็นค่าความดันสูงสุดสำหรับการออกแบบกระบวนการในกรณีที่มีการติดตั้งวาล์วระบายความดันมากกว่า 1 ตัว

ค่า 121% คือค่าความดันสะสมสูงสุดที่ยอมรับได้เฉพาะกรณีที่ภาชนะถูกไฟครอกเท่านั้น และเป็นค่าความดันในการระบายสูงสุดสำหรับการหาขนาดในกรณีที่ภาชนะถูกไฟครอก

รูปที่ ๖ ระดับความดันสำหรับปรับตั้งการทำงานให้กับวาล์วระบายความดัน รูปนี้นำมาจาก API RP 521 Guide for pressure-relieving and depressuring systems ฉบับปีค.ศ. ๑๙๙๗ (พ.ศ. ๒๕๔๐) แต่พอเป็นฉบับปีค.ศ. ๒๐๐๗ (พ.ศ. ๒๕๕๐) ก็ไม่มีแล้ว (RP ย่อมาจาก Recommended Practice) ตัวเลขตรงแถวกลางคือเปอร์เซนต์ความดันใช้งานสูงสุดที่ยอมได้ (ความดันเกจ) ฝั่งด้านซ้ายคือสิ่งที่ต้องพึงคำนึงในการทำงานของภาชนะความดัน ฝั่งด้านขวาคือลักษณะการทำงานของวาล์วระบายความดัน

ภาพสุดท้ายนี้ไม่เกี่ยวอะไรกับบทความนี้เลย เพียงแค่ขอเอารูปตัวที่มานอนที่เท้าเป็นประจำเวลานั่งเขียน Memoir มาลงไว้เป็นที่ระลึกแค่นั้นเอง

 

การวินิจฉัยการเข้าข่ายสินค้าที่ใช้ได้สองทาง ตัวอย่างที่ ๒๓ เครื่องยนต์ดีเซล MO Memoir : Sunday 10 November 2567

สัปดาห์ที่แล้วเห็นมีผู้แชร์ข้อความที่มีเนื้อหาเกี่ยวกับการเก็บภาษีเครื่องยนต์ดีเซลที่มีการนำเข้าเพื่อไปใช้กับยานพาหนะทางบกที่นำไปใช้งานด้านการทหารได้ โดยเนื้อหานั้นเป็นการไปสัมภาษณ์ทางผู้ผลิตยานพาหนะ ในที่นี้ตัดมาเฉพาะส่วนที่มีการเกี่ยวข้องกับสินค้าที่ใช้ได้สองทางดังแสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่าง ลองอ่านดูเล่น ๆ ก่อนแล้วกันนะครับ

รูปที่ ๑ เนื้อหาข่าวที่เป็นต้นเรื่องในวันนี้  (https://www.prachachat.net/economy/news-1688157)

ในบทความนี้มีผู้เกี่ยวข้องอยู่ ๔ คน กล่าวคือคนที่ ๑ และคนที่ ๒ เขาคุยกัน จากนั้นคนที่ ๓ ก็ไปคุยกับคนที่ ๒ ทำให้ได้ข้อมูลมาเขียนให้คนที่ ๔ ซึ่งก็คือเราเองอ่าน ดังนั้นข้อความที่ปรากฏในรูปที่ ๑ ก็ถือว่าผ่านการถ่ายทอดมาถึง ๓ ทอด ส่วนที่ว่าการถ่ายทอดนั้นมันมาได้ครบไม่ผิดพลาด หรือมีความผิดเพี้ยนไปแค่ไหนในขั้นตอนใดเราคงบอกไม่ได้ แต่สิ่งที่อยากให้ดูคือข้อความที่ขีดเส้นใต้สีแดงเอาไว้ว่ามันสมเหตุสมผลหรือไม่

เดาว่าคนจำนวนไม่น้อยที่อ่านข้อความที่ขีดเส้นใต้ ก็จะคิดว่าพอเครื่องยนต์ถูกตีความเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง ก็เลยเสียภาษี 30%

เครื่องยนต์ที่ใช้กับยานยนต์ขับเคลื่อนหลักบนบกมีอยู่ ๒ ประเภทหลักคือเครื่องยนต์เบนซินกับเครื่องยนต์ดีเซล (มันยังมีเครื่องยนต์กังหันแก๊สอีก แต่ก็ใช้กับยานพาหนะพิเศษบางชนิดเช่นรถถังหลักของบางประเทศ) เครื่องยนต์เบนซินนั้นไม่ถูกจัดว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง แต่ตัวเครื่องยนต์ดีเซลนั้น "บางชนิด" เท่านั้นที่ถูกจัดว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง

รูปที่ ๒ เครื่องยนต์ดีเซลที่ถูกจัดว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง

เมื่อลองค้นดูใน EU List ฉบับปีค.ศ. ๒๐๒๓ ก็จะพบว่า "เครื่องยนต์ดีเซล" (ตัวเครื่องยนต์ทั้งตัว) ที่เป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทางนั้นปรากฏอยู่ในหัวข้อ 8A002.j.2 ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ดีเซลที่ได้รับการ "ออกแบบมาเป็นพิเศษ" สำหรับ "การใช้งานใต้น้ำ" สำหรับเรือ (รูปที่ ๒) คือหัวข้อ 8A002 นั้นระบุไว้ว่าสำหรับเรือ ข้อย่อย j ระบุต่อว่าเป็นระบบที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับใช้งานใต้น้ำ และข้อย่อยที่ 2 ระบุต่อไปว่าในกรณีของเครื่องยนต์ดีเซลนั้น ต้องมีคุณสมบัติใดบ้าง จึงจะถือว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง

คือเราสามารถเอาเครื่องยนต์ดีเซลธรรมดาไปใช้กับเรือที่เคลื่อนที่ใต้ผิวน้ำได้ แต่นั่นหมายถึงต้องมีท่อดูดอากาศเข้าที่โผล่พ้นผิวน้ำ และท่อระบายไอเสียออกที่ต้องโผล่พ้นผิวน้ำเช่นกัน (เรือดำน้ำที่ใช้ในการรบสมัยก่อนจึงต้องโผล่ขึ้นเหนือผิวน้ำในตอนกลางคืน (หลีกเลี่ยงการตรวจจับ) เพื่อเดินเครื่องยนต์ดีเซลเพื่อชาร์ตแบตเตอรี่

ไอเสียที่ออกมาจากเครื่องยนต์ดีเซลนอกจากจะมีแก๊สพิษจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ (carbon monoxide) ก็ยังมีสารประกอบไนโตรเจนออกไซด์ด้วย (มีมากกว่า carbon monoxide อีก) การป้องกันไม่ให้เกิดแก๊สไนโตรเจนออกไซด์ทำได้ด้วยการใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์แทนการใช้อากาศ (ที่มีไนโตรเจนอยู่ 79%) แต่ออกซิเจนบริสุทธิ์ทำให้เชื้อเพลิงเผาไหม้รุนแรง เลยต้องทำการเจือจางด้วยการใช้แก๊สเฉื่อยเช่นอาร์กอน (ในข้อย่อย a ไม่พูดถึงไนโตรเจนมอนออกไซด์ แต่ในข้อย่อย b ระบุถึงการใช้ monoatomic gas ซึ่งตัวที่มีมากสุดและราคาถูกสุดในธรรมชาติคืออาร์กอน ที่ได้จากการกลั่นแยกอากาศ) ซึ่งจำเป็นสำหรับการเริ่มต้นเดินเครื่อง แต่เมื่อเครื่องยนต์เริ่มเดินแล้วก็สามารถหมุนเวียนเอาคาร์บอนไดออกไซด์ในแก๊สไอเสียมาใช้แทนอาร์กอนได้ ส่วนพวกคาร์บอนมอนออกไซด์ ฝุ่นอนุภาค และคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกิน ก็ให้ระบบบำบัดทำการจับเอาไว้ ไม่ให้ปลดปล่อยออกมา (ที่น่าสนใจคือข้อ 8A002.j.2.a กล่าวถึงการใช้ scrubber หรือ absorber (ในทางเทคนิคคือใช้ของเหลว) แต่ไม่ได้กล่าวถึงการใช้ adsorber (คือใช้ของแข็ง) ดังนั้นถ้าเปลี่ยนไปใช้ adsorber มันจะไม่เข้าข่ายหรือไม่)

รูปที่ ๓ เครื่องยนต์ดีเซลอื่น ๆ นอกเหนือจากสำหรับใช้กับยานพาหนะใต้น้ำ ไม่จัดว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง แต่ "เทคโนโลยี" สำหรับการพัฒนาและผลิต ถูกจัดว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง

เครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้สำหรับยานรบบนบก (เช่นรถถัง รถหุ้มเกราะ) ไม่ถูกจัดว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง (คือมันคงเป็นสินค้าที่ใช้ได้ทางเดียว และคงถูกควบคุมด้วยกฎหมายอื่นเช่นกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับยุทธภัณฑ์) แต่เทคโนโลยีที่ใช้กในการพัฒนาและผลิตเครื่องยนต์แบบนี้ถือว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง โดยอยู่ในหัวข้อ 9E003.e

คือเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถใช้ในการออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้ในทางทหารได้ (เครื่องยนต์ดีเซลที่เป็นสินค้าใช้ในทางทหารก็ต้องมีคุณสมบัติตามที่ระบุไว้ในข้อย่อย 1-3) หัวข้อ 9E003.f นั้นเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีที่ใช้สำหรับออกแบบชิ้นส่วนประกอบเครื่องยนต์ (ไม่ใช่เครื่องยนต์ทั้งตัว) ส่วนหัวข้อ 9E003.g นั้นเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการหล่อลื่นผนังกระบอกสูบที่ทำงานได้ที่อุณหภูมิสูง

แล้วตัวเลขภาษี 30% มาจากไหน มันอยู่ในพิกัดอัตราภาษีศุลกากร (รูปที่ ๔) ที่ในส่วนของเครื่องยนต์ดีเซลสารพัดรูปแบบนั้นไม่ว่าจะอยู่ในหมวดพิกัดย่อยอะไรนั้น เห็นเรียกเก็บภาษี 30% เหมือนกันหมด คือมันไม่เกี่ยวข้องว่าเครื่องยนต์ดังกล่าวนั้นเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทางหรือไม่

รูปที่ ๔ อัตราภาษีสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลอยู่ในหมวด 84 ที่มีแยกย่อยออกไปอีก แต่ที่เหมือนกันคือเก็บภาษี 30%

ทีนี้พอลองตรวจสอบข่าวเดียวกันกับสำนักข่าวอื่น ก็พบว่าเนื้อหามีความแตกต่างกัน เช่นที่นำมาแสดงในรูปที่ ๕ ในบทความนี้ไม่มีการกล่าวถึงสินค้าที่ใช้ได้สองทาง แต่มีการกล่าวว่าขึ้นกับ "ดุลพินิจ" ของศุลกากร ซึ่งไม่รู้เหมือนกันว่าใช้ดุลพินิจตีความในเรื่องใด

แต่ข้อความตรงนี้มันก็มีข้อให้ถกเถียงเช่นกัน กล่าวคือผู้นำเข้ามองว่าเครื่องยนต์ที่นำเข้ามานั้นเป็นเครื่องยนต์ที่ใช้สำหรับยานเกราะ ต้องมีการขออนุญาตเป็นพิเศษทั้งจากประเทศผู้ส่งออกและประเทศผู้นำเข้า และไม่สามารถเอาเครื่องยนต์ธรรมดามาใช้กับยานเกราะได้ ในขณะที่เจ้าหน้าที่อาจมองว่าเครื่องยนต์แบบนี้สามารถนำไปใช้กับยานยนต์ธรรมดาได้ (คือมองคนละมุมกัน)

สินค้าใดที่จัดว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทางนั้นจะต้องมีคุณลักษณะเป็นไปตามที่กำหนดโดย EU List ในขณะที่การนำเข้าและส่งออกนั้นใช้ HS code เป็นตัวระบุชนิดสินค้า (รหัสมาตรฐานที่ศุลกากรทั่วโลกใช้เพื่อให้เข้าใจตรงกัน) จึงมีการเทียบว่าสินค้าที่ใช้ได้สองทางแต่ละชิ้นมีโอกาสไปอยู่ใน HS code ใด แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าสินค้าทุกตัวใน HS code นั้นถือว่าเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง ควรต้องพิจารณาเป็นกรณีไป

 

รูปที่ ๕ ข่าวเดียวกัน แต่จากอีกสำนักข่าวหนึ่ง (https://www.thansettakij.com/business/trade-agriculture/611005) เนื้อหาข่าวมีรายละเอียดและข้อความที่แตกต่างกันอยู่กับข่าวในรูปที่ ๑