การระเบิดของท่อส่งแก๊สธรรมชาติ ณ ตำบลเปร็ง สมุทรปราการ MO Memoir : Saturday 24 October 2563

ช่วงเวลาประมาณ ๑๓.๒๐ น ของวันพฤหัสบดีที่ ๒๒ ตุลาคม ๒๕๖๓ ได้เกิดเหตุการณ์แก๊สธรรมชาติรั่วไหลออกจากท่อส่งแก๊สความดันสูง (ประมาณ 54 bar) ที่ฝั่งอยู่ใต้พื้นพิน ก่อนเกิดการระเบิด ณ บริเวณใกล้กับสถานีตำรวจภูธรเปร็ง อ.บางบ่อ จ.สมุทรปราการ การระเบิดดังกล่าวส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต ณ บริเวณที่เกิดเหตุ ๑ ราย และเสียชีวิตเพิ่มเติมที่โรงพยาบาลอีก ๒ ราย และมีผู้บาดเจ็บและทรัพย์สินเสียหายอีกเป็นจำนวนมาก

ค่ำวันเดียวกันผมได้เห็นภาพถ่ายจากที่เกิดเหตุและคลิปวิดิทัศน์ที่บันทึกจากกล้องหน้ารถยนต์คันหนึ่งจากหน้า facebook ของศิษย์เก่าคนหนึ่งของภาควิชา (ถ้าจำไม่ผิดน่าจะเป็นนิสิตรหัส ๔๓) ที่เขาได้เข้าไปดูที่เกิดเหตุในฐานะที่ปรึกษากรรมาธิการด้านพลังงานของวุฒิสภา และได้ให้ความเห็นบางประการไปบนหน้า facebook และในตอนหลังสามทุ่มวันเดียวกันก็ได้สนทนากับเขานานกว่า ๒๐ นาที (รูปที่ ๑) เกี่ยวกับความเป็นไปได้บางข้อที่ทำให้เกิดเหตุการณ์ดังกล่าว ก็เลยจะขอเอาเรื่องราวดังกล่าวมาบันทึกไว้เสียหน่อย เพื่อเป็นตัวอย่างการวิเคราะห์ปัญหาจากหลักฐานที่มีอยู่ (ในเวลานั้น)

จากข่าวที่ปรากฏนั้น มีการนำเสนอผู้ที่เกี่ยวข้องกับเหตุที่เกิด ๓ รายด้วยกัน คือ เจ้าของท่อแก๊ส การไฟฟ้าที่เป็นเจ้าของเสาไฟฟ้า และรถแบ็กโฮ (รถขุดดิน) ที่ไปปรากฏอยู่บริเวณที่เกิดเหตุ และในเวลาไม่นานก็มีการนำเสนอสมมุติฐานขึ้นมาสองหรือสามข้อว่าอุบัติเหตุดังกล่าวเกิดได้อย่างไร โดยทฤษฎีทั้งหมดนำเสนอขึ้นมาจากหนึ่งในผู้ที่เกี่ยวข้อง และถ้าพิจารณาจากสมมุติฐานที่นำเสนอแล้วจะเห็นว่า ความผิดนั้นไม่ได้อยู่ที่ผู้นำเสนอสมมุติฐาน แต่น่าจะไปอยู่ที่ผู้ที่เกี่ยวข้องอีก ๒ ราย ตอนที่ผมคุยทางโทรศัพท์กับศิษย์เก่าของภาควิชา เขาก็เล่าสมมุติฐานดังกล่าวให้ผมฟัง แต่ผมก็บอกเขาไปว่าผมดูจากคลิปวิดิทัศน์ที่เขาแชร์มานั้น เมื่อหยุดภาพดูทีละเฟรม ผมมีความเห็นที่แตกต่างออกไป คือผมไม่คิดว่าสองรายที่สมมุติฐานว่าอาจเป็นผู้ผิดนั้น ไม่น่าจะใช่ แต่น่าจะเป็นในทิศทางตรงกันข้ามมากกว่า

การระเบิดนั้นต้องมีองค์ประกอบ ๓ ส่วนด้วยกัน คือเชื้อเพลิง สารออกซิไดซ์ และแหล่งพลังงานที่เป็นตัวจุดระเบิด ในเหตุการณ์นี้เชื้อเพลิงก็คือแก๊สธรรมชาติที่อยู่ในท่อฝักลึกลงไปในดิน 4-5 เมตร แต่ก่อนอื่นเราลองมาทดลองแยกแยะการวิเคราะห์เหตุการณ์กันก่อนดีไหมครับ โดยลองตั้งประเด็นพิจารณาจากแง่มุมต่าง ๆ (อันนี้คือเท่าที่ผมนึกได้ โดยท่านผู้อ่านสามารถตั้งเพิ่มได้อีก หรืออาจไม่เห็นด้วยกับผมก็ได้ครับ)

ประเด็นแรกคือ แรงที่ทำให้ท่อส่งแก๊สดังกล่าวเกิดความเสียหายนั้นมาจากไหน ซึ่งตรงนี้ขอแยกออกเป็น

๑.๑ จากแรงกระทำที่เกิดขึ้นภายในตัวท่อ (เช่นการระเบิดภายในตัวท่อ ความดันที่เพิ่มขึ้นสูงมากเกิน) และ

๑.๒ จากแรงกระทำที่เกิดขึ้นภายนอกตัวท่อ (เช่นจากการขุดเจาะของเครื่องจักร การสั่นสะเทือน น้ำหนักกด)

ประเด็นที่สองคือ ความแข็งแรงของเนื้อโลหะของตัวท่อเป็นอย่างไร ซึ่งตรงนี้ก็ขอแยกการพิจารณาออกเป็น

๒.๑ เนื้อโลหะยังมีความแข็งแรงตามปรกติ แต่แรงที่กระทำนั้น (ไม่ว่าจากภายนอกหรือภายใน) สูงเกินกว่าที่เนื้อโลหะจะทนได้ และ

๒.๒ เนื้อโลหะมีโครงสร้างที่เปลี่ยนไป ทำให้คุณสมบัติในการรับแรงเปลี่ยนไป ขนาดแรงที่มากระทำนั้น ถ้าเนื้อโลหะยังคงมีสภาพเหมือนเดิม ท่อก็จะไม่เกิดความเสียหาย แต่ด้วยการที่คุณสมบัติในการรับแรงเปลี่ยนไป จึงทำให้ขนาดแรงที่มากระทำเดียวกันนั้น ทำให้ท่อเกิดความเสียหายได้

ประเด็นที่สามคือ การรั่วไหลของแก๊สนั้นเกิดตั้งแต่เมื่อใด ซึ่งตรงนี้อาจแยกได้เป็น

๓.๑ การรั่วของแก๊สนั้นมีมาก่อนหน้าแล้ว กล่าวคือท่อมีความเสียหายที่ทำให้แก๊สรั่วได้ในปริมาณน้อย ๆ ตลอดเวลา (เช่นเกิด pitting) แต่ท่อยังคงสามารถรับแรงได้อยู่ เมื่อเวลาผ่านไปความเสียหายนั้นขยายตัวขึ้นจนทำให้ท่อนั้นไม่สามารถรับแรงได้ ท่อเลยฉีกขาด ทำให้เกิดการรั่วไหลของแก๊สในปริมาณมากในเวลาอันสั้น

๓.๒ การรั่วไหลของแก๊สเกิดขึ้นอย่างทันทีทันใด กล่าวคือท่ออาจมีความเสียหายที่แบบที่จะทำให้แก๊สรั่วได้ เช่นการเกิดรอยร้าวหรือความหนาของผนังท่อบางลงเนื่องจากการผุกร่อน (corrosion) หรือการเสียดสี (erosion) และเมื่อความเสียหายนั้นขยายตัว ท่อเลยฉีกขาดแบบทันทีทันใด (catastrophic failure)

รูปที่ ๑ ส่วนหนึ่งของบทสนทนากับเขาบนหน้า facebook ในคืนวันที่เกิดเหตุ อันที่จริงยังมียาวกว่านี้อีกครับ

ในกรณีของประเด็นการรั่วไหลนี้ เนื่องจากแก๊สธรรมชาติที่ส่งเข้าระบบจะมีการผสมสารที่ให้กลิ่นเหม็นเข้าไปด้วย และจากข้อมูลที่ได้รับทราบมา ก่อนหน้านี้ชาวบ้านในบริเวณดังกล่าวไม่เคยได้กลิ่นเหม็นผิดปรกติใด ๆ ดังนั้นการพังของท่อเส้นดังกล่าวจึงควรจะเป็นแบบ ๓.๒ คือเกิดอย่างทันทีทันใด

ประเด็นถัดมาคือแรงที่มากระทำต่อตัวท่อ ไม่กี่ชั่วโมงหลังเกิดเหตุ มีการเสนอสมมุติฐานว่าอาจเกิดจากรถแบ็คโฮ (ที่มีจอดอยู่ในที่เกิดเหตุหนึ่งคน และโดยไฟไหม้ไปด้วย) ขุดไปโดนท่อ ซึ่งต่อมาภายหลังเจ้าของรถแบ็คโฮคันดังกล่าวก็ยืนยันว่าเอารถไปจอดอยู่ตรงนั้นเฉย ๆ ไม่ได้ไปทำการขุดดินใด ๆ ซึ่งตรงนี้จะว่าไปคลิปวิดิทัศน์ที่มีการเผยแพร่กันในโลกออนไลน์ที่มาจากกล้องหน้ารถของรถยนต์คันหนึ่งก็ยืนยันคำกล่าวนี้เป็นจริง

รูปที่ ๒-๖ ผมหยุดภาพจากคลิปวิดิโอที่มีการเผยแพร่กันในเย็นวันเกิดเหตุ จะเห็นว่าในช่วงแรกนั้นสิ่งที่มีลักษณะสีดำพุ่งขึ้นมาจากพื้น ซึ่งก็น่าจะเป็นดินที่กลบฝังท่ออยู่ ปริมาณดินที่พุ่งขึ้นมาจากพื้นนั้นขึ้นไปได้สูงและมีปริมาณมาก ผมจึงเห็นว่าตอนที่ท่อเกิดการฉีกขาดนั้นยังคงมีดินในปริมาณมากกลบท่ออยู่ ดังนั้นประเด็นที่ว่ามีการขุดดินและไปกระทบท่อนั้นจึงไม่น่าจะเป็นไปได้ เพราะจากข้อมูลที่ได้รับ ท่อถูกฝังลึกลงไปในดินประมาณ 4-5 เมตร การใช้รถขุดดินขุดหลุมลึกขนาดนี้ต้องมีปากหลุมที่กว้างมากพอ (เพราะทำการ "ขุด" ไม่ได้ทำการ "เจาะ") และไม่ควรที่จะทำให้เกิดการฟุ้งกระจายของดินมากดังที่ปรากฏในคลิปวิดิทัศน์

สมมุติฐานอีกข้อที่เกิดขึ้นพร้อมกับรถแบ็คโฮก็คือ สายส่งไฟฟ้าแรงสูงขาดลงไปพาดกับตัวท่อ (ที่อาจไม่มีผิวดินปิดอยู่เนื่องจากถูกรถแบ็คโฮขุดเอาดินกลบท่อออก) และประกายไฟนั้นทำให้ท่อแตกและเกิดการจุดระเบิดของแก๊ส สมมุติฐานนี้เกิดขึ้นมาจากการที่ จังหวะเวลาที่สถานีควบคุมท่อส่งแก๊สตรวจพบว่าท่อส่งแก๊สมีปัญหา และสถานีควบคุมการจ่ายไฟฟ้าพบว่าเกิดไฟฟ้าดับนั้น เป็นเวลาเดียวกัน ซึ่งประเด็นนี้ทางการไฟฟ้าก็ได้แย้งว่าสายไฟที่เขาใช้นั้นรับแรงดึงได้สูง ไม่ขาดง่าย ๆ (ซึ่งก็น่าจะเป็นจริง เพราะเห็นรถชนเสาไฟฟ้าล้มทีใด ไม่ยักเห็นมีสายไฟขาด มีแต่สายไฟที่ช่วยดึงเอาเสาไฟฟ้าไม่ให้ล้มฟาดพื้น เพียงแค่เอียงไปเท่านั้น หรือไม่สายไฟก็หลุดออกจากลูกถ้วยก่อน)

ภาพจากคลิปวิดิทัศน์ในรูปที่ ๗-๑๑ แสดงให้เห็นว่าการจุดระเบิดนั้นเกิดที่ระดับเหนือพื้นดิน คือประมาณระดับยอดเสาไฟฟ้า และมีการจุดระเบิดด้วยประกายไฟฟ้าอย่างน้อย 2 ครั้ง (รูปที่ ๗ และ ๑๐) ลักษณะของลูกเปลวไฟที่ลอยอยู่เหนือพื้นในรูปที่ ๘ ก็แสดงว่าการเผาไหม้นั้นเริ่มจากระดับที่สูงเหนือพื้นดิน (เปลวไฟจะลุกไหม้โดยแผ่กระจายออกไปจากจุดที่เกิดการกระตุ้นให้เกิดการเผาไหม้ แบบเดียวกับการจุดระเบิดในเครื่องยนต์เบนซิน ที่เปลวไฟจะแผ่ออกไปจากเขี้ยวหัวเทียน)

อีกสิ่งหนึ่งที่อยากให้สังเกตก็คือ ช่วงเวลาที่เห็นประกายไฟแวบสว่างสีขาวครั้งแรกจนถึงครั้งที่สาม (รูปที่ ๑๑) กินเวลาไม่น่าจะถึง 2 วินาที และช่วงเวลาที่จับภาพการฟุ้งกระจายของดินครั้งแรกจนถึงการเห็นประกายไฟครั้งที่สามก็กินเวลาไม่น่าจะถึง 3 วินาที ดังนั้นประเด็นที่ว่าสถานีควบคุม (ทั้งระบบส่งแก๊สและไฟฟ้า) ตรวจพบว่าเกิดเหตุในเวลาเดียวกันนั้น ทั้งสองหน่วยงานใช้เวลามาตรฐานเดียวกันหรือไม่ และระบบการตรวจวัดนั้นมี delay time หรือไม่ และเวลาที่บันทึกนั้นมีความละเอียดขนาดไหน เพราะแต่ละปรากฏการณ์ที่เกิดนั้นเกิดในเวลาไม่ถึง 1 วินาที

ผมรู้แต่ว่าสมมุติว่าคุณมีสายไฟยาวไปที่ปลายทางที่ห่างไป 1000 เมตร ถ้าคุณปิดสวิตช์ไฟที่จ่ายไฟให้ให้สายไฟดังกล่าวที่ต้นทาง ไฟจะดับพร้อมกันทุกจุดในระยะทาง 1000 เมตรนั้น แต่ถ้าเป็นท่อแก๊สความดันที่ยาว 1000 เมตร ถ้าท่อขาดที่ตำแหน่งหนึ่ง มันต้องใช้ระยะเวลาหนึ่งกว่าจุดที่ห่างออกไป 1000 เมตรนั้นจะตรวจพบว่าความดันตกลง

สิ่งน่ากลัวสำหรับผู้ที่เข้าไปตรวจสอบต้นตอของเหตุการณ์ที่เกิดก็คือ การไปรับข้อมูลจากผู้เกี่ยวข้องรายหนึ่งที่พยายามให้สมมุติฐานว่าเขาไม่ใช่ฝ่ายผิด ซึ่งอาจดึงให้ความคิดของผู้ตรวจสอบนั้นคล้อยตามไปในทิศทางนั้นได้ ถ้าไม่มีหลักฐานจากมุมมองอื่นแสดงให้เห็น

และสิ่งสำคัญที่ควรต้องได้จากการตรวจสอบหาต้นตอของอุบัติเหตุก็คือ การหามาตรการป้องกันไม่ให้มันเกิดซ้ำอีก ไม่ใช่การทำให้เรื่องมันจบ ๆ ไปโดยเร็ว

รูปที่ ๒ ภาพเฟรมสุดท้ายก่อนการระเบิด คลิปตัวเต็มนั้นมุมกว้างกว่านี้ แต่ผมตัดขอบด้านซ้ายของคลิปออกไป เพื่อที่จะได้รูปที่ใหญ่เห็นได้ชัดเมื่อนำลงหน้ากระดาษ A4 เสาไฟฟ้าที่ลูกศรสีเขียวชี้คือบริเวณที่เห็นว่ามีการจุดระเบิด

รูปที่ ๓ เฟรมแรกที่เห็นมีดินพุ่งขึ้นมาจากพื้น (ตรงลูกศรสีเขียวชี้) ในรูปนี้ยังไม่เห็นมีเปลวไฟใด ๆ

รูปที่ ๔ ภาพต่อเนื่องจากรูปที่ ๓

รูปที่ ๕ ภาพต่อเนื่องจากรูปที่ ๔

รูปที่ ๖ ภาพต่อเนื่องจากรูปที่ ๕ ภาพนี้เป็นเฟรม (คิดว่าน่าจะ) สุดท้ายแล้วก่อนที่จะเห็นการลุกติดไฟ

รูปที่ ๗ ภาพต่อเนื่องจากรูปที่ ๖ จะเห็นประกายไฟสีขาวแวบสว่างจากระดับสูงประมาณสายไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งแสดงว่าการจุดระเบิดนั้นเกิดขึ้นเหนือระดับพื้นดิน

รูปที่ ๘ ภาพต่อเนื่องจากรูปที่ ๗ จะเห็นลูกไฟกลมแผ่ขยายตัวออกจากกลางอากาศเหนือพื้นดิน แสดงว่าการจุดระเบิดเกิดขึ้นเหนือพื้นดิน เพราะเปลวไฟจะวิ่งแผ่ออกจากจุดที่เกิดการระเบิดออกไปทุกทิศทาง ในที่นี้เนื่องจากเกิดขึ้นกลางอากาศ ก็เลยเห็นมันวิ่งออกไปเป็นทรง (เกือบ) กลม (คือมันมีการพุ่งของแก๊สที่ทำให้รูปทรงเปลวไฟเปลี่ยนไปด้วย)

รูปที่ ๙ ภาพต่อเนื่องจากรูปที่ ๘

รูปที่ ๑๐ รูปนี้จะเห็นการเกิดประกายไฟแวบสีขาวครั้งที่สองจากระดับสายไฟ แสดงว่าหลังจากเกิดการจุดระเบิดครั้งแรกแล้ว ระบบจ่ายไฟฟ้าน่าจะยังมีกระแสไฟฟ้าอยู่

รูปที่ ๑๑ รูปนี้เกิดประกายไฟแวบสว่างสีขาวครั้งที่สาม แต่เกิดอยู่ที่ระดับสูงกว่าสองครั้งแรก อาจจะเกิดขึ้นอีกฟากหนึ่งของลูกไฟ

รูปที่ ๑๒ ลูกไฟที่กำลังขยายตัว

รูปที่ ๑๓ รูปนี้ได้มาจากหน้า facebook ของศิษย์เก่าของภาควิชาที่ลงพื้นที่ในวันเกิดเหตุ โดยบอกว่าเป็นท่อที่ฉีกขาด พึงสังเกตว่าท่อนี้ขาดในแนวขวาง และโผล่ขึ้นมาอยู่เหนือพื้นดิน

ตอนที่ผมสนทนาทางโทรศัพท์กับเขานั้น ผมถามเขาว่าความเสียหายของท่อเป็นแบบใด ท่อฉีกขาดตามแนว "ความยาวท่อ" หรือตามแนว "ขวาง" ซึ่งเขาก็ได้บอกผมว่าเขาได้โพสรูปต่อที่เสียหายเอาไว้ก่อนหน้านี้แล้ว ซึ่งก็คือรูปที่ ๑๓

จากรูปนี้ดูเหมือนว่าท่อนั้นเสียหายตามแนว "ขวาง" และท่อที่ฝังอยู่ใต้ดินลึกไม่น้อยกว่า 4 เมตรนั้น "ถูกดันจนโผล่พ้นจากพื้นดิน"

ตรงนี้เรากลับไปทบทวนความรู้ในวิชากลศาสตร์วัสดุหรือ Mechanics of Materials กันหน่อยดีใหม่ครับ สำหรับภาชนะรับความดันรูปทรงกระบอกผนังบาง (ท่อรับความดันก็จัดอยู่ในพวกนี้) ความเค้นที่กระทำตามแนวความยาวท่อ (longitudinal stress) ที่ดึงท่อให้ยืดออกจะมีค่าเพียงแค่ครึ่งเดียวของความเค้นที่กระทำในแนวเส้นรอบวง (circumferential stress หรือ hoop stress) ที่ดึงท่อให้พองตัวออก (รูปที่ ๑๔) ดังนั้นเวลาที่ท่อได้รับความดันสูงจากเนื้อโลหะไม่สามารถรับแรงได้นั้น ท่อจะฉีกขาดตามแนวความยาวของท่อก่อน ดังตัวอย่างในรูปที่ ๑๕ และ ๑๖ ไม่ใช่ในแนวขวาง (ถ้าหากไม่มีความผิดปรกติของเนื้อโลหะนะ)

รูปที่ ๑๔ ความเค้นที่เกิดขึ้นในเนื้อวัสดุเมื่อภาชนะรับความดันรูปทรงกระบอกผนังบางรับความดัน (ภาพจาก http://www.bu.edu/moss/mechanics-of-materials-combined-loading/)

รูปที่ ๑๕ ตัวอย่างท่อที่เสียหายจากการได้รับความดันสูงเกิน พึงสังเกตว่าท่อจะฉีกขาดตามแนวความยาวของท่อ ไม่ใช่ในแนวขวาง (ภาพจาก https://sealexcel.com/why_sealexcel_5.html)

รูปที่ ๑๖ ผนังส่วน shell ของ shell and tube heat exchanger ที่ฉีกขาดออกเนื่องจากความดันภายในสูงเกิน ตัว shell นี้ทำจากแผ่นเหล็กมาม้วนเป็นทรงกระบอกแล้วก็เชื่อมติดเข้าด้วยกัน พึงสังเกตว่าความดันที่สูงเกินนั้นทำให้ตัวผนังฉีกขาดตามแนวยาวจนแผ่ออกเกือบเป็นแผ่น และการฉีกขาดนี้กระชากให้แผ่นโลหะหลุดออกจากส่วนหน้าแปลนหัวท้าย (ภาพจากรายงานการสอบสวนของ CSB เรื่อง "Williams Geismar Olefins Plant : Reboiler Rupture and Fire")

ความเป็นไปได้ที่ท่อจะ "แตกหัก" ในแนวขวางก็มีอยู่เหมือนกัน คือเนื้อโลหะมีการเปลี่ยนสภาพจากเหนียวและยืดหยุ่นกลายเป็นแข็งและเปราะ ซึ่งการเปลี่ยนสภาพนี้อาจเกิดได้จาก

๔.๑ อุณหภูมิที่ต่ำเกินไป

๔.๒ การเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น stress corrosion cracking

ที่นี้กลับมาดูข้อมูลที่ได้รับทราบในวันที่เกิดเหตุหน่อยก็คือ ท่อเส้นดังกล่าวมีการตรวจสอบ "ความหนา" อยู่เป็นประจำทุกปี (คงด้วยการใช้ "Pig" วิ่งไปในท่อ) และการตรวจครั้งล่าสุดก็พบว่าความหนายังอยู่ที่ระดับปรกติ (ประมาณ 15 mm ซึ่งสามารถรับความดันในท่อได้สบาย) ดังนั้นคำถามที่ตามมาก็คือเป็นไปได้หรือไม่ที่ชิ้นงานโลหะนั้นจะเสียหายได้แม้ว่าแรงที่กระทำอยู่นั้นจะต่ำกว่าค่า yield strength ของโลหะนั้นอยู่มากก็ตาม ซึ่งจะว่าไปแล้วก็เป็นไปได้จาก

๕.๑ การเกิด creep หรือความคืบ

๕.๒ การเกิด fatigue หรือความล้า

๕.๓ การเกิด stress corrosion cracking หรือปฏิกิริยาเคมี ณ บริเวณตำแหน่งที่มีความเค้นสูง

การเกิด creep หรือความคืบนี้เกิดจากการที่วัสดุนั้นได้รับแรงที่ทำให้เกิดความเค้น (stress) ในเนื้อวัสดุนั้นตลอดเวลา (ความเค้นที่เกิดก็จะเป็นความเค้นดึงหรือ tensile stress) โดยที่ความเค้นนั้นยังต่ำกว่าค่า yield strength ของวัสดุนั้น ปรากฏการณ์นี้จะเห็นได้ง่ายกับโลหะที่อุณหภูมิสูง เช่นท่อที่แขวนอยู่ในแนวดิ่งของ furnace (ที่ต้องปล่อยปลายด้านล่างเอาไว้เพื่อให้มันมีอิสระในการขยายตัวอย่างอิสระ) ที่ความเค้นดึงนั้นเกิดจากตัวน้ำหนักของท่อเอง ท่อร้อนที่วางอยู่ในแนวนอน (เช่นท่อไอน้ำ) ก็มีโอกาสเกิด creep ได้เช่นกัน เพราะน้ำหนักของท่อพวกนี้จะถูกรองรับเอาไว้ด้วย pipe support ณ บางตำแหน่งของความยาวท่อ ถ้าระยะระหว่าง pipe support นั้นห่างเกินไป ท่อก็มีโอกาสตกท้องช้างและเกิด creep ได้

ความล้าหรือ fatigue จะเป็นการรับแรงแบบ cyclic load เช่นจากการสั่นสะเทือนหรือการเปลี่ยนแปลงความดันในระบบที่เพิ่ม-ลดสลับกันไปตลอดเวลา (เช่นในระบบ pressure swing adsorption) ตัวอย่างความเสียหายที่เกิดจาก fatigue ที่เป็นที่รู้จักกันมากที่สุดเห็นจะได้แก่กรณีของเครื่องบินโดยสารไอพ่น Comet ที่โครงสร้างลำตัวเครื่องบินเสียหายจากความล้าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความดันในขณะที่เครื่องบินขึ้นและลง

Stress corrosion cracking จะเกี่ยวข้องกับสารเคมี กล่าวคือในสภาวะที่ไม่มีความเค้นนั้นตัวเนื้อโลหะจะสามารถทนต่อสารเคมีตัวนั้นได้ แต่ถ้าเนื้อโลหะมีความเค้น (เช่นภาชนะรับความดันต่าง ๆ) โดยอาจมีอุณหภูมิสูงร่วมด้วย สารเคมีดังกล่าวจะทำให้เนื้อโลหะเปลี่ยนโครงสร้างจากเหนียวเป็นแข็งและเปราะได้ ตัวอย่างความเสียหายจาก stress corrosion cracking ที่นำไปสู่การระเบิดที่ถูกนำมาเป็นกรณีศึกษาในสาขาวิศวกรรมเคมีเห็นจะได้แก่การระเบิดที่เมือง Flixborough ประเทศอังกฤษ ที่ถังปฏิกรณ์ใบหนึ่งเกิดรอยร้าวอันเป็นผลจาก stress corrosion cracking ที่เกิดจากไนเทรตที่อยู่ในน้ำ (ที่นำมาฉีดรดเพื่อควบแน่นไอไซโคลเฮกเซนที่รั่วออกมาจาก gland packing และไหลลงมาตามผิวถังปฏิกรณ์) จนต้องมีการนำเอาถังปฏิกรณ์ใบดังกล่าวออกจากระบบและต่อท่อที่มีลักษณะเป็น dog leg แทน stress corrosion cracking นี้มีโอกาสเกิดได้มากขึ้นบริเวณที่เป็นจุดอ่อนของเนื้อโลหะ เช่นที่ตำแหน่งรอยเชื่อม

การตรวจสอบว่าความเสียหายนี้เกิดจากกลไกใดก็คงต้องให้ผู้เชี่ยวชาญทางด้านโลหะวิทยาเป็นผู้ตรวจ

โดยความคิดเห็นส่วนตัวแล้ว การที่ท่อที่ฝังลึกอยู่ใต้ดินไม่น้อยกว่า 4 เมตรโผล่ขึ้นมาเหนือพื้นได้แสดงว่าความเสียหายนั้นน่าจะเกิดที่ผิวด้านล่างของท่อก่อน จึงทำให้แก๊สความดันสูงที่รั่วออกมานั้นดันให้ตัวท่อยกตัวขึ้นบนก่อนเกิดการแตกหัก จากปรากฏการณ์นี้ ประเด็นที่ควรนำมาพิจารณาเพิ่มก็คือ ตำแหน่งที่เกิดความเสียหายนั้น

๖.๑ เกิดแบบสุ่ม คือมีโอกาสเกิด ณ ทุกตำแหน่งบนแนวเส้นรอบวงเท่ากันหมด หรือ

๖.๒ เกิดแบบเฉพาะเจาะจง คือมีโอกาสเกิดในบางตำแหน่งมากเป็นพิเศษ เช่นท่อลำเลียงแก๊สที่มีของเหลวปนอยู่ โดยตัวท่อนั้นวางอยู่ในแนวนอน สารเคมีที่ละลายอยู่ในของเหลวนั้นจะทำปฏิกิริยากับผิวด้านล่างด้านในของท่อได้ง่ายกว่าพื้นผิวที่อยู่สูงขึ้นไป ทำให้ผิวด้านล่างมีโอกาสเกิด stress corrosion cracking สูงกว่าพื้นผิวที่อยู่สูงกว่า ตัวอย่างเรื่องนี้เคยนำมาเล่าไว้ใน Memoir เรื่อง "เมื่อท่อไอน้ำแตกตรงรอยเชื่อม" (วันพฤหัสบดีที่ ๑๐ ตุลาคม ๒๕๖๒) ซึ่งการแตกนั้นมีทั้งการแตกในแนวเส้นรอบวง (รอยเชื่อมต่อท่อเข้าด้วยกันหรือเข้ากับข้อต่อ) และตามแนวยาว (แนวตะเข็บของตัวท่อ)

จุดแตกหักของท่อแก๊สที่เกิดอุบัติเหตุนี้ได้ยินมาว่าเกิดตรงบริเวณรอยต่อเช่นกัน

สุดท้ายนี้ก็คงต้องขอย้อนกลับไปยังประเด็นแรกว่าแรงที่กระทำต่อท่อนั้นมาจากไหน ตรงนี้คงต้องให้ผู้ลงสำรวจพื้นที่จริงเป็นคนตอบ เพราะมันมีปัจจัยเรื่องรูปแบบการวางท่อเข้ามาเกี่ยวข้องอีก ปรกติแล้วแนวเส้นท่อที่มีความดันอยู่ภายใน และไม่ได้อยู่ในแนวเส้นตรงนั้นมันจะเกิดโมเมนต์บิด (bending moment) ถ้าตัวท่อและสิ่งที่ยึดท่ออยู่นั้นต้านทานโมเมนต์บิดนั้นได้มันก็ไม่เป็นไร แต่ท่อที่ฝังดินนั้นแตกต่างจากท่อที่วางอยู่บน pipe rack ตรงที่ท่อที่วางบน pipe rack นั้นการรับแรงมันเป็นจุด (ตรงตำแหน่งยึดต่อ) แต่ท่อที่ฝังใต้ดินนั้นการรับแรงมันกระจายตลอดทั้งความยาว (คือแรงต้านของดินที่อยู่รอบ ๆ ท่อ) ประเด็นนี้ ณ วันนี้เห็นมีการพูดเรื่องการทรุดตัวของดินเหมือนกัน

การรีบหาข้อยุติว่าอุบัติเหตุนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไรมันจะดีก็ต่อเมื่อสาเหตุที่แท้จริงนั้นได้รับการเผยแพร่ออกสู่สาธารณะ เพื่อไม่ให้ผู้อื่นทำผิดซ้ำแบบเดียวกันอีก หรือเพื่อให้เกิดการตรวจสอบสิ่งที่มีรูปแบบในทำนองเดียวกันว่ามีโอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์ทำนองเดียวกันได้ไหม ซึ่งจะเป็นการแสดงให้เห็นถึงการมีความรับผิดชอบต่อสังคมของหน่วยงานนั้น โดยรายงานดังกล่าวควรต้องพิจารณาถึงประเด็นต่าง ๆ ที่มีความเป็นไปได้ และให้เหตุผลอธิบายได้ว่าสามารถตัดประเด็นไหนออกไปได้ และประเด็นที่สรุปว่าเป็นต้นตอของเหตุการณ์นั้นมีหลักฐานอะไรรองรับ สามารถอธิบายรูปแบบความเสียหายต่าง ๆ ที่ปรากฏในสถานที่เกิดเหตุได้ โดยไม่ควรเป็นการรีบหาข้อยุติเพื่อให้เรื่องราวมันจบไป (เพื่อจะได้เอาเวลาไปทำอย่างอื่น)

ข้อสรุปสุดท้ายจากรายงานการสอบสวนจะออกมาเป็นอย่างไรนั้น เชื่อว่าคงจะไม่ได้เห็น เพราะคงไม่มีการเผยแพร่ออกสู่สาธารณะ คงถูกเก็บเป็นความลับต่อไป แบบเดียวกันอุบัติเหตุต่าง ๆ ที่เคยเกิดขึ้นในหลายหน่วยงานก่อนหน้านี้ ที่แม้แต่ถามคนที่ทำงานในหน่วยที่เกิดเหตุ ก็ยังตอบไม่ได้ว่าเกิดอะไรขึ้น หรือไม่ก็ให้ข้อมูลที่ขัดแย้งกัน หรือไม่ก็ให้ข้อมูลที่โต้แย้งได้ง่ายโดยใช้ข้อมูลที่เขาให้มานั้น หรือไม่ก็บอกแต่เพียงว่าเป็นความลับบริษัท

เมื่อขุดบ่อน้ำ แต่กลับเจอบ่อแก๊ส MO Memoir : Sunday 21 June 2563

เวลาที่ฝนตกลงพื้นดิน น้ำฝนบางส่วนจะซึมลงสู่พื้นดิน ส่วนที่ว่าจะซึมได้ลึกแค่ไหนได้เร็วแค่ไหนก็คงขึ้นอยู่กับชนิดของพื้นดินว่าเป็นดินเหนียว ดินทราย หรือความแน่นของพื้นดิน แต่โดยทั่วไปอัตราการซึมนั้นค่อนข้างจะช้า เวลาที่ฝนตกลงมาหนัก ๆ มันก็เลยไหลล้นไปบนผิวดินไปยังที่ต่ำกว่า

  

แต่ถ้าเราให้เวลาน้ำซึมลงดินได้นานพอ เราก็สามารถใช้ดินเป็นที่เก็บน้ำไว้ใช้ได้ สังเกตได้เวลาที่บางสถานที่นั้นขุดดินลึงลงไป ก็จะเจอตาน้ำที่มีน้ำซึมออกมา หลุมนั้นก็จะกลายเป็นบ่อบาดาลน้ำตื้นไป ต้นไม้ใหญ่ ๆ ที่รากอยู่ลึกมันก็อาศัยน้ำส่วนนี้ดำรงชีวิตในช่วงฤดูแล้งหรือฝนทิ้งช่วงเป็นเวลานาน บ่อแบบนี้มันไม่ค่อยมีปัญหาเรื่องแก๊สพิษตอนขุด ตอนขุดจะมีปัญหาก็เรื่องดินถล่มลงไปทับคนที่กำลังขุดอยู่มากกว่า และอีกทีก็ตอนที่ส่งคนลงไปล้างบ่อที่ขุดเอาไว้นานแล้วที่มีการขาดอากาศหรือได้รับแก๊สพิษที่สะสมอยู่ที่ก้นบ่อจนเสียชีวิต 

  

แหล่งน้ำใต้ดินที่ใหญ่กว่าจะเป็นพวกบ่อบาดาลน้ำลึก ที่ต้องทำการขุดเจาะลงไปลึกในระดับหลายสิบเมตรหรือหลายร้อยเมตร แต่ก่อนหมู่บ้านจัดสรรหลาย ๆ หมู่บ้านในกรุงเทพก็ใช้น้ำบาดาลนี้มาทำเป็นน้ำประปาแจกจ่ายให้บ้านเรือนในหมู่บ้านก่อนที่ระบบประปาจะขยายไปจนถึง ดังจะเห็นได้จากหมู่บ้านจัดสรรเก่า ๆ บางหมู่บ้านยังมีถังน้ำประปาตั้งสูงให้เห็นอยู่ หลายโรงงานที่ผลิตภัณฑ์ใช้น้ำปริมาณมากเป็นวัตถุดิบ ก็จะใช้น้ำบาดาล ในช่วงฤดูแล้วที่ผ่านมาหรือไม่กี่ปีก่อนหน้านี้ ในหลายจังหวัดก็มีการขุดเจาะบ่อบาดาลน้ำลึกเหล่านี้ เพื่อนำน้ำขึ้นมาใช้บรรเทาความเดือดร้อนของชาวบ้าน

  

รูปที่ ๑ ที่ตั้งของหมู่บ้านคีรีราบ อ.กาญจนดิษฐ์ จ.สุราษฎร์ธานี (ก็คงอยู่แถวโรงเรียนบ้านคีรีราบในรูปที่นำมาจาก google map นี้) ที่เกิดเหตุแก๊สไข่เน่าพุ่งขึ้นมาจากหลุมขุดเจาะน้ำบาดาลจนทำให้เด็กเสียชีวิต ๒ ราย

  

รูปที่ ๒ รายงานการสำรวจโครงสร้างทางธรณีวิทยาบริเวณหมู่บ้านคีรีรอบ ซึ่งเข้าไปสำรวจหลังเกิดเหตุการณ์ไม่นาน รายงานนี้ดาวน์โหลดจาก http://www.dmr.go.th/bgs_ebook3/document/DMR-06_0572.PDF

รูปที่ ๓ คำนำของรายงาน ระบุไว้ว่าเหตุการณ์เกิดขึ้นเมื่อวันที่ ๑๘ พฤษภาคม ๒๕๔๒ เป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิต ๒ ราย (ทั้งคู่เป็นเด็กในหมู่บ้าน) จากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟล์หรือแก๊สไข่เน่าที่พุ่งขึ้นมา

  

แต่บางครั้งการขุดเจาะบ่อบาดาลน้ำลึกก็ก่อให้เกิดเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นได้ ดังเช่นกรณีที่เกิดที่บ้านคีรีรอบ อ.กาญจนดิษฐ์ จ.สุราษฎร์ธานี เมื่อวันที่ ๑๘ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๕๔๒ (รูปที่ ๒ และ ๓) คือแทนที่จะขุดเจาะลงไปเจอบ่อน้ำ กลับไปเจอเอาบ่อแก๊สธรรมชาติแทน และที่สำคัญก็คือแก๊สที่พุ่งขึ้นมานั้นมีไฮโดรเจนซัลไฟล์ (H₂S หรือแก๊สไข่เน่า) ในปริมาณมาก และด้วยแก๊สที่เป็นแก๊สที่หนักกว่าอากาศ เมื่อรั่วไหลออกมาจึงตกลงสู่พื้นดิน เข้าไปปกคลุมหมู่บ้านที่อยู่บริเวณนั้น ส่งผลให้เด็กเสียชีวิต ๒ ราย และเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลอีก ๒๕ ราย ชาวบ้านต้องอพยพออกจากหมู่บ้านเป็นการชั่วคราว แม้ว่าในวันรุ่งขึ้นจะได้ทำการอุดบ่อนั้นด้วยการใช้คอนกรีตกว่า ๒ ตันเทอัดลงไป ต้องรออีกร่วม ๑๐ วันหลังจากได้ทำพิธีสวดภาณยักษ์ จึงได้กลับเข้าไป (รูปที่ ๔)

รูปที่ ๔ บทคัดย่อรายงานการสำรวจสภาวะสุขภาพจิตของชาวบ้านที่ประสบเหตุ โดยเจ้าหน้าที่ของทีมงานกรมสุขภาพจิต เสียดายที่ไม่มีรายงานฉบับเต็มให้อ่านได้ทางอินเทอร์เน็ต มีแต่เฉพาะบทคัดย่อให้ดู

ช่วงปี ๒๕๕๘ ก็มีเหตุการณ์คล้ายกันเกิดขึ้นอีก (รูปที่ ๕) คราวนี้ที่จังหวัดตาก อาจโชคดีตรงที่ไม่ได้มีแก๊สรั่วออกมาในปริมาณมาก และคงมีแก๊สไข่เน่าไม่มาก (แก๊สไฮโดรคาร์บอนมันไม่มีสีไม่มีกลิ่น ที่แก๊สหุงต้มมันมีกลิ่นก็เพราะเขาเติมสารให้กลิ่นลงไป) ก็เลยไม่เกิดเหตุการณ์เศร้าสลดเหมือนกับที่เกิดที่บ้านคีรีรอบ

  

รูปที่ ๕ ข่าวนี้เกิดขึ้นเมื่อไม่นานนี้ โชคดีที่คงมีแก๊สรั่วออกมาไม่มากและมีแก๊สไข่เน่าไม่มาก ก็เลยไม่เกิดเรื่องเหมือนที่หมู่บ้านคีรีรอบ

พังเพราะระบบป้องกัน MO Memoir : Thursday 19 April 2561

"If anything can go wrong, it will" Murphy's Law

ดูเหมือนว่าผมจะเขียนเหตุการณ์การระเบิดที่โรงแยกแก๊ส Esso ที่เมือง Longford จากหลังมาหน้า (เริ่มจากเรื่อง Mechanics of Materials ในงานวิศวกรรมเคมี) มาถึงตอนนี้ก็จะเป็นการเล่าลำดับการเกิดเหตุ โดยจะพยายามทำการสรุปเหตุการณ์ที่เกิดเป็นข้อ ๆ โดยเริ่มจากแก๊สที่รับเข้ามาไปจนถึงการระเบิด
 

โรงแยกแก๊สแห่งนี้รับแก๊สธรรมชาติที่มาจากแท่นขุดเจาะหลายแท่น และแต่ละแท่นก็ส่งแก๊สที่มีความแตกต่างกันเข้ามา (โดยเฉพาะปริมาณ condensate) แก๊สที่ส่งเข้ามาถูกกระจายออกไปยังโรงแยกที่ตั้งอยู่ในบริเวณเดียวกัน ๓ โรง โดยโรงที่เกิดเหตุนั้นเป็นโรงแรกที่ตั้งขึ้นโดยใช้กระบวนการดูดซับในการแยกแก๊ส ส่วนโรงที่สองและสามนั้นใช้กระบวนการกลั่น
 

ในโรงแยกที่หนึ่งนั้นมีหอดูดซับ ๒ หอด้วยกันคือหอ A และหอ B (ที่เป็นตัวที่เกิดปัญหา) ทั้งสองหอนั้นมีการทำงานเหมือนกัน (แต่ในขณะทำงาน แยกรับแก๊สต่างกันได้) ผลิตภัณฑ์และ rich oil ที่ออกจากหอทั้งสองจะถูกรวมเข้าด้วยกันก่อนส่งเข้าสู่หน่วยผลิตในขั้นตอนถัดไป (คือหน่วยแยกแก๊สออกจาก rich oil และหน่วยป้อนกลับ lean oil ไปยังหอดูดซับ)

รูปที่ ๑ ภาพถ่ายดาวเทียมโรงงานที่เกิดอุบัติเหตุในกรอบสีเหลือง (นำมาจาก goolge map เมื่อวาน)
 

ในวันก่อนวันเกิดเหตุนั้น มีการรับแก๊สจากแท่นขุดเจาะที่มี condensate สูงกว่าแท่นอื่น และแก๊สนี้ถูกส่งไปยังโรงแยกแก๊สที่หนึ่งและไปยังหอดูดซับ GP1104B ในขณะที่หอดูดซับอีกหอหนึ่งหรือ GP1104A รับแก๊สที่มี condensate ปะปนอยู่น้อยกว่า แม้ว่าจะมี slug catcher (ที่เห็นเป็นแผงท่อยาว ๆ ทางด้านขวาในรูปที่ ๑) คอยแยก condensate ออกจากแก๊สก่อนส่งไปยังหอดูดซับ แต่ก็ยังคงมี condensate บางส่วนติดไปกับแก๊ส ที่จะไปถูกแยกออกจากแก๊สที่ก้นหอดูดซับ 
  

แก๊สที่เข้ามาที่มี condensate ติดมาด้วยนั้น เมื่อเข้าสู่ก้นหอ condensate จะตกลงล่าง (สีเขียว ดูรูปที่ ๒ ประกอบ) ในขณะที่แก๊สไหลไปสัมผัสกับ lean oil ที่ไหลสวนลงมา ทำให้ lean oil กลายเป็น rich oil (คือ lean oil ที่มีแก๊สละลายอยู่จนอิ่มตัว)
 

เพื่อให้การดูดซับแก๊สเกิดได้ดี lean oil ที่ป้อนเข้ามาจึงมีอุณหภูมิต่ำ (-25ºC) แต่เมื่อดูดซับแก๊สจนอิ่มตัวจนกลายเป็น rich oil แล้ว เพื่อที่จะไล่แก๊สที่ละลายอยู่ออกไป จำเป็นต้องทำให้ rich oil นั้นร้อนขึ้น ซึ่งท้ายจะสุดกลายเป็น lean oil ที่มีอุณหภูมิกว่า 200ºC ดังนั้นเพื่อที่จะประหยัดพลังงาน จึงได้มีการติดตั้งระบบแลกเปลี่ยนความร้อน (ที่ค่อนข้างซับซ้อน) เพื่อส่งความร้อนจาก lean oil ที่ร้อน (และต้องการทำให้เย็น) ไปให้ rich oil ที่เย็น (และต้องการทำให้ร้อน) และด้วยความซับซ้อนนี้จึงทำให้การทำงานของหน่วยปฏิบัติการต่าง ๆ มีความสัมพันธ์เชื่อมต่อกันไปหมด

รูปที่ ๒ โครงสร้างที่ก้นหอดูดซับ

ต่อไปจะเป็นการสรุปเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยจะอิงไปยังแผนผังกระบวนการในรูปที่ ๓ และ ๔ ที่นำมาจากรายงานการสอบสวน (เสียดายที่ภาพไฟล์ต้นฉบับไม่ค่อยชัดเท่าใด เส้นบาง ๆ บางเส้นแทบจะมองไม่เห็นจากแผนผัง) โดยได้พยายามระบุหมายเลขในแต่ละข้อลงในแผนผัง เพื่อจะได้เห็นภาพว่าเหตุการณ์มันเกิดที่ส่วนไหนของกระบวนการ
 

๑. Condensate ที่ติดมากับแก๊สที่ป้อนเข้ามา Absorber GP1104B มีปริมาณมากกว่าเดิม ประกอบกับหม้อต้มซ้ำ (reboiler) GP903B ไม่สามารถให้ความร้อนได้เพียงพอ จึงทำให้อุณหภูมิที่ก้นหอเย็นกว่าปรกติ

๒. ระดับ condensate ก้นหอ Absorber GP1104B ที่เพิ่มสูงขึ้น ส่งให้อุปกรณ์ควบคุมระดับของเหลว Level controller LC9B สั่งวาล์วเปิดให้เปิดมากขึ้นเพื่อรักษาระดับ condensate ที่ก้นหอ GP1104B ไม่ให้สูงเกินไป โดย condensate นี้จะไหลไปรวมกับ condensate ที่มาจาก Absorber GP1104A ก่อนเข้าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน GP919

ในแผนผังนั้นไม่มีการกล่าวถึงการติดตั้งปั๊มเพื่อส่ง condensate ก้นหอออกไป เข้าใจว่า condensate ไหลออกไปได้ด้วยความดันภายในหอที่สูง (น่าจะประมาณ 6900 kPa ที่เป็นความดันก่อนเข้า flash tank GP1108)

๓. Condensate ที่เย็นไหลผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน GP919 มากขึ้นจนทำให้ไม่สามารถรักษาอุณหภูมิ condensate ด้านขาออกให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมได้

ตรงนี้ขออธิบายเพิ่มเติมนิดนึง การป้องกันอุปกรณ์ downstream ไม่ให้ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำเกินไปของสายที่ป้อนเข้ามานั้น ที่อาจส่งผลต่อความแข็งแรงของโลหะที่ใช้ขึ้นรูปตัวอุปกรณ์นั้น เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงในการออกแบบ อย่างเช่นในกรณีนี้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน GP919 ทำหน้าที่เพิ่มอุณหภูมิให้กับ condensate ก่อนที่จะส่งไปยังหน่วยต่อไป โดยต้องทำให้ condensate นั้นมีอุณหภูมิสูงพอที่จะไม่ทำให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ถัดไปที่ทำจากวัสดุที่ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิต่ำได้ ในทางกลับกันถ้าเป็นกรณีของการลดอุณหภูมิของสายร้อนจัดให้เย็นตัวลง ก็ต้องมั่นใจว่าสายร้อนจัดนั้นมีอุณหภูมิต่ำพอที่จะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายกับระบบท่อและอุปกรณ์ที่อยู่ถัดไปได้

๔. ในแผนผังนั้น Temperature controller TC9B ที่ควบคุมอุณหภูมิ condensate ด้านขาออกของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน GP919 ควบคุมอุณหภูมิด้วยการปรับอัตราการไหลของ lean oil แต่ในกรณีที่การปรับดังกล่าวไม่เพียงพอก็จะไป override (คือไปมีอำนาจเหนือ) การทำงานของอุปกรณ์ควบคุมระดับ LC9B (คือไปปิดการทำงานของ LC9B) ด้วยการไปสั่งปิดวาล์วระบาย condensate จากก้นหอ Absorber GP1104B เพื่อให้ condensate ไหลออกมาน้อยลง ดังนั้นในขณะนี้จึงไม่มีการควบคุมระดับของ condensate ที่ก้นหอ Absorber GP1104B

แผนผังแสดงให้เห็นว่า TC9B นั้นควบคุมอุณหภูมิ condensate ด้านขาออกจาก GP919 ด้วยการ

(ก) ปรับอัตราการไหลของ leand oil ที่ไหลผ่าน หรือ

(ข) ปรับอัตราการไหลของ condensate ที่มาจากก้นหอ Absorber GP1104A ด้วยการไป override อุปกรณ์ควบคุมระดับ LC9A ที่ควบคุมระดับ condensate ที่ก้นหอ Absorber GP1104A หรือ

(ค) ปรับอัตราการไหลของ condensate ที่มาจากก้นหอ Absorber GP1104ฺB ด้วยการไป override อุปกรณ์ควบคุมระดับ LC9B ที่ควบคุมระดับ condensate ที่ก้นหอ Absorber GP1104B

แต่ในเหตุการณ์นี้ LC9A ไม่ได้ถูก override เพราะสาย condensate ที่มาจากหอนี้มีอุณหภูมิที่สูงกว่า หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ controller TC9B เลือกจัดการกับตัวที่ก่อปัญหามากสุดก่อน

๕. การสั่งปิดวาล์วที่เดิมนั้น LC9B เป็นตัวควบคุมทำให้ระดับ condensate ที่ก้นหอ Absorber GP1104B เพิ่มมากขึ้นจนเกินขีดที่อุปกรณ์วัดระดับนั้นจะวัดได้ (คือระดับ condensate สูงท่วมจุดวัดความดันตำแหน่งบนของ LC9B) ประกอบกับการมีแก๊สที่มีปริมาณ condensate สูงไหลเข้ามาอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการ carry over ของ condensate ไปยัง rich oil มากขึ้นจนในที่สุดระดับ condensate ก็ล้นจนถึงระดับ tray รวบรวม rich oil ทำให้ช่วงเวลาเหล่านี้มี condensateไหลปนไปกับ rich oil ไปยัง rich oil flash tank GP1108

อุปกรณ์วัดระดับในที่นี้ใช้การวัดผลต่างความดันที่ระดับความสูงสองตำแหน่ง โดยถ้าระดับของเหลวนั้นอยู่ต่ำกว่าจุดวัดความดันตำแหน่งล่าง ความดันที่แต่ละจุดวัดได้จะเป็นความดันของแก๊สภายในหอ ดังนั้นผลต่างความดันจะมีค่าเป็นศูนย์ เครื่องวัดจะส่งสัญญาณขาออกที่กำหนดให้รายงานระดับว่ามีค่าเป็นศูนย์ แต่ทั้งนี้ไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีของเหลว มันบอกแต่เพียงว่าระดับของเหลวนั้นอยู่ "ต่ำกว่า" จุดวัดความดันตำแหน่งล่างแค่นั้นเอง

แต่ถ้าระดับของเหลวนั้นสูงจนมาจ่อถึงจุดวัดความดันตำแหน่งบน ความดันที่จุดวัดความดันตำแหน่งล่างวัดได้คือ ความดันที่เกิดจากความสูงของของเหลวบวกกับความดันแก๊สภายในถัง ในขณะที่ความดันที่จุดวัดความดันตัวบนวัดได้คือความดันแก๊สภายในถัง ณ จุดนี้จะกำหนดให้สัญญาณขาออกของอุปกรณ์วัดมีค่าเป็น 100% ถ้าระดับของเหลวสูงท่วมตำแหน่งจุดวัดความดันตัวบน อุปกรณ์วัดก็จะมองเห็นเพียงแค่ระดับ 100% เท่านั้น

ตรงนี้ขอขยายความการทำงานของอุปกรณ์วัดนิดนึง ปรกติอุปกรณ์วัดจะส่งสัญญาณมาตรฐานออกมาในช่วงหนึ่ง เช่น เป็นสัญญาณไฟฟ้า 4-20 mA โดยกำหนดให้ช่วงที่วัดได้นั้นคือ 0-100% เช่น ณ ตำแหน่งค่าที่วัดได้เป็น 0% นั้น ก็จะให้เครื่องส่งสัญญาณขนาด 4 mA ออกมา (ที่ไม่ให้ส่งเป็น 0 mA ก็เพื่อที่จะได้แยกแยะได้ระหว่างการวัดค่าได้ 0% กับการที่อุปกรณ์เสียและไม่ส่งสัญญาณออกมา) และ ณ ตำแหน่งค่าที่วัดได้นั้นเป็น 100% ก็จะให้เครื่องส่งสัญญาณขนาด 20 mA ออกมา ส่วนจะให้ช่วง 0-100% นี้เทียบเท่าระดับความสูงกี่เมตรก็ขึ้นอยู่กับว่าตำแหน่งวัดความดันสองตำแหน่งนั้นมีระดับความสูงที่แตกต่างกันเท่าใด

๖. จากการที่มี condensate ที่เย็นและมีไฮโดรคาร์บอนเบาปริมาณมากผสมมากับ rich oil จึงทำให้อุณหภูมิของเหลวที่ออกจาก rich oil flash tank GP1108 ลดต่ำลง และมีไฮโดรคาร์บอนเบาไหลไปยัง rich oil de-ethaniser colum มากขึ้น

เรื่องนี้อธิบายไว้ใน Memoir เมื่อวันอังคารที่ ๑๗ เมษายน ๒๕๖๑ ที่ผ่านมา เรื่อง "Throttling process กับ Throttling process กับ Flash separation"

๗.. ไฮโดรคาร์บอนเบาที่มีมากขึ้นเกิดการ carry over ออกทางยอดหอ rich oil de-ethaniser ไปสะสมที่ oil saturator tank GP1110 ทำให้ระดับของเหลวที่ GP1110 เพิ่มสูงขึ้น

รายงานการสอบสวนมีการพิจารณาสาเหตุต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดการ carry over ของเหลวไปกับแก๊สมีเทนที่ออกจากยอดหอ rich-oil de-ethaniser (ที่นำไปใช้ในการทำให้ lean oil นั้นอิ่มตัวด้วยแก๊สมีเทน) ที่ส่งผลให้ระดับของเหลวใน oil saturator tank GP1110 เพิ่มสูงขึ้น แต่ไม่สามารถหาข้อสรุปได้ว่าเกิดจากกลไกใด (มีหลายปัจจัยที่ทำให้ไม่สามารถข้อสรุปได้ ซึ่งรวมทั้งการที่อุปกรณ์วัดที่เกี่ยวข้องนั้นไม่ทำงาน) แต่หนทางเดียวที่การสอบสวนเห็นว่าจะทำให้ระดับของเหลวใน oil saturator tank GP1110 เพิ่มสูงขึ้นคือต้องมีการ carry over จากยอดหอ de-ethaniser

๘. พอระดับของเหลวที่ oil saturator tank GP1110 เพิ่มสูงขึ้น อุปกรณ์ควบคุมระดับของเหลว LRC2 ที่ทำหน้าที่รักษาระดับของเหลวใน GP1110 จึงไปสั่งลดการเปิดวาล์วควบคุมการไหลของ lean oil ที่มาจากปั๊ม GP1201 ที่สูบ lean oil จากก้นหอ de-ethaniser

๙. แต่ของเหลวที่ติดเข้ามากับแก๊สนั้นไมได้ลดลง LRC2 จึงลดอัตราการไหลของ lean oil ที่มาจากปั๊ม GP1201 นั้นให้ลดต่ำลงไปเรื่อย ๆ พออัตราการไหลจากปั๊ม GP1201 ลดลงถึงระดับหนึ่ง (ไม่จำเป็นต้องเป็นศูนย์) LFSD8 (Low flow shut down swithch) ที่เป็นอุปกรณ์ป้องกันความเสียหายให้กับปั๊ม จึงปิดการทำงานปั๊ม GP1201 เพื่อป้องกันไม่ให้ GP1201 เสียหายจากการทำงานโดยไม่มีของเหลวไหลผ่าน (ที่เรียกว่า run dry) 

ในระหว่างการทำงานของปั๊มหอยโข่งนั้น ต้องมีของเหลวไหลผ่านอย่างน้อยในปริมาณหนึ่ง เพื่อที่จะได้นำเอาความร้อนออกจากตัวปั๊ม (และบางทียังใช้ของเหลวนั้นเป็นสารหล่อลื่นตรงส่วนของ seal ด้วย) ปั๊มหอยโข่งที่ทำงานโดยไม่มีของเหลวอยู่ภายใน หรือของเหลวที่อยู่ภายในนั้นไม่มีการไหลหมุนเวียนออกไปในปริมาณที่มากพอ ก็จะทำให้ตัวปั๊มร้อนจนเกิดความเสียหายได้ ประสบการณ์ส่วนตัวเคยเจอเหตุการณ์ที่คิดว่ามีสาเหตุมาจากการที่ปั๊ม run dry ครั้งหนึ่ง (ดูได้ใน Memoir ปีที่ ๙ ฉบับที่ ๑๒๒๐ วันจันทร์ที่ ๑๕ สิงหาคม ๒๕๕๙ เรื่อง "ผิดที่ Installation หรือ Operation")

รูปที่ ๓ แผนผังระบบการแยกแก๊สบริเวณส่วนของหอดูดซับ 

๑๐. ปั๊ม GP1202 ที่ทำหน้าที่สูบ lean oil จาก oil saturator tank GP1110 เพื่อป้อนไปยังยอดหอ Absorber GP1104B ยังทำงานต่อไปเรื่อย ๆ จนระดับของเหลวใน GP1110 ลดต่ำลงมากจนทำให้ safety switch หยุดการทำงาน GP1202 เพื่อป้องกันไม่ให้ปั๊ม run dry

ปรกติแล้วพวก safety switch นั้นจะไม่ reset ตัวเอง และในเหตุการณ์นี้ก็แสดงให้เห็นเช่นนั้น กล่าวคือเมื่อปั๊ม GP1201 ที่ป้อน lean oil มายัง oil saturator tank GP1110 หยุดทำงานไปแล้ว ในขณะที่ปั๊ม GP1202 ที่สูบ lean oil ที่อิ่มตัวไปด้วยแก๊สมีเทนแล้วออกจาก oil saturator tank GP1110 ทำให้ระดับของเหลวใน oil saturator tank GP1110 ลดต่ำลงเข้าสู่ระดับปรกติ ตัวปั๊ม GP1201 ก็ยังคงหยุดทำงานอยู่ (คือไม่มีการเริ่มเดินเครื่องใหม่โดยอัตโนมัติ) ส่งผลให้ระดับของเหลวใน oil saturator tank GP1110 ลดต่ำลงจน safety switch ของปั๊ม GP1202 ต้องปิดการทำงานของปั๊ม GP1202

๑๑. เมื่อ GP1202 หยุดทำงาน การป้อน lean oil ไปยังยอดหอ Absorber GP1104B จึงหยุดลง ทำให้ไม่มี lean oil ไหลลงสู่ tray รองรับ rich oil ที่อยู่ข้างล่าง

๑๒. ผลที่ตามมาคือมีแต่ condensate เท่านั้นที่ไหลผ่านเส้นทางการไหลของ rich oil ไปยัง rich oil flash tank GP1108 (เพราะระดับ condensate นั้นท่วมมาถึง tray ของ lean oil แล้ว) ทำให้ของเหลวที่ได้จากการ flash และไหลไปยัง rich oil de-ethaniser colum มีอุณหภูมิลดต่ำลงไปอีก

๑๓. การมี condensate ที่เย็นไหลผ่านและการไม่มี lean oil ที่ในสภาวะปรกติทำหน้าที่เป็นตัวกลางให้ความร้อน ส่งผลให้อุณหภูมิที่หม้อต้มซ้ำ reboiler GP905 (ที่ใช้ lean oil เป็นตัวกลางให้ความร้อน) ที่ก้นหอ de-ethaniser (ที่ปรกติทำหน้าที่รองรับ rich oil นั้น แต่ตอนนี้กลายเป็นมีแต่ condensate ที่เย็นไหลเข้ามาแทน) และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน GP922 (ที่อุ่น condensate ให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นก่อนส่งไป rich oil fractionator) เย็นจัดจนมีน้ำแข็งเกาะ

ตรงนี้เห็นว่ามีประเด็นหนึ่งที่น่าสนใจก็คือ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสองตัวนี้ปรกติจะทำงานที่อุณหภูมิสูง แต่ในวันที่เกิดเหตุการณ์ดังกล่าวนั้นมีการสังเกตพบว่าท่อด้านนอกที่ไม่มีฉนวนหุ้มนั้นมีน้ำแข็งเกาะ แต่ผู้ปฏิบัติงานก็ไม่มีการเฉลียวใจใด ๆ ว่าระบบมีอุณหภูมิที่เย็นจัด ทั้งนี้อาจเป็นเพราะช่วงนั้นอากาศค่อนข้างจะหนาวมากก็ได้ (อุณหภูมิอากาศช่วงเวลาดังกล่าวอยู่ที่ประมาณ 0ºC) และด้วยการที่สภาพอากาศค่อนข้างจะหนาวมาก ทำให้มีความต้องการใช้แก๊สเพื่อให้ความอบอุ่นตามอาคารบ้านเรือนต่าง ๆ เพิ่มมากขึ้น จึงค่อนข้างมีความกดดันให้ต้องทำให้ระบบกลับคือสู่สภาพเดิมโดยเร็ว

๑๔. อุณหภูมิที่เย็นจัด ก่อให้ thermal gradient ที่หน้าแปลนของ GP922 ทำให้ช่องว่างระหว่างหน้าแปลนเพิ่มมากขึ้น เกิดการรั่วไหลของไฮโดรคาร์บอน

การรั่วไหลที่หน้าแปลนของ GP922 นั้นเกิดที่สองตำแหน่งในเวลาที่แตกต่างกัน การสอบสวนสรุปว่าเกิดจากอุณหภูมิที่แตกต่างกันมากกว่าสภาวะปรกติ แต่สาเหตุที่ทำให้แต่ละตำแหน่งที่เกิดการรั่วนั้นมี thermal gradient ก็แตกต่างกันไปด้วย

รูปที่ ๔ แผนผังระบบการแยกแก๊ส (ส่วนต่อของรูปที่ ๒) บริเวณส่วนของหอกำจัดแก๊สออกจาก rich oil ให้เป็น lean oil
 

๑๕ การตรวจสอบพบว่าความตึงของนอตที่ขันหน้าแปลน GP922 อยู่ในระดับปรกติ (คือไม่สามารถขันตึงเพิ่มมากจขึ้นเพื่อหยุดการรั่วไหลได้) จึงมีแนวความคิดที่จะหยุดการรั่วไหลด้วยการอุ่น GP922 ให้ร้อนขึ้นด้วย lean oil

การขันนอตกดประเก็นที่หน้าแปลนนั้นจำเป็นต้องขันให้มีความตึงที่พอเหมาะและเท่ากับทุกตัว ถ้าขันนอตไม่ตึงพอ แรงที่หน้าแปลนกดปะเก็นก็จะต่ำ ของไหลที่อยู่ภายในก็จะรั่วไหลผ่านระหว่างผิวหน้าแปลนกับปะเก็นได้ แต่ถ้าขันนอตตึงมากเกินไปอาจเสี่ยงต่อการที่นอตจะขาดจากแรงดึงที่สูงมากเกินไป (เวลาเราขันนอตตัวเมียอัดลงไป นอตตัวผู้จะยืดตัวออก) และยังทำให้ตัวปะเก็นสูญเสียรูปร่างจนไม่แนบสนิทกับผิวหน้าแปลน ทำให้เกิดการรั่วไหลได้เช่นกัน) ดังนั้นเพื่อให้ขันนอตแต่ละตัวด้วยความตึงเท่ากัน จึงควรใช้ torque wrenches (ที่บ้านเราเรียกว่า ประแจปอนด์ ประแจทอร์ค หรือประแจวัดแรงบิด) ในการขันนอต

๑๖. การทำงานของระบบป้องกันที่ป้องกันไม่ให้ปั๊มที่จ่าย lean oil เกิดความเสียหายจากการ run dry (คือการที่ปั๊มหยุดทำงานก่อนหน้านั้น ทำให้ของเหลวมีการไหลย้อน เกิดส่วนที่เป็นไอในท่อทางเข้าปั๊ม) ทำให้มีปัญหาในการเริ่มเดินเครื่องปั๊มจ่าย lean oil ประจวบกับความสับสนในการเปิดวาล์วทำให้มี lean oil อุณหภูมิสูงไหลผ่าน GP905 แทนที่จะไหลเลี่ยงออกไป

เหตุการณ์ความสับสนเรื่องการเปิดวาล์วนี้เล่าไว้ใน Memoir เมื่อวันพุธที่ ๑๑ เมษายน ๒๕๖๑ ที่ผ่านมา เรื่อง "TRC หรือ PRC"

๑๗. การขยายตัวของโลหะในส่วน shell ของ GP905 ทำให้เกิดความเค้นที่สูงที่ cover ของส่วน tube ที่ยังเย็นจัดอยู่นั้น จน conver ของส่วน tube แตกออก

เหตุการณ์นี้เล่าไว้ใน Memoir เมื่อวันเสาร์ที่ ๗ เมษายน ๒๕๖๑ ที่ผ่านมา เรื่อง "Mechanics of Materials ในงานวิศวกรรมเคมี"

๑๘. พอ cover ของส่วน tube ของ GP905 แตกออก ก็เกิดการรั่วไหลของไฮโดรคาร์บอนและการระเบิดตามมา

ความซับซ้อนของกระบวนการ การทำงานของระบบป้องกันอุปกรณ์แต่ละตัวที่แม้ว่าจะทำหน้าที่ป้องกันเฉพาะอุปกรณ์ตัวนั้น แต่การป้องกันดังกล่าวส่งผลกระทบผูกพันกันไปหมด ทำให้เกิดความสับสนในการแก้ปัญหา (กล่าวคือมีทั้งไม่รู้ว่าอุปกรณ์นี้มีระบบป้องกันอยู่ และไม่รู้ว่ายังมีระบบป้องกันตัวอื่นที่ส่งผลต่อการทำงานของอุปกรณ์ตัวนี้แม้ว่าจะได้ทำการปิดระบบป้องกันของอุปกรณ์ตัวนั้นไปแล้วก็ตาม) และยังมีปัจจัยอื่น ๆ อีกหลายปัจจัย (รวมทั้งการเปลี่ยนโครงสร้างองค์กร) ที่รายงานการสอบสวนสรุปว่าเป็นต้นตอของเหตุการณ์ดังกล่าว