Thermal Effects – QRA

การศึกษาผลลัพธ์ของผลกระทบจากความร้อนในระหว่างการศึกษาความเสี่ยงเชิงปริมาณ Quantitiative Risk Assessment (QRA) หรือ ในการออกแบบต่างๆ ก่อให้เกิดประโยชน์ต่างๆ เช่น การปรับแต่งการออกแบบ การพิจารณาด้านความปลอดภัยสำหรับผู้ปฏิบัติงาน การเลือกวัสดุทนไฟ หรือการประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เป็นต้น

รวมถึงถ้าผู้ออกแบบเข้าใจผลกระทบจากความร้อน เช่นการเพิ่มขึ้นของความร้อนส่งผลอย่างไรต่อการทำงานของเครื่องจักร เช่น Fire Water Pump, Transmitter, หรืออื่นๆ ก็เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับรองความปลอดภัยของระบบและอุปกรณ์ที่เชื่อมโยงกัน

ซึ่งในบทความนี้จะจำกัดอยู่ที่ฝั่งตัวรับ Receptor ที่ไม่ว่าจะเป็นตัวบุคคลหรืออุปกรณ์ต่างๆที่มีโอกาสได้รับผลกระทบจากความร้อน

Safety Considerations

ในแง่ผลกระทบความร้อนที่กระทำต่อผู้ปฏิบัติงานที่หน้างาน ทาง International Standard ได้ให้แนวทางการพิจารณาไว้ดังนี้

โดยทาง API 521: Pressure-relieving and Depressuring system ได้ให้แนวทางผลกระทบในแง่ความเข้มของความร้อนต่อระยะเวลาที่ก่อให้เกิดความเจ็บแสบของผู้ปฏิบัติงานที่หน้างานไว้ตามตารางข้างล่าง

Radiation intensity (Btu/hr/ft2)	Radiation intensity kW/m2	Time to pain threshold
500	1.74	60
740	2.33	40
920	2.90	30
1500	4.73	16
2200	6.94	9
3000	9.46	6
3700	11.67	4
6300	19.87	2

Permissible Design Level (k) kW/m2 (Btu/h.ft2)	Conditions
9.46 (3,000)	Maximum radiant heat intensity at any location where urgent emergency action by personnel is required. When personnel enter or work in an area with the potential for radiant heat intensity greater than 6.31 kW/m2, radiation shield and/or special protection apparel should be considered.
6.31 (2,000)	Maximum radiant heat intensity in area where emergency actions lasting up to 30s can be required by personnel without shielding.
4.73 (1,500)	Maximum radiant heat intensity in area where emergency actions lasting up to 2 – 3 mins can be required by personnel without shielding.
1.58 (500)	Maximum radiant heat intensity at any location where personnel can be continuously exposed.

ข้อมูลทั้งหมดข้างต้นถือว่าพนักงานสวมใส่เสื้อผ้าที่เหมาะสม เช่น หมวก Safety เสื้อแขนยาวที่ติดกระดุมที่ข้อมือ ถุงมือทำงาน กางเกงขายาว และรองเท้าทำงาน

นอกจากนี้ ตารางข้างต้นแนะนำเกณฑ์ทางความร้อน โดยไม่รวมรังสีจากดวงอาทิตย์ เพื่อกำหนดเขตห้ามเข้า Restricted Area หรือกำหนดความสูงของปล่องความร้อน

และผลกระทบของรังสีความร้อนต่ออุปกรณ์ เครื่องจักร แสดงไว้ในตารางด้านล่าง

Radiation Intensity (kW/m2)	Observed Effect
37.5	Sufficient to cause damage to process equipment
25	Minimum energy required to ignited wood indefinitelu long exposure
12.5	Minimum energy required for pilot ignition of wood, meting of plastic tubing
9.5	Pain threshold reached after 8 sec, second degree burns after 20 sec.
4	Sufficient to cause pain to personnel if unable to reach cover within 20 sec, however blistering of the skin is likely.
1.6	Will cause no discomfort for long exposure

Probability of Fatalities

วิธีที่พบบ่อยที่สุดในการคำนวณความน่าจะเป็นของการเสียชีวิต Probability of Fatality สามารถแสดงโดยฟังก์ชัน probit เนื่องจากฟังก์ชัน probit ที่แสดงในรูป Logarithm นั้น ให้ผลลัพท์คล้ายพฤติกรรมความเป็นจริง ที่ว่า “ยิ่งได้รับมาก รับนาน โอกาสการเสียชีวิตก็มีโอกาสที่สูง”

ตารางข้างล่างคือ ตารางแปลงค่าคำนวณ Y ที่ได้ออกมาเป็น โอกาสการเสียชีวิต Probability of Fatalities

ฟังก์ชัน probit มีให้ใช้สำหรับการสัมผัสกับอันตรายหลายๆ ประเภท เช่น การสัมผัสกับสารพิษ ความร้อน ความดัน เสียง และอื่นๆ ด้านล่างนี้เป็นฟังก์ชัน probit เพื่อประเมินระดับการเสียชีวิตจากปริมาณความร้อนที่กำหนดจาก Pool Fire และไฟลุกไหม้ทันที, Mudan (1984).

Example

Determine the thermal flux necessary to cause 50% fatalities for 10 second for exposure.

For t = 10 sec, I = 60.5 kW