เพลิงไหม้ที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตระหว่างการถ่ายน้ำมันก๊าดลงถัง MO Memoir : Saturday 17 May 2568

เมื่อตอนต้นเดือน ได้นำเรื่องเพลิงไหม้ที่เกิดขึ้นระหว่างการเก็บตัวอย่างมาเล่า เรื่องในวันนี้ก็เช่นเดียวกัน

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Fire during drain work caused by generating an insulated state on hanging a bucket on the valve of an intermediate raw material drum for hydrocarbon resin" (จาก https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000051.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่เมือง Kawasaki ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๙ สิงหาคม ค.ศ. ๒๐๐๐ (พ.ศ. ๒๕๔๓)

รูปที่ ๑ คำบรรยายโดยย่อของเหตุการณ์ที่เกิด

รูปที่ ๑ เป็นคำบรรยายโดยย่อของเหตุการณ์ที่เกิด (คำบรรยายเต็มดาวน์โหลดได้จากลิงก์ที่ให้ไว้) เหตุการณ์เกิดขึ้นระหว่างการทำงานประจำ โดยโอเปอร์เรเตอร์ต้องคอยระบายน้ำทิ้ง (ที่เรียกว่า drain) ออกจากหอ D-551A/B (ดูรูปที่ ๒ ประกอบ) ในการทำงานนี้โอเปอร์เรเตอร์จะเอาถังแบบมีหูหิ้วขนาดความจุประมาณ 5 ลิตรไปแขวนไว้บนตัววาล์ว จากนั้นทำการหมุนเพื่อเปิดวาล์ว 1 รอบ (บทความไม่ได้กล่าวว่า drain valve เป็นวาล์วแบบไหน บอกแต่เพียงว่าถ้าหมุน 4 รอบวาล์วก็จะเปิดจนสุด) ที่ระดับการเปิดด้วยการหมุนเพียง 1 รอบ ความเร็วของของเหลวที่ไหลออกจากวาล์วจะอยู่ที่ประมาณ 4.7 m/s (จัดว่าสูงอยู่เหมือนกัน)

การระบายของเหลวทิ้งสองครั้งแรกมีแต่น้ำออกมา ในระหว่างการระบายทิ้งครั้งที่สาม โอเปอร์เรเตอร์สังเกตพบการเปลี่ยนจากน้ำเป็นน้ำมัน จึงได้ทำการปิดวาล์ว แต่ไม่สามารถปิดได้ (บทความไม่ได้ให้รายละเอียดว่าเป็นเพราะอะไร) จากนั้นเพียงแค่ 1 นาทีหลังจากพบการเปลี่ยนจากน้ำเป็นน้ำมัน ก็เกิดเพลิงลุกไหม้ขึ้นในถัง จึงได้มีการหยุดการทำงานของโรงงานและเรียกหน่วยดับเพลิงเข้าระงับเหตุ

ประมาณ 25 นาทีหลังเกิดเพลิงไหม้ก็สามารถปิดวาล์วระบายของเหลวได้ และประมาณ 1 ชั่วโมงหลังเกิดเพลิงไหม้ก็สามารถดับเพลิงได้

การสอบสวนระบุว่าต้นตอของประกายไฟที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดคือไฟฟ้าสถิต เนื่องจาก

1. ตัววาล์ว ท่อ และ D-551A/B ได้รับการต่อลงดิน

2. ถังที่ใช้รองรับของเหลวที่ระบายออกมานั้น ลำตัวถังและหูหิ้วทำจากโลหะ แต่มีการเคลือบผิวนอกของลำตัวด้วย acrylic resin และเคลือบผิวด้านในด้วย epoxy resin (ซึ่งต่างเป็นฉนวนไฟฟ้าทั้งคู่) และส่วนหูหิ้วบริเวณสำหรับให้มือจับยังชิ้นส่วนที่ทำจากพอลิเอทิลีน (ซึ่งก็เป็นฉนวนไฟฟ้า) หุ้มเอาไว้ (คงเพื่อให้มันใหญ่ขึ้น จะได้จับได้ง่าย ไม่เจ็บมือ)

รูปที่ ๒ ภาพบริเวณที่เกิดเหตุ

3. ของเหลวที่ระบายออกมาในการระบายครั้งที่สาม เป็นอิมัลชัลของน้ำมันก๊าดและน้ำ ทำให้เกิดการสะสมของไฟฟ้าสถิตได้ง่าย (ปรกติเวลาของเหลวไม่มีขั้วไหลในท่อก็มีการเกิดไฟฟ้าสถิตอยู่แล้ว แต่ถ้าของเหลวนั้นมีน้ำแขวนลอยอยู่ด้วย (เช่นเป็นอิมัลชันในกรณีนี้) การเกิดและการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตจะมากขึ้นไปอีก)

4. และด้วยความเร็วการไหลที่สูง ทำให้ของเหลวในถังรองมีการสะสมประจุไฟฟ้าสถิต

5. การทดลองในภายหลังพบว่าระดับความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นในถังรองรับนั้น สูงมากพอที่จะจุดระเบิดได้

ข้อเสนอแนะเพื่อการป้องกันที่กล่าวไว้ในบทความจะเน้นไปที่การฝึกอบรมโอเปอร์เรเตอร์และการทบทวนขั้นตอนการทำงาน โดยเน้นไปที่การให้ความรู้และความสำคัญในการต่อสายดินในการทำงานที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ แต่จะว่าไปเหตุการณ์นี้ก็มีบางเรื่องให้เราตั้งคำถามเพิ่มเติมเพื่อวิเคราะห์หาสาเหตุอื่นหรือวิธีป้องกันได้เช่น

1. ทำไมถึงใช้ถังรองที่มีการเคลือบผิวด้วยวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า ทั้งนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าเกิดการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตได้ง่าย การใช้ถังแบบนี้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในเหตุการณ์นี้ หรือก่อนหน้านี้ก็ใช้เป็นประจำ แต่ด้วยการที่พอเห็นน้ำมันก๊าด (ที่อยู่ในรูปอิมัลชัน) ไหลออกมา ก็ปิดวาล์วระบายทิ้งทันที ทำให้ไม่เกิดการสะสมไฟฟ้าสถิตที่มากพอ ทำให้เข้าใจว่าการใช้ถังรองรูปแบบนี้ไม่ก่อให้เกิดปัญหาใด (บทความบอกว่าการใช้ถังรองแบบนี้เป็นสิ่งต้องห้าม แต่ไม่ได้กล่าวว่าแล้วมันมีการนำมาใช้ได้อย่างไร)

2. วิธีการติดตั้งถังรองในช่วงที่ทำการระบายของเหลวทิ้ง ทำไมถึงเลือกใช้การแขวนไว้กับวาล์ว (ทำให้วาล์วต้องรับน้ำหนักทั้ง ๆ ที่วาล์วไม่ได้ออกแบบมาให้รับน้ำหนัก) การให้มีฐานรองรับ (ที่นำไฟฟ้าและต่อสายดิน) จะเป็นการดีกว่าหรือไม่ แต่จะว่าไปการให้มีฐานรองรับ (ที่นำไฟฟ้าและต่อสายดิน) ก็อาจไม่ได้ป้องกันไม่ให้โอเปอร์เรเตอร์ทำการแขวนถังไว้กับวาล์ว ดังตัวอย่างที่นำมาแสดงไว้ตอนท้าย Memoir ฉบับนี้

3. อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่สามารถปิดวาล์วระบายของเหลวได้ในตอนแรก และเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นอีก ควรป้องกันอย่างไร

4. ด้วยการหมุนวาล์วระบายเพียงแค่ 1 รอบ (ถ้าหมุน 4 รอบวาล์วก็จะเปิดเต็มที่) ก็ทำให้ของเหลวไหลออกมาด้วยความเร็วสูงแล้ว ดังนั้นควรหาทางป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลออกมาด้วยความเร็วที่สูงเกินไปหรือไม่ แม้ว่าวาล์วจะเปิดเต็มที่ก็ตาม วิธีการหนึ่งในการป้องกันอัตราการไหลที่เร็วเกินไปคือการติดตั้ง restriction orifice (แผ่นโลหะที่มีรูอยู่บริเวณตอนกลาง โดยรูดังกล่าวมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ) ไว้ในท่อระบายของเหลว

5. ปรกติจุดวาบไฟ (flash point) ของน้ำมันก๊าดจะสูงกว่าอุณหภูมิห้อง ติดไฟได้ไม่ง่ายเว้นแต่จะมีการใช้ไส้ตะเกียง แต่ก็ต้องระวังในช่วงฤดูกาลที่อากาศร้อน ยิ่งถ้าน้ำมันนั้นมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดวาบไฟด้วย ก็จะกลายเป็นสารไวไฟได้

เหตุการณ์แบบนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ ในหนังสือ Prof. Trevor A. Kletz ก็ได้เล่าไว้ในหนังสือที่เขาเขียน (รูปที่ ๓) ในกรณีนั้นเป็นการระบายอะซิโตน (acetone H₃C-C(O)-CH₃) ลงถังเหล็ก วิธีปฏิบัติปรกติที่โรงงานนั้นทำกันคือวางไว้บนพื้นโลหะที่จะระบายประจุไฟฟ้าออกจากถัง แต่ในวันนั้นโอเปอร์เรเตอร์ทำการแขวนถังไว้กับวาล์ว แถมหูหิ้วของถังนั้นยังหุ้มด้วยพลาสติกที่เป็นฉนวนไฟฟ้า ทำให้เกิดการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตในของเหลวที่ระบายออกมา บทเรียนหนึ่งที่ได้กล่าวไว้ในเหตุการณ์นั้นคือไม่ควรใช้ภาชนะเปิดในการขนถ่ายของเหลวไวไฟแม้ว่าในการทำงานจะมีการเข้มงวดเรื่องการระบายประจุไฟฟ้าสถิตก็ตาม

 

รูปที่ ๓ เหตุการณ์ทำนองเดียวกันที่บรรยายไว้ในหนังสือ What Went Wrong?: Case Histories of Process Plant Disasters เขียนโดย Prof. Trevor A. Kletz (หนังสือนี้พิมพ์ครั้งแรกปีค.ศ. ๑๙๘๕ หรือ ๑๕ ปีก่อนเกิดเหตุการณ์ที่นำมาเล่านี้ โดยรูปนี้นำมาจากฉบับพิมพ์ครั้งที่ 5 ปีค.ศ. ๒๐๐๙) เหตุการณ์นี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับ 111 (เอกสารนี้เป็นเอกสารเผยแพร่ภายในบริษัท เผยแพร่เมื่อเดือนพฤษภาคม ค.ศ. ๑๙๗๘ ต่อมาภายหลังจึงมีการเผยแพร่สู่สาธารณะ)

เรื่องนี้ก็เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นความสำคัญของการเผยแพร่และศึกษาอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นในอดีต เพราะสามารถช่วยป้องกันไม่ให้ทำผิดพลาดซ้ำอีกในอนาคต

ไฟไหม้โรงงานผลิตผลิตพอลิโพรพิลีนจากการเก็บตัวอย่าง MO Memoir : Monday 5 May 2568

อ่านเรื่องนี้แล้วทำให้นึกถึงความผิดพลาดแบบเดียวกันที่เกิดที่ประเทศฝรั่งเศสเมื่อปีพ.ศ. ๒๕๐๙ ที่ครั้งนั้นเป็นการรั่วไหลครั้งใหญ่ของแก๊สปิโตรเลียมเหลวที่กลายเป็นกรณีศึกษาในสาขาวิศวกรรมเคมี โดยต้นตอเกิดจากเหตุการณ์แบบเดียวกันคือ วาล์วเก็บตัวอย่างถูกเปิดทิ้งไว้ (อ่านเรื่องนี้ได้ในบทความบน blog เรื่อง "การระเบิดของถังLPG ที่เมืองFeyzinประเทศฝรั่งเศส" เผยแพร่เมื่อวันอาทิตย์ที่ ๗ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๕๖)

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากเว็บ Failure Knowledge Database ของประเทศญี่ปุ่นในหัวข้อเรื่อง "Fire caused due to incorrect opening of valves during sampling operation at a polypropylene manufacturing plant" (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1200065.html) ซึ่งเป็นเหตุการณ์เกิดที่เมือง Oita เมื่อวันที่ ๘ มีนาคม ค.ศ. ๑๙๙๖ (พ.ศ. ๒๕๓๙) ซึ่งแผนผังกระบวนการผลิตและบริเวณเก็บตัวอย่างนั้นแสดงไว้ในรูปที่ ๑ และคำบรรยายเหตุการณ์ที่เกิดนำมาแสดงไว้ในรูปที่ ๒

รูปที่ ๑ แผนผังกระบวนการผลิต โดยมุมขวาบนคือส่วนขยายบริเวณเก็บตัวอย่าง

บทความไม่ได้บอกว่ากระบวนการผลิตพอลิโพรพิลีนนั้นเป็นอย่างไร เพราะเขาคงคิดว่ามันไม่เกี่ยวกับเรื่องที่เกิด แต่เพื่อเป็นการปูพื้นฐานให้ผู้ที่กำลังเรียนอยู่พอจะมองเห็นภาพได้ ก็เลยขอปูพื้นฐานตรงนี้หน่อย

พอลิโพรพิลีนเกิดจากปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์โพรพิลีนใน reactor (มุมล่างซ้ายของรูปที่ ๑ ที่บอกว่ามี ๒ ตัว) จากรูปที่เห็นเดาว่าน่าจะเห็น loop reactor (อ่านเรื่องนี้เพิ่มเติมได้ในบทความบน blog เรื่อง "Loop reactorสำหรับการผลิต polyolefins" เผยแพร่เมื่อวันจันทร์ที่ ๒ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๖๒)

ในกระบวนการนี้จะใช้ความดันทำให้โพรพิลีนกลายเป็นของเหลว ณ อุณหภูมิการทำปฏิกิริยา เมื่อผสมตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าไป โพรพิลีนส่วนหนึ่งก็จะกลายเป็นพอลิเมอร์ของแข็งไหลเวียนอยู่ภายใน loop reactor ไปพร้อมกับโพรพิลีนที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาและเป็นของเหลว

ในการแยกเอาผงพอลิเมอร์ที่เป็นผลิตภัณฑ์ออกมานั้น ใช้การดึงเอาบางส่วนของโพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ออกจาก reactor และส่งไปยัง degassing drum ที่ความดันใน degassing drum นี้จะต่ำกว่าใน reactor ทำให้โพรพิลีนที่เป็นของเหลวที่ไหลมาจาก reactor กลายเป็นไอที่ degassing drum นี้ ไอโพรพิลีนที่เกิดขึ้นจะถูกป้อนกลับไปยัง reactor ใหม่

ถ้าความดันใน degassing drum ต่ำ ก็จะแยกเอาโพรพิลีนที่ละลายอยู่ในผงพอลิเมอร์ออกมาได้มาก แต่ก็จะทำให้ต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการเพิ่มความดันให้กับโพรพิลีนให้สูงพอที่จะป้อนกลับเข้าสู่ reactor ได้ แต่ถ้าความดันใน degassing drum นั้นต่ำเพียงแค่ทำให้โพรพิลีนเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไอ ก็จะยังมีโพรพิลีนละลายตกค้างอยู่มากในผงพอลิเมอร์ที่ได้ แต่พลังงานที่ต้องใช้ในการป้อนไอโพรพิลีนที่เกิดขึ้นกลับไปยัง reactor นั้นจะลดลง (พลังงานที่ใช้ในการอัดแก๊สขึ้นอยู่กับผลต่างความดันระหว่างด้านความดันสูงกับความดันต่ำ ถ้าผลต่างความดันนี้สูง ก็ต้องใช้พลังงานสูงชึ้นไปด้วย) ด้วยเหตุนี้ในสถานการณ์แบบนี้ เราจึงมักเห็นการแยกถูกแบ่งออกเป็น ๒ ขั้นตอน โดยขั้นตอนแรกจะกระทำที่ความดันสูงก่อน (high pressure degassing drum) จากนั้นจึงค่อยแยกอีกทีที่ความดันที่ต่ำกว่า (low pressure degassing drum)

รูปที่ ๒ คำบรรยายเหตุการณ์ที่เกิด

กระบวนการของโรงงานที่เกิดเหตุ (รูปที่ ๑) โพรพิลีนที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาที่มีผงพอลิเมอร์แขวนลอยอยู่ ถูกส่งจาก reactor ไปยัง high pressure degassing drum (D301) ทางด้านล่างของ high pressure degassing drum จะมี sampling pot (Z302) ในการเก็บตัวอย่างผงพอลิเมอร์นั้นต้องตรวจสอบก่อนว่าวาล์ว 3 นั้นปิดอยู่ จากนั้นจึงเปิดวาล์ว 1 และ 2 เพื่อให้โพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ไหลเข้ามาใน sampling pot จากนั้นจึงปิดวาล์วเพื่อปิดการไหลของโพรพิลีนและผงพอลิเมอร์จาก high pressure degassing drum

ขั้นตอนต่อไปเป็นการลดความดันใน sampling pot ด้วยการเปิดวาล์วเพื่อระบายโพรพิลีนออกไป ตามด้วยการใช้แก๊สไนโตรเจน purge ไล่โพรพิลีนที่ตกค้างอยู่ใน sampling pot จากนั้นจึงค่อยเปิดวาล์ว 3 เพื่อเก็บตัวอย่างผงพอลิเมอร์

ในเหตุการณ์ที่เกิดนั้น โอเปอร์เรเตอร์ไม่ได้ทำการตรวจสอบว่าวาล์วเก็บตัวอย่าง (วาล์ว 3) นั้นปิดอยู่หรือไม่ ในวันที่เกิดเหตุนั้นวาล์วเก็บตัวอย่างเปิดค้างอยู่ เมื่อเปิดให้โพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ไหลเข้า sampling pot ทั้งโพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ก็เลยฉีดพุ่งออกมาทางวาล์วเก็บตัวอย่าง ก่อนที่จะเกิดการระเบิด (คาดว่าเกิดจากไฟฟ้าสถิต)

ในบทความนั้นกล่าวว่าสาเหตุเกิดจาก human error แต่ถ้าพิจารณาอีกมุมหนึ่งก็จะเห็นว่าเกิดจากการเลือกใช้วาล์วสำหรับเก็บตัวอย่างที่ไม่เหมาะสม คือของเดิมนั้นคงใช้วาล์วที่เปิด-ปิดด้วยมือ คือหลังจากที่ใช้มือเปิดวาล์วเพื่อให้ตัวอย่างไหลออกมาแล้ว ก็ต้องใช้มือหมุนวาล์วเพื่อปิดวาล์วเก็บตัวอย่าง ซึ่งถ้าหลังเสร็จสิ้นการเก็บตัวอย่างครั้งก่อนหน้าโอเปอร์เรเตอร์ไม่ได้ปิดวาล์วตัวนี้ และในการเก็บตัวอย่างครั้งถัดมาโอเปอร์เรเตอร์ก็ไม่ได้ตรวจสอบว่าวาล์วตัวนี้ปิดอยู่หรือไม่ (ในเหตุการณ์นี้ก็คงเป็นเช่นนั้น) การรั่วไหลก็เกิดขึ้นได้

วิธีหนึ่งในการป้องกันคือการใช้วาล์วชนิดที่เรียกว่า spring loaded หรือ spring return หรือ dead man spring return ball valve ที่จะมีแรงสปริงคอยหมุนให้วาล์วอยู่ในตำแหน่งปิดตลอดเวลา การเปิดวาล์วต้องมีคนคอยจับก้านหมุนเพื่อให้วาล์วเปิด ถ้าปล่อยมือเมื่อใดแรงสปริงก็จะหมุนให้วาล์วกลับคืนสู่ตำแหน่งปิด ในตอนต้นเรื่องที่เกริ่นไว้ว่าทำให้นึกถึงกรณีแก๊สปิโตรเลียมเหลวรั่วไหลที่ประเทศฝรั่งเศสเมื่อปีพ.ศ. ๒๕๐๙ นั้นก็เพราะ ในเหตุการณ์ครั้งนั้นไม่สามารถปิด drain valve ที่ก้นถังลูกโลกได้ และก็ได้มีคำแนะนำว่าตำแหน่งดังกล่าวควรใช้วาล์วชนิด spring loaded แทนวาล์วแบบที่ต้องใช้โอเปอร์เรเตอร์คอยหมุนปิดเปิด

การเก็บตัวอย่างแก๊ส/ของเหลวจากระบบความดันสูง (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๑๐๐) MO Memoir : Sunday 1 March 2563

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้มีต้นเรื่องมาจากอุบัติเหตุเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นกับนิสิตกลุ่มหนึ่ง (ที่ไม่ใช่พวกเรา) เมื่อวันจันทร์ที่ผ่านมา เหตุการณ์ดังกล่าวเกิดเมื่อนิสิตพยายามเก็บแก๊สตัวอย่างด้วยการใช้ถุงเก็บแก๊ส (ทำจากพลาสติก) จาก reactor ที่ทำงานที่ความดันสูง แล้วแก๊สมันไหลเข้าเร็วจนถุงเก็บแก๊สแตกและส่งเสียงเหมือนลูกโป่งแตก

  

ถุงเก็บแก๊สนั้นมันมีด้วยกันหลายรูปแบบ รูปที่ ๑ ก็เป็นเพียงแค่ตัวอย่างหนึ่ง วัสุดที่ใช้ทำก็เป็นพอลิเมอร์ชนิดต่าง ๆ มีทั้งแบบที่ใสและไม่ใส ขึ้นอยู่กับว่าเก็บแก๊สอะไร บางแบบก็มีวาล์วตัวเดียว บางแบบก็มีวาล์วมากกว่าหนึ่งตัว โดยหลักก็คือเดิมมันเป็นถุงแบนแฟบ ๆ พออัดแก๊สเข้าไปมันก็จะพองออก และมีส่วนที่เป็นจุกยางเป็นที่สำหรับใช้ syringe ดูดแก๊สมาวิเคราะห์ ข้อดีของถุงพลาสติกแบบนี้คือมันราคาถูกและมีน้ำหนักเบา แต่ต้องระวั้งเรื่องการรับความดัน

  

รูปที่ ๑ ตัวอย่างถุงพลาสติกสำหรับเก็บแก๊สตัวอย่าง วัสดุที่ใช้ทำถุงนั้นมีหลายรูปแบบ ไม่จำเป็นต้องเป็นพลาสติกใสเหมือนในรูป (รูปจากhttps://www.alibaba.com)

ถ้าเป็นระบบที่มีความดันสูง (หรืออุณหภูมิสูงร่วม) การใช้ bomb (ดังตัวอย่างในรูปที่ ๒) โลหะจะดีว่า แต่ทั้งนี้ต้องมั่นใจว่า bomb นั้นแข็งแรงพอที่จะทนความดันของระบบที่ทำการเก็บตัวอย่างได้ การใช้ bomb นั้นสามารถใช้เก็บได้ทั้งตัวอย่างที่เป็นของเหลวและแก๊ส

   

รูปที่ ๒ ตัวอย่าง cylinder bomb สำหรับเก็บตัวอย่าง (ที่อาจเป็นของเหลวหรือแก๊ส (รูปจากhttps://www.alibaba.com) การใช้ bomb แบบนี้อาจต่อเข้ากับระบบที่ต้องการเก็บตัวอย่างได้โดยตรง

แต่ไม่ว่าจะใช้อะไรเก็บตัวอย่างก็ตาม สิ่งสำคัญคือระบบท่อ (จะเป็น piping หรือ tubing ก็ตามแต่) สำหรับต่ออุปกรณ์เก็บตัวอย่าง ควรจะได้รับการออกแบบที่ดี และมีขั้นตอนการทำงานที่ถูกต้อง เพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์เก็บตัวอย่างนั้นต้องรับความดันที่สูงเกินไป หรือเกิดการรั่วไหลได้มากขณะทำการเก็บตัวอย่าง

   

และเทคนิคหนึ่งที่สามารถนำมาใช้ก็คือ การถ่ายสารที่ต้องการเก็บเข้าสู่ vessel ขนาดเล็กก่อน จากนั้นจึงค่อยเก็บตัวอย่างจาก vessel ขนาดเล็กนั้น ไม่ทำการเก็บจากระบบที่มีความดันสูงโดยตรง ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๓ ข้างล่าง

   

รูปที่ ๓ ตัวอย่างวิธีการเก็บสารตัวอย่างจากระบบที่ความดันสูง

ถ้าระบบความดันสูงนั้นมีขนาดใหญ่ ก็อาจมีการติดตั้งvessel ขนาดเล็ก (ที่บางทีอาจเรียกว่า sampling pot) เพื่อไว้เก็บตัวอย่าง (รูปที่ ๓ ซ้าย) ตัว sampling pot เองก็อาจมีการติดตั้งระบบ gas purging, ระบบระบายแก๊สทิ้ง, ระบบระบายของเหลวทิ้ง เพื่อไล่อากาศหรือสิ่งที่ตกค้างอยู่ในตัว sampling pot ออกไป และระบายสารส่วนเกินนอกเหนือไปจากตัวอย่างที่ต้องการเก็บทิ้งไป หรือบางทีก็ใช้สารที่อยู่ในระบบนั่นแหละเป็นตัวไล่สิ่งตกค้าง (ถ้าระบบความดันสูงมีขนาดใหญ่หรือเป็นระบบที่ทำงานต่อเนื่อง มันก็ไม่มีปัญหาอะไร)

สำหรับระดับห้องปฏิบัติการที่ไม่ได้เก็บตัวอย่างในปริมาณมากนั้น การใช้ชิ้นส่วนท่อสั้น ๆ หรือขดเป็นวงให้ได้ปริมาตรที่ต้องการก็อาจเพียงพอ แต่จะว่าไปแล้วก็ไม่จำเป็นต้องใช้การเติมเต็มเพียงครั้งเดียวเพื่อให้ได้ปริมาตรตามต้องการ อาจใช้การเติมหลายครั้งก็ได้เพื่อป้องกันไม่ให้ความดันภายในอุปกรณ์ที่ใช้เก็บตัวอย่าง (เช่นถุงเก็บแก๊ส) เพิ่มขึ้นรวดเร็วเกินไป โดยเฉพาะกรณีของการใช้พวก ball valve เป็นวาล์วระบบเก็บตัวอย่าง การใช้ globe valve หรือ ball valve + needle valve จะดีกว่าเพราะสามารถค่อย ๆ เปิดให้ตัวอย่างในท่อเก็บสารนั้นระบายลงสู่อุปกรณ์รองรับได้ (โดยธรรมชาติของ needle valve มันปิดได้ไม่สนิท จึงจำเป็นต้องมี ball valve เป็นตัวปิดเพื่อป้องกันการรั่วไหล)

  

การเก็บตัวอย่างนั้นเริ่มจากการที่วาวล์ทุกตัวในรูปที่ ๓ ปิดก่อน จากนั้นก็ค่อย ๆ เปิดวาล์วด้านความดันสูงให้สารที่ต้องการเก็บนั้นไหลเข้าสู่ถังรับ/ท่อรับสารตัวอย่าง จากนั้นก็ปิดวาล์วด้านท่อความดันสูง (ถ้าต้องการ purge สิ่งตกค้างเดิมที่อยู่ในถังรับ/ท่อรับสารตัวอย่างก็ต้องทำการระบายสารที่รับเข้ามาในถังรับ/ท่อรับทิ้งไปก่อน คือใช้ตัวอย่างที่จะเก็บนั้นไล่สารตกค้างอยู่) แล้วจึงค่อยเปิดวาล์วถ่ายสารในถังรับ/ท่อรับเข้าสู่ภาชนะเก็บสาร 

 

วาล์วที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรมนั้นบางทีก็จะใช้วาวล์ที่มีการติดตั้งด้ามหมุนเปิด-ปิดชนิดที่เรียกว่า spring return handle หรือ deadman handle กล่าวคือตัวด้ามจะมีสปริงดันให้ก้านหมุนเปิด-ปิดนั้นค้างอยู่ที่ตำแหน่งปิดตลอดเวลา ถ้าจะเปิดก็ต้องออกแรงหมุนก้านนั้นต้านแรงสปริง แต่ถ้าปล่อยมือออกเมื่อใดก้านก็จะหมุนกลับคืนตำแหน่งปิดได้ด้วยตัวเอง การออกแบบเช่นนี้ก็ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย กล่าวคือไม่ว่าเกิดเหตุใด ๆ ก็ตามที่ทำให้ผู้เก็บตัวอย่างนั้นต้องปล่อยมือออกจากตัวก้านหมุน วาล์วก็จะปิดตัวเอง เป็นการป้องกันการรั่วไหล

บ่ายวันศุกร์มีนิสิตปริญญาโทปี ๑ คนหนึ่งมาปรึกษาผมเรื่องการออกแบบอุปกรณ์ของเขา คือเขามีปัญหาคุยกับช่างที่รับสร้างอุปกรณ์แล้วโดนช่างต่อว่ากลับมาทำนองว่า คุณก็เป็นช่าง ทำไมจึงไม่เข้าใจในสิ่งที่เขาอธิบาย ผมก็บอกนิสิตรายนั้นกลับไปว่าผมเข้าใจว่าทำไมคุณจึงไม่เข้าใจสิ่งที่ช่างคนนั้นเขาบอก 

   

สาเหตุที่ทำให้นิสิตผู้นั้นไม่เข้าใจก็เป็นเพราะวิชาที่สอนเนื้อหาเหล่านี้ถูกนำออกไปจากหลักสูตรที่แต่เดิมนั้นเรียนกันตอนปี ๑ ที่มีเรียนกันทั้งภาคทฤษฎีและภาคปฏิบัติ ทั้งนี้อาจเป็นว่าเป็นเพราะมีการมองว่าเป็นวิชาพื้นฐานที่เก่า ไม่ทันสมัย และการสอนภาคปฏิบัตินั้นมันเหนื่อยและร้อนและสกปรก ยิ่งเป็นยุคที่ผู้เรียนและผู้สอน (โดยเฉพาะอาจารย์ใหม่ ๆ) ที่เหนื่อยนิดร้อนหน่อยก็ไม่ได้ ก็เลยทำให้มันหายไปจากหลักสูตรพื้นฐาน แต่พอจบป.ตรีแล้วต้องมาสร้างอุปกรณ์ทำวิจัยขึ้นเอง หรือต้องลงทำงานภาคสนามเอง ก็เลยมีปัญหาว่าไม่รู้จักอุปกรณ์ หรืออุปกรณ์นั้นใช้อย่างใด

  

แต่ที่สำคัญก็คือ อาจารย์นั้นควรเป็นผู้ที่มีประสบการณ์ลงมือปฏิบัติในการทำวิจัยมากกว่านิสิต ดังนั้นการออกแบบอุปกรณ์หรือขั้นตอนการปฏิบัติงานต่าง ๆ อาจารย์ที่ปรึกษาควรต้องให้ความเห็นชอบด้วย เพื่อให้การทำงานนั้นมีความปลอดภัย โดยไม่ควรปล่อยให้นิสิตควานหาวิธีการกันเอง