ขาดอากาศในสถานที่ที่ไม่ใช่ที่อับอากาศ MO Memoir : Monday 15 June 2563

ตามกฎกระทรวง กำหนดมาตรฐานในการบริหาร จัดการ และดำเนินการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงานที่เกี่ยวกับที่อับอากาศ พ.ศ. ๒๕๖๒ ที่ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เมื่อวันที่ ๑๕ กุมภาพันธ์ พ.ศ. ๒๕๖๒ นั้น ในมาตรา ๑ ของกฎกระทรวงดังกล่าว ได้ให้คำนิยามของ "ที่อับอากาศ (Confined Space)" ว่า "ที่ซึ่งมีทางเข้าออกจำกัดและไม่ได้ออกแบบไว้สำหรับเป็นสถานที่ทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นประจำ และมีสภาพอันตรายหรือมีบรรยากาศอันตราย เช่น อุโมงค์ ถ้ำ บ่อ หลุม ห้องใต้ดิน ห้องนิรภัย ถังน้ำมัน ถังหมัก ถัง ไซโล ท่อ เตา ภาชนะ หรือสิ่งอื่นที่มีลักษณะคล้ายกัน" (รูปที่ ๑)

   

รูปที่ ๑ นิยามของพื้นที่อับอากาศ ตามกฎกระทรวงที่ประกาศโดยรัฐมนตรีว่าการกระทรวงแรงงาน

ถ้าว่ากันตามนิยามนี้ ลักษณะร่วมอันหนึ่งของ "ที่อับอากาศ" ที่นิยามไม่ได้ระบุไว้ชัดเจน แต่พอจะดึงออกมาได้จากตัวอย่างที่กฎกระทรวงยกมาก็คือ "การมีผนังล้อมรอบ" แต่เอาเข้าจริง ๆ แล้วมันก็มีกรณีตัวอย่างที่ผู้ปฏิบัติงานนั้นหมดสติเพราะขาดอากาศ แม้ว่าจะอยู่ในพื้นที่เปิดโล่ง แต่เป็นเพราะมีแก๊สเฉื่อยรั่วไหลออกมาในปริมาณมาก ทำให้บริเวณที่เกิดการรั่วไหลนั้นมีออกซิเจนไม่เพียงพอต่อการหายใจ และบังเอิญผู้ปฏิบัติงานก็ทำงานอยู่ตรงนั้นพอดี ดังตัวอย่างหนึ่งที่เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๑๐ ฉบับที่ ๑๕๑๙ วันพฤหัสบดีที่ ๒๒ กุมภาพันธ์ ๒๕๖๑ เรื่อง "ขาดอากาศเพราะ ขาดอากาศเพราะ "Chimney effect"" ที่คนงานที่เข้าไปเปิดหน้าแปลนของ man hole บนยอดหอกลั่นสูง ๗๐ เมตร หมดสติเนื่องจากแก๊สไนโตรเจนที่ไหลออกมาจาก man hole เมื่อเปิด man hole

  

หอกลั่นสูง ๗๐ เมตรนี้เป็นหออะไรก็ไม่รู้ เคยเห็นแต่หอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนที่สูงเกือบ ๑๐๐ เมตร (มี ๒ หออีกต่างหาก) หอกลั่นพวกนี้มันตั้งอยู่ด้วยตัวมันเองได้ ดังนั้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมันก็ต้องใหญ่ระดับหนึ่ง ปริมาตรภายในจึงมากตามไปด้วย ดังนั้นจึงไม่น่าจะเป็นเรื่องแปลกที่การเปิด man hole จะทำให้แก๊สเฉื่อยที่อยู่ภายในนั้นรั่วไหลออกมาในปริมาณมากในเวลาอันสั้น จนส่งผลทำให้บริเวณรอบ ๆ man hole นั้นไม่มีออกซิเจนเพียงพอต่อการหายใจ 

  

แต่จะว่าไปแล้วกรณีเช่นนี้ก็น่าเห็นใจผู้ประสบเหตุ ถ้าเราลองคิดว่าถ้าเราต้องขึ้นไปทำงานบนดาดฟ้าอาคารสูงที่ไม่มีหลังคาปิดคลุม ไม่มีกำแพงสูงล้อมรอบ โดยงานที่ไปทำนั้นเป็นงานที่เราเองก็อยู่ในที่โล่ง เราจะคิดไหมว่าพื้นที่ตรงนั้นจะเป็นที่อับอากาศได้ การทำงานในพื้นที่เปิดโล่งแบบนี้คงจะไม่มีใครคิดที่จะวัดปริมาณออกซิเจนว่าเพียงพอต่อการหายใจหรือไม่ แต่ถ้ากังวลเรื่องมีแก๊สพิษนั่นก็อีกอย่าง
  

เมื่อวันศุกร์ได้เล่าเรื่องเหตุการณ์อุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับแก๊สเฉื่อย โดยผู้ที่ประสบอุบัติเหตุนั้นไม่จำเป็นต้องเข้าไปในพื้นที่อับอากาศทั้งตัว คือแค่ยื่นหน้าเข้าไปแค่นั้นก็พอ แต่เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้จะแตกต่างไปหน่อยตรงที่ เขาไม่ได้ยื่นหน้าเข้าไปในพื้นที่อับอากาศนั้นเลย แค่อยู่ตรงช่องทางที่มีแก๊สรั่วออกมาแค่นั้นเอง

  

เรื่องที่ ๑ และ ๒ แก๊สไนโตรเจนที่รั่วออกมาสามารถทำให้หมดสติได้

สองเรื่องแรกนำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๒๒ เดือนกันยายน ค.ศ. ๑๙๗๐ (พ.ศ. ๒๕๑๓) ในหัวข้อ 22/1 ที่เล่าถึงเหตุการณ์ที่ผู้ทำงานหมดสติหรือได้รับผลกระทบจากแก๊สไนโตรเจนที่รั่วออกมา (รูปที่ ๒) แม้ว่าในทั้งสองกรณีนี้ผู้ที่ได้รับผลกระทบจะไม่ได้เข้าไปใน "พื้นที่อับอากาศ" ก็ตาม

  

เหตุการณ์แรกเกิดระหว่างการไล่อากาศออกจาก vessel ด้วยการใช้แก๊สไนโตรเจน โดยที่ man-hole ทางด้านบนของ vessel นั้นเปิดอยู่ คนงานคนหนึ่งตัดสินใจที่จะไปเก็บเชือกที่ห้อยเข้าไปใน vessel อยู่ครึ่งหนึ่งและติดพันกับบางอย่างอยู่ภายใน ทำให้ดึงออกมาไม่ได้ ในขณะที่เขาคุกเข่าลงเพื่อจะคลายเชือกที่ติดอยู่ข้างในนั้น เขาก็หมดสติไปเนื่องจากแก๊สไนโตรเจน (ที่ไปทำให้บริเวณที่เขาคุกเข่ายื่นหน้าไปดูนั้นมีออกซิเจนไม่เพียงพอต่อการหายใจ)

  

รายนี้โชคดีที่ไม่เสียชีวิต แต่หลังจากฟื้นขึ้นมาแล้วเขาก็ยอมรับว่า ในขณะนั้นเขาคิดว่าถ้าคลายเชือกออกมาไม่ได้ ก็จะมุดเข้าไปข้างใน vessel งานนี้จะเรียกว่าโชคดีที่หมดสติอยู่ที่หน้า man-hole ก่อนก็ได้

  

รูปที่ ๒ เหตุการณ์ที่คนงานที่อยู่เหนือ man-hole ทางด้านบนของ vessel หมดสติเนื่องจากแก๊สไนโตรเจนที่ออกมาจาก man-hole และเหตุการณ์ที่คนงานที่กำลังจะสลับ spectacle plate ได้รับผลกระทบจากไนโตรเจนที่รั่วออกมา

เหตุการณ์ที่สองเกิดขณะทำการสลับตำแหน่ง spectacle plate ถ้าใครไม่รู้ว่า spectacle plate หน้าตาเป็นอย่างไรก็ดูในรูปที่ ๓ ได้ spectacle plate นี้เปรียบเสมือนกับการนำเอา slip-plate (หรือ spade) มาเชื่อมติดกับ ring spacer ข้อดีของเจ้าตัวนี้ก็คือทำให้เรารู้ว่าไอ้ที่สอดคั่นอยู่ระหว่างหน้าแปลนนั้น สอดไว้เพื่อปิดกั้นการไหลหรือเพื่อให้ไหลผ่านได้ ชิ้นส่วนนี้จะติดตั้งถาวรอยู่กับแนวเส้นท่อ ดังนั้นการติดตั้งจึงมีการระบุไว้ใน P&I Diagram เพราะมันต้องมีการเว้นช่องว่างระหว่างหน้าแปลนเพื่อให้สอดมันเข้าไปได้ เพราะมันมีความหนาอยู่เหมือนกันเพราะต้องสามารถรับความดันของระบบได้ถ้าหาก โดยเฉพาะเมื่ออยู่ในตำแหน่งปิดกั้นการไหล

รูปที่ ๓ Spectacle plate และการติดตั้ง รูปซ้ายนำมาจาก https://www.indiamart.com เป็นรูปตัวเต็มแสดงขนาดเทียบกับหน้าแปลน ส่วนสองรูปขวานำมาจาก http://www.wermac.org เป็นรูปที่แสดงการติดตั้งในตำแหน่งปิดกั้นการไหล (รูปบน) และตำแหน่งเปิดให้ไหลผ่านได้ (รูปล่าง)

เหตุการณ์นี้เกิดขณะที่กำลังทำการสลับตำแหน่ง spectacle plate คนงานสองคนที่ทำงานดังกล่าวได้รับผลกระทบจากไนโตรเจนที่รั่วออกมาเนื่องจากในเส้นท่อมีความดันอยู่เล็กน้อย (การสลับ spectacle plate ต้องมีการถอดนอตหน้าแปลน ดึงเอา spectacle plate ออก สลับด้าน เปลี่ยนปะเก็น และใส่กลับเข้าไปใหม่) โชคดีที่ยังมีหัวหน้างานอีกคนหนึ่งอยู่ทางด้านเหนือลม ก็เลยไม่ได้รับผลกระทบดังกล่าว

  

ตรงนี้อาจมีคนสงสัยว่าถ้าเช่นนั้นทำการระบายความดันออกจากเส้นท่อก่อนทำงานไม่ดีหรือ ตรงนี้ก็ต้องไปดูเหมือนกันว่าการที่เขาต้องการให้ในเส้นท่อนั้นมีความดันอยู่ก็เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศรั่วไหลเข้าไปข้างในหรือไม่ (ก็อุตส่าห์ไล่อากาศออกไปจากระบบจนหมดแล้ว) คำถามถัดมาก็คือถ้าเช่นนั้นระหว่างทำงานก็ควรมีการติดตั้งพัดลมช่วยเป่าลมระบายอากาศดีไหม ตรงนี้ก็ต้องไปดูอีกเช่นกันว่าในขณะนั้นโรงงานกำลังอยู่ในสถานะใด ไม่ใช่อยู่ระหว่างหน่วยผลิตข้าง ๆ มีการเดินเครื่องแล้วเอาอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไม่ใช่ชนิด explosion proof เข้าไปใช้งาน

เรื่องที่ ๓ แก๊สเฉื่อยที่รั่วออกมาสามารถทำให้เสียชีวิตได้

เรื่องที่สามนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับเดือนมกราคม ค.ศ. ๑๙๗๑ (พ.ศ. ๒๕๑๔) เรื่องที่ 25/3 (รูปที่ ๔) เนื้อหาเหตุการณ์มีเพียงแค่ ๒ บรรทัดเท่านั้นเอง คือคนงานที่ทำงานใกล้กับ man-hole ที่เปิดอยู่ของ vessel ตัวหนึ่ง เสียชีวิตในขณะที่กำลังจะปิด man-hole นั้น

  

ในหัวข้อนี้ยังกล่าวถึงปัญหาการเข้าไปช่วยคนใน vessel ด้วยชุดถังอากาศหายใจแบบที่ใช้กันทั่วไป (self-contained breathing apparatus) ที่ต้องสะพายถังติดตัว ทำให้เกิดปัญหาเวลามุดเข้าออก man-hole โดยกล่าวว่าทางหน่วยงานได้ทำการแก้ปัญหาด้วยการมีถังอากาศชนิดมีหูหิ้วและมีท่ออากาศที่ยาวที่ต่อเข้ากับหน้ากาก ทำให้ผู้ช่วยเหลือนั้นสามารถวางถังอากาศไว้ข้างนอกในขณะที่เข้าไปทำการช่วยเหลือภายใน vessel

  

รูปที่ ๔ เหตุการณ์คนงานเสียชีวิตจากแก๊สเฉื่อยที่รั่วออกมาจาก man-hole ในขณะที่เขาจะเข้าไปปิด man-hole นั้น

เรื่องที่ ๔ ๓๕ ปีจากเหตุการณ์ที่ ๑

เรื่องที่นำมาเล่านี้ ถ้านับเวลาถึงปัจจุบันก็เรียกว่า ๕๐ ปีไปแล้ว บางคนก็อาจคิดว่าไม่เก่าไปหน่อยหรือไง แต่ในเดือนพฤศจิกายนปีค.ศ. ๒๐๐๕ (พ.ศ. ๒๕๔๘) หรือเรียกว่าเวลาผ่านไปอย่างน้อย ๓๕ ปีหลังจากเหตุการณ์ที่เล่าไว้ในเรื่องที่ ๑ (ที่คนงานพยายามจะคลายเชือกที่ติดอยู่ใน vessel ด้วยการชะโงกหน้าดูว่ามันติดอยู่อย่างใด) ก็เกิดเหตุการณ์ทำนองเดียวกันที่โรงกลั่นน้ำมัน Valero ประเทศสหรัฐอเมริกา (รูปที่ ๕ และ ๖)

  

เหตเกิดหลังจากทำการบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าไปใน reactor แล้ว (ที่ต้องมีการเปิดท่อทางด้านบนเพื่อทำการบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยา) ก็ต้องมีการใช้ไนโตรเจน purge ระบบป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไป ในระหว่างการปิดท่อเข้าที่เดิมนั้นช่างที่เข้าไปทำงานทางด้านบนของ reactor สองคนเห็นมีม้วนเทปกาวตกอยู่ข้างบน tray ที่ต่ำลงไปจากปากทางประมาณ ๕ ฟุต (tray นี้ทำหน้าที่กระจายของไหลที่ไหลเข้าจากท่อทางด้านบนที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของ veseel มาก เพื่อกระจายให้ของไหลไหลเต็มพื้นที่หน้าตัดของเบด ไม่ใช่ฉีดพ่นลงไปเฉพาะตรงตำแหน่งที่อยู่ตรงกับปากท่อ) 

   

จากการปรึกษากับหัวหน้างาน ถ้าทำตามขั้นตอนปรกติก็ต้องมีการเตรียมการกันอีกนาน เกรงว่างานจะไม่เสร็จสิ้นภายในกะที่เขาทำงานอยู่ จากหลักฐานที่พบและจากผู้เห็นเหตุการณ์ ทำให้เชื่อว่าคนงานคนหนึ่งตัดสินใจที่จะใช้วิธีเอาลวดมางอเป็นขอเกี่ยว เพื่อหย่อนลงไปคล้องเอาม้วนเทปขึ้นมาโดยไม่ต้องเข้าไปในตัว reactor แต่ในขณะที่พยายามจะหย่อนลวดลงไปนั้นเขาเกิดหมดสติ (จากการสูดหายใจเอาแก๊สไนโตรเจนที่ purge ระบบและระบายออกทางช่องทางที่เปิดอยู่) และตกลงไปใน reactor เพื่อนร่วมงานอีกคนที่เห็นเข้าจึงรีบเอาบันไดมาพาดเพื่อจะปีนลงไปช่วย ทำให้เสียชีวิตตามไปอีกราย

  

ในหัวข้อ 3.3 ของรายงานการสอบสวนยังกล่าวไว้ด้วยว่า ผู้เสียชีวิตรายที่สองนั้นไม่ใช่ว่าไม่มีประสบการณ์ ไม่เคยได้รับการอบรม แต่ด้วยความต้องการที่จะช่วยเพื่อนร่วมงานที่ประสบอุบัติเหตุอยู่ต่อหน้าต่อตาโดยทันที ทำให้ลืมขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ไปหมด (รูปที่ ๖)

เรื่องที่น่าจะฝึกกันยากที่สุดก็คือ "การคุมสติให้ได้เมื่อต้องประสบกับสถานการณ์จริง"

  

รูปที่ ๕ รายงานการสอบสวนคนงานเสียชีวิตเนื่องจากขาดอากาศที่ปาก man-hole จากแก๊สไนโตรเจนที่รั่วออกมา สามารถดาวน์โหลดฉบับเต็มได้จาก https://www.csb.gov/valero-refinery-asphyxiation-incident/ ช่องที่เห็นมีเทปแดงพันทางมุมซ้ายล่าง คือจุดที่เกิดเหตุ พึงสังเกตว่าบริเวณรอบข้างต่างเป็นที่โล่งและอยู่บนที่สูงด้วย

  

รูปที่ ๖ ข้อความจากส่วนหนึ่งของรายงาน ผู้เสียชีวิตรายที่สองนั้นไม่ใช่ว่าไม่มีประสบการณ์ ไม่เคยได้รับการอบรม แต่ด้วยความต้องการที่จะช่วยเพื่อนร่วมงานที่ประสบอุบัติเหตุอยู่ต่อหน้าต่อตา ทำให้ลืมขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ไปหมด

ขาดอากาศ แบบไม่ทันคาดคิด MO Memoir : Friday 12 June 2563

เรื่องการเสียชีวิตเนื่องจากการเข้าไปในที่อับอากาศ ที่อาจมีออกซิเจนไม่เพียงพอต่อการหายใจ หรือมีแก๊สพิษที่ความเข้มข้นที่สูงพอที่สามารถทำให้เสียชีวิตได้ ปรากฏเป็นข่าวบ่อยครั้งในบ้านเรา โดยมักเป็นข่าวเกี่ยวกับคนที่ลงไปซ่อมแซมบ่อน้ำต่าง ๆ และหลายครั้งก็มีผู้เสียชีวิตมากกว่า ๑ รายเนื่องจากผู้ที่มาพบเห็นรีบลงไปช่วยโดยไม่ฉุกคิดอะไร

  

แต่เรื่องแบบนี้ในกรณีที่เกิดกับชาวบ้านทั่วไป จะไปว่าเขาก็ไม่น่าจะได้ เพราะเขาไม่เคยเรียนรู้มาก่อนว่าการเข้าไปทำงานในสถานที่แบบนี้ต้องใช้ความระมัดระวัง ต่างจากผู้ที่ทำงานอยู่ตามโรงงานต่าง ๆ ที่มักจะได้รับการสอน การฝึกอบรม ให้ตระหนักถึงเรื่องเหล่านี้ แต่กระนั้นก็ตามก็มักจะมีเหตุเกิดให้เห็นอยู่ได้เรื่อย ๆ อาจเป็นเพราะไม่คาดคิดว่าสถานที่นั้นจะเป็นอันตราย หรือการที่ใจจดใจจ่อกับงานหนึ่งอยู่ แล้วบังเอิญมีสถานการณ์ที่เบี่ยงเบนสมาธิ ทำให้พาตัวเข้าไปในสถานที่อันตรายโดยไม่ทันคาดคิด ดังเช่นเรื่องที่จะนำมาเล่าสู่กันฟังในวันนี้ ๓ เรื่องด้วยกัน

เรื่องที่ ๑ ถังเก็บน้ำที่ทำจากเหล็ก

เรื่องแรกนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับเดือนธันวาคม ค.ศ. ๑๙๗๑ (พ.ศ. ๒๕๑๔) ฉบับที่ ๓๕ เรื่องที่ ๔ เป็นกรณีของการเข้าไปตรวจในถังเก็บน้ำ และเนื่องจากถังเก็บน้ำนี้ไม่ได้มีการต่ออยู่กับถังอื่น ดังนั้นการเข้าไปในถังจึงไม่ได้มีการปฏิบัติตามขั้นตอนทั่วไปเวลาที่ต้องเข้าไปในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อการขาดอากาศ และไม่ได้มีการตรวจวัดสภาพอากาศที่อยู่ในถัง ๓ คนที่เข้าไปในถังนั้นหมดสติแต่กู้ชีพกลับมาได้ ๒ เสียชีวิต ๑ ราย การตรวจสอบสภาพอากาศในถังพบว่ามีความเข้มข้นออกซิเจนต่ำ

 

รูปที่ ๑ คน ๓ คนที่เข้าไปในถังเก็บน้ำ เสียชีวิต ๑ ราย เนื่องจากอากาศในถังเก็บน้ำมีออกซิเจนต่ำ

ทำไมออกซิเจนจึงหายไป Newsletter ฉบับที่ ๓๕ บอกแต่เพียงว่าไม่มีใครรู้ว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่อีก ๒ เดือนถัดมา ใน Newsletter ฉบับที่ ๓๗ ประจำเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๗๒ (พ.ศ. ๒๕๑๕) ผู้อ่านรายหนึ่งให้คำอธิบายว่าเป็นเพราะสนิมเหล็กที่เกิดขึ้นอาจเป็นตัวทำให้ออกซิเจนหายไป (รูปที่ ๒)

  

ตรงนี้เรามาลองคำนวณเล่น ๆ กันดีกว่า สมมุติว่าถังน้ำมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 m สูง 5 m ก็จะมีความจุประมาณ 63 m³ อากาศประกอบด้วยไนโตรเจน 79% และออกซิเจน 21% ดังนั้นปริมาตรส่วนที่เป็นแก๊สออกซิเจนในถังก็ประมาณ 13.2 m³ ถ้าออกซิเจนส่วนนี้ทำปฏิกิริยาเกิดสนิมเหล็กไป 2 ใน 3 คือหายไป 8.8 m³ ดังนั้นเพื่อไม่ให้ความดันในถังลดลง ก็ต้องมีอากาศปริมาตร 8.8 m³ นี้เข้ามาแทนที่ออกซิเจนที่หายไปนี้ในปริมาตรเดียวกัน

  

รูปที่ ๒ เหตุการณ์นี้มีผู้ให้คำอธิบายในอีก ๒ เดือนต่อมา ว่าอาจเป็นเพราะสนิมเหล็กทำให้ความเข้มข้นออกซิเจนลดลง

ถ้าให้อากาศในถังมีการผสมกันอย่างสม่ำเสมอ ความเข้มข้นออกซิเจนในถังหลังการเกิดสนิมก็จะเป็น ((13.2 - 8.8) + 0.21 x 8.8)/63 x 100 = 9.92% 

  

สมมุติว่าอุณหภูมิของอากาศคือ 25ºC ดังนั้นจำนวนโมลของแก๊สออกซิเจน (8.8 m³) ที่ทำปฏิกิริยาไปก็ประมาณ 360 โมล (คำนวณจากสูตร PV = nRT) ซึ่งออกซิเจนจำนวนนี้จะทำปฏิกิริยากับเหล็ก 720 mol ในการเกิดสารประกอบ FeO หรือคิดเป็นน้ำหนักอะตอมเหล็กประมาณ 40.32 kg 

  

ความหนาแน่นของ carbon steel ประมาณ 7.85 g/cm³ ดังนั้นเหล็กน้ำหนักดังกล่าวก็จะมีปริมาตร 5136 cm³ จากขนาดของถัง พื้นที่ผนังถังด้านในก็ประมาณ 63 m² หรือ 630000 cm² (ยังไม่รวมพื้นที่ส่วนที่เป็นพื้นและหลังคาอีก 25 m²) ดังนั้นเหล็กที่มีปริมาตร 5136 cm³ ก็ต้องมีความลึกลงไปจากพื้นผิว 5136/630000 = 0.0081 cm หรือ 0.81 mm

 

ออกซิเจนเข้มข้น 8-10% ไม่ได้ทำให้คนหมดสติทันที แต่สามารถหมดสติได้ในเวลาอันสั้น และถ้าไม่ได้รับการช่วยเหลือทันท่วงที ก็อาจเสียชีวิตได้ สนิมเหล็ก (สารประกอบเหล็กออกไซด์หรือ FeO) ที่เกิดขึ้นไม่ได้เกิดเป็นชั้นฟิล์มเคลือบผิวโลหะ ทำให้สนิมเหล็กเกิดลึกลงไปในเนื้อเหล็กได้ จากผลการคำนวณข้างต้นผมเห็นว่าเหตุผลที่มีผู้อธิบายว่าสนิมเหล็กเป็นตัวทำให้ความเข้มข้นออกซิเจนในถังลดต่ำลงนั้น ก็มีความสมเหตุสมผลอยู่

เรื่องที่ ๒ แค่เข้าไปครึ่งตัวคงไม่เป็นอะไร

เรื่องที่สองนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับเดือนกรกฎาคม ค.ศ. ๑๙๗๙ (พ.ศ. ๒๕๒๒) ฉบับที่ ๑๒๕ เรื่องที่ 1(a) (รูปที่ ๓) เป็นกรณีของการยื่นตัวเพียงแค่ครึ่งตัวเพื่อเข้าไปเก็บของที่หล่นไปใน vessel

รูปที่ ๓ เหตุการณ์ที่ช่างประกอบท่อยื่นตัวเพียงแค่ครึ่งตัวเข้าเพื่อเข้าไปเก็บของที่ตกเข้าไปใน vessel โดยลืมนึกไปว่าใน vessel นั้นไม่มีอากาศ

 

ในการหยุดเดินเครื่องโรงงานนั้นจะมีการเปิดทั้งท่อและอุปกรณ์ต่าง ๆ ตรวจสอบ และเมื่อตรวจสอบและทำการซ่อมบำรุงเสร็จแล้วก็จะทำการประกอบกลับเข้าที่เดิม หลังการประกอบกลับก็ต้องทำการทดสอบว่าแต่ละจุดรอยต่อมีการรั่วไหลหรือไม่ (leak test) ปรกติโรงงานที่ทำงานเกี่ยวกับสารไวไฟหรือสารที่สัมผัสอากาศไม่ได้ ก่อนที่จะนำสารเข้าระบบก็ต้องทำการไล่อากาศในระบบออกก่อนด้วยการใช้แก๊สไนโตรเจน (บางกรณีอาจใช้ไอน้ำ ถ้าหากอุปกรณ์นั้นปรกติมีการใช้ไอน้ำอยู่แล้ว หรือมีขนาดใหญ่และรับอุณหภูมิไอน้ำ เช่นหอกลั่น แต่เมื่อไล่เสร็จก็ต้องเอาไนโตรเจนเข้าไปแทนที่อยู่ดีเพื่อรักษาความดัน เพราะเมื่อไอน้ำเย็นตัวลงมันจะเกิดสุญญากาศขึ้นภายใน) การไล่ด้วยไนโตรเจนนี้มีทั้งการให้ไนโตรเจนไหลผ่านตลอดเวลา หรือการอัดแก๊สไนโตรเจนเข้าไปจนระบบมีความดันระดับหนึ่ง จากนั้นจึงระบายแก๊สผสมออก ทำอย่างนี้ซ้ำกันหลายครั้งความเข้มข้นออกซิเจนก็จะลดลงเรื่อย ๆ วิธีการหลังนี้ก็มีข้อดีอย่างคือสามารถทำการตรวจสอบรอยรั่วไปพร้อมกัน

  

ในเหตุการณ์นี้มีการตรวจพบรอยรั่ว (บทความไม่ได้บอกชัดเจนว่าที่ไหน แต่มีการเปิด man-hole) จึงได้ให้ช่างประกอบท่อมาทำการประกอบใหม่ ในระหว่างทำงานนั้นชิ้นส่วนหนึ่งตกลงไปใน vessel ช่างประกอบท่อก็เลยมุดตัวท่อนบนเข้าทาง man-hole เพื่อจะเข้าไปก้มเก็บชิ้นส่วนที่ตก เพื่อนร่วมงานที่อยู่ด้วยเห็นช่างนั้นหยุดนิ่งไม่เคลื่อนไหวเลยรู้ว่าเกิดเรื่องแล้วก็รีบดึงเอาตัวช่างออกมา งานนี้เรียกว่าโชคดีที่ไม่ตาย

  

เป็นเรื่องปรกติที่เมื่อเรากำลังใจจดใจจ่อกับงานหนึ่ง แล้วมีเหตุทำให้งานที่เรากำลังใจจดใจจ่ออยู่นั้นหยุดชะงัก เราก็เลยรีบทำการแก้ปัญหาโดยลืมไปว่าสภาพแวดล้อมการทำงานนั้นเป็นอย่างไร อย่างเช่นในกรณีนี้อาจไม่ใช่เป็นเพราะว่าช่างไม่รู้ว่าภายใน vessel นั้นไม่มีอากาศ แต่อาจเป็นเพราะว่าเขากำลังใจจดใจจ่อกับงานซ่อมอยู่ก็ได้ จนเมื่อมีชิ้นส่วนหลุดเข้าไปใน vessel ก็เลยจะรีบเข้าไปเก็บ (เพื่อทำให้งานซ่อมมันเสร็จโดยไม่เสียเวลา) ก็เลยเกิดเหตุขึ้น

  

พฤติกรรมแบบนี้ผมสอนแลปเคมีนิสิตก็เคยเจอเหมือนกัน คือมีอยู่การทดลองหนึ่งต้องเอาถ้วยกระเบื้องไปเผาในเตาเผาที่อุณหภูมิ 800ºC เผาเสร็จก็ต้องคีมคีบออกจากเตาเผามาวางบนแผ่นกระเบื้อง บางครั้งนิสิตบางคนพลาดด้วยการทำถ้วยกระเบื้องหลุดจากคีมที่คีบอยู่ โดยสัณชาตญาณเขาก็พยายามเอามืออีกข้างไปคว้าถ้วยกระเบื้องที่กำลังตกลงพื้นนั้น (อันนี้ผมว่าเป็นเรื่องปรกติที่ไม่ว่าใครต่อใครก็เป็น) โชคดีที่คว้าไม่ทันไม่งั้นก็มือพองไปแล้ว

เรื่องที่ ๓ คาอยู่ในท่ายืน

เรื่องที่สามนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับเดือนกรกฎาคม ค.ศ. ๑๙๗๙ (พ.ศ. ๒๕๒๒) ฉบับที่ ๑๒๕ เช่นกัน แต่เป็นเรื่องที่ 1(b) (รูปที่ ๔) เป็นกรณีของการยื่นตัวเพียงแค่ครึ่งตัวในท่ายืน เพื่อเข้าไปถอดชิ้นส่วนที่ติดตั้งไว้ในชิ้นส่วนท่อที่ทำการเชื่อม

  

ในระหว่างการเชื่อมโลหะด้วยไฟฟ้านั้นโลหะ ณ ตำแหน่งบริเวณรอยเชื่อมจะมีอุณหภูมิสูงจนหลอมเหลว สภาพเช่นนี้โลหะสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหรือแม้แต่ไนโตรเจนในอากาศได้ สารประกอบที่เกิดขึ้นจะทำให้ความแข็งแรงรอยเชื่อมต่ำ ดังนั้นเพื่อป้องกันปัญหาดังกล่าวจึงจำเป็นต้องปิดคลุมบริเวณรอยเชื่อมไม่ให้สัมผัสกับอากาศ การปิดคลุมนี้อาจทำโดยการใช้วัสดุที่เป็นของแข็งที่เรียกว่า flux ที่อาจหุ้มธูปเชื่อมอยู่ หรือเทลงไปตรงตำแหน่งที่ทำการเชื่อม (เช่นในกรณีของเครื่องเชื่อมอัตโนมัติ) ความร้อนจากการเชื่อมจะทำให้ตัว flux นี้หลอมละลายลอยและอยู่บนผิวโลหะหลอมเหลวและมีการเกิดแก๊สขึ้นด้วย สิ่งเหล่านี้ช่วยป้องกันไม่ให้โลหะหลอมเหลวนั้นสัมผัสกับอากาศ แต่ถ้าทำไม่ดี ตัว flux เองก็อาจฝังอยู่ในรอยเชื่อม ทำให้รอยเชื่อมมีปัญหาได้เช่นกัน

  

อีกวิธีการก็คือการใช้แก๊สที่เฉื่อยฉีดพ่นลงไปบริเวณตำแหน่งที่ทำการเชื่อมเพื่อไล่อากาศ การทำแบบนี้มันมีข้อดีคือไม่ต้องกังวลว่าจะรอยเชื่อมจะมีปัญหามีสิ่งปนเปื้อนฝังอยู่อย่างเช่นในกรณีของการใช้ flux แก๊สที่ใช้กันก็มักจะเป็นอาร์กอน (Ar) การเชื่อมแบบนี้บ้านเราเรียกเชื่อมอาร์กอน มีบางงานบ้างเหมือนกันที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ แต่ที่เคยเห็นกรณีของอะลูมิเนียมหรือเหล็กสแตนเลสจะเห็นใช้แต่อาร์กอน

  

รูปที่ ๔ ช่างเชื่อมเสียชีวิตจากการมุดเข้าไปในท่อเพื่อถอดชิ้นส่วนที่อุดไว้เพื่อประหยัดแก๊สอาร์กอน

เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในโรงประกอบในขณะทำการประกอบชิ้นส่วนท่อ (ที่เรียกว่า spool piece) เพื่อที่จะประหยัดแก๊สอาร์กอนจึงได้ทำการอุดภายในท่อด้วย plug หลังเสร็จสิ้นการเชื่อมช่างจึงมุดเข้าไปในท่อเพื่อตรวจสอบรอยเชื่อมและดึงเอา plug ที่อุดไว้ออก เลยประสบเหตุขาดอากาศ (อาร์กอนแทนที่อากาศภายในท่อ) หมดสติอยู่คาท่อในตำแหน่งนั้น

  

เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งเดินผ่านมาเห็นเพื่อนยืนคาอยู่ตรงนั้นก็เลยเข้าไปตบหลังเล่นทักทาย แต่สักพักพอเดินกลับมายังเห็นคนดังกล่าวยังอยู่ในท่าเดิม ก็เลยรู้ว่ามีอะไรผิดปรกติแล้ว

  

ปรกติในการเชื่อมต่อชิ้นส่วนท่อนั้นไม่ได้นำเอาปลายท่อทั้งสองด้านมาต่อชนกัน แต่จะมีการเจียรตรงบริเวณที่จะทำการเชื่อมให้พื้นผิวด้านบนเป็นร่องรูปตัว V โดยที่ยังคงบริเวณใกล้ผนังด้านในให้เป็นเป็นขอบที่ตั้งฉากกันอยู่ และจะนำมาจ่อเข้าใกล้กัน (ห่างกันประมาณไม่เกินขนาดลวดเชื่อมที่ใช้) ก่อนทำการเชื่อม การทำแบบนี้ทำให้มั่นใจว่ารอยเชื่อมจะซึมลึกตลอดทั้งความหนาของชิ้นงาน และช่องว่างนั้นก็เป็นช่องทางสำหรับให้แก๊สอาร์กอนที่พ่นลงจากทางด้านบนนั้นไหลไปทางด้านหลังของรอยเชื่อมเพื่อปกป้องรอยเชื่อมจากทางด้านหลังด้วย

ย่อหน้าสุดท้ายของกรณีนี้ (รูปที่ ๔) มีข้อความที่น่าสนใจคือ vessel ใหม่ที่ส่งมาจากผู้ผลิต ส่งมาโดยมีการอัดแก๊สไนโตรเจนไว้ภายในเพื่อป้องกันความชื้นจากอากาศภายนอก (อันที่จริงถ้าวัตถุประสงค์มีเพียงแค่จะป้องกันความชื้นเท่านั้นก็สามารถใช้อากาศแห้งได้) โดยไม่มีคำเตือนแจ้งมาด้วย งานนี้เรียกว่าโชคดีที่ตรวจพบก่อนก็ได้

อันตรายจากแก๊สเฉื่อย (ตอนที่ ๔) MO Memoir : Wednesday 27 April 2559

เป็นอีก ๒ เหตุการณ์จากบทความเรื่อง "Asphyxiatation hazards of inert gas" ที่ปรากฏในวารสาร Loss Prevention Bulleting ฉบับที่ ๙๗ ปีค.ศ. ๑๙๙๑

เรื่องที่ ๓ : ช่างซ่อมบำรุงเสียชีวิตเนื่องจากแก๊สไนโตรเจนใน vessel

มีการหยุดเดินเครื่องที่หน่วยผลิตหน่วยหนึ่งเพื่อการซ่อมบำรุงเป็นเวลาหลายวัน และใน vessel ตัวหนึ่งมีการเปิดให้แก๊สไนโตรเจนในปริมาณน้อย ๆ ไหลผ่านอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไปปนเปื้อนในระบบ (อันที่จริงคงป้องกันออกซิเจนจากอากาศ) เพราะส่งผลต่อตัวเร่งปฏิกิริยาได้ โดยแก๊สไนโตรเจนไหลเข้าจากวาล์วที่อยู่ทางด้านล่างของ vessel และไหลออกทาง manhole ที่อยู่ทางด้านบน
 

ในวันที่เกิดเหตุนนั้นมีช่าง ๒ คนเข้าไปทำงานใน vessel เพื่อซ่อมแซมตะแกรงรองรับเบด (เดาว่า vessel ตัวนี้คงเป็นพวก fixed-bed) โดยทั้งสองคนที่เข้าไปภายใน vessel นั้นมีการสวมอุปกรณ์ช่วยหายใจที่ใช้อากาศอัดความดัน และยังมีคนที่ ๓ เฝ้าดูอยู่ภายนอก (เผื่อมีอุบัติเหตุเกิดขึ้นกับสองคนที่เข้าไปทำงานข้างใน คนที่สามจะได้ไปตามคนอื่นมาช่วย เพราะถ้าเข้าไปช่วยเองโดยไม่ระวัง อาจมีสิทธิเป็นศพที่สามได้)
 

เมื่อถึงเวลาหยุดพักรับประทานน้ำชา ทั้งสามคนก็ไปหยุดพัก จากนั้นสองคนที่มีหน้าที่ที่ต้องเข้าไปทำงานใน vessel ก็ได้กลับมาทำงานต่อก่อน เพื่อทำงานต่อให้เสร็จ อีก ๒๕ นาทีให้หลังมีการพบช่างสองคนนี้นอนนิ่งอยู่ภายในโดยไม่มีใครสวมเครื่องช่วยหายใจหรือมีสายรัดเครื่องช่วยหายใจติดตัวอยู่ ทั้ง ๒ รายถูกรีบนำตัวออกมาจาก vessel ทันที แต่พบว่าทั้งคู่ได้เสียชีวิตแล้ว
 

ผลการชัณสูตรพบว่าทั้งคู่เสียชีวิตเนื่องจากการขาดอากาศ
 

ผลการสอบสวนอุบัติเหตุไม่สามารถระบุได้ว่าทำไมทั้งสองคนจึงเข้าไปใน vessel โดยไม่มีการสวมอุปกรณ์ป้องกัน ได้แต่คาดการณ์ว่าคงมีใครคนหนึ่งเข้าไปใน vessel ก่อนโดยที่สวมหน้ากากเครื่องช่วยหายใจแต่ไม่ได้รัดเอาไว้ พอรู้สึกเกิดอาการไม่ดีจึงถอดหน้ากากออก ส่วนอีกรายหนึ่งนั้นคงจะเข้าไปช่วยรายแรกโดยไม่ได้สวมหน้ากากเครื่องช่วยหายใจ

ประเด็นที่น่าสนใจก็คือ ทั้งสองรายรู้ดีว่าภายใน vessel นั้นไม่มีอากาศหายใจ แต่ทำไมจึงได้พลาดในเหตุการณ์เดียวกันทั้งสองคน ตรงนี้แสดงให้เห็นถึงประเด็นที่ว่า แม้ว่าจะมีการฝึกฝนหรือประสบการณ์กันมามากเท่าใด แต่เมื่อลงมือปฏิบัติจริง โดยตัวคนนั้นก็มีโอกาสพลาดกันได้ด้วยเหตุผลหลายอย่าง เช่นเผลอลืมไปชั่วขณะหนึ่ง หรือมีบางสิ่งมาดึงความสนใจจากงานที่กำลังทำอยู่ เป็นต้น และเมื่อเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นกับคนที่หนึ่ง คนที่สองที่อยู่ร่วมกันเมื่อเห็นสิ่งที่กำลังเกิดขึ้นตรงหน้าจึงรีบเข้าไปช่วยโดยลืมนึกถึงอันตรายที่อยู่ตรงหน้า ทำให้เกิดความสูญเสียตามมา ดังเช่นกรณีของ เรื่องที่ ๑ ที่เป็นช่างเชื่อมที่เสียชีวิตจากแก๊สอาร์กอน และเกือบทำให้คนที่พอเหตุแล้วรีบลงไปช่วยนั้นเกือบเสียชีวิตตามมา (ดูใน Memoir ปีที่ ๘ ฉบับที่ ๑๑๖๒ วันพุธที่ ๒๐ เมษายน ๒๕๕๙ เรื่อง "อันตรายจากแก๊สเฉื่อย (ตอนที่ ๒)"

เรื่องที่ ๔ : ช่างซ่อมบำรุงเสียชีวิตจากการพลัดตกลงไปใน vessel ที่เต็มไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์

ในอากาศปรกติจะมีออกซิเจนอยู่ 21% โดยที่เหลือเป็นไนโตรเจน (และตัวอื่นเล็กน้อย)
 

การเสียชีวิตเนื่องจากแก๊สนั้นเราอาจแยกออกได้เป็น
 

๑. แก๊สนั้นเข้าไปเจือจางอากาศจนทำให้ความเข้มข้นออกซิเจนในแก๊สไม่เพียงพอต่อการดำรงชีวิต แก๊สไนโตรเจนเป็นตัวหลักที่ทำให้เกิดการเสียชีวิตในรูปแบบนี้ หรือ
 

๒. แก๊สนั้นถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย ส่งผลต่อระบบการทำงานของร่างกาย แม้ว่าในอากาศนั้นจะยังคงมีความเข้มข้นออกซิเจนอยู่ในระดับที่เพียงพอต่อการดำรงชึวิตก็ตาม ตัวอย่างแก๊สพวกนี้ที่พบเห็นกันบ่อย ๆ ได้แก่ คาร์บอนมอนออกไซด์ (carbon monoxide CO) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (hydrogen sulphide หรือ hydrogen sulfide H₂S) แก๊สพวกนี้แม้ว่าจะมีความเข้มข้นในอากาศที่ไม่สูง แต่ก็สามารถทำให้เสียชีวิตได้

แก๊สพิษส่วนใหญ่มักมีกลิ่นหรือก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและดวงตา ซึ่งเป็นสัญญาณเตือนบ่งบอกให้ทราบว่าในบรรยากาศรอบตัวนั้นมีแก๊สพิษอยู่ พวกที่ก่อให้เกิดปัญหามากกว่าคือพวกที่ไม่มีกลิ่นและไม่ก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อทั้งระบบทางเดินหายใจและดวงตา เพราะการเข้าไปอยู่ในบรรยากาศที่มีแก๊สพวกหลังนี้กว่าจะรู้ตัวก็อาจไม่สามารถช่วยเหลือตัวเองได้แล้ว
 

จะมีพิเศษตัวหนึ่งเห็นจะได้แก่คาร์บอนไดออกไซด์ (carbon dioxide - CO₂) ที่กว่าจะแสดงอาการเป็นพิษให้เห็นได้
 

ต้องมีความเข้มข้นสูงในระดับหนึ่ง (หลายเปอร์เซนต์ในอากาศ) ซึ่งในที่เปิดจะเกิดเหตุการณ์นี้ได้ยากเว้นแต่จะเป็นบริเวณปิดล้อม ดังนั้นจึงไม่แปลกที่จะเห็นมีการนำแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่อยู่ในรูปน้ำแข็งแห้ง (dry ice) มาใช้ในงานแสดงต่าง ๆ (ที่พ่นให้เกิดควันขาวบนพื้น) โดยที่ไม่มีอันตราย จึงทำให้คนจำนวนไม่น้อยคิดว่าคาร์บอนไดออกไซด์ไม่มีอันตราย
 

เพื่อให้เห็นภาพ ลองนึกสภาพอากาศปรกติที่มี ไนโตรเจน 79% ออกซิเจน 21% แก๊สหายใจ (บางชนิด) ที่ใช้สำหรับการดำน้ำลึกนั้นแทนที่ไนโตรเจนบางส่วน (หรือทั้งหมด) ด้วยฮีเลียมโดยยังคงรักษาความเข้มข้นออกซิเจนที่เพียงพอสำหรับการหายใจ คนเราก็ยังมีชีวิตอยู่ได้ปลอดภัย 
  

แต่สมมุติว่าเราหายใจเอาแก๊สที่ประกอบด้วยออกซิเจน 21% คาร์บอนไดออกไซด์ 5% โดยส่วนที่เหลือคือไนโตรเจน อันนี้อ้นตรายถึงตาย เพราะความเข้มข้นคาร์บอนไดออกไซด์ในแก๊สส่งผลกระทบต่อการระบายคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากกระแสโลหิต

เรื่องที่ ๔ นี้เป็นกรณีที่พลัดเข้าไปในบรรยากาศที่เป็นอันตราย (เต็มไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์) โดยไม่ตั้งใจ

vessel ทรงกระบอกแนวนอน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.8 m ปริมาตร 6800 ลิตรได้รับการทดสอบความสามารถในการรับความดันด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ มีการพบว่ามีการรั่วของแก๊สที่ข้อต่อฝาปิด จึงมีการเปิดฝาปิดดังกล่าวออกโดยใช้อุปกรณ์ช่วยยก (ตรงนี้บ่งบอกเป็นนัยว่าฝาปิดต้องมีน้ำหนักมาก และมีขนาดใหญ่มากจนต้องใช้อุปกรณ์ช่วยยก ซึ่งบ่งบอกถึงรูตรงบริเวณดังกล่าวว่าคงต้องกว้างพอที่คนจะเข้าไปได้) เพื่อทำการซ่อมแซมข้อต่อ
 

ตรงนี้ในบทความบอกว่าเป็นการทดสอบ "pressure tested" ส่วนในความเป็นจริงจะเป็นการทดสอบความสามารถในการรับความดันของตัว vessel จริงหรือเปล่านั้นก็ไม่รู้เหมือนกัน ที่แปลกใจคือใช้ "คาร์บอนไดออกไซด์" ในการทดสอบ เพราะปรกติเวลาทดสอบความสามารถในการรับความดันนั้นเรามักจะใช้อากาศ (เพราะมันถูกสุดและมีอยู่ทั่วไป) เว้นแต่ไม่ต้องการให้มีอากาศ (คือตัวออกซิเจน) ปนเปื้อนในระบบ (กรณีนี้สงสัยว่าอาจเป็นเช่นนี้ และคาร์บอนไดออกไซด์อาจเป็นแก๊สหนึ่งที่ใช้ในกระบวนการอยู่แล้ว)
 

ในขณะที่ช่างผู้ทำหน้าที่เปิดฝาดังกล่าวกำลังดันฝาดังกล่าวไปทางด้านข้าง เขาเกิดเสียหลักและพลัดตกลงไปใน vessel ที่ภายในยังเต็มไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แม้ว่าจะมีความพยายามในการนำตัวช่างคนดังกล่าวออกมาทันที่และช่วยชีวิตแต่ช่างคนดังกล่าวก็เสียชีวิต

รูปที่ ๑ ช่างซ่อมพลัดตกลงไปใน vessel ที่เต็มไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่พยายามดันฝา manhole ให้เปิด

ในบทความไม่ได้ให้รูปภาพใด ๆ มา แต่จากที่อ่านบทความผมคิดว่าน่าจะเป็นดังรูปที่ ๑ ข้างบน
 

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าในการทำงานนั้นจะไม่มีแผนการณ์ที่จะเข้าไปใน vessel หรือพื้นที่ปิดใดเลย แต่ก็อาจมีการเข้าไปในบริเวณดังกล่าวเนื่องจากอุบัติเหตุได้ ประเด็นที่น่าสนใจตรงนี้ก็คือการตกลงไปใน vessel นั้นเกิดจากการลื่นไถลของตัวช่างเอง หรือแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่พุ่งออกมาจาก vessel ทำให้ช่างซ่อมนั้นหมดสติและพลัดตกลงไป

ผ่านมา ๔ ตอนแล้ว จะขอพักเรื่องอันตรายจากแก๊สเฉื่อยเอาไว้ตรงนี้ก่อน ถ้ามีเวลาว่างจะมาเขียนต่อ

ไนโตรเจนเป็นแก๊สเฉื่อยหรือไม่ MO Memoir : Thursday 26 August 2553

วันก่อนเห็นมีคนตั้งคำถามในเว็ปบอร์ดแห่งหนึ่งถามว่า "ไนโตรเจนเป็นแก๊สเฉื่อยหรือไม่" ซึ่งก็มีคนตอบคำถามดังกล่าวหลายราย ต่างก็ตอบตรงกันว่า "ไม่ใช่" พร้อมทั้งยกตัวอย่างสารประกอบต่าง ๆ ของไนโตรเจนขึ้นมา

อันที่จริงแล้วก่อนตอบคำถามเช่นนี้ คงต้องไปดูก่อนว่าการถามว่าแก๊สตัวไหนเป็น "แก๊สเฉื่อย" หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า "Inert gas" หรือไม่นั้น เขากำลังคุยเรื่องอะไรกันอยู่

ถ้าคุณกันเรื่องเคมี "แก๊สเฉื่อย" ก็หมายถึงธาตุในหมู่ 8A หรือหมู่ 18 (ขึ้นอยู่กับว่าจะนับแบบไหน) ซึ่งเดิมถือว่าเป็นแก๊สที่ไม่ทำปฏิกิริยากับธาตุใด ๆ แม้แต่กับตัวมันเอง (ก็คือหมู่ He นั่นแหละ แต่ในปัจจุบันก็พบว่าสามารถสังเคราะห์สารประกอบของแก๊สเฉื่อยพวกที่อยู่ทางด้านล่างของหมู่บางตัวได้)

ถ้าคุยกันเรื่องเกี่ยวกับงานวิศวกรรมหรือกระบวนการผลิตในโรงงาน "แก๊สเฉื่อย" ก็หมายถึงแก๊สที่ไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีในระบบ และถ้าไม่มีการระบุแล้ว มักจะนึกถึงไนโตรเจนเป็นหลัก และไม่ได้หมายถึงธาตุในหมู่ 8A

ตัวอย่างเช่นในโรงกลั่นน้ำมันหรือโรงงานปิโตรเคมี ก่อนที่จะนำน้ำมันหรือสารประกอบอินทรีย์ (ที่ติดไฟได้ทั้งนั้น) เข้าสู่ระบบ ไม่ว่าจะเป็น ระบบท่อ ถังเก็บ หรืออุปกรณ์ต่าง ๆ จำเป็นต้องมีการไล่อากาศออกจากระบบก่อนเพื่อความปลอดภัย แก๊สเฉื่อยที่สามารถนำมาไล่อากาศได้ก็มี ไอน้ำ ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนจะใช้ตัวไหนนั้นขึ้นอยู่กับว่าสารเคมีในระบบนั้นทำปฏิกิริยากับแก๊สตัวไหนบ้าง

ตัวอย่างเช่นในโรงกลั่นน้ำมันนั้น การไล่อากาศนั้นอากาศอาจเริ่มด้วยการใช้ไอน้ำก่อน (ถ้าระบบทนอุณหภูมิของไอน้ำได้) เพราะน้ำมันไม่มีปฏิกิริยากับไอน้ำ และไอน้ำก็มีอยู่แล้วในโรงกลั่นและมีราคาถูกสุด แม้จะมีตกค้างอยู่ในระบบก็ไม่ก่อปัญหาใด ๆ กับน้ำมัน พอไล่อากาศออกหมดแล้วจึงค่อยป้อนไนโตรเจนเข้าระบบเพื่อรักษาความดันในระบบ เพราะเมื่อไอน้ำเย็นตัวลง จะเกิดสุญญากาศขึ้นในระบบ ทำให้ตัวอุปกรณ์ถูกกดอัดด้วยความดันอากาศจากภายนอก การใช้ไอน้ำไล่อากาศออกก็เป็นการประหยัดไนโตรเจนที่มีราคาแพงกว่า

ในโรงงานปิโตรเคมีนั้น ถ้าสารเคมีที่อยู่ในระบบเป็นสารเคมีที่ต้องไม่ให้มีการปนเปื้อนจากน้ำ ก็ต้องใช้ไนโตรเจนไล่อากาศในระบบออก เพราะถ้าใช้ไอน้ำไล่ก็อาจมีน้ำตกค้างอยู่ตามซอกต่าง ๆ ของอุปกรณ์ได้

คาร์บอนไดออกไซด์ก็เป็นแก๊สอีกตัวหนึ่งที่ใช้เป็นแก๊สเฉื่อยได้ในหลาย ๆ ระบบได้ ส่วนใหญ่มักใช้ในการป้องกันการเกิดเพลิงไหม้

ผลของแก๊สเฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยา MO Memoir : Monday 9 November 2552

เวลาที่เราเรียนเรื่องการเกิดปฏิกิริยาเคมีนั้น มักจะสอนกันว่าแก๊สเฉื่อยเป็นแก๊สที่ไม่มีส่วนร่วมในการทำปฏิกิริยา และไม่ส่งผลใด ๆ ต่อการทำปฏิกิริยา

คำว่า "แก๊สเฉื่อย" ในที่นี้ไม่ได้เฉพาะเจาะจงอยู่ที่ noble gas ที่เป็นธาตุในหมู่ 8 ของตารางธาตุ แต่หมายรวมถึงแก๊สที่ไม่มีส่วนในการทำปฏิกิริยาใด ๆ ในระบบที่เรากำลังศึกษา ตัวอย่างของแก๊สเหล่านี้ได้แก่ แก๊สไนโตรเจน (N₂) และ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)

แต่ก็มีบางครั้งเหมือนกัน ที่การเลือกชนิดของแก๊สเฉื่อยที่ใช้อาจส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาได้ กล่าวคือถ้าหากเราทำการทดลองโดยใช้แก๊สผสมที่มีสัดส่วนสารตั้งต้นและแก๊สเฉื่อยที่เหมือนกัน แต่การทดลองที่ใช้แก๊สเฉื่อยต่างชนิดกันก็อาจให้ผลการทดลองที่แตกต่างกันได้ สาเหตุดังกล่าวไม่ได้เกิดจากการที่แก๊สเฉื่อยเข้าไปมีส่วนร่วมในการทำปฏิกิริยา แต่แก๊สเฉื่อยเข้าไปมีส่วนร่วมในการ "ระบายความร้อน" ออกจากตัวเร่งปฏิกิริยา

ในปฏิกิริยาออกซิเดชัน (partial oxidation หรือ combustion ก็ตาม) ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธ์ในระบบเบดนิ่ง (fixed-bed) นั้น ปฏิกิริยาจะเกิดบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา ความร้อนที่คายออกมาจากปฏิกิริยาจะถูกตัวเร่งปฏิกิริยาดูดซับเอาไว้ และระบายออกไปทางแก๊สที่ไหลผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา ความสามารถในการระบายความร้อนนี้ขึ้นอยู่กับอัตราการไหลและองค์ประกอบของแก๊ส แก๊สที่ไหลผ่านเร็วก็ระบายความร้อนออกไปได้เร็วกว่าแก๊สที่ไหลผ่านช้ากว่า แต่ในที่นี้ถ้าเราพิจารณาเฉพาะกรณีที่แก๊สที่ไหลผ่านนั้นมีความแตกต่างกันตรงชนิดแก๊สเฉื่อยที่ผสมอยู่เท่านั้น (เช่นถ้าใช้ He N₂ หรือ Ar) ผลการทำปฏิกิริยาที่ได้จะแตกต่างกันหรือไม่

ความสามารถในการระบายความร้อนของแก๊สนั้นแปรผกผันกับมวลโมเลกุลของแก๊ส กล่าวคือแก๊สที่เบากว่าจะระบายความร้อนออกไปได้ดีกว่า สำหรับคนที่ใช้เครื่อง gas chromatograph ที่ใช้ตัวตรวจวัดชนิด thermal conductivity detector (TCD) คงทราบดีว่า ถ้าเปลี่ยน carrier gas จาก He ไปเป็น N₂ หรือ Ar ขนาดกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ขดลวด TCD รับได้จะลดต่ำลง เพราะที่ปริมาณกระแสไฟฟ้าเท่ากัน ระบบที่ใช้ carrier gas ที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่าจะร้อนกว่า

ในกรณีของปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เกิดบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาในเบดนิ่งนั้น อุณหภูมิของการเกิดปฏิกิริยาก็คืออุณหภูมิของพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา ในภาวะคงตัว (steady state) อุณหภูมิที่พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาจะอยู่ที่ภาวะสมดุลระหว่างความร้อนที่คายออกมาจากปฏิกิริยาและความร้อนที่ระบายออกไปกับแก๊สที่ไหลผ่าน ในระบบที่ใช้แก๊สเฉื่อยที่ทำให้แก๊สที่ไหลผ่านสามารถดึงความร้อนออกไปได้มาก (เช่นใช้ He เป็นแก๊สเฉื่อย) พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาก็จะมีอุณหภูมิต่ำกว่ากว่าะบบที่ใช้แก๊สเฉื่อยที่ทำให้แก๊สที่ไหลผ่านสามารถดึงความร้อนออกไปได้น้อยกว่า (เช่นใช้ N₂ หรือ Ar เป็นแก๊สเฉื่อย)

แต่ผลกระทบเรื่องการระบายความร้อนนี้จะเด่นชัดเพียงใดก็ขึ้นอยู่กับว่าปฏิกิริยาที่ศึกษานั้นมีการคายความร้อนออกมามากน้อยเพียงใด และการทดลองกระทำในช่วงที่มีความต้านทานในการส่งผ่านความร้อนมากหรือน้อย ในกรณีการทำปฏิกิริยาที่ค่า conversion ต่ำ หรือปฏิกิริยาคายความร้อนไม่มาก หรือทำการทดลองในช่วงที่ไม่มีความต้านทานการส่งผ่านความร้อม ก็อาจจะมองไม่เห็นผลของแก๊สเฉื่อยก็ได้