เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 1 เพลิงไหม้ที่ระบบ Flare ตอนที่ ๒ MO Memoir : Sunday 21 October 2561

วาล์วที่ต้องมีการใช้งานเป็นประจำ ก็ต้องออกแบบให้วาล์วดังกล่าวอยู่ในตำแหน่งที่พนักงานฝ่ายผลิต (หรือที่เราเรียกกันว่าโอเปอร์เรเตอร์) สามารถเข้าถึงเพื่อไปเปิด-ปิดมันได้ง่าย ในกรณีที่แนวท่ออยู่บน pipe rack ก็อาจใช้การเดินท่อเป็นรูปตัว U ลงมาที่ระดับพื้นและติดตั้งวาล์วในส่วนของท่อรูปตัว U นี้ในตำแหน่งที่สามารถยืนเปิด-ปิดได้สะดวก หรือถ้ายังต้องติดตั้งวาล์วอยู่ที่ระดับ pipe rack ก็อาจใช้วาล์วพวก chain wheel valve ที่ตัว hand wheel ของวาล์วนั้นมีโซ่คล้องและใช้การชักรอกโซ่นั้นเพื่อหมุน hand wheel หรือไม่ก็สร้าง platform พร้อมทางขึ้น-ลงถาวรไปยังวาล์วตัวนั้นเลย
 

แต่สำหรับวาล์วที่นาน ๆ ใช้ที (ประเภทใช้ปีละครั้งหรือนานกว่านั้น) หรือเป็นวาล์วที่ไม่ต้องการให้ใครไปยุ่งโดยไม่ต้องการ พอมีความจำเป็นที่จะต้องเข้าไปเปิดหรือปิดวาล์วทีก็จะใช้การสร้างนั่งร้านชั่วคราวเพื่อให้เข้าถึงวาล์วตัวนั้นได้ พอเสร็จงานเรียบร้อยก็รื้อนั่งร้านออก gate vale ขนาด 30 นิ้วของท่อ flare ของโรงกลั่นน้ำมัน BP ที่เมือง Grangemouth ก็เป็นแบบนี้ พอมีความจำเป็นที่จะต้องเข้าไปปิดหรือเปิดวาล์วตัวไหน ก็จะใช้การสร้างนั่งร้านชั่วคราวที่มีบันไดปีนขึ้นลง

รูปที่ ๕ ภาพร่างนั่งร้านที่สร้างเพื่อให้สามารถเข้าถึงวาล์ว V17 (ภาพนี้เพื่อให้มองเห็นภาพ ไม่ได้กะวาดให้เหมือนจริง)

ในย่อหน้าที่ ๑๙ ของรายงานอุบัติเหตุกล่าวไว้ว่า หลายเดือนก่อนเกิดอุบัติเหตุ (ไม่ได้มีการระบุเวลาที่แน่ชัด) ได้มีการสร้างนั่งร้านเพื่อเข้าถึงวาล์ว V17 โดยนั่งร้านดังกล่าวมีบันไดขึ้นลง "เพียงฟากเดียว" (รูปที่ ๕) การที่พนักงานจะข้ามไปยังอีกฟากหนึ่งของตัววาล์ว (เพื่อการถอดนอต) จำเป็นที่ต้องมุดลอดหรือปีนข้ามตัววาล์ว และข้อจำกัดนี้ก็มีส่วนทำให้ผู้ที่ทำงานอยู่ทางด้านที่ไม่มีบันได้นั้นไม่สามารถหนีออกมาได้ทันเมื่อเกิดการรั่วไหล
 

เรื่องเปิด-ปิดวาล์วตัวใหญ่ ๆ เนี่ย มีปีหนึ่งไปตรวจนิสิตฝึกงานที่ระยอง พบกับศิษย์เก่าของภาควิชาที่ทำงานอยู่ที่นั่น เชามาเล่าให้ฟังว่าเข้าใจแล้วว่าที่อาจารย์เคยบอกว่าของจริงมันไม่เหมือนกับในตำรา เวลาเปิด-ปิดวาล์วตัวใหญ่ทีก็ต้องไปกันสองคน พอคนแรกหมุนจนเหนื่อยก็ให้คนที่สองสลับมาทำหน้าที่แทน เรียกว่าก็ได้เหงื่อกว่าจะเปิด-ปิดวาล์วเสร็จ

รูปที่ ๖ แผนผังระบบ flare ตัดมาเฉพาะส่วนที่ทำการตัดแยกระบบ (เส้นประ) รูปสามเหลี่ยมแสดงทิศทางการลาดเอียงของท่อ flare (คือมันต้องลาดเอียงลงไปหา Knock out drum) จุด "A" เป็นจุดแยกที่มีการลาดเอียงต่างทิศทางกัน ทางด้านซ้ายจะลาดเอียงไปยัง Knock out drum 1 ส่วนทางด้านขวาจะลาดเอียงไปยัง Knock out drum 2 ก่อนหน้าวาล์ว V6 มี drain valve อยู่ตัวหนึ่งตรงที่เขียนว่า stub connection (เป็นวาล์วที่ใช้ในการทดสอบที่ตกค้างมาจากสมัยการสร้างระบบท่อ) วาล์วตัวนี้สามารถใช้ทดสอบได้ว่ามีของเหลวค้างในท่อ flare ช่วงที่ได้ทำการตัดแยกระบบหรือไม่ แต่ด้วยการที่มันอยู่สูงจากพื้น และการตรวจสอบที่ drain valve ของ Knock out drum 1 ไม่พบว่ามีของเหลวไหล ก็เลยไม่มีการตรวจสอบที่นี่
 

ทีนี้ลองมาดูกันว่าก่อนเกิดอุบัติเหตุนั้นมีเหตุการณ์อะไรเกิดขึ้นบ้าง (ในที่นี้จะขอเลือกมาเฉพาะบางเหตุการณ์เท่านั้น)
 

ปลายเดือนมกราคม ๒๕๓๐ หน่วย Crude Oil Distillation Unit 3 (COD3) หยุดเดินเครื่องเพื่อการซ่อมบำรุง จากนั้นในเดือนกุมภาพันธ์ หน่วย Alkylation Unit และ Catalytic Cracker ก็หยุดเดินเครื่อง ในช่วงจังหวะเวลานี้ก็เลยมีการเตรียมการปรับเส้นทางการไหลของแก๊สที่เดิมส่งออกมายัง Flare 1 ให้ส่งออกไปทางอื่น ท่อ flare จากสองหน่วยนี้ที่ส่งมายัง Flare 1 ได้รับการใส่ "Blank spade" เอาไว้ (ทำให้มั่นใจได้ว่าแม้ว่าวาล์วจะรั่ว แต่การรั่วไหลนั้นก็ไม่สามารถผ่านเข้าระบบท่อ flare ที่ส่งตรงไปยัง Flare 1 ได้)
 

พอวันจันทร์ที่ ๙ มีนาคม ๒๕๓๐ หน่วย COD3 ก็พร้อมที่จะเดินเครื่องใหม่อีกครั้ง ในการนี้จำเป็นต้องมีการปิดวาล์ว V10 เพื่อปิดกั้นไม่ให้แก๊สไหลเข้าระบบท่อที่ส่งไปยัง Flare 1 โดยให้ไหลผ่านวาล์ว V12 ไปยังระบบ Flare 2 แทน ในงานนี้โอเปอร์เรเตอร์พบว่าเป็นการยากที่จะหมุน hand wheel ของ gate valve V10 และเมื่อพบว่าไม่สามารถที่จะหมุน hand wheel ต่อไปได้อีกแม้ว่าจะมีการใช้ wheel key และมีการต่อด้ามให้ยาวขึ้นเพื่อช่วยในการหมุนแล้วก็ตาม โอเปอร์เรเตอร์ที่ทำหน้าที่ปิดวาล์ว V10 ก็คิดว่าวาล์ว V10 ปิดสนิทแล้ว แม้ว่า valve spindle ยังโผล่ยื่นเลย hand wheel ออกมาประมาณ 75-100 mm
 

ตรงนี้ผมว่าก็น่าเห็นใจโอเปอร์เรเตอร์ที่ทำหน้าที่ปิดวาล์วตัวดังกล่าวเหมือนกัน เพราะวาล์วที่นาน ๆ (คือแบบนานเป็นปี) ใช้งานทีและคงไม่ได้มีวาล์วแบบเดียวกันนี้ที่ใช้ในระบบอื่นที่มีการปิด-เปิดบ่อย จึงทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่รู้ว่าเมื่อวาล์วปิดสนิทนั้นตัว valve spindle ควรโผล่ยื่นออกมาไม่เกินเท่าไร สิ่งเดียวที่เขาทำได้ก็คือหมุนไปเรื่อย ๆ จนพบว่าไม่สามารถหมุนได้อีก (คือไม่สามารถเคลื่อนตัวแผ่น gate ให้ลดต่ำลงได้อีก) ก็จะถือว่าวาล์วตัวนั้นปิดสนิทแล้ว 
  

แต่การที่มีอะไรบางอย่างมาขวางกั้นการเคลื่อนที่ของแผ่น gate ทำให้แผ่น gate ไม่สามารถเคลื่อนตัวได้สุด ก็ทำให้ไม่สามารถหมุน hand wheel ได้เช่นกัน ดังนั้นระยะการโผล่ยื่นออกมาของ valve spindle จะเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่บอกให้รู้ว่าการที่ไม่สามารถหมุน hand wheel ได้อีกนั้นเป็นเพราะว่าวาล์วปิดสนิทแล้วหรือมีอะไรบางอย่างมาขวางกั้นการเคลื่อนที่ของแผ่น gate
 

และที่สำคัญคือการปิดกั้นแก๊สที่ไหลออกมาจาก COD3 ไปยัง Flare 2 ไม่ให้รั่วไหลผ่านวาล์ว V10 เข้าสู่ระบบท่อไปยัง Flare 1 นั้นอาศัยการพึ่งการปิดวาล์ว V10 เพียงอย่างเดียวโดยไม่มีการใส่ "blank spade" (หรือ blind plate) เหตุผลตรงนี้ในรายงานไม่ได้กล่าวไว้ (ในขณะที่แก๊สที่มาจากหน่วยอื่นมีการใส่ blank spade) แต่อาจเป็นไปได้ว่าตรงวาล์ว V10 ไม่มีที่ว่างสำหรับให้ใส่ blank spade (คือไม่มีการใส่ ring spacer เอาไว้)

วาล์ว V6 V10 V12 และ V17 ของท่อ Flare ติดตั้งในรูปแบบที่แสดงในรูปที่ ๕ คือให้ตัว valve spindle ขนานไปกับพื้นทั้งนี้เพื่อไม่ให้ตัว hand wheel นั้นอยู่สูงเกินไป ในรายงานไม่ได้มีการกล่าวถึงวาล์ว V11 แต่เชื่อว่าน่าจะมีรูปแบบการติดตั้งแบบเดียวกัน การติดตั้งวาล์วเข้ากับท่อในแนวนอนทำให้ตัวแผ่น gate นั้นวางตั้งในแนวดิ่ง ในรายงานเรียกว่าเป็นการติดตั้งแบบ "mounted horizontally with wedge gate in the vertical position" การติดตั้งวาล์ว gate valve รูปแบบนี้มีข้อเสียอย่างหนึ่งคือสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งภายในท่อสามารถสะสมอยู่ที่ร่องของตัววาล์ว (ที่เป็นช่องทางให้แผ่น gate เลื่อนตัว) ได้ง่าย และถ้าสิ่งสกปรกสะสมในร่องนี้มากพอก็จะทำให้ไม่สามารถเลื่อนแผ่น gate เพื่อปิดวาล์วได้สุด
 

ความชื้นและออกซิเจนเป็นตัวการทำให้เหล็ก (Fe) เป็นสนิม (FeO) สนิมเหล็กบนผิวนอกของท่อสามารถกำจัดได้ด้วยการพ่นทราย (sandblasting หรือที่บ้านเราเรียกกันย่อ ๆ ว่า sandblast) แต่สำหรับผิวด้านในของท่อนั้นไม่สามารถใช้การพ่นทรายได้ แต่กำจัดได้ด้วยการผ่านไอน้ำเข้าไปในท่อ ความร้อนจากไอน้ำทำให้ท่อเหล็กขยายตัว แต่โลหะเหล็กและสนิมเหล็กมีค่าการขยายตัวที่แตกต่างกัน ทำให้สนิมเหล็กหลุดร่อนออกจากผิวท่อ ท่อ flare เองก็เป็นเสมือนกับท่อน้ำทิ้งที่รับเอาแก๊สทิ้งสารพัดอย่างจากสารพัดหน่วย ดังนั้นการเกิดสนิมเหล็กภายในท่อจึงไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้ และด้วยการที่ท่อนั้นมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเสมอ จึงเป็นไปได้ที่จะมีสนิมเหล็กหลุดร่อนออกมาจากผิวท่อและไปค้างที่ตัววาล์ว

รูปที่ ๗ อันนี้เป็นตัวอย่าง wheel key ที่ใช้สำหรับขันปิดฝา autoclave ให้แน่น wheel key ที่ใช้สำหรับหมุน hand wheel ของวาล์วตัวใหญ่ก็มีลักษณะทำนองเดียวกัน รูปนี้ถ่ายเอาไว้ตั้งแต่เดือนมกราคม ๒๕๕๕ ตอนที่เดินทางไปตรวจรับครุภัณฑ์ที่สระบุรีและเคยนำมาลงไว้ครั้งหนึ่งใน Memoir เรื่อง "การเปิดวาล์วหัวถังแก๊สที่ปิดแน่น (วิธีที่ ๒)"
 

gate valve ที่ติดตั้งเข้ากับท่อในแนวดิ่งโดยที่ตัวแผ่น gate อยู่ในแนวนอน (รูปที่ ๘) มีโอกาสน้อยกว่าที่จะมีสิ่งสกปรกไปตกค้างอยู่ที่ร่องที่เป็นที่เคลื่อนตัวของแผ่น gate แต่ตรงนี้ก็คงต้องดูที่อัตราการไหลภายในท่อด้วย ท่อที่มีของไหลไหลด้วยความเร็วสูงผ่านตลอดเวลา ของแข็งภายในท่อก็มีโอกาสสูงที่จะถูกพัดพาไปกับการไหลจนกว่าจะไปพบกับมุมอับหรือทางตัน ในขณะท่อที่มีการไหลไม่สม่ำเสมอนั้นมีโอกาสสูงกว่าที่ของแข็งนั้นจะสะสมอยู่ตามเส้นท่อในแนวนอน และถ้าของแข็งนั้นเกาะรวมตัวกันเป็นก้อนที่ใหญ่ขึ้น ก็ยากที่จะถูกพัดพาไปกับการไหล
 

เป็นเรื่องปรกติของโรงกลั่นน้ำมันที่น้ำมันดิบที่นำมากลั่นมักจะมีสารประกอบกำมะถันปะปนอยู่ในรูปของสารประกอบกำมะถันอินทรีย์ ในระหว่างกระบวนการผลิตนั้นสารประกอบกำมะถันบางส่วนจะถูกเปลี่ยนไปอยู่ในรูปของแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (Hydrogen sulphide H₂S) แก๊ส H₂S นี้สามารถทำปฏิกิริยากับสนิมเหล็ก (FeO) ทำให้สนิมเหล็กกลายเป็นสารประกอบเหล็กซัลไฟด์ต่าง เช่น FeS สารประกอบเหล็กซัลไฟด์นี้จัดเป็นสาร pyrophoric กล่าวคือเมื่อพบกับออกซิเจนจากอากาศก็สามารถที่จะลุกติดไฟได้เอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าอยู่ในรูปของผงละเอียดเช่นเกิดจากผงสนิมเหล็กที่อยู่ในระบบท่อและอุปกรณ์ต่าง ๆ ของกระบวนการผลิต กลายเป็นสารประกอบเหล็กออกไซด์และแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (sulphur dioxide SO₂) และความกังวลที่ว่าจะมี FeS อยู่ในระบบท่อ flare ซึ่ง FeS นี้อาจลุกติดไฟได้เองถ้าหากมีอากาศรั่วไหลเข้าไปในระบบท่อ flare ในขณะที่ทำการถอดวาล์วออก ก็เป็นเงื่อนไขหนึ่งประกอบการตัดสินใจทำงานที่ส่งผลต่อการพิจารณาถึงเรื่อง "ความเสี่ยงที่ยอมรับได้" ในขณะทำงาน

รูปที่ ๘ gate valve ตัวนี้ติดตั้งเข้ากับท่อในแนวดิ่ง ตัวแผ่น gate จะอยู่ในแนวนอน เวลาที่วาล์วเปิด โอกาสที่สิ่งสกปรกจะเข้าไปสะสมในร่องที่เป็นที่เคลื่อนตัวของแผ่น gate จะน้อยกว่าการติดตั้งวาล์วเข้ากับท่อในแนวนอน

ในเช้าวันพุธที่ ๑๑ มีนาคม มีการเตรียมการถอดวาล์ว V17 โดยได้มีการถอดนอตที่หน้าแปลนยึดวาล์วแบบตัวเว้นตัว และทำการหล่อลื่นนอตส่วนที่เหลือ (เรียกว่าถอดออกให้ก่อนครึ่งหนึ่ง พวกที่จะมาทำการถอดวาล์วจะได้ทำงานน้อยลงและถอดนอตส่วนที่เหลือได้ง่ายขึ้น) เนื่องจากในวันนี้ยังไม่ได้มีแผนการที่จะถอดวาล์ว V17 ออกและนอตส่วนที่เหลือก็ยังสามารถปิดหน้าแปลนได้สนิทโดยไม่มีการรั่วไหล (นอตตัวที่เหลืออยู่ยังขันตึงเหมือนเดิม ไม่ได้มีการคลายออก) จึงยังไม่ได้มีการตรวจสอบสภาพภายในท่อว่ามีแก๊สหรือของเหลวค้างอยู่หรือไม่
 

เนื่องจากวาล์ว V17 มีขนาดใหญ่ (ท่อ 30 นิ้ว) และอยู่บนที่สูง จึงได้มีการเตรียมรถเครนเอาไว้สำหรับยกวาล์วและ ring spacer และด้วยความกังวลว่าจะมีแก๊สพิษที่ตกค้างอยู่ในระบบท่อจะรั่วไหลออกมาทำอันตรายให้กับผู้ทำงาน จึงได้กำหนดให้ผู้ทำงานต้องสวมหน้ากากออกซิเจนในระหว่างการทำงาน แต่บริเวณดังกล่าวไม่มีท่อจ่ายอากาศไปถึง จึงจำเป็นต้องมีการติดตั้งเครื่องอัดอากาศที่เดินเครื่องด้วยเครื่องยนต์ดีเซลเพื่อจ่ายอากาศให้กับผู้ทำการถอดวาล์ว ในช่วงเช้าของวันเกิดเหตุ ฉากสถานที่เกิดเหตุก็เป็นดังแสดงในรูปที่ ๙ ข้างล่าง
 

ตอนนี้ฉากก็พร้อมแล้ว เหลือเพียงแค่ผู้แสดงที่จะมาเข้าฉากตามเวลาที่กำหนด

รูปที่ ๙ แผนผังบริเวณสถานที่ทำงานก่อนเกิดอุบัติเหตุ

เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 1 เพลิงไหม้ที่ระบบ Flare ตอนที่ ๑ MO Memoir : Friday 19 October 2561

ดูเหมือนว่าปีพ.ศ. ๒๕๓๐ (ค.ศ. ๑๙๘๗) จะไม่ใช่ปีที่ดีนักสำหรับโรงกลั่นน้ำมันของบริษัท British Petroleum (หรือที่เรียกกันย่อ ๆ ว่า BP) ที่เมือง Grangemouth ประเทศสก็อตแลนด์ เพราะมีอุบัติเหตุเพลิงไหม้และการระเบิดถึง ๓ ครั้งในเวลาห่างกันเพียงแค่ ๓ เดือน และมีผู้เสียชีวิตในอุบัติเหตุแต่ละครั้งด้วย ยิ่งไปกว่านั้นอุบัติเหตุรุนแรงสองครั้งแรกนั้นยังเกิดห่างกันในเวลาไม่ถึง ๑๐ วันในบริเวณที่อยู่ใกล้กันด้วย และที่แย่ไปกว่านั้นก็คือผู้ที่เสียชีวิตทั้งหมดนั้นต่างเป็นผู้ที่ต้องรับผลจากความประมาทหรือรู้เท่าไม่ถึงการณ์ของผู้อื่น
 

รายละเอียดการเกิดอุบัติเหตุและการวิเคราะห์หาต้นตอของอุบัติเหตุทั้ง ๓ ครั้งมีรายงานเผยแพร่ไว้ในเอกสาร "The fires and explosion at BP Oil (Grangemouth) Refinery Ltd" ที่จัดทำโดยหน่วยงาน Health and Safety Executive (HSE) ของสหราชอาณาจักร (รูปที่ ๑) ที่ผมได้มาเป็นไฟล์ pdf ที่มีจำนวน ๔๘ หน้า จะว่าไปเอกสารฉบับนี้ก็ไม่ได้ใช้ภาษาอังกฤษแบบที่อ่านยากอะไร เพียงแต่มีศัพท์เทคนิคเยอะหน่อยที่สามารถทำให้คนที่กำลังศึกษาอยู่นั้นอ่านไม่เข้าใจได้ และบางคำยังเป็นศัพท์เทคนิคแบบ British English ไม่ใช่ American English ดังนั้นในบทความชุดนี้จะพยายามแยกแต่ละเหตุการณ์ออกเป็นตอนย่อย ๆ และจะพยายามอธิบายเพิ่มเติมเพื่อให้ผู้อ่านที่กำลังศึกษาอยู่นั้นมองภาพเหตุการณ์ได้ชัดเจนขึ้น

เหตุการณ์แรกเกิดเมื่อวันศุกร์ที่ ๑๓ มีนาคม ๒๕๓๐ (วันดีซะด้วย) กล่าวคือในขณะที่ผู้รับเหมากกำลังถอด "ring spacer" ออกจากท่อ flare (ท่อขนาด 760 mm หรือ 30 นิ้ว สูงจากระดับพื้นประมาณ 4.6 m) เพื่อที่จะถอดวาล์วที่รั่วอยู่ออกมาซ่อม มีไฮโดรคาร์บอนเหลวจำนวนมากที่ค้างอยู่ในท่อรั่วไหลออกมาด้วยความดัน ตกลงสู่พื้นเบื้องล่างนั่งร้านที่ผู้ปฏิบัติงานจำนวน ๔ คนกำลังทำงานเพื่อถอด ring spacer อยู่ ไฮโดรคาร์บอนเหลวที่ตกลงสู่พื้นแผ่กระจายไปรอบพื้นรอบนั่งร้านก่อนที่ไอระเหยจะถูกจุดระเบิดด้วย air compressor ที่ใช้จ่ายอากาศหายใจให้กับผู้ปฏิบัติงาน ส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานจำนวน ๒ รายที่หนึออกมาไม่ทันเสียชีวิต โดยผู้หนึ่งเสียชีวิตอยู่ที่บันไดด้านล่างของนั่งร้าน และอยู่ผู้หนึ่งเสียชีวิตอยู่บนนั่งร้าน
 

การตัดแยกระบบหรือ isolation คือการตัดการเชื่อมต่อเพื่อป้องกันไม่ให้มี process fluid รั่วไหลเข้าไปในระบบที่จะทำการซ่อมบำรุง โดยหลักการทำงานทั่วไปแล้วจะถือว่าการปิดกั้นการไหลด้วยการใช้วาล์วเพียงตัวเดียวนั้นไม่ปลอดภัยเพียงพอสำหรับงานซ่อมบำรุง เพราะวาล์วที่ติดตั้งอยู่ในระบบท่อนั้นเมื่อใช้งานไปเรื่อย ๆ มันมีโอกาสที่จะเสื่อมสภาพจนทำให้ไม่สามารถปิดได้สนิท ต้องมีวิธีการอื่นเสริม เช่น
 

- การถอดท่อชิ้นส่วนท่อสั้น ๆ (ที่เรียกว่า spool piece) ที่เชื่อมระหว่างระบบที่ต้องการตัดแยกกับหน่วยผลิตที่เดินเครื่องอยู่นั้นออก (ทำให้ไม่มีการเชื่อมต่อกันทางกายภาพหรือไม่มี physical connection ระหว่างกัน)
 

- การใช้ระบบ double block and bleed valve (การใช้วาล์วปิดกั้นสองตัวที่ต่ออนุกรมกันอยู่ และมีการติดตั้งวาล์วระบาย (ที่เรียกว่า bleed valve) process fluid ที่อาจรั่วผ่าน block valve ด้าน process fluid ให้ระบายไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัยแทนที่จะรั่วไหลต่อเข้าไปในระบบที่กำลังทำการซ่อมบำรุง
 

- การใช้ slip plate สอดแทรกเข้าไปตรงระหว่างหน้าแปลนของตัววาล์วและท่อที่มุ่งเข้าสู่ด้านระบบที่ต้องการปิดแยก แต่การทำเช่นนี้ได้ระบบท่อต้องมีความยืดหยุ่นพอที่จะง้างหน้าแปลนของวาล์วและท่อออกจากกันจนกว้างพอที่จะสอด slip plate ได้ แต่ถ้าเป็นท่อขนาดใหญ่หรือเป็นเส้นท่อที่ไม่มีความยืดหยุ่น ตอนออกแบบท่อก็ต้องมีการติดตั้ง ring spacer เอาไว้ พอจะทำการซ่อมบำรุงก็จะถอดเอา ring spacer ออกแล้วใส่ "Blank spade" เข้าไปแทน

รูปที่ ๑ ปกหน้าของรายงานการสอบสวน ไม่มีรายละเอียดว่าเป็นของเหตุการณ์ใด แต่สงสัยว่าอาจจะเป็นกรณีของไฟไหม้ท่อระบบ flare เพราะในเหตุการณ์ดังกล่าวมีรถเครนเกี่ยวข้องกับเหตุที่เกิด และในภาพนี้ก็มีรถเครนอยู่ที่ตำแหน่งที่เหมือนกับกำลังยกอะไรสักอย่างจากระบบท่อ และมีสิ่งที่เหมือนกับ air compressor ปรากฏอยู่ในเปลวเพลิง

ว่าแต่ว่า "ring spacer" และ "blank spde" หน้าตาเป็นอย่างไร สำหรับผู้ที่ยังไม่รู้จักก็สามารถดูได้ในรูปที่ ๒ ซึ่งเชื่อว่าหลายคนคงคุ้นในชื่อของ "slip plate" หรือ "slip ring" มากกว่า

รูปที่ ๒ (บน) เวลาใช้งานปรกติก็จะใส่ ring spacer เอาไว้เพื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างหน้าแปลนของวาล์วของระบบท่อ (กลาง) ถ้าต้องการตัดแยกระบบ (isolation) ก็จะถอดเอา ring spacer ออกแล้วใส่ blank spade เข้าไปแทน (การทำงานนี้ในเอกสารใช้คำว่า "spading") เพื่อให้มั่นใจว่าจะไม่มีการไหลเชื่อมต่อกันแม้ว่าวาล์วจะปิดแล้ว เพราะมันมีโอกาสที่ว่าวาล์วที่ใช้งานไปนาน ๆ จะมีปัญหา แม้ว่าจะปิดวาล์วแล้วแต่ก็ยังมีการรั่วไหลผ่านวาล์วได้ (ล่าง) ถ้าต้องการถอดเอาวาล์วไปซ่อม ก็จะปิดหน้าแปลนท่อทั้งสองฝั่งด้วย blank spade หรือ blind flange
 

ในรูปที่ ๒ (บน) นั้น สำหรับท่อขนาดใหญ่จะไม่สามารถง้างเพื่อใส่ slip plate ได้ ดังนั้นตอนออกแบบระบบท่อก็จะเว้นที่ว่างเอาไว้ใส่ "ring spacer" ที่มีลักษณะเป็นวงแหวนที่มีความหนา มีขนาดเท่าหน้าแปลนและมีรูสำหรับให้นอตที่ใช้ร้อยหน้าแปลนสอดผ่าน (คือ ring spacer จะถูกบีบเอาไว้ระหว่างหน้าแปลน) ถ้าต้องการปิดแยกระบบก็จะทำการถอด ring spacer ออกแล้วใส่ blank spade ที่มีลักษณะเป็นแผ่นโลหะกลมแบนเข้าไปแทนดังแสดงในรูปที่ ๒ (กลาง) ความหนาของ blank spade ต้องมั่นใจว่ามากพอที่จะรับความดันที่เกิดขึ้นถ้าหากมีการรั่วไหลของ process fluid ผ่านวาล์วเข้ามายังที่ว่างระหว่างวาล์วกับ blank spade ได้ แต่ถ้าต้องการถอดเอาวาล์วออกไปซ่อม ก็ต้องปิดปลายท่อทั้งสองข้างด้วย blank spade หรือ blind flange เอาไว้ด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้มี process fluid รั่วไหลออกจากระบบ หรืออากาศรั่วไหลเข้าไปในระบบ

แต่ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักกับ flare system หรือระบบเผาแก๊สทิ้งที่เป็นต้นเหตุของเรื่องกันก่อนดีกว่าว่ามันคืออะไรและมีไว้ทำไม
 

ระบบเผาแก๊สทิ้ง (flare system) เป็นระบบ safety ของโรงงาน ทำหน้าที่เผาแก๊สเชื้อเพลิงที่ถูกระบายออกมาจากหน่วยต่าง ๆ ของโรงงาน (ไม่ว่าจะเป็นการระบายเพื่อปรับความดันหรือองค์ประกอบของแก๊ส หรือลดความดันที่สูงเกิน หรือระบายทิ้งเพื่อทำการซ่อมบำรุง) ระบบนี้มีทั้งแบบที่เป็นปล่องสูงขึ้นไปที่เรียกว่า elevated flare ที่เห็นได้ชัดเจนจากภายนอกโรงงาน (เพราะมันสูงหลายสิบเมตรหรือระดับร้อยเมตร ที่เห็นเป็นปล่องมีไฟลุกติดอยู่ข้างบน) หรืออยู่ที่ระดับประมาณพื้นดินที่เรียกว่า ground flare (ที่ไม่สามารถมองเห็นได้จากภายนอกเพราะจะมีโครงสร้างบังเอาไว้) ในกรณีของโรงงานที่มีระบบ flare เพียงตัวเดียวนั้น ท่อระบายแก๊สนับจากทางด้านขาออกของวาล์วระบายความดันไปจนถึงตัวปล่อง flare จะไม่มีการติดตั้งวาล์วปิด-เปิดใด ๆ ทั้งนี้เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถระบายแก๊สออกไปยังระบบเผาแก๊สทิ้งได้ตลอดเวลา
 

ความสูงของ elevated flare นั้นขึ้นอยู่กับปริมาณแก๊สสูงสุดที่คาดว่าจะมีการเผาทิ้ง กล่าวคือถ้าแก๊สที่จะเผามีปริมาณมาก ความสูงของปล่อง flare ก็จะสูงตามไปด้วย ทั้งนี้เพื่อลดอันตรายจากการแผ่รังสีของเปลวไฟลงมายังพื้นดิน ในกรณีที่โรงงานมีหน่วยผลิตมากมายหลายหน่วย (เช่นในโรงกลั่นน้ำมัน) ก็อาจติดตั้งระบบเผาแก๊สทิ้งเอาไว้หลายระบบ โดยอาจเป็นระบบอิสระแยกจากกันหรือสามารถเชื่อมต่อกันได้ อย่างเช่นในกรณีของโรงกลั่นน้ำมันของ BP ที่ Grangemouth นี้ที่มีระบบ Elevated flare สูง 91 m จำนวน 3 ตัวที่สามารถเชื่อมต่อกันได้ โดยที่ถ้าต้องการซ่อมบำรุงระบบ flare ตัวใดตัวหนึ่งก็สามารถย้ายเส้นทางการไหลของแก๊สให้ไปยังระบบ flare ตัวอื่นแทนได้ อย่างเช่นในกรณีนี้ที่พบว่าวาล์วของระบบ flare ตัวที่ 1 มีปัญหาและจำเป็นต้องมีการถอดออกมาซ่อมบำรุง ก็เลยมีการวางแผนที่จะทำการตัดแยกระบบ flare ตัวที่ 1 ออกและเปลี่ยนเส้นทางการไหลของแก๊สที่เดิมไหลมายัง flare ตัวที่ 1 นี้ให้ไหลไปยังระบบ flare ตัวที่ 2 แทน

เรื่องระบบเผาแก๊สทิ้งหรือ flare system นี้เคยเขียนไว้ใน Memoir ปีที่ ๕ ดังต่อไปนี้ ซึ่งขอแนะนำให้ผู้ที่กำลังศึกษาอยู่หรือไม่เคยเห็นระบบ flare อ่านเพิ่มเติม เพื่อว่าเวลาไปอ่านบทความต้นฉบับแล้วจะได้เข้าใจได้ดีขึ้น

ฉบับที่ ๕๘๔ วันอาทิตย์ที่ ๓ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ระบบเผาแก๊สทิ้ง (Flare system) ตอนที่ ๑ ระบบท่อรับแก๊ส"

ฉบับที่ ๕๘๖ วันพุธที่ ๖ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ระบบเผาแก๊สทิ้ง (Flare system) ตอนที่ ๒ Knockout drum"

ฉบับที่ ๕๘๗ วันศุกร์ที่ ๘ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ระบบเผาแก๊สทิ้ง (Flare system) ตอนที่ ๓ Seal drum"

ฉบับที่ ๕๙๑ วันอังคารที่ ๑๙ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ระบบเผาแก๊สทิ้ง (Flare system) ตอนที่ ๔ Purge reduction seal และ Flare tip"

ฉบับที่ ๕๙๓ วันพฤหัสบดีที่ ๒๑ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ระบบเผาแก๊สทิ้ง (Flare system) ตอนที่ ๕ Ground flare"

ฉบับที่ ๖๐๐ วันจันทร์ที่ ๑ เมษายน ๒๕๕๖ เรื่อง "ระบบเผาแก๊สทิ้ง (Flare system) ตอนที่ ๖ Elevated flare"

ฉบับที่ ๖๐๔ วันพุธที่ ๗ เมษายน ๒๕๕๖ เรื่อง "ระบบเผาแก๊สทิ้ง (Flare system) ตอนที่ ๗ ระบบระบบนำกลับแก๊สส่งไปเผาทิ้ง (Flare gas recovery system)"

รูปที่ ๓ ระบบเผาแก๊สทิ้ง (flare system) ของโรงงงาน ประกอบด้วย flare 3 ตัวที่แต่ละตัวสูง 91 m เส้นประคือส่วนที่ทำการตัดแยกระบบเพื่อที่จะเปลี่ยนวาล์ว V17

ท่อส่งแก๊สไปยังปล่อง flare นั้นจะอยู่บน "gantry" (หรือ "gantry pipe support" หรือ "pipe rack") ที่สูงจากพื้นประมาณ 4.6 เมตร (ปรกติสะพานลอยคนข้ามถนนจะสูงจากพื้นประมาณ 5 เมตร) ซึ่ง gantry นี้คือโครงสร้างที่ยกระดับท่อให้เดินอยู่สูงจากระพับพื้นดิน โดยรูปแบบการวางท่อ flare นั้นปลายท่อทางด้าน safety valve จะอยู่ที่ระดับที่สูงกว่าปลายท่อทางด้านปล่อง flare โดยมีความลาดเอียงอย่างต่อเนื่อง ทั้งนี้เพื่อให้ของเหลว (ที่อาจหลุดติดมากับแก๊สที่ถูกระบายออกมา หรือเกิดจากการควบแน่นในระบบท่อ flare เมื่อแก๊สเย็นตัวลง) ไหลลงอย่างต่อเนื่องไปยังถังแยกแก๊ส-ของเหลวที่เรียกว่า Knockout drum ที่อยู่ที่ปลายท่อด้านปล่อง flare โดยจะอยู่ก่อนที่แก๊สจะไหลเข้าปล่อง flare
 

ความลาดเอียงของท่อ flare ของโรงกลั่นดังกล่าวมีค่า 1 ใน 400 (1 in 400) ซึ่งหมายความว่าทุก ๆ ระยะ 400 เมตรท่อจะลดระดับต่ำลง 1 เมตร ซึ่งความลาดเอียดขนาดนี้ยากที่จะสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่า ทำให้ยากที่จะบอกได้ว่าการไหลควรเป็นจากทิศทางไหนไปด้านไหน เว้นแต่จะมีการทำเครื่องหมายระบุเอาไว้
 

การหุ้มฉนวนเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนจากในระบบหรือไม่ให้ความร้อนภายนอกรั่วไหลเข้าระบบ ถ้าเป็น British English จะเรียกว่า "lag" หรือ "lagging" ซึ่งก็คือ "Insulation" ใน American English นั่นเอง ในรายงานของ HSE นี้ใช้คำว่า lagging สำหรับระบบท่อ flare ที่เกิดอุบัติเหตุนั้นไม่ได้มีการหุ้มฉนวน และช่วงเวลาที่เกิดอุบัติเหตุนั้นคือช่วงเดือนมีนาคมที่อากาศยังคงหนาวเย็น จึงทำให้เกิดการควบแน่นเป็นของเหลวในท่อมากเป็นพิเศษ

ประมาณ ๑๕ เดือนก่อนเกิดเหตุ มีการตรวจพบว่าบางส่วนของแก๊สที่ส่งไปยัง flare ตัวที่ 1 นั้นมีการรั่วไหลไปยังระบบ flare ตัวที่ 2 แม้ว่าวาล์ว V17 (ดูรูปที่ ๓) ที่เป็นชนิด wedge gate valve ที่อยู่บนเส้นท่อที่เชื่อมระหว่างระบบ flare ตัวที่ 1 และระบบ flare ตัวที่ 2 จะปิดอยู่ ผลการตรวจสอบแสดงให้เห็นว่าแม้ว่าภายนอกนั้นจะเห็นว่าวาล์ว V17 อยู่ในตำแหน่งปิด แต่ก็ปิดไม่สนิท และจำเป็นต้องมีการถอดวาล์ว V17 ออกมาซ่อมบำรุง แต่การรั่วไหลดังกล่าวยังอยู่ในระดับที่ยอมรับได้จนกว่าจะถึงช่วงเวลาการหยุดเดินเครื่องครั้งใหญ่ครั้งต่อไป
 

ในรายงานกล่าวถึงการตรวจพบปัญหาการรั่วไหลดังกล่าวจากหน่วย alkylation unit และระบบ flare gas recovery system ปฏิกิริยา alkylation คือปฏิกิริยาการเติมหมู่ alkyl (-C_nH_n-1) ในที่นี้น่าจะเป็นปฏิกิริยาระหว่างโอเลฟินส์โมเลกุลเล็ก (เช่น C₄) กับไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลเล็ก (เช่น C₃-C₄) ให้กลายเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวโซ่กิ่ง (brached chain) ที่มีเลขออกเทนสูงเหมาะสำหรับการนำไปผสมในน้ำมันเบนซิน (gasoline) ส่วน alkylation อีกแบบหนึ่งคือการเติมหมู่อัลคิลไปที่วงแหวนเบนซีนเพื่อสังเคราะห์สารประกอบ alkyl benzene 
  

ส่วนระบบ flare gas recovery system นั้นเป็นการดึงเอาแก๊สไฮโดรคาร์บอนที่จะปล่อยออกทางปล่อง flare บางส่วนมาให้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงาน แทนที่จะเผาทิ้งโดยไม่ได้อะไรเลย ถือว่าเป็นการประหยัดพลังงานอย่างหนึ่ง แต่การจะทำดังกล่าวได้ต้องมั่นใจว่าปริมาณแก๊สปล่อยทิ้งมีมากพอที่จะเดินเครื่องหน่วยได้อย่างสม่ำเสมอและไม่ควรมีไฮโดรเจนผสมในปริมาณที่มากเกินไป (ไฮโดรเจนทำให้น้ำหนักโมเลกุลแก๊สลดลง ก่อให้เกิดปัญหากับการทำงานของคอมเพรสเซอร์ได้ และยังมีอัตราการเผาไหม้ที่รวดเร็วกว่าไฮโดรคาร์บอนมาก)
 

คำว่า "wedge" ที่ปรากฏคู่กับ gate valve นั้นเป็นตัวระบุรูปร่างของแผ่น disk หรือ gate ที่ทำหน้าที่ปิดกั้นเส้นทางการไหล กล่าวคือเป็นแผ่นที่มีลักษณะพื้นผิวสองด้านเรียวสอบลงล่างเล็กน้อยไม่ได้ขนานกัน (ถ้าขนานกันจะเรียกว่าเป็นแบบ parallel plate gate valve) gate valve ที่แสดงในรูปที่ ๔ (เป็นของระบบน้ำดับเพลิงของตึกทำงานของผม) ก็มีรูปร่างภายนอกคล้ายกับวาล์วตัวที่เป็นต้นเรื่อง ต่างกันเพียงแค่ขนาด โดยตัวแผ่น gate จะยึดติดอยู่กับแกนที่เรียกว่า stem หรือ spindle ที่มีรูปร่างเป็นสกรูเกลียวที่สอดอยู่ใน hand wheel หรือวงล้อสำหรับหมุน การหมุน hand wheel สามารถทำให้ตัว spindle เคลื่อนที่ขึ้นหรือลงขึ้นอยู่กับทิศทางการหมุน ซึ่งจะทำให้ตัวแผ่น gate เคลื่อนที่ขึ้นหรือลงตามไปด้วย
 

ในกรณีที่ไม่เคยมีการทำเครื่องหมายเอาไว้ก่อนหรือไม่มีการติดตั้ง valve positioner เวลาที่หมุน hand wheel เพื่อปิดวาล์วจนกระทั่งไม่สามารถหมุนต่อไปได้ (คือเห็นตัว spindle ลดระดับต่ำลงจนไม่สามารถลดต่ำลงไปได้อีก) จะไม่สามารถบอกได้ว่าวาล์วนั้นปิดสนิทหรือยัง เพราะถ้ามีของแข็งไปตกค้างอยู่ข้างใต้ตัว gate ของแข็งนั้นก็จะทำให้ตัว gate เคลื่อนลงล่างได้ไม่สุด ทำให้วาล์วเปิดอยู่เล็กน้อย (คือยังมีการรั่วไหลผ่านได้) และเรื่องนี้ก็เป็นปัจจัยสำคัญปัจจัยหนึ่งของการเกิดอุบัติเหตุครั้งนี้

สำหรับวันนี้คิดว่าปูพื้นฐานมายาวพอแล้วก็คงจะพอแค่นี้ ตอนต่อไปจะเป็นการเล่าถึงว่าการเตรียมการถอดวาล์วออกมาซ่อมนั้น ได้มีการทำอะไรกันบ้าง

รูปที่ ๔ gate valve ชนิด rising stem ที่มีการติดตั้ง valve positioner เข้ากับแกนสกรูที่ใช้ในการเคลื่อนตัวแผ่น gate หรือแผ่น disc (อันนี้เป็น positioner แบบไฟฟ้าที่ส่งสัญญาณตำแหน่งวาล์วว่าเปิดหรือปิดไปยังแผงควบคุม) เมื่อปิดวาล์วตัวstem (ที่เห็นเป็นแกนสกรู) จะเคลื่อนตัวล่าง และเมื่อเปิดวาล์วตัว stem จะยกตัวสูงขึ้น ในกรณีของอุบัติเหตุนี้จุดที่เป็นปัญหาคือมีของแข็งกีดขวางการเลื่อนตัวลงล่างของแผ่น gate ทำให้ตัวแผ่น gate ไม่สามารถปิดเส้นทางการไหลได้สนิทแม้ว่าจะได้พยายามหมุน hand wheel จนไม่สามารถหมุนต่อไปได้แล้วก็ตาม และผู้ที่ทำการปิดวาล์วนั้นก็ไม่รู้ว่าตัว stem ควรจะลดต่ำลงถึงระดับไหนที่แสดงว่าวาล์วนั้นปิดสนิทจริง การติดตั้งวาล์วเข้ากับท่อในแนวนอนแบบนี้ (รูปที่ ๒ ก็เช่นเดียวกัน) จะทำให้ตัวแผ่น gate วางตั้งในแนวดิ่ง ในรายงานการสอบสวนใช้คำว่า "mounted horizontally with wedge gates in vertical position" ซึ่งเรื่องรูปแบบการติดตั้งวาล์วนี้ก็ก่อให้เกิดปัญหาเรื่องที่ไม่สามารถปิดวาล์วได้สนิทด้วย