วันนี้มีเคสการเสียหายของชิ้นส่วน PIG Sealing Disc (ดูภาพที่ 1 ประกอบ) ที่ใช้ในการทำความสะอาดท่อลำเลียงก๊าซธรรมชาติเกิดการแตกหักหลังจากใช้งานได้ประมาณ 1 วัน กว่าๆ มาแชร์ครับ
Sealing Disc ผลิตจากโพลียูรีเทนที่มีความต้านทานต่อการขัดสีและเคมีสูง ถูกจัดเก็บภายในห้องปรับอากาศที่อุณหภูมิประมาณ 25 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ 60 เป็นเวลาประมาณ 1 ปี...
จากการตรวจสอบผิวหน้าแตกหัก..ชัดเจนว่าจุดเริ่มรอยแตกขยายตัวมาจากผิวหน้าบริเวณที่สัมผัสกับท่อก็าซด้วยกลไกการล้า (Fatigue fracture) ดังภาพประกอบที่ 2 ซึ่งพบ beach marks อย่างชัดเจน
คำถามคือ เกิดอะไรขึ้นกับวัสดุตรงบริเวณจุดเริ่มรอยแตก?
การตรวจสอบลักษณะทางกายภาพเบื้องต้น พบคราบตะกรันเกาะเป็นจุด ๆ และการเสียรูปจากการเสียดสี ชิ้นงานฉีกขาดออกจากกันจนสามารถมองเห็นเนื้อชิ้นงานด้านในได้ และมีรอยแตกเป็นแนวที่เห็นได้ชัดเจน
การผ่าชิ้นงานผ่านจุดเริ่มรอยแตกพบโพรงจากการเสื่อมสภาพของโพลิเมอร์ (ดูภาพที่ 3 ประกอบ) ซึ่งยืนยันได้อย่างชัดเจนจากผลการ x-ray
ผลการวัดความหนาเทียบกันระหว่างชิ้นที่เสียหายกับชิ้นที่ยังไม่ใช้งาน พบว่าชิ้นที่เสียหายมีความหนาน้อยกว่าชิ้นปกติประมาณ 1 ซม.
นอกจากยังมีการตรวจสอบด้วยเทคนิคอื่น ๆ เพื่อยืนยันสาเหตุการเสียหายได้แก่ การตรวจสอบลักษณะพื้นผิวด้วย SEM พบว่าพื้นผิวมีลักษณะเป็นจุด ๆ มีรูพรุนขนาดเล็ก ๆ เกิดขึ้นทั่วบริเวณ และบางบริเวณมีรูพรุนรวมตัวกันเห็นเป็นรอยขรุขระ
การตรวจสอบสมบัติ Glass Transition Temperature ด้วยเทคนิค DSC (Differential Scanning Calorimetry) ผลการทดสอบเทียบกับชิ้นปกติพบว่ามีค่า TG ใกล้เคียงกันและไม่อยู่ในช่วงอุณหภูมิการใช้งาน
การตรวจสอบการเสื่อมสภาพของโพลิเมอร์ด้วยเทคนิค FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) พบว่า ในบางช่วงความถี่แสง ชิ้นงาน Sealing Disc มีความสามารถในการดูดกลืนแสงที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าในบางหมู่ฟังก์ชันของ polyurethane เกิดการสลายตัวหรือมีหมู่ฟังก์ชันแปลกปลอมเจือปนเข้ามา เช่น อาจสัมผัสกับน้ำหรือความชื้นเป็นเวลานาน จนเกิด Carboxyl จากกระบวนการ Hydrolysis
นอกจากนี้....เคสนี้ยังมีการทดสอบด้วยเทคนิคอื่นๆ เพิ่มเติม ได้แก่ การวัดสมบัติทางกล และ การวิเคราะห์ด้วย EDS เป็นต้น จนไปสู่การสรุปความน่าจะเป็นของการเสื่อมสภาพของ sealing disc ว่าน่าจะเกิดจากขั้นตอนการจัดเก็บที่มีความชื้นสูงเป็นเวลาแล้วเกิด hydrolysis
เคสนี้ แม้ว่าสามารถชี้ Fracture origin ได้อย่างง่ายดาย แต่ถ้าไม่ทราบสมบัติเบื้องของวัสดุ สภาวะการจัดเก็บและการใช้งาน รวมทั้งเทคนิคการตรวจสอบสมบัติด้านต่างๆ ของวัสดุประเภทนั้น ๆ ก็อาจยังไม่ได้คำตอบที่ชัดเจนว่าวัสดุ fail เพราะอะไร?
สนใจงานทดสอบ วิเคราะห์ความเสียหาย งานวิจัย ร่วมวิจัย สามารถสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
siam.famd@gmail.com
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น