เพลิงไหม้และการระเบิดที่โรงงานผลิต HDPE เนื่องจากเฮกเซนรั่ว MO Memoir : Thursday 16 November 2566

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากหน้าเว็บของ ISEC International Safety Eng. Co. เป็นเหตุการณ์เฮกเซนรั่วและตามมาด้วยการระเบิดเมื่อวันที่ ๑๓ กันยายน ค.ศ. ๒๐๑๐ (พ.ศ. ๒๕๕๓) ตัวคลิปวิดิทัศน์นั้นจำลองภาพโรงงานได้ชัดเจนดี แต่ไปจบที่เกิดการระเบิดโดยที่ไม่มีคำอธิบายว่าเกิดจากสาเหตุใด ซึ่งต้องไปอ่านในรายงานการสอบสวน ทั้งคลิปและรายงานไปดูได้ที่ https://www.isecinvestigation.com/Petrochemical-Company-HD-Plant-Explosion-and-Fire/

ที่นำมาเล่าในวันนี้ก็เพราะพอคุ้นกับกระบวนการผลิตของโรงงานแบบนี้ และพบว่าคำบรรยายในคลิปกับรูปที่ปรากฏนั้นไม่ตรงกัน แต่ถ้าดูเผิน ๆ โดยไม่คิดจะจับผิดอะไร แบบเอาเป็นว่ามีคนเล่าเรื่องให้ฟังและมีภาพประกอบให้ดูก็ไม่เป็นไร แต่ในรายงานเองนั้นก็ไม่ได้อธิบายว่าเฮกเซนรั่วไหลออกมาได้อย่างไร ก็เลยเป็นที่มาของเรื่องเล่าในวันนี้

รูปที่ ๑ Reactor แบบ CSTR อยู่ที่มุมซ้ายล่าง โดยมี Overhead condenser สองตัวอยู่ด้านขวาบน

โรงงานนี้มีถังปฏิกรณ์แบบถังปั่นกวน (Continuous Stirred Tank Reactor - CSTR) 2 ตัว (ดูรูปที่ ๑ ประกอบ) ภายในบรรจุเฮกเซนที่เป็นของเหลวภายใต้ความดัน (คืออุณหภูมิทำปฏิกิริยามันสูงกว่าจุดเดือดเฮกเซนที่ความดันบรรยากาศ แต่ด้วยความดันในระบบที่สูงจึงทำให้เฮกเซนนั้นยังเป็นของเหลวอยู่) สารตั้งต้นที่เป็นแก๊สจะถูกฉีดเข้าไปที่ส่วนล่างของถังปฏิกรณ์ และในระหว่างที่มันลอยขึ้นด้านบนนั้นแก๊สบางส่วนก็จะทำปฏิกิริยากลายเป็นผงพอลิเมอร์แขวนลอยอยู่ในเฮกเซน ความร้อนที่ปฏิกิริยาคายออกมาจะทำให้เฮกเซนบางส่วนระเหยกลายเป็นไอ ไหลออกทางด้านบนของถังปฏิกรณ์ร่วมกับแก๊สที่ยังไม่ทำปฏิกิริยา ไปตามท่อสีเหลืองไปยังเครื่องควบแน่นที่จะควบแน่นไอเฮกเซนให้เย็นตัวลงเป็นของเหลว จากนั้นเฮกเซนที่ควบแน่นและแก๊สสารตั้งต้นที่ไม่ควบแน่นจะไหลลงไปยังถังแยกของเหลว-แก๊สที่อยู่ทางด้านล่าง (ต่อรูปที่ ๒)

รูปที่ ๒ ด้านขวาของรูปคือถังแยกเฮกเซนที่ควบแน่นและแก๊สที่ไม่ทำปฏิกิริยา

ข้อดีของการทำปฏิกิริยาแบบนี้คือมันควบคุมอุณหภูมิการทำปฏิกิริยาได้ง่ายด้วยการกำหนดความดันในถัง ให้เฮกเซนนั้นเดือดที่อุณหภูมิที่ต้องการทำปฏิกิริยา (ที่ความดันคงที่ ของเหลวจะเดือดที่อุณหภูมิคงที่ ไม่ว่าจะป้อนความร้อนเข้ามาเท่าใดก็ตาม) แต่มันจะมีปัญหาเรื่องการเกิดโอลิโกเมอร์ (oligomer คือพวกที่สายโซ่ยังไม่ยาวพอที่จะเป็นพอลิเมอร์ที่สามารถเอาไปใช้งานได้)

เฮกเซนที่ควบแน่นและแก๊สที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาเมื่อไหลลงสู่ถังแยก ของเหลวจะตกลงสู่ก้นถังและถูกสูบป้อนกลับเข้าไปยังถังปฏิกรณ์ใหม่ ส่วนแก๊สนั้นจะถูก blower ดูดออกทางด้านบน ผสมเข้ากับแก๊สสารตั้งต้นที่ป้อนเข้ามาชดเชย ก่อนถูกอัดกลับเข้าไปในถังปฏิกรณ์จากทางด้านบน ในรูปที่ ๒ ถ้าไล่ตามแนวท่อสีเหลืองจากด้านขวาไปซ้าย จะเห็นว่าจะมีการแยกท่อแก๊สเพื่อกระจายตำแหน่งฉีดแก๊สเข้าไปยังมุมต่าง ๆ ของถัง (ตรงลูกศรสีแดงชี้)

แก๊สที่ไหลเข้าไปในถังนั้นจะไหลเข้าไปในท่อที่จุ่มอยู่ใต้ผิวของเหลว ภาพจำลองหน้าจอคอมพิวเตอร์ควบคุม (รูปที่ ๓) ก็บ่งบอกไว้อย่างนั้น แม้ว่าทั้งคลิปวิดิทัศน์และรายงานไม่ได้ระบุว่าเฮกเซนไหลออกจากถังปฏิกรณ์ได้อย่างไร แต่ถ้ามีข้อมูลตรงจุดนี้ก็จะบอกได้ว่าทำไมเฮกเซนจึงไหลออกจากถังปฏิกรณ์ได้

ก่อนหน้านี้โรงงานได้หยุดทำการผลิตเพื่อทำการปรับปรุงโรงงานเพื่อเพิ่มกำลังการผลิต ช่วงเวลาที่เกิดเหตุเป็นช่วงเวลาที่จะนำโรงงานกลับมาเดินเครื่องใหม่ ซึ่งก่อนที่จะเริ่มเดินเครื่องก็ต้องมีการตรวจสอบระบบก่อนว่ามีรอยรั่วที่ใดบ้างหรือไม่ และในระหว่างการตรวจสอบก็พบว่า ท่อป้อนแก๊ส "จาก blower ตัวหนึ่งกลับไปยังถังปฏิกรณ์" มีการรั่วและจำเป็นต้องเปลี่ยนท่อนั้น จึงได้มีการถอดท่อนั้นออกไป

คำบรรยายที่ปรากฏในคลิปวิดิทัศน์และในรายงานนั้นกล่าวตรงกันคือเป็นท่อป้อนแก๊ส "จาก blower ตัวหนึ่งกลับไปยังถังปฏิกรณ์" แต่ภาพที่ปรากฏในคลิปวิดิทัศน์ที่เขาทำผมดูแล้วเห็นว่ามันกลายเป็นท่อ "จากเครื่องควบแน่นมายังถังแยกของเหลวและแก๊สออกจากกัน" และพอไปอ่านรายงานก็พบปัญหาเรื่องความน่าสงสัยของรายละเอียดอีก

เพื่อไม่ให้งานหยุดชะงักระหว่างรอเปลี่ยนท่อ ทางโรงงานจึงได้ตัดสินใจทำการสอบเทียบอุปกรณ์วัดระดับของเหลวภายในถังปฏิกรณ์ในช่วงเวลารอคอยดังกล่าว

รูปที่ ๓ ภาพจำลองจากหน้าจอคอมพิวเตอร์ควบคุม แก๊สจะถูกฉีดเข้าไปในท่อที่จุ่มอยู่ใต้ผิวของเหลว

การตรวจวัดระดับของเหลวใช้การวัดความดัน และเนื่องจากความดันขึ้นกับความหนาแน่นของเหลวก็เลยต้องใช้การเติมเฮกเซนเข้าไปในถังปฏิกรณ์ ท่อที่ถอดออกไปนั้นเป็นท่อป้อนแก๊สกลับเข้ามาในถังและท่อนี้ก็เข้าทางด้านบนของถัง ถังนั้นถ้าถังไม่มีความดัน เฮกเซนก็จะไม่สามารถไหลขึ้นด้านบน (ไหลเข้ามาทางปลายท่อที่จุ่มอยู่ในของเหลว) แต่ในการสอบเทียบอุปกรณ์วัดระดับนั้นได้มีการอัดความดันในถังปฏิกรณ์ด้วย (เข้าใจว่าเพื่อไม่ให้เสียเวลาเริ่มเดินเครื่องใหม่เมื่อทำการติดตั้งท่อใหม่เข้าแทนที่ท่อที่ถอดออกไปเสร็จ) ดังนั้นมันจึงมีโอกาสที่เฮกเซนจะถูกความดันในถังให้ไหลย้อนไปทางท่อแก๊สป้อนเข้าถังได้ ทางโรงงานจึงได้ทำการสอด spade (หรือ slip plate) เข้าที่ตำแหน่งหน้าแปลนตัวหนึ่งที่อยู่ระหว่างถังปฏิกรณ์กับปลายท่อที่เปิดอยู่

ความดันที่ด้านล่างของถังจะเท่ากับผลรวมของความดันเนื่องจากความสูงของของเหลวและความดันเหนือผิวของเหลว ดังนั้นเพื่อให้ระบุระดับที่แท้จริงของของเหลวได้จึงต้องวัดความดันในถังส่วนที่อยู่เหนือผิวของเหลวด้วย ซึ่งเมื่อนำความดันเหนือผิวของเหลวไปหักออกจากความดันด้านล่างของถัง ก็จะได้ค่าความดันเนื่องจากความสูงของของเหลวเท่านั้น และจากค่าความหนาแน่นของของเหลวก็จะคำนวณระดับความสูงของของเหลวได้

คำว่า "spade" ในที่นี้ไม่ใช่พลั่ว แต่เป็นแผ่นโลหะรูปวงกลมที่มีด้ามยื่นออกมาเหมือนไม้ปิงปอง เอาไว้สำหรับสอดเข้าไประหว่างหน้าแปลนเพื่อปิดกั้นการไหล ด้ามที่โผล่ยื่นออกมานอกจากช่วยในการจับถือแล้วยังช่วยให้เห็นด้วยว่าหน้าแปลนตรงนั้นมี spade สอดอยู่ อีกชื่อเรียกของมันก็คือ slip plate ในการใช้งานนั้นก็จะคลายหน้าแปลนแล้วง้างออก เอาปะเก็นเดิมที่สอดไว้ระหว่างหน้าแปลนนั้นออกมา และก็สอด spade เข้าไป แน่นอนว่าต้องมีการใส่ปะเก็นระหว่างหน้าแปลนและตัว spade ทั้งสองด้านด้วยเพื่อไม่ให้มันรั่วซึมเวลาขันหน้าแปลนกลับคืน ซึ่งในคู่มือปฏิบัติของโรงงานนี้ก็คือให้ใส่ปะเก็นเทฟลอนที่มีรูปร่างและขนาดเดียวกันกับ spade ที่ใช้เข้าไป (ตรงนี้เข้าใจว่าเป็นเพราะที่ว่างที่จะสอน spade นั้นมีไม่มาก เดิมนั้นน่าจะมีที่ว่างกว้างเพียงแค่สอดหน้าแปลนแบบ spiral wound ได้เพียงตัวเดียว การสอดทั้ง spade และหน้าแปลนแบบ spiral wound เข้าไปอีก 2 ตัวคงทำไม่ได้ (คือหน้าแปลนแบบ spiral wound มันมีความหนาเนื่องจากแผ่นโลหะที่ใช้ทำ) จึงต้องเปลี่ยนมาใช้แผ่นเทฟลอนแทน

รูปที่ ๔ พนักงานสอดเพียงแค่ spade ที่ทำจากเทฟลอนเพียงตัวเดียว และหันด้านที่เป็นด้ามจับขึ้นด้านบน

การสอด spade ที่ถูกต้องที่โรงงานกำหนดนั้น ต้องเป็น spade โลหะที่มี spade ที่เป็นเทฟลอนอยู่ทั้งสองด้านของ spade โลหะ แต่พอทำงานจริงปรากฏว่ามีการสอด spade ที่เป็นเทฟลอนเพียงชิ้นเดียว และยังหันด้านที่เป็นด้ามจับขึ้นบน ในรูปที่ ๔ จะเห็นว่าตำแหน่งที่สอด spade นั้นอยู่สูงจากพื้น และต้องตั้งนั่งร้านขึ้นไปทำงาน

รูปที่ ๕ ภาพการระเบิดจริงจากกล้องวงจรปิด

การเริ่มการสอบเทียบก็มีการตรวจสอบการรั่วไหลอีกครั้ง และพบว่าหน้าแปลนที่ทำการสอด spade เข้าไปนั้นมีการรั่วไหล จึงได้ทำการแก้ไขด้วยการขันน็อตหน้าแปลนให้แน่นขึ้น ซึ่งก็สามารถทำการแก้ไขการรั่วนั้นได้

การสอบเทียบอุปกรณ์วัดระดับด้วยการเติมเฮกเซนและอัดความดันให้กับถังปฏิกรณ์ผ่านไปโดยไม่มีปัญหาอะไร งานดังกล่าวเสร็จสิ้นก่อนถึงเวลาเปลี่ยนกะ (๒๒.๐๐ น) ไม่นาน ทีมทำงานเดิมจึงหยุดการทำงานเพื่อรอให้ทีมใหม่เข้ามาทำงานต่อ และก่อนจะถึงเวลาเปลี่ยนกะเพียงไม่กี่นาที โอเปอร์เรเตอร์ในห้องควบคุมก็เห็นระดับเฮกเซนในถังปฏิกรณ์ลดลงอย่างรวดเร็ว ตามด้วยการระเบิดและเพลิงไหม้ในอีกไม่กี่นาทีถัดมา (รูปที่ ๕) ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต ๑ รายและบาดเจ็บ ๔ ราย

การตรวจสอบที่เกิดเหตุพบว่าการรั่วไหลเกิดจากการฉีดขาดของ spade เทฟลอน กล่าวคือในระหว่างการอัดความดันให้กับถังปฏิกรณ์ ความดันในถังทำให้เฮกเซนไหลย้อนเข้าไปในท่อฉีดแก๊สและไปสะสมอยู่ที่หน้า spade เทฟลอน จนในที่สุดมันไม่สามารถทนต่อความดันได้จึงฉีกขาด (รูปที่ ๖) เฮกเซนจึงรั่วไหลออกทาง "ท่อที่ถูกถอดออก"

รูปที่ ๖ แผ่น spade ที่ทำจากเทฟลอนที่ฉีกขาด

รูปที่ ๗ ข้างล่างเป็นข้อความที่นำมาจากเอกสารเผยแพร่ของทางบริษัทผู้ตรวจสอบ เขาเขียนว่าพอแผ่นเทฟลอนขาด เฮกเซนก็ไหลไปยัง "blower" จากนั้นจึงไปที่ "เครื่องควบแน่น" และในที่สุดก็ไปถึงจุดที่ "ท่อถูกถอดออก" ซึ่งรายละเอียดตรงนี้ผมมองว่ามันไม่สมเหตุสมผล

รูปที่ ๗ คำบรรยายในรายงานในส่วนที่เกิดการรั่วไหลของเฮกเซน

 

รูปที่ ๘ แผนผังอย่างง่ายของกระบวนการผลิต

รูปที่ ๘ ข้างบนเป็นแผนผังของกระบวนการผลิตที่เขียนจากคำบรรยาย คือแก๊สที่ยังไม่ปฏิกิริยา + ไอระเหยของเฮกเซนจะไหลไปยังเครื่องควบแน่นที่อยู่สูงกว่าระดับถังปฏิกรณ์ จากนั้นเฮกเซนที่ควบแน่นและแก๊สที่ไม่ควบแน่นจะไหลลงตามเส้นสีน้ำเงินลงสู่ถังแยกของเหลว-แก๊ส ของเหลวที่ตกลงสู่ก้นถังจะถูกสูบป้อนกลับไปยังถังปฏิกรณ์ใหม่ ส่วนแก๊สนั้นจะถูก blower ดูดและอัดกลับเข้าไปในถังปฏิกรณ์ใหม่ตามเส้นสีแดง

คำบรรยายในคลิปวิดิทัศน์และเอกสารเผยแพร่นั้นบอกตรงกันว่าท่อที่มีปัญหาคือท่อป้อนแก๊สจาก blower ตัวหนึ่งกลับไปยังถังปฏิกรณ์ (เส้นสีแดง) ในขณะที่ถ้าไล่รูปในคลิปวิดิโอมันจะเป็นเส้นสีน้ำเงิน

แต่ไม่ว่าจะเป็นท่อเส้นไหนก็ตามระหว่างท่อสองเส้นนี้ มันจะมีจุดที่ท่อถูกถอดออกอยู่ ดังนั้นเฮกเซนที่ไหลย้อนเข้ามาทางท่อฉีดแก๊สกลับ (เส้นสีแดง) จะไม่สามารถไหลย้อนไปยังเครื่องควบแน่นได้ ด้วยเหตุนี้ผมจึงบอกว่าข้อความในรายงานที่ว่า "เฮกเซนไหลย้อนไปจนถึงเครื่องควบแน่นแล้วก่อนถึงจุดที่ท่อถูกถอดออก" จึงเป็นข้อความที่ไม่สมเหตุสมผล

ด้วยเหตุนี้ตอนต้นเรื่องจึงได้เกริ่นเอาไว้ว่า เรื่องนี้ถ้าดูเพลิน ๆ โดยไม่คิดอะไรมันก็ไม่มีปัญหาอะไร แต่ถ้าอ่านโดยละเอียดจะพบความไม่สมเหตุสมผลนี้อยู่ ตรงนี้ไม่แน่ใจว่าผู้ทำคลิปและรายงานจงใจให้เป็นอย่างนั้นหรือไม่ ซึ่งก็เป็นไปได้เพราะเขาต้องรักษาความลับของลูกค้าของเขา เพราะเมื่อลองใช้ google ค้นหาข่าวการระเบิดในวันเดือนปีดังกล่าวก็ไม่พบ แต่ก็อาจเป็นไปได้ว่าเพราะค้นด้วยคำภาษาอังกฤษ แต่รายงานเหตุการณ์มันเป็นภาษาอื่น

ประเด็นหนึ่งที่น่าสนใจคือ ทำไมถึงเกิดการสอด spade ไม่ครบตามข้อกำหนดขึ้นได้ ในระหว่างการสอด spade นั้นมีผู้ทำงานกี่คน และไม่มีใครทักท้วงเลยหรือว่ามันไม่สมบูรณ์ และตอนที่พบการรั่วไหล ทีมที่มาแก้ไขกับทีมที่ทำการติดตั้ง spade นั้นเป็นทีมเดียวกันหรือไม่ จึงไม่มีการทักท้วง

สำหรับฉบับนี้ก็คงจบลงเพียงแค่นี้

บนผิวน้ำ น้ำมันเดินทางได้เร็วขึ้นและไกลขึ้น และระเหยได้ง่ายขึ้น MO Memoir : Tuesday 8 October 2562

บางที กฎเกณฑ์มันใช้ได้ก็ต่อเมื่อสภาพแวดล้อมนั้นเป็นไปตามเงื่อนไขบางอย่าง ไม่ใช่สามารถนำมาบังคับใช้ได้กับทุกกรณี อย่างเช่นกรณีระยะห่างไม่น้อยกว่า ๑๕ เมตร ระหว่างแหล่งที่อาจมีเชื้อเพลิงรั่วไหล และบริเวณที่มีเปลวไฟหรือประกายไฟ

ณ อุณหภูมิหนึ่ง โมเลกุลที่อยู่บนพื้นผิวของเหลวจะมีพลังงานอยู่ระดับหนึ่ง (ผลจากการสั่นและการชนกันระหว่างโมเลกุล) ถ้าพลังงานของโมเลกุลนั้นสูงเกินกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่อยู่ข้างเคียง โมเลกุลนั้นก็จะหลุดออกจากผิวของเหลวไปอยู่ในเฟสแก๊สได้ นั่นคือปรากฏการณ์การระเหยของของเหลว (evaporation) ที่เกิดได้แม้ว่าของเหลวนั้นจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือด (boiling point) ของมัน
  

น้ำมัน (ในที่นี้คือไฮโดรคาร์บอน) เป็นโมเลกุลไม่มีขั้วและมีความหนาแน่นต่ำกว่าน้ำ (ที่เป็นโมเลกุลที่มีขั้วที่แรง) ดังนั้นเมื่อน้ำมันหยดลงไปในน้ำ น้ำมันจะลอยอยู่บนผิวหน้าน้ำ และถ้าผิวหน้าน้ำนั้นมีพื้นที่ให้มันแผ่กระจายที่กว้างมากพอ ความหนาของชั้นน้ำมันบนผิวหน้าน้ำอาจถือได้ว่าหนาเพียงชั้นโมเลกุลเดียว และด้วยการที่แรงยึดเหนี่ยวระหว่างน้ำมันและน้ำนั้นไม่ได้สูง จึงทำให้แรงยึดเหนี่ยวที่จะดึงให้โมเลกุลน้ำมันนั้นไม่หลุดออกไปจากผิวหน้าน้ำลดต่ำลง ทำให้น้ำมันนั้นระเหยกลายเป็นไอได้ง่ายขึ้น เมื่อเทียบกับเวลาที่มันมีโมเลกุลพวกเดียวกันเองนั้นอยู่ข้างใต้ตัวมัน
  

และนี่ก็เป็นที่มาของหลายอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับการแผ่กระจายของน้ำมันไปบนผิวน้ำ ที่นำมาเล่าสู่กันฟังในวันนี้คัดมาจาก ICI Safety Newsletter ๒ เรื่องด้วยกัน

ในเหตุการณ์แรก (รูปที่ ๑) ช่างเชื่อมกำลังทำงานประกอบท่อใหม่เส้นใหม่ ในเวลาเดียวกันก็มีการถอด slip plate ออกจากท่ออีกเส้นหนึ่ง สถานที่ทำงานทั้งสองนั้นอยู่ห่างกัน ๖๕ ฟุต (ก็ราว ๆ ๒๐ เมตร) ในการถอด slip plate นั้นมีการคาดว่าอาจมีเชื้อเพลิง (ที่ค้างอยู่ในท่อ) รั่วไหลออกมาได้ แต่เมื่อพิจารณาระยะห่างจากงานเชื่อมท่อที่ห่างกันถึง ๖๕ ฟุต ก็คงทำให้ผู้ที่ออกใบอนุญาตให้ทำงาน (work permit) เชื่อว่าโอกาสที่ไอระเหยนั้นจะแพร่ไปถึงตำแหน่งที่ทำการเชื่อมต่อและเกิดการจุดระเบิดได้นั้นมีต่ำมาก ดังนั้นงานทั้งสอง (งานเชื่อมท่อและงานถอด slip plate) จึงได้รับอนุญาตให้ทำในเวลาเดียวกัน

  

รูปที่ ๑ อุบัติเหตุเพลิงไหม้จากการเชื่อมโลหะเหนือผิวน้ำ (ฉบับเดือนกรกฎาคม ค.ศ. ๑๙๖๙ (พ.ศ. ๒๕๑๒))
    

เหตุการณ์นี้ไม่ได้ให้รายละเอียดมากนักเกี่ยวกับสถานที่เกิดเหตุ แต่ใช้คำว่า "pipe duct" ที่คงหมายถึงร่องหรือรางที่อยู่ต่ำกว่าระดับพื้น เพื่อใช้สำหรับวางท่อ (เช่นให้ลอดผ่านพื้นถนนได้) แต่ในเวลาเดียวกันมันก็สามารถมีน้ำขังได้ และในเหตุการณ์นี้ pipe duct ดังกล่าวก็มีน้ำท่วมขัง สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือเชื้อเพลิงที่รั่วออกมาขณะถอด slip plate นั้นแผ่กระจายอย่างรวดเร็วไปยังตำแหน่งที่ช่างเชื่อมทำงานอยู่ เกิดไฟลุกขึ้น ทำให้ผู้ช่วยช่างเชื่อมเสียชีวิต
    

บทเรียนหนึ่งที่ได้จากเหตุการณ์นี้ก็คือการออกใบอนุญาตให้ปฏิบัติงานนั้น ผู้ที่ออกใบอนุญาตควรต้องลงไปตรวจสอบสถานที่ทำงานจริง และไม่ควรให้การทำงานที่มีการใช้เปลวไฟ (เช่นการเชื่อมหรือตัดโลหะ) ทำอยู่เหนือแอ่งน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเชื้อเพลิงที่จะรั่วไหลออกมานั้นเป็นของเหลว เพราะถ้าเป็นแก๊ส เหตุการณ์นี้คงจะไม่เกิด
   

ข้อสังเกตข้อหนึ่งที่เห็นได้จากรายงานดังกล่าวคือ ปรกติเมื่อไฟลุกติดไอน้ำมันที่อยู่บนผิวหน้าน้ำ เปลวไฟจะวิ่งกลับมายังจุดที่น้ำมันรั่วออกมา (คือจุดที่ทำการถอด slip plate) แต่ในกรณีนี้ผู้เสียชีวิตนั้นกลับเป็นผู้ที่อยู่ทางด้าน downstream ของการไหล (จุดที่ทำการเชื่อมต่อท่อ) ซึ่งบ่งบอกว่าจุดที่ทำการเชื่อมท่อนั้นอยู่ที่ระดับต่ำกว่าจุดที่ทำการถอด slip plate และ/หรือการรั่วไหลนั้นคงต้องมากอยู่เหมือนกัน จนทำให้ทำการเตือนอีกฝ่ายหนึ่งไม่ทัน

ในเหตุการณ์ที่ ๒ (รูปที่ ๒) เป็นการรั่วไหลของน้ำมันจากเรือบรรทุกน้ำมันขณะขนถ่าย ทำให้น้ำมันจำนวนมากถึง ๓๕ ตันรั่วไหลลงไปในคลอง เกิดเป็นไอหมอกปกคลุมเรือโดยสารที่แล่นอยู่ในคลองดังกล่าวก่อนจะเกิดการระเบิด ส่งผลให้ผู้โดยสารอยู่ในเรือลำนั้นและลำอื่นที่อยู่ในคลองนั้นเสียชีวิต ๖ ราย (Manchester ship canal เป็นคลองขนาดใหญ่สำหรับให้เรือใหญ่ขนาดเรือเดินสมุทรเดินได้)

    

รูปที่ ๒ อุบัติเหตุจากน้ำมันรั่วไหลคงคลองและไหม้คลอกเรือโดยสาร (ฉบับเดือนมิถุนายน ค.ศ. ๑๙๗๓ (พ.ศ. ๒๕๑๖))

เคยเห็นป้าย "ไม่นำเปลวไฟเข้าใกล้ในระยะ ๑๕ เมตร" ไหมครับ เรามีโอกาสที่จะเห็นป้ายแบบนี้ตามสถานที่เก็บเชื้อเพลิง (เช่นถังน้ำมัน ถังแก๊ส หรือรถบรรทุกน้ำมัน/แก๊ส) ในกรณีที่ของเชื้อเพลิงเหลวที่มีจุดวาบไฟต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง ถ้าไม่ได้เกิดการรั่วไหลขนาดใหญ่และเป็นการรั่วไหลบนพื้นราบที่แห้ง (คือไม่มีน้ำท่วมขัง) ระยะ ๑๕ เมตร (ก็ราว ๆ ๕๐ ฟุต) นี้ก็ลดโอกาสที่ไอระเหยเชื้อเพลิงที่รั่วไหลออกมาจะมีความเข้มข้นสูงพบที่จะเกิดการจุดระเบิดได้ลงไปได้เยอะ แต่ในกรณีของการรั่วไหลลงแอ่งน้ำนั้น น้ำมันที่ลอยบนผิวหน้าน้ำจะแผ่กระจายไปได้ไกลและรวดเร็วมาก แม้ว่าจะเป็นการรั่วไหลที่ไม่มากก็ตาม ตรงนี้อาจทดลองดูง่าย ๆ ด้วยการหยดน้ำมันพืชลงบนพื้นคอนกรีตและบนผิวหน้าน้ำ และดูการแผ่กระจายของน้ำมันพืช เราจะเห็นชัดว่าน้ำมันพืชที่หยดลงบนพื้นคอนกรีตนั้นก็จะกองอยู่ตรงนั้น แผ่กระจายออกไปด้านข้างไม่มาก แต่บนผิวหน้าน้ำจะแผ่นกระจายออกไปด้านข้างได้อย่างรวดเร็ว และด้วยพฤติกรรมเช่นนี้จึงทำให้น้ำมันที่ปรกติมีอุณหภูมิจุดวาบไฟสูงกว่าอุณหภูมิห้อง สามารถจุดติดไฟได้ที่อุณหภูมิห้องได้
    

ในเหตุการณ์แรกนั้นอาจเป็นเพราะว่าผู้ออกใบอนุญาตให้ทำงานนั้นเห็นว่าสถานที่ทำงานทั้งสองอยู่ห่างกันถึง ๖๕ ฟุต ซึ่งมากกว่าระยะห่างขั้นต่ำ (คือระยะ ๕๐ ฟุต) ก็เลยออกใบอนุญาตให้ทำงาน แต่ระยะนี้มันใช้ไม่ได้กับการรั่วไหลของของเหลว (ที่ไม่ละลายน้ำและลอยอยู่บนผิวหน้าหน้า) ลงผิวน้ำ นั่นแสดงว่ากฎระเบียบที่ออกมานั้นมันก็มีข้อจำกัดอยู่เหมือนกัน คือมันอิงอยู่กับสภาพแวดล้อมเฉพาะบางอย่าง (เช่นการรั่วไหลลงบนพื้นแห้งที่ราบ) โดยไม่สามารถนำไปบังคับใช้ได้กับทุกสภาพการณ์ (เช่นการรั่วไหลลงผิวน้ำ) ส่วนในกรณีของเหตุการณ์ที่สอง เรื่องน่าเศร้าของเหตุการณ์อยู่ตรงข้อความที่เขาขีดเส้นใต้ คือนับตั้งแต่เกิดการรั่วไหลจนเกิดระเบิดนั้นเป็นเวลานานถึงสองชั่วโมงครึ่ง แต่กลับไม่มีการเตือนภัย
    

สิ่งที่ต้องพึงระวังในการถอดหน้าแปลน (ไม่ว่าจะเป็นการถอด slip plate หรืออุปกรณ์ piping ต่าง ) คืออาจมี process fluid ตกค้างอยู่ในท่อได้ ในกรณีที่ process fluid เป็นแก๊สนั้นคงต้องปล่อยให้แก๊สที่ค้างอยู่นั้นรั่วออกมาและฟุ้งกระจายออกไป แต่ในกรณีที่ process fluid เป็นของเหลวนั้นอาจต้องหาอุปกรณ์มารองรับของเหลวที่จะรั่วไหลออกมา และระบายต่อไปยังจุดรองรับที่ปลอดภัย กรณีของการถอด slip plate แล้วมีของเหลวที่ค้างอยู่ในท่อรั่วไหลออกมาจนทำให้เกิดความเสียหายอย่างหนักนักได้เคยเล่าไว้แล้วในบทความชุด "เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 1 เพลิงไหม้ที่ระบบ Flare" ที่มีอยู่ด้วยกัน ๔ ตอน

ความเห็นเกี่ยวกับการทำ Isolation MO Memoir : Friday 1 March 2562

ก่อนอื่นต้องขอบอกว่ารู้สึกดีใจครับที่เห็นศิษย์เก่าของภาควิชารายหนึ่งที่กำลังทำงานอยู่ในภาคอุตสาหกรรม ได้พยายามที่จะถ่ายทอดความรู้ออกมาในรูปบทความง่าย ๆ เพื่อให้คนที่กำลังเรียนอยู่นั้นสามารถอ่านเข้าใจได้ไม่ยาก (บทความของเขาอยู่บน medium.com ครับ) ซึ่งตอนนี้เขากำลังเขียนบทความในชุด "วิศวกรมือใหม่หัดเขียน P&ID" อยู่ (ถ้าอยากรู้ว่าเขาเขียนอะไรไปบ้างแล้ว ก็เอาข้อความ "วิศวกรมือใหม่หัดเขียน P&ID" ไปให้ google ค้นหาได้เลยครับ) ตรงนี้ขอแนะนำให้ใครที่กำลังจะไปฝึกงานน่าจะแวะเข้าไปอ่านและติดตามผลงานของเขาหน่อยครับ
 

เมื่อวานเขาก็ได้เผยแพร่บทความที่น่าสนใจเกี่ยวกับการทำ "Isolation" ระบบ (คือการตัดขาดการเชื่อมต่ออุปกรณ์จากกระบวนการผลิต เพื่อไม่ให้มี process fluid รั่วไหลออกจากระบบ และรั่วเข้ามาในอุปกรณ์ที่ทำการ Isolate นั้นได้) ซึ่งตัวผมเองก็มีความเห็นในบางประเด็นและได้มีการสนทนากับเขาทางหน้า facebook เมื่อช่วงเช้าวันนี้ แต่ด้วยเห็นว่าความเห็นที่คุยกับเขานั้นน่าจะพอมีประโยชน์กับผู้อื่นบ้าง และไม่อยากให้มันสูญหายไปกับหน้า facebook ของผม ก็เลยขอนำมาบันทึกไว้บนหน้า blog เสียหน่อย เรื่องที่คุยกับเขามีอยู่ ๔ เรื่องด้วยกันดังนี้ครับ

เรื่องที่ ๑ วาล์วสำหรับการทำ Isolation

ชนิดของวาล์วที่จะใช้เป็น block valve (คือทำหน้าที่ปิด-เปิดเป็นหลัก) ขึ้นอยู่กับชนิดของ fluid สภาพแวดล้อมการทำงาน ขนาดท่อ และขนาดท่อ
 

ball valve เองก็มีข้อเสียหลายอย่างในตัวมัน ไม่ว่าจะมี fluid ค้างอยู่ในตัวลูกบอลได้เมื่อปิดวาล์ว และแม้ว่าจะมีการเจาะรูลูกบอลทางด้านdownstream เพื่อระบายความดันในลูกบอล ก็จะทำให้ต้องระวังในการติดตั้ง เพราะมันจะต้องตั้งให้ถูกต้องกับทิศทางการไหล (ดูรูปที่ ๑ ที่ใส่เพิ่มเติมจากการสนทนาเมื่อเช้า)
 

การเจาะรูลูกบอลทางด้าน downstream แม้ว่าจะระบายความดันเนื่องจากแก๊สได้ แต่ของเหลวยังคงค้างในตัวลูกบอลได้
 

นอกจากนี้ก้านหมุนลูกบอลยังกินพื้นที่ทำงานโดยรอบที่กว้างด้วย ไม่เช่นนั้นจะไม่สามารถเปิด-ปิดวาล์วได้ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือประตูน้ำที่การประปาติดไว้ที่ทางเข้าออกมิเตอร์น้ำครับ เขาจะให้ gate valve เพราะว่ามันไม่ต้องกังวลเรื่องไม่มีพื้นที่ว่างสำหรับการหมุนเปิด-เปิดวาล์ว
 

การที่ ball valve สามารถเปิดเต็มที่ได้อย่างรวดเร็วนั้นมีทั้งข้อดีและข้อเสีย ข้อดีคือถ้าเป็นการระบายความดันสู่บรรยากาศ มันจะช่วยลดความดันได้เร็ว
 

แต่ถ้าเป็นระบบที่ด้าน upstream มีความดันสูงกว่าด้าน downstream การเปิดวาล์วอย่างรวดเร็วอาจทำให้ของไหลด้าน upstream นั้นไหลพุ่งไปอย่างรวดเร็ว 
  

และเมื่อต้องเปลี่ยนทิศทาง (เช่นตรงข้องอ) ก็อาจทำให้ระบบท่อเสียหายได้
 

การระเบิดที่ TPI ปี ๒๕๓๑ เข้าใจว่าเกิดการจากที่ operator คิดว่า ball valve นั้นปิดได้ง่าย จึงคิดจะกำจัดสิ่งอุดตันในท่อด้วยการให้ความดันใน process นั้นดันให้สิ่งอุดตันหลุดออกผ่าน ball valve แล้วก็รีบปิดวาล์ว แต่เอาเข้าจริง ๆ พอสิ่งอุดตันหลุดออกมาแล้วก็ไม่สามารถปิดวาล์วได้ (น่าจะเป็นท่อขนาด 8 นิ้ว) ก็เลยทำให้เฮกเซนรั่วออกมาในปริมาณมากก่อนเกิดการระเบิด

รูปที่ ๑ ball valve แบบมีการเจาะรูที่ตัวลูกบอลว่าจะให้สารที่อยู่ในตัวลูกบอลระบายออกทางด้าน downstream (ซ้าย) หรือทำการปรับความดันในตัวลูกบอลให้เท่ากับทางด้าน upstream (ขวา) รูปนี้นำมาจากเอกสาร "Process Ball Valve Vent Options" ของบริษัท Swagelok ในรูปแบบ downstream vent (ซ้าย) นั้น ถ้า fluid เป็นแก๊สมันก็ยังมีแก๊สตกค้างอยู่ได้เล็กน้อยในตัวลูกบอล แต่ถ้าเป็นของเหลว ของเหลวที่อยู่ที่ระดับต่ำกว่ารูระบายจะยังคงค้างอยู่ในตัวลูกบอลได้ ซึ่งปริมาณที่ค้างก็เพิ่มตามขนาดลูกบอล ทำให้ต้องใช้ความระมัดระวังให้มากขึ้นถ้าของเหลวนั้นเป็นสารพิษและ/หรือไวไฟ

เรื่องที่ ๒ Single block หรือ Single block + Bleed valve

ในข้อเขียนของ Prof. T.A. Kletz อดีต safety office ของ ICI ที่มาเป็นอาจารย์มหาวิทยาลัยหลังเกษีณจากบริษัท จะย้ำเป็นประจำครับว่าไม่ให้ไว้ใจ single block ในการทำ isolation แม้ว่าจะเป็นกรณีของ process fluid ที่เราเห็นว่าไม่มีอันตรายใด ๆ เพราะเอาเข้าจริง ๆ จากcase study ที่แกนำมาเผยแพร่นั้นแสดงให้เห็นว่าการรั่วไหลของ process fluid ที่มีอันตรายเข้าไปปนเปื้อนในระบบ utility (เช่นน้ำหล่อเย็น อากาศ) มีให้เห็นเสมอ
 

แม้ว่าจะเป็นกรณีของ single block + bleed valve ก็ตาม เพราะท่อด้าน bleed valve นั้นมันเล็กกว่าท่อด้าน downstream ดังนั้นถ้ามีการรั่วผ่าน block valve มาได้ การไหลต่อไปยังด้าน downstream จึงน่าจะง่ายกว่าการรั่วออกทาง bleed valve
 

ซึ่งกรณีแบบนี้ส่วนตัวเห็นว่าถ้าไม่ได้เป็นการทำที่รีบเข้าไปช่วยชีวิตคนอื่น ก็อย่างเสียงดีกว่า เพราะจะว่าไปแล้วแม้ว่าจะเป็น double block + bleed valve ก็ยังมีกรณีที่มันไม่ work ถึงต้องมีการเพิ่ม slip plate ไว้ทางด้าน downstream ของ block valve ตัวที่สองอีก
 

เรื่องที่ ๓ Slip plate/slip ring กับ Spectacle plate

ถ้าท่อมีความยืดหยุ่น (ซึ่งมักเป็นท่อขนาดเล็ก) สามารถง้างหน้าแปลนแล้วแทรก slip plate ได้ ก็ไม่จำเป็นต้องติดตั้ง slip ring เอาไว้
 

แต่ถ้าเป็นระบบที่มีความดันสูง ซึ่งตัว slip plate นั้นจะต้องสามารถรับความดันนั้นได้ด้วย นั่นหมายความว่ามันจะต้องหนาด้วย ระยะช่องว่างที่สามารถง้างหน้าแปลนได้อาจไม่กว้างพอที่จะสอดมันเข้าไป (มันต้องมีปะเก็นปะกบด้านหน้า-หลังด้วย) ก็จำเป็นต้องติดตั้ง slip ring เอาไว้ โดยต้องทำตั้งแต่ตอนออกแบบระบบท่อ
 

ข้อดีของการใช้ slip plate/slip ring ก็คือมันไม่มีอะไรโผล่ยื่นออกมาให้เกะกะทางเดิน แต่มันก็มีข้อเสียคือถ้าไม่มีการทำเครื่องหมายไว้ที่ด้ามอย่างชัดเจนเราจะบอกไม่ได้ว่าเราติดตั้งอะไรอยู่ และสำหรับท่อหุ้มฉนวน มันอาจถูกฉนวนปิดคลุมจนลืมไปว่ามีอะไรติดตั้งอยู่
 

spectacle plate แม้ว่าติดตั้งแล้วมันจะดูเกะกะ แต่ก็ทำให้รู้ว่าขณะนั้นท่อถูกปิดกั้นหรือเปิดอยู่และยังไม่ต้องไปเสียเวลาค้นหาเมื่อต้องการเปลี่ยนจากเปิดเป็นปิดหรือปิดเป็นเปิด 
  

และจะว่าไปน้ำหนักของพวกนี้ก็ไม่ได้ไปเพิ่มอะไรมากนักจากน้ำหนักหน้าแปลนที่มันแทรกอยู่

เรื่องที่ ๔ spool piece

จะเรียกว่าการไม่ให้มี physical connection ระหว่าง upstream กับ downstream เป็นวิธีการ isolate ที่ดีที่สุดก็ได้ แต่ทั้งนี้จำเป็นต้องมี blind flange ติดตั้งอยู่ที่ปลายท่อด้าน process side โดย blind flange นั้นต้องสามารถรับความดันของด้าน process side ได้และต้องไม่มีการรั่วไหล
 

กรณีของการไม่ปิด blind flange ให้ดีที่ทำให้เกิดความเสียหายมากที่สุดเห็นจะได้แก่กรณีของ piper alpha เมื่อปี ๒๕๓๑ ในทะเลเหนือที่มีการรั่วไหลของเมทานอลออกทาง blind flange ที่ปิดไม่แน่น จนก่อให้เกิดการระเบิดและเพลิงลุกไหม้รุนแรงตามมา

ความเห็นส่วนตัวที่คุยไปกับเขาเมื่อเช้าก็มีเพียงเท่านี้ครับ :) :) :)