เพลิงไหม้และการระเบิดที่โรงงานผลิต HDPE เนื่องจากเฮกเซนรั่วที่ slurry cooler MO Memoir : Thursday 23 January 2568

ปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ในเฟสสเลอรี่ (slurry) มันมีข้อดีตรงที่คุมอุณหภูมิได้ง่าย เพราะมีตัวทำละลายทำหน้าที่เป็นแหล่งรับความร้อนจากปฏิกิริยาและนำความร้อนไปทิ้งให้กับน้ำหล่อเย็น แต่มีข้อเสียตรงที่เกิดการอุดตันในระบบได้ง่าย และการแก้ไขปัญหาการอุดตันนี้ก็นำมาซึ่งการระเบิดหลายครั้ง อย่างเช่นในเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้

เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในประเทศเกาหลีใต้ในเดือนตุลาคม ค.ศ. ๒๐๐๓ (พ.ศ. ๒๕๔๖) ณ โรงงานผลิตพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ณ เมือง Yeosoo (สะกดตามเอกสาร แต่ถ้าค้นดูในอินเทอร์เน็ตจะเป็น Yeosu) รายละเอียดเหตุการณ์ปรากฏในเอกสารชื่อ "Investigation report : Explosion in HDPE plant" จัดทำโดย Korea occupational safety & health agency (เอกสารต้นเรื่องของเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้) สาเหตุของการระเบิดเกิดจากการเปิดวาล์วผิดพลาด (วาล์วควบคุมอัตโนมัติ) ทำให้นอร์มัลเฮกเซน (ที่มีอุณหภูมิสูงแต่เป็นของเหลวภายใต้ความดัน) รั่วไหลออกทางท่อขนาด 10" ที่เปิดอยู่ ตามด้วยการระเบิด ทำให้โอเปอร์เรเตอร์เสียชีวิต ๑ รายและบาดเจ็บสาหัสอีก ๗ ราย สภาพโรงงานหลังการระเบิดแสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่าง

ในเหตุการณ์นี้เขาบอกว่าท่อที่เปิดอยู่เพราะถอด "strainer" ออกไปทำความสะอาดและยังไม่ได้ติดตั้งคืน ซึ่งโดยส่วนตัวเองสงสัยว่าทำไมไปมี strainer อยู่ตรงนั้น ประเด็นนี้ขอเก็บเอาไว้ก่อน แต่ก่อนอื่นจะขอขยายความก่อนว่า slurry cooler คืออะไร มีไว้ทำไม

รูปที่ ๑ สภาพหน่วยผลิตหลังการระเบิด (จากเอกสารต้นเรื่อง)

รูปที่ ๒ เป็นแผนผังส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับ polymerisation reactor ในการทำปฏิกิริยานั้นใช้ n-hexane เป็นตัวทำละลายลาย ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกละลายในเฮกเซน ส่วนสารตั้งต้นที่เป็นแก๊สจะถูกฉีดลงไปที่บริเวณส่วนล่างของถังปฏิกรณ์ ส่วนหนึ่งจะละลายเข้าไปในเฮกเซน เกิดปฏิกิริยากลายเป็นผงพอลิเมอร์แขวนลอยอยู่ในเฮกเซน แก๊สที่ไม่ละลายเข้าไปในเฮกเซนและเฮกเซนที่ระเหยออกมาเนื่องด้วยความร้อนที่ปฏิกิริยาคายออกมา จะลอยสู่ด้านบนไปยังเครื่องควบแน่น (ทางท่อ recycle gas 18") ไปยังเครื่องควบแน่นเพื่อควบแน่นเอาเฮกเซนออกมาและลดอุณหภูมิแก๊ส เฮกเซนที่ควบแน่นออกมาก็จะถูกส่งกลับมายังถังปฏิกรณ์ใหม่ ส่วนแก๊สที่ผ่านการลดอุณหภูมิแล้วก็จะถูกผสมเข้ากับสารตั้งต้นใหม่ (เพื่อชดเชยส่วนที่ทำปฏิกิริยาไป) และอัดกลับเข้าสู่ถังปฏิกรณ์

รูปที่ ๒ ระบบ slurry cooler ของ polymerisation reactor (จากเอกสารต้นเรื่อง)

หัวใจสำคัญของการทำปฏิกิริยานี้คือการระบายความร้อน ถ้าสามารถระบายความร้อนได้มากก็จะทำให้สามารถทำปฏิกิริยาได้มากขึ้น ได้ผลิตภัณฑ์มากขึ้น (คือสามารถเพิ่มกำลังการผลิตได้ด้วย reactor ตัวเดิม) การระบายความร้อนหลักนั้นผ่านทางการระเหยของตัวทำละลาย รองลงไปก็คือผ่าน jacket รอบตัว reactor ที่มีน้ำหล่อเย็นไหลผ่าน ถ้าต้องการเพิ่มการระบายความร้อนอีกก็ต้องติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพิ่มเติม ด้วยการดึงเอาเฮกเซนที่มีผงพอลิเมอร์ของแข็งแขวนลอยอยู่ (ที่เรียกว่า slurry) ออกจาก reactor มาผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และ slurry ที่เย็นตัวลงแล้วนี้กลับไปยัง reactor ใหม่ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำหน้าที่ตรงนี้คือ "slurry cooler"

โรงงานแห่งนี้มี slurry cooler สองตัว ท่อจาก reactor เป็นท่อขนาด 10" มีวาล์วควบคุมการเปิดปิดได้จากห้องควบคุมติดตั้งอยู่ 1 ตัว (remote on-off valve) จากนั้นจึงมาถึง strainer แล้วจึงเข้าสุ่ด้านขาเข้าของปั๊มที่สูบ slurry จากถังปฏิกรณ์ป้อนไปยัง slurry cooler และวนกลับไปยังถังปฏิกรณ์ใหม่ ตัวที่เกิดเหตุคือตัวที่สอง

สวิตช์ควบคุมการเปิดปิดของ remote on-off valve มีอยู่สองตำแหน่ง ตำแหน่งแรกอยู่ที่ห้องควบคุม ตำแหน่งที่สองอยู่บริเวณตัววาล์ว (ที่เรียกว่า local) ในการทำงานปรกตินั้นสวิตช์ที่ตำแหน่ง local ต้องอยู่ที่ตำแหน่ง ON จึงจะสามารถควบคุมการเปิดปิดจากห้องควบคุมได้

ช่วงบ่ายของวันที่เกิดเหตุ มีการถอดเอา strainer ของ slurry cooler pump ตัวที่สองออกมาทำความสะอาด โดยได้ทำการปิด remote on-off valve แต่สวิตช์ที่ตำแหน่ง local (เป็นแบบ mechanical) นั้นยังคงอยู่ที่ตำแหน่ง ON และปลายท่อที่เปิดอยู่นั้นก็ไม่ได้ปิดด้วย blind flange (รูปที่ ๓) การล้างทำความสะอาดเสร็จตอนประมาณห้าโมงเย็นทางโอเปอร์เรเตอร์ก็พักรับประทานอาหารเย็นและไปเสร็จตอนประมาณ ๑๗.๔๐ น เวลาก่อนหกโมงเย็นเล็กน้อยเกิดความผิดพลาดในการทำงาน (รายงานไม่บอกสาเหตุ) ทำให้มีการเปิด remote on-off valve จากห้องควบคุมโดยที่ยังไม่ได้ทำการประกอบ strainer กลับคืนเดิม ส่งผลให้เฮกเซนที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิ 85ºC ภายใต้ความดันประมาณ 4 kg/cm² รั่วไหลออกมา พอออกสู่ความดันบรรยากาศก็ระเหยกลายไปไอทัน ตามด้วยการระเบิดและเพลิงไหม้

รายงานได้เสนอแนวทางการป้องกันทางด้านเทคนิคบางแนวทางเพื่อไม่ให้เกิดเหตุการณ์เดิมซ้ำอีกดังนี้

๑. ควรติดตั้ง shut off valve แบบ manual ได้ทางด้าน upstream ของ strainer (ต้องเป็น ball valve ด้วยเพราะของเหลวในท่อมันเป็น slurry แต่วาล์วขนาด 10" เนี่ย ด้ามหมุนวาล์วจะยาวประมาณเมตรครึ่ง)

๒. ติดตั้ง strainer สำรอง เพื่อที่จะได้ไม่ต้องหยุดการทำงานของ slurry pump (คือใช้งานเพียงแค่ตัวเดียว พอมันตันก็เปลี่ยนไปใช้ตัวสำรองและถอดตัวที่ตันออกมาทำความสะอาด แต่การทำแบบนี้ก็ต้องมีการติดตั้ง ball valve ทั้งทางด้านหน้าและด้านหลังของ strainer แต่ละตัวด้วย)

๓. เปลี่ยนสวิตช์ควบคุมการทำงานของ remote on-off valve ที่ติดตั้งอยู่ที่ตำแหน่ง local ให้เป็นชนิด electric โดยให้ไปผูก (interlock) ไว้กับการทำงานของ slurry cooler pump โดยถ้าปั๊มตัวนี้หยุดทำงานก็ให้ remote on-off valve ปิดตามไปด้วย และจะไม่สามารถสั่งเปิดวาล์วได้ถ้า slurry cooler pump ยังปิดอยู่

แต่สิ่งสำคัญสิ่งหนึ่งที่รายงานนี้ไม่ได้กล่าวไว้ แต่ปรากฏเป็นประจำสำหรับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอังกฤษคือ ต้องทำการปิดปลายท่อที่เปิดอยู่นั้นด้วย blind flange คือห้ามไว้ใจการปิดกั้นการไหลด้วยการพึ่งพาวาล์วเพียงตัวเดียว และเมื่อปิดด้วย blind flange ก็ต้องปิดให้แนบสนิทไม่ให้เกิดการรั่วไหลได้ ไม่เช่นนั้นจะเกิดเหตุการณ์แบบเดียวกับกรณีของแท่นขุดเจาะน้ำมัน piper alpha ของอังกฤษเมื่อปีค.ศ. ๑๙๘๘ ได้ (ดาวน์โหลดรายงานการสอบสวนเอาไว้แล้ว แต่ไม่ได้โอกาสที่จะเขียนเรื่องนี้สักที)

รูปที่ ๓ ตำแหน่งที่ถอด strainer ออกไป (จากเอกสารต้นเรื่อง)

ทีนี้ก็มายังข้อสงสัยส่วนตัวที่เกริ่นไว้ตอนแรกว่า ทำไมจึงมี strainer ไปโผล่อยู่ทางด้านขาเข้าของปั๊ม คือผมสงสัยว่าทำไมมันต้องมี ยังนึกหาเหตุผลที่ดีไม่ได้ คงต้องขอให้ผู้รู้มาช่วยอธิบาย

ปรกติเราจะ strainer เวลาที่เราไม่ต้องการให้มีของแข็งปนในของเหลวที่ไหลเข้าปั๊ม ซึ่งสำคัญสำหรับปั๊มที่โครงสร้างมีค่า clearance น้อยเช่นปั๊มที่สร้างความดันได้สูง แต่ในกรณีนี้ปั๊มที่ใช้ไม่จำเป็นต้องสร้างความดันได้สูง เพราะทำเพียงแค่หมุนเวียนของเหลวทางด้านล่างของ reactor กลับเข้าไปทางด้านบนแต่นั้นเอง

ในการสูบของเหลวที่มีของแข็งปะปนอยู่น้อย การใช้ strainer ก็ช่วยในการดักของแข็งนั้นไม่ให้ไปทำความเสียหายภายในปั๊มได้ หรือในงานเช่นการสูบของเหลวจากด้านล่างของถังที่มีของแข็งนอนก้นอยู่ ก็ใช้การวางให้ปลายท่อดูดนั้นอยู่สูงจากระดับของแข็งที่นอนก้นอยู่เพื่อลดการดูดของแข็งเข้ามา และใช้ strainer ดักเอาของแข็งที่หลุดรอดเข้ามาเอาไว้ แต่สิ่งสำคัญสิ่งหนึ่งที่ต้องคำนึงคือ strainer จะไปลด NPSHa หรือ net positive suction head avaiable ของปั๊ม

ในกรณีนี้ของเหลวใน reactor เป็น slurry phase คือมีผงอนุภาคพอลิเมอร์จำนวนมากแขวนลอยกระจายทั่วไปในเฮกเซน strainer ที่ติดตั้งเข้าไปจะอุดตันได้เร็ว และด้วยการที่ผงพอลิเมอร์นั้นไม่ได้มีความแข็งเหมือนกับหินหรือทราย การเลือกใช้ปั๊มที่ทำงานได้ดีกับของเหลวที่มีของแข็งที่เป็นผงละเอียดแขวนลอยอยู่ก็น่าจะเพียงพอแล้ว

เรื่องการระเบิดของโรงงานนี้เท่าที่หาเจอ (ที่เป็นภาษาอังกฤษ) ก็มีแค่รายงานการสอบสวนที่มีเนื้อหาสั้น ๆ เพียงแค่ ๙ หน้า แต่ในข่าวการระเบิดของโรงงานแห่งเดียวกันนี้ในอีก ๑๐ ปีต่อมาในปีค.ศ. ๒๐๑๓ ที่ทำให้มีผู้เสียชีวิต ๗ ราย ก็มีการกล่าวถึงการระเบิดในปีค.ศ. ๒๐๐๓

อ่านเรื่องนี้แล้วทำให้นึกถึงการระเบิดของโรงงาน HDPE ในไทยเมื่อธันวาคม ๒๕๓๑ ว่า การรั่วไหลนั้นอาจเกิดจากบริเวณ slurry cooler เช่นกัน (ดูเรื่อง "UVCE case 1TPI 2531(1988)" MO Memoir : Wednesday 29 August 2561)

พังเพราะปิดวาล์วผิดลำดับ MO Memoir : Tuesday 21 January 2568

เมื่อเหตุเกิดที่อุปกรณ์ตัวเดียวกัน ทำผิดพลาดแบบเดียวกัน แต่ความเสียหายออกมาแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

เป็นมาตรฐานที่บังคับใช้กันทั่วไปที่ภาชนะรับความดัน (ที่อยู่ภายใน) ต้องได้รับการป้องกันจากความดันภายในที่สูงเกิน และวิธีการที่บังคับใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคือการติดตั้งอุปกรณ์ระบายความดัน โดยในระหว่างการทำงานนั้น เส้นทางระหว่างตัวภาชนะและด้านขาเข้าของอุปกรณ์ระบายความดัน และเส้นทางระหว่างด้านขาออกของอุปกรณ์ระบายความดันกับจุดที่สามารถระบายความดันออกได้อย่างปลอดภัยนั้น ต้องไม่ถูกปิดกั้น กล่าวคือต้องเปิดโล่งตลอดเวลา

หมายเหตุ :

๑. ภาชนะรับความดันในที่นี้ไม่จำเป็นต้องเป็น vessel นะ อาจเป็นระบบท่อก็ได้ เช่นท่อที่อยู่ถัดจากวาล์วลดความดัน หรือท่อลำเลียงของเหลวที่มีโอกาสที่ปลายทั้งสองข้างถูกปิดสนิท

๒. อีกวิธีหนึ่งในการป้องกันไม่ให้ภาชนะรับความดันเกิดความเสียหายจากความดันสูงเกิน คือการออกแบบให้สามารถรับความดันได้สูงเกินกว่าความดันที่สามารถจะเกิดขึ้นได้ในระบบ เช่นในกรณีของการสูบของเหลวที่ความดันบรรยากาศด้วยปั๊มหอยโข่งส่งเข้าถังเก็บ ความดันสูงสุดที่จะเกิดขึ้นได้คือความดันที่ปั๊มหอยโข่งนั้นทำได้ (เกิดเมื่อด้านขาออกถูกปิดกั้น) แต่ถ้าจะใช้วิธีการนี้ต้องไปดูว่ากฎหมายในพื้นที่ที่โรงงานนั้นตั้งอยู่ยินยอมให้ทำเช่นนี้ได้ไหม

๓. วาล์วระบายความดันอาจถูกติดตั้งเข้าบนตัว vessel โดยตรง หรือมีท่อเชื่อมต่อเพื่อให้สามารถระบายของไหลนั้นออกไปยังตำแหน่งที่เหมาะสมได้ ถ้าเป็นสารที่ไม่อันตรายเช่นอากาศและน้ำ ก็จะระบายออกสู่บรรยากาศโดยตรง แต่ถ้าเป็นสารที่อันตรายก็จะระบายเข้าสู่ระบบท่อที่นำไปสู่ระบบกำจัดที่เหมาะสม (เช่น ระบบเผาแก๊สทิ้ง, ระบบ scrubber)

ในบางโรงงานนั้นอาจเลือกที่จะไม่ให้มีการติดตั้ง block valve ทั้งด้านขาเข้าและขาออกของอุปกรณ์ระบายความดัน (ซึ่งอาจเป็น safety valve หรือ relief valve หรือ rupter disk) วิธีการนี้ทำให้มั่นใจว่าด้านขาเข้าและด้านขาออกของอุปกรณ์ระบายความดันนั้นไม่มีโอกาสถูกปิดกั้น แต่จะมีปัญหาคือถ้า releif valve เกิดการรั่วไหล (เพราะปิดไม่สนิท) หรือ rupture disk ทำงาน จะไม่สามารถถอดวาล์วตัวนั้นออกมาซ่อมหรือทำการเปลี่ยน rupture disk ได้ เว้นแต่จะต้องหยุดเดินเครื่องหน่วยผลิตนั้น (ซึ่งแน่นอนว่าเป็นงานใหญ่กว่างานถอดวาล์วเพียงตัวเดียวออกมาซ่อมมาก)

ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการออกแบบให้สามารถทำการตัดแยกระบบ (isolation) อุปกรณ์ระบายความดันได้ แต่ตัวภาชนะรับความดันดังกล่าวต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์ระบายความดันสำรอง ที่มี block valve ปิดกั้นการทำงาน และต้องออกแบบให้ที่เมื่อตัดอุปกรณ์ระบายความดันตัวหนึ่งออกจากระบบ จะต้องเปิดการใช้งานอุปกรณ์ระบายความดันอีกตัวหนึ่งแทน เช่นการใช้ change over valve สำหรับติดตั้งวาล์วระบายความดันสองตัว (ถ้าสงสัยว่าหน้าตาเป็นอย่างไรก็ลองใช้คำค้นหา "change over valve for safety valve" ดู) หรือถ้าจะให้วาล์วระบายความดันแต่ละตัวนั้นมีระบบ block valve ของตัวเอง (คือทำงานเป็นอิสระต่อกัน ไม่ขึ้นต่อกัน) ก็ต้องไปออกแบบขั้นตอนการทำงานและการควบคุมการทำงาน เพื่อให้มั่นใจว่าไม่ว่าในเวลาใดเวลาหนึ่ง ภาชนะรับความดันจะได้รับการป้องกันความดันสูงเกินจากวาล์วระบายความดันเสมอ (ไม่ว่าตัวใดตัวหนึ่ง) แต่วิธีการหลังนี้ ก็ยังเปิดช่องให้ทำผิดพลาดได้อยู่

แต่ ๒ เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ เกิดที่ block valve ด้านขาออกของวาล์วระบายความดัน

เรื่องแรกที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "The Dos and Don'ts of Isolating Pressure Relief Valves" โดย Sean Croxford เผยแพร่ในเว็บ https://www.valvemagazine.com/articles/the-dos-and-don-ts-of-isolating-pressure-relief-valves เป็นเหตุการณ์เกิดที่โรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่ง ที่ภาชนะรับความดันตัวหนึ่งมีการติดตั้งวาล์วระบายความดัน ๒ ตัว (ดูรูปที่ ๑ ประกอบ) PSV1 เป็นตัวทำงาน ส่วน PSV2 เป็นตัวสำรอง ในการทำงานปรกตินั้น Isolation valve 1A และ 1B จะอยู่ในตำแหน่งเปิด ส่วน Isolatio vlave 2A และ 2B จะอยู่ในตำแหน่งปิด

รูปที่ ๑ ระบบวาล์วระบายความดันที่เกิดเหตุ

ทางโรงงานประสบปัญหาว่า PSV1 เกิดการรั่ว จึงวางแผนที่จะถอดออกมาทำการซ่อมบำรุง วาล์วระบายความดันเป็นชนิดใช้สปริงกดโดยมี Bellow ทำหน้าที่ลด backpressure ที่กระทำต่อตัว disk (โครงสร้างที่ปิดรูระบาย) บทความไม่ได้กล่าวถึงขนาดของตัววาล์ว แต่ดูจากที่บทความกล่าวว่าต้องใช้เวลาพอสมควรในการปิดวาล์ว ก็แสดงว่าตัววาล์วควรต้องมีขนาดใหญ่

การทำงานเริ่มด้วยการปิด Isolation valve 1B ที่อยู่ทางด้านขาออกของ PSV1 (บทความไม่ได้กล่าวถึงการทำงานใด ๆ กับ PSV2 แต่มีการกล่าวว่าหลังจากปิด Isolation valve 1B แล้ว ตัวภาชนะรับความดันก็จะไม่ได้รับการปกป้องจากวาล์วระบายความดัน นั่นแสดงว่าในขณะนั้น Isolation vavle ของ PSV2 นั้นปิดอยู่) จากนั้นจึงค่อยทำการปิด Isolation valve 1A ที่อยู่ทางด้านขาเข้าของ PSV1 ดังนั้นในช่วงเวลานี้จะมีแก๊สที่รั่วไหลผ่าน PSV1 เข้าไปสะสมอยู่ในเส้นท่อระหว่างด้านขาออกของ PSV1 กับ Isolation valve 1B ทำให้ความดันในบริเวณดังกล่าวเพิ่มสูงขึ้น และเมื่อถอด PSV1 ออกมาตรวจสอบก็พบว่า Bellow นั้นได้รับความเสียหาย (รูปที่ ๒)

บทความไม่ได้ให้รายละเอียดว่าลำดับการเปิดปิดวาล์วนั้นเป็นอย่างไร แต่ก็สามารถคาดเดาได้ดังนี้

๑. เปิดใช้งาน PSV2 ก่อนด้วยการเปิด Isolation valve 2B (ด้านขาออก) แล้วจึงค่อยเปิด Isolation valve 2A (ด้านขาเข้า) เพื่อให้มั่นใจว่าถ้า PSV2 มีการรั่ว จะไม่มีความดันสะสมด้านขาออก

๒. ปิดการใช้งาน PSV1 ด้วยการปิด Isolation valve 1A ก่อน แล้วรอให้ความดันที่ค้างอยู่ระหว่าง Isolation valve 1A กับ PSV1 รั่วไหลออกไปก่อน จากนั้นจึงค่อยปิด Isolation valve 1B  

รูปที่ ๒ Bellow ที่ได้รับความเสียหายจากความดันภายนอกบีบอัด

เรื่องทื่สองนำมาจากบทความเรื่อง "Pipe burst due to wrong pressure safety valve isolation" จากเว็บ "https://toolbox.energyinst.org/c/presentations/pipe-burst-due-to-wrong-pressure-safety-valve-isolation" บทความนี้ไม่ปรากฏชื่อผู้เขียน เหตุเกิดที่วาล์วระบายความดันที่ติดตั้งที่ท่อด้านขาออกของคอมเพรสเซอร์ที่มีความดัน 300 bar.g และระบายแก๊สเข้าสู่ระบบเผาแก๊สทิ้งที่มีความดัน 36 bar.g

โอเปอร์เรเตอร์รายหนึ่งต้องการปรับตั้งการปิด (reseat) ของวาล์วระบายความดันที่รั่ว โดยตั้งใจจะปิด upstream block valve ของวาล์วระบายความดัน แต่ทำผิดพลาดด้วยการไปปิด Downstream block valve ก่อนแทน ทำให้แก๊สความดันสูงจึงไหลไปสะสมด้านขาออกจนทำให้ท่อด้านขาออกระเบิด (รูปที่ ๓) ที่ความดันประมาณ 120 bar.g ส่งผลให้โอเปอร์เรเตอร์เสียชีวิต

รูปที่ ๓ ท่อที่เกิดเหตุ

ในเหตุการณ์นี้บทความมีการกล่าวไว้ว่า การทำงานดังกล่าวเกิดจากการที่ไม่ต้องการหยุดการทำงานของคอมเพรสเซอร์เพื่อถอดวาล์วระบายความดันออกมาซ่อม และยังไม่มีการล็อคตำแหน่ง block valve ให้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม (ที่เรียกว่า locked close หรือ locked open) ทำให้โอเปอร์เรเตอร์สามารถเข้าไปเปิด-ปิดได้เองโดยไม่ต้องได้รับอนุญาต

สองเรื่องนี้ปิดวาล์วผิดตัวเหมือนกัน แต่ความเสียหายออกมาแตกต่างกัน

หอกลั่นเมทานอลระเบิดจากเมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์ MO Memoir : Sunday 19 January 2568

"ในการออกแบบกระบวนการผลิตนั้น จะมองเห็นเฉพาะปฏิกิริยาที่ต้องการนั้นไม่ได้ ต้องมองให้เห็นปฏิกิริยาข้างเคียงและปฏิกิริยาที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นของสารแต่ละตัว ระหว่างสารที่ผสมกันอยู่ และระหว่างสารกับพื้นผิวที่มันสัมผัส เพราะถ้าเราละมันไว้ในการออกแบบ มันอาจก่อปัญหาในการผลิตจริงได้"

ข้อความในย่อหน้าข้างบนเป็นข้อความที่ผมมักบอกกับนิสิตที่เรียนเคมีอินทรีย์กับผม เวลาที่เขาสงสัยว่าวิศวกรรมเคมีเรียนเคมีอินทรีย์ไปทำไม ในเมื่อวิชาส่วนใหญ่ในหลักสูตรเป็นวิชาคำนวณที่เกี่ยวข้องกับการหาขนาดอุปกรณ์การผลิต แถมยังมีอาจารย์จำนวนไม่น้อยชอบบอกว่าเรียนไปก็ไม่ค่อยได้ใช้ เวลามีคนมาถามด้วยคำถามทำนองนี้ผมก็จะบอกเขาไปว่า ถ้าออกแบบด้วยการลอกกระบวนการที่มีอยู่แล้วของคนอื่น มันก็คงไม่ค่อยได้ใช้ เพราะทำแค่ลอกในสิ่งที่เขาทำมา แต่ถ้าต้องเริ่มต้นออกแบบกระบวนการใหม่จากศูนย์ มันตรงข้ามกัน

ดังเช่นเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ เป็นกรณีของปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่คาดคิดว่าจะเกิด แต่ทำให้เกิดหายนะได้

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion of methanol distillation column of detergent manufacturing plant" โดย Mitsuru Arai และคณะ เผยแพร่ในเว็บ Failure Knowledge Databaese : 100 Selected Cases (https://www.shippai.org/fkd/en/lisen/hyaku_lisen.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่ ๒๖ มิถุนายน ค.ศ. ๑๙๙๑ (พ.ศ. ๒๕๓๔) ณ โรงงานผลิตสารซักฟอก (detergent) แห่งหนึ่ง

รูปที่ ๑ แผนผังกระบวนการผลิตของโรงงานที่เกิดเหตุ

โครงสร้างโมเลกุลของสารซักฟอกประกอบด้วยโครงสร้างที่มีขั้วที่ปลายข้างหนึ่ง (ใช้สำหรับการละลายน้ำ) และสายโซ่โมเลกุลที่เป็นส่วนไม่มีขั้ว (ใช้สำหรับการละลายไขมันและโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว) สารซักฟอกสังเคราะห์หลักที่เราใช้กันนั้น โครงสร้างส่วนที่มีขั้วอาจเป็นหมู่คาร์บอกซิเลต (carboxylate R-COO^-) หรือซัลโฟเนต (sulphonate R-SO₂O^-) ข้อดึของหมู่ซัลโฟเนตเหนือหมู่คาร์บอกซิเลตคือ หมู่ซัลโฟเนตไม่จับกับไอออนที่มีประจุ 2+ ที่อยู่ในน้ำ (หลัก ๆ ก็คือ Ca²⁺ หรือ Mg²⁺ ที่พบในน้ำกระด้าง) ตกตะกอนออกมาดังเช่นที่เกิดกับหมู่คาร์บอกซิเลต

โครงสร้างโมเลกุลของส่วนที่ไม่มีขั้วนั้น กลุ่มหนึ่งประกอบด้วยวงแหวนเบนซีนที่มีหางเป็นสายโซ่ไฮโดรคาร์บอน เช่น Linear Alkyl Benzene Sulphonate (LAS) หรือ Alkyl Benzene Sulphonate (ABS) LAS เป็นสารตัวหลักในกลุ่มนี้ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ด้วยการที่มันย่อยสลายได้ง่ายกว่า ABS แต่ LAS ก็ยังมีข้อเสียคือประกอบด้วยโครงสร้างวงแหวนเบนซีนที่ย่อยสลายได้ยาก มีเฉพาะส่วนสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรงเท่านั้นที่ย่อยสลายได้ง่าย

กลุ่มที่สองนั้นเป็นสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรง สารกลุ่มนี้มีการใช้งานน้อยกว่า (น่าจะเป็นด้วยเรื่องราคา) แต่ก็มีข้อดีคือการที่มันไม่มีโครงสร้างวงแหวนเบนซีน ทำให้การย่อยสลายนั้นเกิดได้สมบูรณ์กว่า

แหล่งที่มาสำคัญของสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรงคือกรดไขมันจากพืชและสัตว์ โดยจะอยู่ในรูปโครงสร้างสารประกอบเอสเทอร์กับกลีเซอรีน (glycerine หรือบางทีก็เรียกว่ากลีเซอรอล glycerol) ที่เรียกว่าไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) การแยกสายโซ่นี้ออกมาทำได้ด้วยการใช้ปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน (transesterification) กับเมทานอล (methanol) โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้คือเมทิลเอสเทอร์ของสารโซ่ไฮโดรคาร์บอน และกลีเซอรีน

โรงงานที่เกิดเหตุนั้นเดิมสร้างเพื่อผลิต ABS แต่ต่อมาได้รับการปรับเปลี่ยนให้ผลิตโดยใช้ไขมันจากธรรมชาติ โดยเริ่มเดินเครื่องการผลิตใหม่ในวันที่ ๑๑ กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๙๑ (พ.ศ. ๒๕๓๔) ซึ่งก็คือปีที่เกิดเหตุ กระบวนการผลิตใหม่ประกอบด้วยการนำวัตถุดิบคือเมทิลเอสเทอร์ของกรดไขมันมาทำปฏิกิริยากับกรดกำมะถัน (รูปที่ ๑) จะได้สารประกอบ alkyl sulphonic acid และเมทานอลที่แยกออกมา จากนั้นจะทำการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H₂O₂) เข้มข้น 35% เพื่อทำการฟอกสีผลิตภัณฑ์ (ขั้นตอน bleaching) ขั้นตอนต่อไปคือทำการสะเทินกรดที่เหลืออยู่ด้วยเบส (ขั้นตอน neutralization) ก่อนที่จะถูกส่งต่อไปยังขั้นตอนการทำให้เข้มข้นและแยกผลิตภัณฑ์เพื่อแยกผลิตภัณฑ์และสารผสม น้ำ+เมทานอล และส่งสารผสมดังกล่าวไปทำการกลั่นแยกน้ำและเมทานอลออกจากกัน

จุดเด่นของกระบวนการนี้คือการใช้เมทานอลร่วมกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในการฟอกสีผลิตภัณฑ์ ซึ่งทางบริษัทถือว่าเป็นนวัตกรรมใหม่ของทางบริษัท

นับตั้งแต่ปลายปีค.ศ. ๑๙๙๐ (พ.ศ. ๒๕๓๓) ทางโรงงานได้มีการทดสอบการทำงานของหอกลั่น และเมื่อเริ่มเดินเครื่องการผลิตในต้นปีค.ศ. ๑๙๙๑ ก็ได้มีการเดินเครื่องเพื่อผลิตและหยุดเดินเครื่องรวมทั้งสิ้น ๖ ครั้ง โดยถือว่าเป็นการฝึกพนักงานและทำการปรับค่าปริมาณสารในระบบ และในระหว่างการเดินเครื่องผลิตแต่ละทางโรงงานก็ได้มีการหยุดเดินเครื่องหลายครั้ง โดยปัญหาส่วนใหญ่เกิดจากความเข้มข้นของสารในกระบวนการ

การเริ่มเดินเครื่องการผลิตครั้งที่แปด เริ่มในเวลา ๒๑.๓๕ น ของวันที่ ๑๙ มิถุนายน ในขณะนั้นหอกลั่นแยกเมทานอลทำงานในสภาวะ "total reflux" (คือไม่มีการดึงของเหลวที่ควบแน่นที่ยอดหอออกจากระบบ แต่ป้อนกลับเข้าหอกลั่นทั้งหมด) และเริ่มเดินเครื่องหน่วย sulfonation process และเมื่อเวลาประมาณ ๒.๓๐ น ของวันที่ ๒๐ มิถุนายน ก็เริ่มมีการป้อนสารจาก sulfonation process เข้าสู่หอกลั่นแยกเมทานอล

เวลาประมาณ ๑.๒๐ น ของวันที่ ๒๖ มิถุนายนพบว่าตัววัดพีเอขของหน่วย neutralization process ไม่ทำงาน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการทำงานของระบบควบคุมอัตโนมัติก่อนหน้านั้นอิงอยู่บนค่าการวัดที่ผิดพลาด ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่ออกจากหน่วย neutralization process นั้นมีค่าพีเอชในช่วงกรด (แสดงว่าก่อนหน้านั้นมีการป้อนสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์นั้นน้อยเกินไป) จึงได้ทำการปรับการควบคุมเป็น manual และทำการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโซเดียมไฮดรอกไซด์ตามค่าพีเอชที่วัดได้

ทางโรงงานเริ่มดำเนินกระบวนการหยุดเดินเครื่องเพื่อซ่อมอุปกรณ์วัดค่าพีเอช และเมื่อถึงเวลา ๙.๑๕ น หอกลั่นแยกเมทานอลก็ทำงานในภาวะ "total reflux" อีกครั้ง

เวลา ๑๐.๑๕ น เกิดการระเบิดที่ส่วนบนของหอกลั่นแยกเมทานอล แรงระเบิดทำให้หอกลั่นได้รับความเสียหายตามด้วยเพลิงไหมติดตามมา แรงระเบิดมีค่าประมาณเทียบเท่าระเบิด TNT 10-50 กิโลกรัม สะเกิดที่ปลิวออกไปทำให้มีผู้เสียขีวิต ๒ รายและบาดเจ็บ ๑๓ ราย

รูปที่ ๒ รูปซ้ายแสดงตำแหน่งของหอกลั่นที่เกิดการระเบิด รูปขวาเป็นภาพถ่ายหอกลั่นหลังการระเบิด

การสอบสวนพบว่าสาเหตุของการระเบิดเกิดจากการสะสมของเมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (H₃C-O-O-H methyl hydroperoxide) บริเวณตำแหน่ง tray ที่ 26 ในปริมาณมาก และเมื่อสารนี้สลายตัวอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการคายความร้อนปริมาณมากในเวลาอันสั้น ส่งผลให้ของเหลวในบริเวณดังกล่าวกลายเป็นไอในปริมาณมากในเวลาอันสั้น ความดันในหอกลั่นเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็วจนทำให้หอกลั่นระเบิด

ว่าแต่เมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์มาจากไหน

เมทานอลสามารถทำปฏิกิริยากับกรดกำมะถัน (ปฏิกิริยา esterification) ได้สารประกอบไดเมทิลซัลเฟต (dimethyl sulphate) เป็นผลิตภัณฑ์ดังสมการ

2H₃C-OH + H₂SO₄ -----> H₃C-O-S(O)₂-O-CH₃

ไดเมทิลซัลเฟตสามารถทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์โดยมีเบสร่วม (ดูตัวอย่างวิธีการเตรียมในรูปที่ ๓) จะได้เมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์และไดเมทิลเปอร์ออกไซด์ (dimethyl peroxide H₃C-O-O-CH₃ ) ที่เป็นผลิตภัณฑ์ข้างเคียง

รูปที่ ๓ วิธีการเตรียมเมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (รวมทั้งเมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์) เป็นสารที่ไม่เสถียร แต่ในช่วงพีเอชที่เป็นกรดนั้นจะมีเสถียรภาพสูงขึ้น (ดูหมายเหตุเพิ่มเติมข้างล่าง) ในขณะที่ในช่วงพีเอขที่เป็นเบสนั้นจะเร่งการสลายตัว การป้อนสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์น้อยเกินไป (ผลจากอุปกรณ์วัดค่าพีเอชไม่ทำงาน) ทำให้เปอร์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นนั้นไม่ถูกทำลายในขั้นตอน neutralization แต่ระเหยกลายเป็นไอปนไปกับน้ำและเมทานอลที่ป้อนเข้าสู่หอกลั่นแยกเมทานอล การที่ค่าพีเอชในขั้นตอน neutralization อยู่ในช่วงที่เป็นกรดนานต่อเนื่องกันหลายวัน จึงทำให้เกิดเมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์ในปริมาณที่มากขึ้น และเมื่อหอกลั่นเดินเครื่องในสภาวะ total reflux จึงไม่มีการดึงเอาเมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์ออกจากหอกลั่น ผลการทำ simulation สารผสม น้ำ-เมทานอล-เมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์แสดงให้เห็นว่าการสะสมจเกิดมากที่สุดที่บริเวณ tray ที่ 26 ที่เกิดการระเบิด

(หมายเหตุเพิ่มเติม : จากประสบการณ์ที่เคยทำการทดลองกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ กรดที่แตกตัวให้ H+ เช่น H₂SO₄ และ H₃PO₄ ช่วยลดการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แต่ถ้าเป็น HCl จะเร่งการสลายตัว (ปัญหาอยู่ที่ Cl^-) ไอออนบวกที่มีความป็นกรดสิวอิสที่แรงพอ ก็จะเร่งการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เช่นกัน ดังนั้น "ห้าม" จำว่าสภาวะที่ค่าพีเอชเป็นกรดนั้น จะเพิ่มเสถียรภาพของเปอร์ออกไซด์เสมอ)

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๑๖) MO Memoir : Thursday 9 January 2568

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

ต่อไปเป็นหัวข้อ 5.4 Production Testing (รูปที่ ๑) ที่เป็นการทดสอบอุปกรณ์ของผู้ผลิตอุปกรณ์ระบายความดัน

หัวข้อ 5.4.1 เป็นเรื่องทั่วไป กล่าวว่าผู้ผลิตอุปกรณ์ควรทำการทดสอบอัตราการรั่วไหลและปรับค่าความดันที่กำหนดไว้สำหรับอุปกรณ์ระบายความดัน/สุญญากาศแต่ละตัว การทดสอบควรกระทำบนชุดทดสอบที่มีคุณลักษณะเป็นไปตามสภาวะดังต่อไปนี้ (รูปชุดอุปกรณ์ทดลองอยู่ในตอนที่ ๑๔ หัวข้อ 5.2)

a) วาล์วควรจะติดตั้งเข้ากับถังเก็บแก๊สที่มีขนาดถังที่ลดผลกระทบจากการไหลให้เหลือน้อยที่สุด

b) ความดันลดระหว่างถังเก็บแก๊สแก๊สและวาล์วที่ทำการทดสอบควรมีค่าน้อยจนสามารถตัดทิ้งได้

c) การวัดความดันควรทำการวัดที่ถังเก็บแก๊ส

d) อัตราการไหลสูงสุดของแก๊สที่ป้อนเข้าถังเก็บแก๊สควรมีค่ามากกว่าเกณฑ์การรั่วไหลของวาล์วระบายความดัน/สุญญากาศที่ได้ระบุไว้ และน้อยกว่าความสามารถในการระบายความดันของวาล์วระบายความดัน/สุญญากาศอย่างมาก (หมายเหตุ : ถ้าเป็นวาล์วระบายความดัน จะใช้การอัดแก๊สเข้าถังเก็บแก๊ส แต่ถ้าเป็นวาล์วระบายสุญญากาศ จะใช้การดูดแก๊สออกจากถังเก็บแก๊ส)

e) หน้าแปลนที่ทำการติดตั้งวาล์วระบายความดันต้องได้ระดับ (กล่าวคือขนานไปกับพื้น)

รูปที่ ๑ หัวข้อ 5.4 การทดสอบของผู้ผลิตอุปกรณ์ระบายความดัน

หัวข้อ 5.4.2 (รูปที่ ๒) เป็นเรื่องของการทดสอบการรั่วไหล เป็นการกำหนดวิธีการทดสอบยืนยันอัตราการรั่วไหลสูงสุดสำหรับการระบายความดัน/สุญญากาศ

a) อัตราการรั่วไหลต้องน้อยกว่าค่าที่ระบุไว้ในตารางที่ 10 ที่ค่าความดัน 75% ของความดันที่ปรับตั้งไว้

b) ความดันด้านขาเข้า (อุปกรณ์ระบายความดัน) ที่วัดได้ควรมีค่ามากกว่า 75% ของความดันที่ปรับตั้งไว้ ที่ค่าอัตราการรั่วไหลสูงสุดที่ระบุไว้ในตารางที่ 10 (คือถ้าอัตราการรั่วไหลสูงที่ค่าความดันขาเข้าต่ำ ก็แสดงว่าวาล์วปิดได้ไม่สนิทดี)

ถ้าต้องการให้วาล์วปิดแนบสนิทมากขึ้นไปอีก (คือมากกว่าค่ามาตรฐานที่กำหนดไว้ เพื่อให้อัตราการรั่วไหลสูงสุดนั้นลดลงไปอีก) ทางผู้ซื้อควรต้องระบุไว้ในคำสั่งซื้อ

รูปที่ ๒ หัวข้อ 5.4.2 วิธีการทดสอบอัตราการรั่วไหล

รูปที่ ๓ เป็นห้วข้อ 5.4.3 ที่กล่าวถึงวิธีการระบุค่าความดันตั้งค่าที่ได้ปรับแต่งไว้ โดยย่อหน้าแรกกล่าวว่าอุปกรณ์ทดสอบการไหลควรจำกัดค่าอัตราการไหลสูงสุดที่ไหลเข้าสู่ถังเก็บที่ระดับที่ทำให้สามารถเห็นค่าความดันในถังเก็บที่วัดได้นั้นมีค่าลดลงเมื่อค่าความดันในถังเก็บสูงถึงค่าความดันที่ทำให้อุปกรณ์ระบายความดันทำงาน เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น (ในกรณีของวาล์วระบายความดันที่ทำการอัดแก๊สเข้าถังเก็บ) ค่าความดันตั้งค่าที่ได้ปรับแต่งไว้ควรจะเป็นค่าความดันที่เมื่อเพิ่มค่าอัตราการไหลจะไม่ทำให้ความดันในถังเก็บเพิ่มสูงขึ้น ในกรณีของการระบายความดันสุญญากาศนั้น (ดูดแก๊สออกจากถังเก็บ) ค่าความดันสุญญากาศที่ตั้งไว้ควรเป็นค่าความดันที่การเพิ่มอัตราการไหล (ออกจากถังเก็บ) ไม่ทำให้ความดันในถังเก็บลดต่ำลง

สำหรับวาล์วชนิด pilot-operated valve การปรับตั้งค่าความดันให้เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 4126-4 (Safety devices for protection against excessive pressure — Part 4: Pilot operated safety valves)

รูปที่ ๓ หัวข้อ 5.4.3 วิธีการระบุค่าความดันตั้งค่าที่ได้ปรับแต่งไว้

วาล์วระบายความดันทั่วไปจะใช้แรงสปริงกดต้านความดันใน pressure vessel แต่ pilot operated valve (รูปที่ ๔) จะใช้ท่อเล็ก ๆ นำแก๊สส่วนหนึ่งใน pressure vessel (ที่อยู่ข้างใต้ตัววาล์ว) ไหลผ่านตัว pilot มากดทางด้านบนให้ตัววาล์วปิด เมื่อความดันใน pressure vessel สูงถึงระดับหนึ่ง ตัว pilot จะถูกแรงดันให้ยกตัวขึ้น ซึ่งการเคลื่อนตัวขึ้นจะไปตัดการเชื่อมต่อไม่ให้แก๊สที่อยู่ใน pressure vessel ไหลเข้ามากดตัววาล์วทางด้านบนได้ พร้อมกับระบายความดันที่กดตัววาล์วทางด้านบนอยู่นั้นออกไป วาล์วก็จะเปิดทันที ข้อดีข้อหนึ่งของวาล์วแบบนี้คือไม่มีปัญหาเรื่อง back pressure ทางด้านขาออก แต่แก๊สที่เกี่ยวข้องนั้นต้องสะอาดและไม่ทำให้ท่อที่นำแก๊สนั้นอุดตันได้

รูปที่ ๔ การทำงานของ pilot operated pressure relief valve (รูปจาก https://www.awc-inc.com/farris-how-to-choose-between-conventional-and-pilot-operated-pressure-relief-valves/)

รูปที่ ๕ เป็นหัวข้อหลักหัวข้อสุดท้าย โดยเป็นหัวข้อที่ 6 ที่เป็นเรื่องของการจัดทำเอกสารของผู้ผลิตและการทำเครื่องหมายบนตัวอุปกรณ์ระบายความดัน (ถัดจากหัวข้อนี้เป็นภาคผนวกแล้ว)

หัวข้อ 6.1 เป็นเรื่องของการเตรียมเอกสาร โดยวาล์วควรมีใบรับรองจากผู้ผลิตหรือผู้จำหน่าย และมีการระบุค่าความดันที่ตั้งค่าไว้, ค่าความดันสุญญากาศที่ตั้งค่าไว้ และค่าอัตราการไหลที่ค่าความดันสูงเกินที่ได้ระบุไว้หรือ ค่าความดันในการออกแบบของถัง และค่าความดันสุญญากาศของถัง

ใบรับรองควรต้องประกอบด้วยข้อมูลอย่างน้อยต่อไปนี้คือ คำบรรยายคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ และผลการทดสอบที่จำเป็นทั้งหมดที่ระบุไว้ในหัวข้อ 5.4

และควรต้องมีไดอะแกรม อัตราการไหล/การสูญเสียความดัน (flow capacity curve) หรือสัมประสิทธิ์การระบาย (coefficient of discharge) สำหรับวาล์วระบายความดันตัวดังกล่าว

ห้วข้อ 6.2 เป็นเรื่องของการทำเครื่องหมาย โดยหัวข้อ 6.2.1 เป็นเรื่องของความต้องการทั่วไป หัวข้อนี้กล่าวว่าสำหรับอุปกรณ์ระบายความดันแต่ละตัว (ช่องเปิด, วาล์วระบายความดัน/สุญญากาศ, หรือ pilot operated relief valve) ควรได้รับการทำเครื่องหมายข้อมูลทั้งหมดที่ต้องการ การทำเครื่องหมายอาจทำด้วยการตอก, การกัด, การประทับ, หรือหล่อไว้บนลำตัววาล์วหรืออยู่บนแผ่นป้าย (name plate) ที่ถูกยึดติดกับตัววาล์ว

รูปที่ ๕ เริ่มหัวข้อที่ 6 เรื่องการจัดทำเอกสารของผู้ผลิตและการทำเครื่องหมายบนตัวอุปกรณ์ระบายความดัน

หัวข้อ 6.2.2 (รูปที่ ๖) เป็นส่วนของช่องเปิด (Open vent) โดยกล่าวว่าการทำเครื่องหมายต้องมีรายการอย่างน้อยต่อไปนี้

a) ชื่อหรือเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิต

b) หมายเลขการออกแบบหรือชนิดของผู้ผลิต

c) ขนาดท่อทางเข้าของอุปกรณ์

d) ความสามารถในการระบายที่ค่าความดันการออกแบบของถัง และค่าความดันลบภายในถังที่ใช้ในการออกแบบ ในหน่วยลูกบาศก์เมตรมาตรฐานต่อชั่วโมง (normal cubic meters per hour หรือ SCFH - Standard Cubic Feet per Hour) ของอากาศ (ตรงนี้ระวังให้ดีเรื่องสภาวะมาตรฐานว่าเป็นค่าที่อุณหภูมิและความดันเท่าใด เพราะอาจมีนิยามที่แตกต่างกันอยู่)

หัวข้อ 6.2.3 เป็นส่วนของวาล์วระบายความดันสูงเกิน (Pressure relief valve) โดยกล่าวว่าการทำเครื่องหมายต้องมีรายการอย่างน้อยต่อไปนี้

a) ชื่อหรือเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิต

b) หมายเลขการออกแบบหรือชนิดของผู้ผลิต

c) ขนาดท่อทางเข้าของอุปกรณ์

d) ค่าความดันที่ตั้งไว้ ในหน่วย กิโลปาสคาล (หรือ มิลลิบาร์, ปอนด์ต่อตารางนิ้ว, ออนซ์ต่อตารางนิ้ว, หรือนิ้วน้ำ - สองหน่วยหลังนี้ใช้กับความดันต่ำ ๆ)

e) ค่าความสามารถในการระบายที่ค่าความดันระบายออกที่ระบุไว้ (ความดันเกจ) ในหน่วยลูกบาศก์เมตรมาตรฐานต่อชั่วโมง (normal cubic meters per hour หรือ SCFH - Standard Cubic Feet per Hour) ของอากาศ (ตรงนี้ระวังให้ดีเรื่องสภาวะมาตรฐานว่าเป็นค่าที่อุณหภูมิและความดันเท่าใด เพราะอาจมีนิยามที่แตกต่างกันอยู่)

f) ความดันที่ระบายออก (ความดันเกจ)

รูปที่ ๖ หัวข้อ 6.2.2 - 6.2.3

หัวข้อ 6.2.4 (รูปที่ ๗) เป็นส่วนของวาล์วระบายความดันสุญญากาศ (Vacuum relief system) โดยกล่าวว่าการทำเครื่องหมายต้องมีรายการอย่างน้อยต่อไปนี้

a) ชื่อหรือเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิต

b) หมายเลขการออกแบบหรือชนิดของผู้ผลิต

c) ขนาดท่อทางเข้าของอุปกรณ์

d) ค่าความดันสุญญากาศที่ตั้งไว้ ในหน่วย กิโลปาสคาล (หรือ มิลลิบาร์, ปอนด์ต่อตารางนิ้ว, ออนซ์ต่อตารางนิ้ว, หรือนิ้วน้ำ - สองหน่วยหลังนี้ใช้กับความดันต่ำ ๆ)

e) ค่าความสามารถในการระบายที่ค่าความดันสุญญากาศที่ระบุไว้ ในหน่วยลูกบาศก์เมตรมาตรฐานต่อชั่วโมง (normal cubic meters per hour หรือ SCFH - Standard Cubic Feet per Hour) ของอากาศ (ตรงนี้ระวังให้ดีเรื่องสภาวะมาตรฐานว่าเป็นค่าที่อุณหภูมิและความดันเท่าใด เพราะอาจมีนิยามที่แตกต่างกันอยู่)

f) ความดันสุญญากาศที่ระบายเข้า

(พึงสังเกตว่าในหัวข้อความดันสุญญากาศนี้ไม่ได้มีการระบุความดันเกจเหมือนกรณีการระบายความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศ)

หัวข้อ 6.2.4 เป็นกรณีของอุปกรณ์ที่สามารถทำงานทั้งการระบายความดันสูงเกิน (pressure relief) และป้องกันการเกิดสุญญากาศ (vacuum relief) โดยกล่าวว่าการทำเครื่องหมายให้ทำทั้งที่ระบุไว้ในหัวข้อ 6.2.2 และ 6.2.3

รูปที่ ๗ หัวข้อ 6.2.4 ถึง 6.2.6

หัวข้อ 6.2.6 เป็นหัวข้อสุดท้าย เป็นกรณีของอุปกรณ์ระบายความดันที่มีการติดตั้ง flame arresters (ดักเปลวไฟ) หรือ detonation arresters (ดักคลื่นการระเบิด) ร่วมอยู่ด้วย หรืออุปกรณ์ระบายความดันที่มี flame arresters หรือ detonation arresters ติดตั้งอยู่ในตัว โดยกล่าวว่าให้ทำตามมาตรฐาน, USCG 33 CFR Part 154 หรือ FM 6061

ISO 16852 คือเรื่องของ "Flame arresters"

USCG คือ United States Coast Guard ส่วน CFR คือ Code of Federal Regulations ข้อกำหนด USCG 33 CFR PART 154 คือ "Facilities transferring oil or hazardous material in bulk"

FM 6061 คือ "Examination standard for flame arresters : Class number 6061" (FM Approval เป็นหน่วยงานที่ทำการทดสอบและให้การรับรองผลิตภัณฑ์)

ตัวเนื้อหาหลักของ API 2000 จบลงตรงแค่นี้ ถัดไปจะเป็นส่วนของภาคผนวก

ทำไมเวลาใช้ปลั๊กพ่วงควรต้องดึงสายให้สุด MO Memoir : Monday 6 January 2568

facebook กับ google เขาก็คู่ซี้กัน เวลาเราค้นหาอะไรด้วย google มันก็จะไปโผล่ใน facebook อย่างรวดเร็ว ดังนั้นถ้าใครยังเชื่อว่าประเทศนี้ไม่มีการดักล้วงข้อมูลต่าง ๆ ของเราก็ควรคิดทบทวนใหม่ได้แล้ว

ช่วงที่ผ่านมาทำการค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์ไฟฟ้า มันก็เลยมีเพจที่เกี่ยวกับงานช่างไฟฟ้าไปโผล่ใน facebook เพจหนึ่งที่โผล่มาเขาบอกว่าข้อมูลของเขาได้รับการตรวจสอบความถูกต้องแล้ว ดังนั้นสามารถแชร์ต่อได้ เนื้อหาหนึ่งที่โผล่ขึ้นมาเป็นการตอบคำถามเกี่ยวกับปลั๊กพ่วง มันมีหลายคำถาม แต่คำถามที่ผมเห็นว่าน่าสนใจและหยิบมาเป็นประเด็นสนทนาในวันนี้อยู่ในรูปที่ ๑ ข้างล่าง ลองอ่านดูเองก่อนนะครับ

รูปที่ ๑ คำถาม (Q) และคำตอบ (A) ที่นำมาเป็นประเด็นสนทนาในวันนี้

ในเพจไม่ได้บอกว่าเป็นปลั๊กพวงแบบไหน แต่ดูแล้วน่าจะเป็นแบบล้อม้วนเก็บดังรูปที่ ๒ ซึ่งผู้ขายก็ระบุไว้ชัดเจนว่าถ้าดึงสายออกมาหมดจะสามารถใช้กับกำลังไฟได้สูงสุด 3600 W แต่ถ้าสายไฟยังม้วนขดอยู่ จะสามารถรองรับกำลังไฟได้สูงสุดเพียงแค่ 2200 W มันก็เลยเกิดคำถามว่าเพราะเหตุใด

ถ้าได้อ่านคำตอบในรูปที่ ๑ แล้ว ทีนี้ลองมาพิจารณาข้อเท็จจริงดูบ้าง คำถามนั้นแม้ไม่ได้ระบุความยาวสายไฟ แต่สำหรับคนทั่วไปอ่านแล้วจะเข้าใจว่าปลักพ่วงนั้นจะม้วนเก็บหรือดึงสายไฟออกมาจนหมด ความยาวสายไฟมันก็เท่าเดิมอยู่ดี ไม่ได้เปลี่ยนแปลงอะไร คำถามนั้นถามเรื่องความแตกต่างระหว่างเวลาที่สายไฟยังคงม้วนเก็บอยู่กับเวลาที่สายไฟนั้นถูกดึงออกจากม้วนจนหมด (ความยาวมันก็คงเดิมอยู่ดี) ทำไมจึงทำให้ปลั๊กรับกำลังไฟสูงสุดได้แตกต่างกัน ไม่ได้เกี่ยวกับความยาวสายไฟว่าสั้นหรือยาว

ปัญหามันอยู่ตรงที่ "ความร้อน" ที่เกิดขึ้นในสายไฟ และการระบายความร้อนออก ความร้อน (P_loss) ที่เกิดขึ้นในสายไฟนั้นมีค่าเท่ากับผลคูณของ กระแสไฟฟ้า (I) ยกกำลังสองกับความต้านทาน (R) หรือที่รู้จักกันในสูตร P_loss = I²R ในขณะที่กำลังไฟฟ้ามีค่าเท่ากับผลคูณของกระแสไฟฟ้ากับความต่างศักย์ หรือที่รู้จักกันในสูตร P = IV 

รูปที่ ๒ ปลั๊กพ่วงแบบล้อม้วนเก็บ

ดังนั้นเมื่อโหลดเพิ่มขึ้นสองเท่า กระแสก็จะไหลผ่านสายไฟเพิ่มขึ้น 2 เท่า (เพราะความต่างศักย์คงที่) แต่ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นในสายไฟจะเพิ่มขึ้น "4 เท่า" แต่ตัวปัญหาก็คือความร้อนที่เกิดขึ้นตัวนี้

รูปที่ ๓ ปริมาณกระแสที่สายไฟรองรับได้ขึ้นอยู่กับรูปแบบการติดตั้งและจำนวนสายไฟในท่อร้อยสายไฟ (จากมาตรฐานวสท. การติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย พ.ศ. ๒๕๖๔)

ความร้อนที่เกิดในตัวนำนั้นจะบายออกสู่ภายนอกผ่านทางฉนวนหุ้ม ปริมาณกระแสที่สายไฟจะรับได้ก็ยังขึ้นอยู่กับการระบายความร้อนตรงนี้ด้วย ตัวอย่างเช่นที่นำมาแสดงในรูปที่ ๓ สายไฟขนาดเดียวกัน เดินในท่อร้อยสายไฟเหมือนกัน แต่ถ้าจำนวนสายไฟในท่อนั้นแตกต่างกันก็จะรับไฟฟ้าสูงสุดได้ไม่เท่ากัน เช่นสายขนาดพื้นที่หน้าตัด 2.5 mm² แกนเดียว เดินในท่อร้อยสายไฟที่มีสายแบบเดียวกันรวมทั้งหมด 2 เส้น จะรับกระแสได้ 21 แอมแปร์ แต่ถ้ามี 3 เส้นเมื่อใด กระแสสูงสุดที่รับได้จะลดลงเหลือ 18 แอมแปร์ (เพราะมีแหล่งผลิตความร้อนในท่อ (ก็คือตัวสายไฟนั่นแหละ) เพิ่มขึ้น) สายไฟที่พันเป็นม้วนทับกันอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสายที่อยู่ข้างในจะไม่สามารถระบายความร้อนออกได้ และถ้าระบายความร้อนออกไม่ทันเกิดความร้อนสะสม ฉนวนหุ้มสายก็จะร้อนจัดเกิดการหลอมเหลวหรือลุกติดไฟได้ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๔ ข้างล่าง และเมื่อถึงฉนวนหลอมจนถึงจุดที่ทำให้ตัวนำสัมผัสกันเมื่อใด ก็จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรจนเกิดไฟลุกไหม้ได้

รูปที่ ๔ ตัวอย่างม้วนปลั๊กพ่วงแบบเก่าที่ใช้สายอ่อนแบบที่ใช้กับปลั๊กเครื่องไฟฟ้า พอเสียบเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายตัวที่ทำให้ดึงกระแสสูง และไม่มีการดึงสายออกจากม้วนออกมาให้หมด ความร้อนที่สะสมสามารถทำให้สายไฟที่ขดอยู่ในม้วนนั้นไหม้ได้ คือถ้าดึงออกมาให้หมดก็จะไม่มีปัญหาอะไร

ที่ติดใจคือคำตอบในรูปที่ ๑ นั้น เพจนั้นบอกว่าคนตอบนั้นเป็นอาจารย์สอนวิศวไฟฟ้าที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ในสถาบันการศึกษาแห่งหนึ่ง (ส่วนจะจริงหรือไม่ก็ไม่รู้เหมือนกัน)