หน้าแปลนคู่ของ Flexible Pump Connector ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 80 มิลลิเมตร ที่ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม ได้เกิดการเสียหายหลังจากผ่านการใช้งานได้ 48 ชั่วโมง ระหว่างการใช้งานภายในชิ้นงานได้รับแรงดันประมาณ 140 ถึง 550 kPa ตัวยึดดังกล่าวได้ผ่านการติดตั้งก่อนการใช้งานประมาณ 5 เดือน
การเลือกชิ้นงานสำหรับการตรวจสอบ
ตัดชิ้นงานบริเวณที่มีรอยแตกตามภาคตัดขวาง เพื่อนำไปตรวจสอบผิวหน้าแตกหักด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบสแกนและนำไปตรวจสอบโครงสร้างทางจุลภาค
การตรวจสอบด้วยสายตาเพื่อศึกษาลักษณะทางกายภาพทั่วไป
ภาพที่ 1 ชิ้นงานที่ใช้ยึดปั๊มที่เกิดความเสียหาย
ชิ้นงานที่ใช้ยึดปั๊มแสดงในภาพที่ 1 ข้างนอกถูกห่อหุ้มด้วยตะแกรงสานเหล็กกล้าไร้สนิม ผนังบางของเหล็กกล้าไร้สนิมที่อยู่ด้านล่างได้เชื่อมประสานกับหน้าแปลนบริเวณท้ายสุดของแต่ละด้าน ท่อเกลียวเกิดรอยแตกบริเวณส่วนปลายด้านหนึ่งและทำให้เกิดการรั่วของสารละลาย ภาพที่ 2 แสดงผิวหน้าด้านในของท่อเกลียวบริเวณที่เกิดรอยแตก เมื่อทำการรื้อวัสดุหุ้มออกและทำการตัดตามภาคตัดขวางจากบริเวณที่แตกดังแสดงในภาพที่ 3 รอยแตกมีลักษณะกว้างหลังจากการแตกและด้านข้างที่มีรอยแตกแสดงให้เห็นการกดอัดอย่างแรงก่อนที่จะเกิดการแตกร้าว
ภาพที่ 2 ผิวหน้าด้านในแสดงให้เห็นการแตกร้าวบริเวณรอยต่อระหว่าท่อและหน้าแปลน
ภาพที่ 3 ส่วนของท่อเกลียวที่เกิดการแตกร้าว
การวิเคราะห์ผิวหน้าชิ้นงาน
การวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหัก การวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหักด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนแสดงให้เห็นว่าชิ้นงานแตกหักจากการล้าตัว ซึ่งสามารถยืนยันได้โดยแนวการขยายตัวจุลภาคที่เรียกว่า fatigue striations ที่ตรวจพบบนผิวหน้าแตกหักทั้งหมด (ภาพที่ 4)
ภาพที่ 4 ภาพถ่ายจาก SEM แสดงให้เห็น striation ลักษณะเฉพาะของการแตกจากการล้าตัว
โครงสร้างทางจุลภาคของชิ้นงานที่เสียหายแสดงให้เห็นว่าวัสดุขึ้นรูปเย็นในปริมาณสูง มีโครงสร้างเป็นแบบออสเตนนิติก และพบการแตกแบบผ่าเกรน (transgranular)
สรุปผล
การวิเคราะห์ความเสียหายของตัวยึดปั๊มแสดงให้เห็นลักษณะที่สำคัญ 3 ประการ
1. การแตกร้าวเกิดจากกลไกการล้าตัว
2. รอยแตกมีการขยายตัวกว้างขึ้นหลังจากมีการแตกไปแล้ว และ
3. ชิ้นงานมีรอยกดทับอย่างรุนแรงบนด้านข้างของผิวหน้าแตกหักก่อนที่ความเสียหายจะเกิดขึ้น
จากสิ่งที่ปรากฏสามารถสรุปความเสียหายได้ว่าชิ้นงานได้เกิดการเสียหาย (รอยกดทับด้านข้าง) ก่อนการติดตั้ง ภายหลังการติดตั้งผิวหน้าด้านที่ถูกกดทับตกอยู่ภายใต้สภาวะการรับความเค้นแรงดึงสูง เมื่อปั๊มเริ่มการใช้งานจึงทำให้ท่อเกลียวได้รับความเค้นจากการสั่นเป็นคาบ ความเค้นเป็นคาบรวมกับการรับความเค้นแรงดึงสูงเป็นสาเหตุนำไปสู่การเสียหายของท่อเกลียว ค่าความเค้นแรงดึงที่สูงและค่าความเค้นคาบที่ต่ำเป็นประเด็นหลักที่ทำให้เกิดการล้าตัว ค่าความเค้นแรงดึงในบริเวณที่ถูกกดค่อนข้างจะสูง ซึ่งตัดสินจากปริมาณพื้นที่ที่รอยแตกกว้างออก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น