ไขปริศนาปืนใหญ่บางระจันแตก โพรงในเนื้อโลหะคือฆาตกรตัวจริงหรือแค่ข้อสันนิษฐาน

ปืนใหญ่บางระจันแตก เพราะเนื้อโลหะมีรูพรุนจริงหรือ

เรื่องเล่าที่คนไทยคุ้นหูบอกว่า ชาวบ้านบางระจันรวบรวมของใช้ทองเหลืองมาหล่อปืนใหญ่สองกระบอก แต่ครั้นทดลองยิง กระบอกปืนกลับแตกร้าวจนใช้การไม่ได้ ภาพนั้นชวนให้คิดทันทีว่าโลหะคงมีฟองอากาศซ่อนอยู่เต็มเนื้อ ทว่าเมื่อตรวจแบบนักโลหะวิทยา คำตอบกลับซับซ้อนกว่านั้นมาก เพราะยังไม่มีชิ้นส่วนปืนกระบอกดังกล่าวให้ผ่า ตรวจองค์ประกอบ หรือส่องโครงสร้างจุลภาค เราจึงพูดได้เพียงว่า โพรงในงานหล่อเป็นผู้ต้องสงสัยที่สมเหตุผล แต่ยังไม่ใช่ข้อสรุปทางประวัติศาสตร์

หลักฐานที่เล่าต่อกันมาระบุว่า หลังค่ายบางระจันไม่ได้รับปืนใหญ่จากกรุงศรีอยุธยา พระยารัตนาธิเบศร์จึงช่วยเรี่ยไรโลหะมาหล่อปืนเอง วัตถุดิบประเภทขัน พาน หม้อ และเครื่องใช้ทองเหลืองดูเหมือนหาได้ง่าย แต่แต่ละชิ้นอาจมีสัดส่วนทองแดง สังกะสี ดีบุก ตะกั่ว และสิ่งเจือปนไม่เท่ากัน บางชิ้นผ่านการใช้งานมานาน บางชิ้นมีคราบออกไซด์ ดิน ทราย หรือน้ำมันติดอยู่ เมื่อนำทั้งหมดลงเบ้าหลอมพร้อมกัน โลหะที่ได้จึงไม่ได้มีคุณสมบัติสม่ำเสมอเหมือนโลหะผสมที่ชั่งส่วนประกอบอย่างควบคุม

รูพรุนไม่ได้เกิดจากอากาศอย่างเดียว

คำว่า ความพรุนในเนื้อโลหะ หมายถึงโพรงหรือรูว่างในเนื้อโลหะหล่อ สาเหตุสำคัญมีสองกลุ่ม กลุ่มแรกคือก๊าซถูกกักไว้ในน้ำโลหะ เมื่อเทลงแม่พิมพ์แล้วแข็งตัว ก๊าซหนีออกไม่ทันจึงทิ้งรูค่อนข้างกลมไว้ กลุ่มที่สองคือโพรงหดตัว โลหะเหลวมีปริมาตรลดลงขณะเย็นและแข็ง หากระบบทางวิ่งกับส่วนป้อนน้ำโลหะส่งเนื้อโลหะมาเติมไม่พอ บริเวณหนาที่แข็งตัวช้าจะเกิดช่องว่างรูปร่างคดเคี้ยว คล้ายเนื้อโลหะถูกควักหายจากข้างใน

ปืนใหญ่ยิ่งเสี่ยง เพราะกระบอกมีทั้งผนังหนา รูทรงกระบอกยาว และส่วนท้ายที่ต้องรับแรงดันสูง การเทโลหะให้ไหลเต็มโดยไม่พาอากาศ ตะกรัน และฟิล์มออกไซด์เข้าไปเป็นเรื่องยากมาก หากแม่พิมพ์ยังชื้น ไอน้ำอาจกลายเป็นก๊าซทันทีเมื่อสัมผัสน้ำโลหะ หากเทช้าเกินไป ผิวโลหะบางส่วนอาจเริ่มแข็งก่อนแล้วเชื่อมติดกันไม่สนิท หากเทเร็วเกินไป การไหลปั่นป่วนจะม้วนเอาฟิล์มออกไซด์เข้าไปซ้อนอยู่ในเนื้อโลหะ รอยซ้อนบางๆ เหล่านี้ทำหน้าที่คล้ายรอยแผลที่พร้อมเปิดออกเมื่อรับแรง

จุดอ่อนเล็กเท่าเมล็ดทราย อาจกลายเป็นต้นทางของรอยร้าวทั้งกระบอก

ตอนยิง ดินปืนดำไม่ได้ระเบิดแบบวัตถุระเบิดแรงสูง แต่เผาไหม้อย่างรวดเร็วและสร้างก๊าซร้อนจำนวนมากในห้องดิน แรงดันดันลูกกระสุนไปข้างหน้า ขณะเดียวกันก็พยายามถ่างผนังกระบอกออกทุกทิศ เนื้อโลหะรอบโพรงต้องรับแรงมากกว่าส่วนที่แน่น เพราะพื้นที่รับแรงจริงลดลงและความเค้นไปรวมตัวตรงขอบโพรง ถ้ามีรอยเย็น รอยหดตัว ตะกรัน หรือรอยแตกร้อนอยู่ใกล้กัน รอยร้าวอาจเชื่อมต่อจากตำหนิหนึ่งไปอีกตำหนิหนึ่งอย่างรวดเร็ว

แต่การโทษฟองอากาศเพียงอย่างเดียวก็ง่ายเกินไป ปืนอาจเสียหายจากผนังบางไม่เท่ากัน แกนทำรูกระบอกเคลื่อนจนรูไม่อยู่กึ่งกลาง การเย็นตัวต่างกันมากจนเกิดความเค้นตกค้าง หรือสัดส่วนโลหะผสมทำให้เนื้อเปราะเกินไป ทองเหลืองที่มีสังกะสีมากอาจสูญเสียสังกะสีบางส่วนเมื่อโดนความร้อนสูง เกิดควันและเปลี่ยนส่วนผสม ส่วนตะกั่วที่ปนมาอาจช่วยให้หล่อไหลง่ายขึ้นในบางสูตร แต่ถ้ามากหรือกระจายตัวไม่ดี ก็ลดความเหนียวและทำให้แนวแตกเดินทางสะดวกขึ้น

เหตุใดช่างโบราณบางแห่งจึงหล่อปืนสำเร็จ

การหล่อปืนใหญ่ไม่ใช่แค่ทำโลหะให้ละลายแล้วเทลงหลุม ช่างต้องรู้ปริมาณโลหะ เตรียมแม่พิมพ์ให้แห้ง คุมอุณหภูมิ ออกแบบทางไหลและส่วนป้อน เผื่อการหดตัว รักษาแกนกลางไม่ให้ลอย และปล่อยให้ชิ้นงานเย็นอย่างเหมาะสม หลังหล่อยังต้องตรวจผิว เจาะหรือแต่งรูใน และทดลองยิงด้วยปริมาณดินปืนที่กำหนด งานเหล่านี้ต้องใช้เตา เครื่องมือ เวลา และประสบการณ์เฉพาะทาง ซึ่งค่ายที่อยู่ท่ามกลางศึกย่อมเสียเปรียบโรงหล่อของรัฐอย่างมาก

อีกจุดที่ควรระวังคือ เรื่องเล่าว่า “ปืนแตกเป็นชิ้นๆ” อาจขยายภาพจากข้อความเดิมที่เพียงระบุว่าปืนแตกร้าวหรือใช้การไม่ได้ ความเสียหายอาจเป็นรอยแตกตรงท้ายกระบอก ปากกระบอกบิ่น ผนังร้าวหลังยิงทดสอบ หรือเกิดตำหนิจนไม่กล้าใช้งานต่อก็ได้ เมื่อไม่มีซากปืนและรายงานการตรวจ เราไม่ควรสร้างภาพการระเบิดรุนแรงเกินหลักฐาน

สิ่งที่เรื่องปืนใหญ่บางระจันสอนจึงไม่ใช่ว่าโลหะมีฟองอากาศแล้วต้องแตกเสมอ แต่คือชิ้นงานรับแรงดันสูงยอมให้ความผิดพลาดสะสมได้น้อยมาก วัตถุดิบคละชนิด เตาหลอมที่คุมยาก แม่พิมพ์ชื้น การไหลปั่นป่วน การหดตัว และการเย็นไม่สม่ำเสมอ อาจช่วยกันสร้างตำหนิหลายแบบในกระบอกเดียว เมื่อก๊าซร้อนจากดินปืนกดดันจากภายใน ตำหนิเหล่านั้นก็เปลี่ยนจากรูเล็กๆ ที่มองไม่เห็น ให้กลายเป็นรอยร้าวที่ตัดสินชะตาอาวุธ

บางครั้งประวัติศาสตร์ไม่ได้พังเพราะจุดอ่อนเพียงจุดเดียว แต่พังเพราะจุดอ่อนเล็กๆ เชื่อมถึงกันในวินาทีที่แรงดันมาถึง