ร่องหลุมจากการล้า (Fatigue Dimples)

บทความสั้นนี้ต้องการให้เกิดความเข้าใจที่ตรงกันและเป็นการนำเสนอเพื่อให้เกิดความรอบคอบในกลุ่มนักวิเคราะห์ความเสียหายโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีหน้าที่วิเคราะห์ผิวหน้าแตกหักในกรณีที่มีการตรวจพบ “Dimple” บนผิวหน้าแตกหักแล้วสรุปว่าเป็นความเสียหายจากการรับแรงเกินพิกัด (Overload fracture) โดยไม่ได้ศึกษาภาพรวมของผิวแตกอย่างทั่วถึง ซึ่งความหมายอย่างย่อของคำว่า “dimple” คือ ลักษณะร่องหลุมที่ปรากฏบนผิวหน้าแตกหักจากการรับแรงดึงแบบคงที่ (Monotonic fracture) โดยเริ่มจากการเกิดช่องว่างขนาดเล็ก (Microvoid) ภายในวัสดุในบริเวณรอยต่อระหว่างสารฝังใน (inclusion) หรือสารมลทิน (Impurity) กับโครงสร้างพื้น (Matrix) จากนั้นมีการขยายตัวของรอยร้าวจากช่องว่างขนาดเล็กจนเกิดการเชื่อมรวมกันของช่องว่าง (Void coalescence) จนกลายเป็นรอยร้าวขนาดเล็ก (Microcrack) และการขยายตัวของรอยร้าวส่งผลให้วัสดุมีพื้นที่ในการรับแรงน้อยลงและทำให้ความเค้นที่กระทำต่อวัสดุมีค่าเพิ่มขึ้น (ความเค้น = แรงต่อพื้นที่หน้าตัด) ในที่สุดก็เกิดการแตกหัก (Fracture) ออกจากกันของวัสดุ ซึ่งกระบวนการเกิดแสดงในรูปที่ 1ก-ข ถ้าตรวจสอบผิวหน้าแตกหักด้วยตาเปล่าหรือในระดับมหภาคจะพบลักษณะที่ขรุขระ (Fibrous fracture surface) ไม่สะท้อนแสง และเมื่อนำผิวหน้าที่เกิดจากการแตกหักไปตรวจสอบที่กำลังขยายสูงด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) จะพบลักษณะพื้นผิว (Topography) เป็นร่องหลุมดังแสดงตัวอย่างในรูปที่ 2 โดยมี 2 ลักษณะ กล่าวคือ ถ้าวัสดุได้รับความเค้นแรงดึงตั้งฉาก (Normal stress) จะได้ผิวหน้าแตกที่สามารถมองเห็นร่องหลุมแบบสมมาตรที่เรียกว่า “Equiaxed dimple” (รูปที่ 2ก) ในขณะที่ถ้าวัสดุได้รับความเค้นแรงเฉือน (Shear stress) จะได้ผิวหน้าแตกที่มีลักษณะของร่องหลุมคล้ายรูปไข่หรือวงรี (Oval shape) ที่เรียกว่า “Shear dimple หรือ Elongated dimple” (รูปที่ 1ง) นี่เป็นความรู้ที่เราได้เรียนมาก่อนหน้านี้ แต่เราทราบหรือไม่ว่าลักษณะดังกล่าวนี้ยังสามารถตรวจพบได้ในการแตกหักที่เกิดจากการล้า (Fatigue fracture) ด้วย ดังนั้น นักวิเคราะห์ความเสียหายจะต้องตรวจสอบให้ตลอดทั่วถึงในผิวหน้าแตกหัก ทั้งแบบมหภาคและจุลภาค ทั้งนี้เพื่อให้เกิดความมั่นใจในการตัดสินรูปแบบการแตกหัก (Cracking mode) ที่เกิดขึ้น เพราะว่ามีหลายคนที่พอเห็น dimple แล้วมักจะสรุปว่าเป็นการแตกหักจากการรับแรงเกินพิกัด

รูปที่ 1 กลไกการแตกแบบเหนียวของโลหะ ก) กระบวนการเกิดช่องว่างขนาดเล็กจนกระทั่งแตกหัก ข) การเกิดช่องว่างบริเวณรอยต่อระหว่างอนุภาคแปลกปลอมกับโครงสร้างพื้น

ก) equiaxed dimple

ข) shear dimple

รูปที่ 2 ภาพถ่าย SEM แสดงลักษณะทางจุลภาคของผิวหน้าแตก ก) equiaxed dimple และ ข) shear dimple

นักวิเคราะห์ความเสียหายจำเป็นต้องใช้ผลการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหักในการสรุปรูปแบบและสาเหตุของการแตกหัก ซึ่งเป้นที่ทราบกันดีว่าการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหักจะยุ่งยากมากขึ้นถ้าผิวหน้ามีการเสียดสี ถูกทำลายหลังการแตก และมีการกัดกร่อนเกิดขึ้น แต่ถ้าผิวหน้าแตกหักไม่ได้มีสิ่งเหล่านี้มารบกวน นักวิเคราะห์จะต้องชี้ชัดรูปแบบของผิวหน้าแตกหักจากลักษณะที่ปรากฏบนผิวแตกให้ได้ และเมื่อทราบรูปแบบของการแตกแล้ว นักวิเคราะห์ยังต้องบ่งบอกถึงเงื่อนไข (วัสดุหรือสิ่งแวดล้อม) ที่นำไปสู่สาเหตุการแตกหัก

           

การที่จะเอาลักษณะที่ปรากฏบนผิวหน้าแตกหักไปใช้ในการอธิบายสาเหตุของการแตกหักได้นั้น นักวิเคราะห์จะต้องทราบและแสดงให้เห็นถึงสหสัมพันธ์ระหว่างลักษณะผิวแตกที่ปรากฏและรูปแบบของการแตก โดยพิจารณาเทียบกันแบบตัวต่อตัว ดังนั้นผิวหน้าแตกหักที่ศึกษาจะแสดงให้เห็นการแตกเพียงหนึ่งรูปแบบเท่านั้น

          

อย่างน้อยที่สุด นักวิเคราะห์ต้องแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างรอยแตกร้าวที่เกิดขึ้นจากการรับแรงแบบคาบหรือการล้าตัว (Fatigue) ที่รอยร้าวมีการขยายตัวเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ (da/dN) ในแต่ละคาบของความเค้น (N) และการแตกร้าวที่เกิดจากการรับแรงเกินพิกัด (Overload) ที่รอยแตกมีการขยายตัวจากการรับความเค้นแบบคงที่ตลอด สำหรับปัจจัยที่ใช้แสดงความแตกต่างของผิวแตกระหว่างการล้าตัวกับการรับแรงเกินพิกัดในวัสดุเหนียวนั้น มักพิจารณาจากการปรากฏของ striation หรือ dimple แต่ในความเป็นจริง การแตกหักจากการล้าอาจไม่ปรากฏให้เห็น striation เสมอไป ซึ่งประเด็นนี้หลายคนก็ให้การยอมรับ และ dimple ก็ไม่จำเป็นต้องที่จะเป็นสัญลักษณ์ที่บอกว่าเป็นความเสียหายจากการรับแรงเกินพิกัดเสมอไป แต่สำหรับคำกล่าวอันหลังนี้อาจมีบางท่านไม่เห็นด้วย อาจเป็นเพราะไม่เคยเห็นหรือไม่เคยศึกษามาก่อนก็เป็นไปได้ เพราะค่าว่า “Fatigue dimple” ไม่ค่อยปรากฏให้เห็นในเอกสารทางวิชาการมากนัก  ทั้งๆ ที่ในความเป็นจริงแล้ว dimple ก็ได้ปรากฏบนผิวหน้าแตกหักจากการล้าตัวมานานแล้ว แต่อาจมีการมองข้ามไปหรือไม่ได้ใส่ใจ แต่ถ้าใครเคยอ่าน ASM Handbook เล่มที่ 11 [1] ตีพิมพ์ในปี 2002 หน้า 578 เรื่อง “cyclic microvoid process” ก็จะพบว่ามีการกล่าวถึงช่องว่างจากการล้าตัวไว้อยู่เหมือนกัน

          

เป็นที่ทราบกันดีในกลุ่มนักวิเคราะห์ที่มีประสบการณ์ในการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหักว่าลักษณะทางกายภาพของรอยแตกจากการล้าตัวจะเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราการขยายตัวของรอยร้าว (da/dN) เป็นหลัก ซึ่ง striation (ที่เป็นดัชนีที่บ่งบอกถึงการขยายตัวของรอยแตกในแต่ละคาบของแรงที่กระทำ) จะฟอร์มตัวในช่วงอัตราการขยายตัวของรอยร้าวที่ค่าๆ หนึ่งและเกิดขึ้นในบางวัสดุเท่านั้น บางวัสดุอาจไม่พบ เช่นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิติก [2] ถ้าอัตราการขยายตัวของรอยร้าวต่ำกว่าค่าดังกล่าว ลักษณะที่ปรากฏบนผิวแตกอาจมองเห็นลักษณะของโครงสร้างผลึก (Crystallographic) แต่ถ้าอัตราการขยายตัวของรอยร้าวสูงกว่าค่าดังกล่าว ลักษณะที่ปรากฏบนผิวแตกก็สามารถพบ fatigue dimple ได้

          

มีกรณีตัวอย่างการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกของเพลา (รูปที่ 3) จากการวิเคราะห์ลักษณะทางมหภาคพบว่าผิวหน้าแตกหักสามารถแบ่งได้เป็น 2 โซน โซนแรกมีจุดเริ่มต้นของรอยแตกมาจากผิวหน้าด้านนอกของเพลาและมีจุดเริ่มหลายจุด (ยืนยันได้จากการตรวจพบ ratchet mark) มีพื้นที่ประมาณ 95% ของพื้นที่ทั้งหมด จากการตรวจสอบพบ striation ในปริมาณหนาแน่น (ลักษณะดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าแรงที่กระไม่สูงมากนัก) และเมื่อตรวจสอบห่างออกมาจากจุดเริ่มต้นในช่วงเปลี่ยนผ่านของโซนที่ 1 มาโซนที่ 2 พบลักษณะ transgranular fracture แต่จุดสิ้นสุดของโซนที่ 2 พบลักษณะของ fatigue dimple ซึ่งชี้ให้เห็นว่าบริเวณดังกล่าวมีอัตราการขยายตัวของรอยร้าวสูงกว่าค่าที่จะทำให้เกิดการฟอร์ม striation กล่าวคือ โซนที่ 2 เป็นพื้นที่เกิดการแตกหักในขั้นสุดท้ายนั่นเองบางครั้งอาจเรียกว่า “final overload zone” และบางครั้งในโซนดังกล่าวอาจพบ Transgranular fracture ทั้งหมดก็ได้

          

จากกรณีตัวอย่างของผิวหน้าแตกที่กล่าวมาจะเห็นว่าอัตราการขยายตัวของรอยร้าว (da/dN) จะเพิ่มตามระยะความยาวของรอยร้าว ดังนั้น ลักษณะที่ปรากฏของผิวหน้าแตกหักจึงมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจากจุดเริ่มต้นจนกระทั่งจุดสุดท้าย สำหรับ striation ที่ตรวจพบในโซนที่มีจุดเริ่มต้นของรอยแตกดังรูปที่ 3ก-ข นั้นสามารถบอกได้เลยว่ารูปแบบของความเสียหายคือการล้า (Fatigue) อย่างไรก็ตามถ้าพิจารณาผิวแตกดังรูปที่ 3ง พบ dimple ซึ่งอาจทำให้เกิดการวิเคราะห์รูปแบบการแตกหักผิดพลาดได้ถ้าไม่มีการแสดงลำดับเหตุการณ์ของการแตกจากจุดเริ่มด้วยการล้า

รูปที่ 3 ผิวหน้าแตกหักของเพลา ก) จุดเริ่มรอยแตกถูกเสียดสีหลังการแตกหัก ข) striation ใน fatigue zone ค) transgranular cracking ใกล้จุดรอยแตกสุดท้าย และ ง) fatigue dimple ใน overload zone

ดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่สำคัญมากที่นักวิเคราะห์ความเสียหายจะต้องตรวจสอบผิวหน้าแตกหักทั้งหมดโดยพิจารณาทั้งลักษณะทางมหภาคและจุลภาค ซึ่งอันดับแรกต้องระบุจุดเริ่มต้นรอยแตกให้ได้ก่อน เพราะในบางครั้งลักษณะผิวหน้าแตกหักในระดับจุลภาคอาจนำไปสู่การสรุปผลรูปแบบการเสียหายที่ผิดพลาดได้

เข้าใจตรงกันนะ...

เอกสารอ้างอิง

1.       1. ASM handbook. Failure Analysis and Prevention. vol. 11. ASM International; 1996:578.

2.Sachs NW. Understanding the surface features of fatigue fracture: how they describe the failure cause and the failure history. JFAPBC 2005:11–5.

ขอขอบคุณคุณวิษณุพงษ์ คนแรง ที่ถ่ายภาพผิวหน้าแตกหักของเพลา (รูปที่ 3)

การวิเคราะห์ความเสียหายงานโลหะ รุ่นที่ 3 (Workshop of Metallurgical Failure Analysis)

ขอประชาสัมพันธ์ "การสัมมนาเชิงปฏิบัติการเรื่องการวิเคราะห์ความเสียหายงานโลหะ รุ่นที่ 3"
Workshop of Metallurgical Failure Analysis
วันที่ 25 - 30 สิงหาคม 2557
สถานที่ โรงแรมการ์เด้น คลิฟ รีสอร์ท แอนด์ สปา พัทยา จ.ชลบุรี
จัดโดย ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุและเทคโนโลยีพื้นผิว

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ(เอ็มเทค)

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ(สวทช.)

หลักการและเหตุผล

ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับชิ้นส่วนอุปกรณ์ของเครื่องจักรและโครงสร้าง เป็นปัญหาที่มักพบได้เสมอในชีวิตประจำวันของเรา แม้ว่าในปัจจุบันจะมีอุปกรณ์ช่วยในการออกแบบ และมีการใช้เทคนิคในการซ่อมบำรุงที่ทันสมัย เพื่อช่วยในการตรวจสอบสภาพการใช้งานของเครื่องจักรมากขึ้นก็ตาม แต่สภาวะการทำงานจริงของชิ้นส่วนมักไม่เป็นไปตามที่ออกแบบไว้ ทำให้มีโอกาสที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของโครงสร้างหรืออุปกรณ์จะรับภาระกรรมเกินขีดจำกัด ซึ่งนำไปสู่การแตกหักเสียหายหรือเสื่อมสภาพในที่สุด ความเสียหายที่เกิดขึ้นทำให้เกิดผลเสียทางเศรษฐกิจ ชีวิต ทรัพย์สิน และสิ่งแวดล้อม ดังนั้นความสามารถในการวิเคราะห์การเสียหายของวัสดุได้อย่างถูกต้องแม่นยำนั้น ถือเป็นเป้าหมายสูงสุดอย่างหนึ่งในวิชาชีพวิศวกรรม เนื่องจากข้อมูลรายละเอียดที่ได้จากกระบวนการวิเคราะห์และผลการวิเคราะห์ จะเป็นประสบการณ์อันมีค่าที่จะทำให้เราเข้าใจธรรมชาติได้ดีขึ้น นอกจากนั้นยังจะเพิ่มขีดความสามารถในการออกแบบและวิศวกรรมให้สูงขึ้น และจะเป็นประโยชน์ในการป้องกันและลดการเสียหายของชิ้นส่วนในอนาคต สาเหตุของการเกิดความเสียหายมีมากมาย และการวิเคราะห์ทดสอบนั้นมีเทคนิคและขั้นตอนที่หลากหลาย

ดังนั้นการจัดสัมมนาเชิงปฏิบัติการในครั้งนี้ จึงได้เน้นให้ผู้ร่วมสัมมนาสามารถนำความรู้ไปใช้ในการปฏิบัติงาน โดยการเรียนรู้ทั้งด้านทฤษฎีและการปฏิบัติจากทีมวิทยากรที่มีประสบการณ์ทั้งจากสถาบันวิจัย มหาวิทยาลัย และภาคเอกชน นอกจากนี้ผู้เข้าร่วมสัมมนายังมีโอกาสได้ประเมินความรู้ของตนเอง และได้รับประกาศนียบัตรรับรองสำหรับผู้ที่ผ่านการประเมิน

สิ่งที่ผู้เข้าอบรมจะได้รับ

1. มีความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวิศวกรรมวัสดุ

2. เข้าใจสาเหตุที่นำไปสู่การเสียหายของวัสดุ

3. ทราบแนวทางปฏิบัติในการวิเคราะห์ความเสียหายตามหลักปฏิบัติที่เป็นสากล

4.ทราบความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุและผลกระทบที่สำคัญของการเสียหายของชิ้นส่วนและโครงสร้างทางวิศวกรรม

5. ได้เรียนรู้หลักการเป็นผู้ตรวจสอบเบื้องต้น ผู้ควบคุมการวิเคราะห์ความเสียหาย

6. ได้รับความรู้ที่สามารถเป็นผู้ดูแลหรือดำเนินการที่นำไปสู่การใช้งานชิ้นส่วนให้เกิดประสิทธิภาพ

7. สามารถสื่อสารและถ่ายทอดข้อมูลให้กับผู้เชี่ยวชาญด้านอื่นๆ โดยเฉพาะในกรณีที่ความเสียหายมีความซับซ้อน

8. สามารถพัฒนาวิธีการที่จำเป็นและเทคนิคใหม่ๆ ในการดำเนินการวิเคราะห์ความเสียหาย

9. สามารถถ่ายทอดรู้ที่ได้ให้กับพนักงานภายในโรงงาน ทั้งนี้เพื่อลดค่าใช้จ่ายและเวลา

10. ได้รับความรู้ด้านเทคนิคและข้อมูลเชิงลึกในการหลีกเลี่ยงความเสียหายของชิ้นส่วนทางวิศวกรรม

11. ได้ลงมือปฏิบัติในการวิเคราะห์ความเสียหายและสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับองค์กรหรืองาน

12. ได้สร้างเครื่อข่ายนักวิเคราะห์ความเสียหายเพื่อนำไปแลกเปลี่ยนกันในอนาคตของผู้เข้าร่วมสัมมนา

รูปแบบกิจกรรม

- อบรมเชิงปฏิบัติการเน้นการเรียนรู้ทั้งภาคทฤษฏีและปฏิบัติ

- มีการนำเสนอความรู้ภาคปฏิบัติเป็นรายกลุ่ม

- มีการทดสอบและประเมินความรู้ของผู้เข้าร่วมการอบรม

- มีการมอบประกาศนียบัตรรับรองสำหรับผู้ที่ผ่านเกณฑ์ประเมิน

คุณสมบัติของผู้สมัครเข้ารับการอบรม

- วิศวกรที่มีพื้นฐานด้านวิศวกรรมวัสดุ เครื่องกล โลหการ ที่หรือสาขาที่ใกล้เคียง

- วิศวกรผู้ปฏิบัติงานในอุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเคมี กลั่นน้ำมัน ผลิตกระแสไฟฟ้า และผู้ที่สนใจทั่วไป

ผู้มีสิทธิ์ได้รับประกาศนียบัตรรับรอง

- ผ่านเกณฑ์การประเมินความรู้ที่ระดับคะแนนสูงกว่า70เปอร์เซ็นต์

- มีเวลาเข้าการอบรมสะสมไม้น้อยกว่า 80 เปอร์เซ็นต์

วิทยากร

1. ดร.เอกรัตน์ ไวยนิตย์; Dr.–Ing. (Materials Engineering)

2. ดร.วนิดา พงศ์ศักดิ์สวัสดิ์; Ph.D. (Materials Science and Engineering)

3. ดร.ณมุรธา สถิรจินดา; Ph.D. (Chemical Science and Engineering)

4. ดร.อำนวยศักดิ์ เจียรไพโรจน์ Ph.D. (Metallurgical Engineering)

5. อ.ดร.ปฏิภาณ จุ้ยเจิม; Ph.D. (Metallurgical Engineering)

6. ผศ.สุวันชัย พงษ์สุกิจวัฒน์ M. Eng (Metallurgical Engineering)

7. อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว; M. Eng (Metallurgical Engineering)

8. อ.สยาม แก้วคำไสย์; M. Eng (Metallurgical Engineering)

9. อ.นิรุช บุญชู M. Eng (Metallurgical Engineering)

10. อ.ปิยะ คำสุข M. Sc. (Industrial Chemistry)

11. อ.ศิริวรรณ อ่วมปาน B. Eng (Metallurgical Engineering)

12. อ.ศิขริน ศรโชติ B. Eng (Electrical Engineering)

13. อ.วิษณุพงษ์ คนแรง B. Eng (Materials Engineering and Production Technology)

กำหนดการ

วันจันทร์ ที่ 25 สิงหาคม 2557
วัสดุ กระบวนการทางโลหะวิทยาและจุดบกพร่อง
08:00 น. – 08:30 น. ลงทะเบียน

08:30 น. – 09:00 น. พิธีเปิดการสัมมนา(กำหนดการสัมมนา แนะนำวิทยากรและผู้เข้าร่วมสัมมนา)

09:00 น. – 10:30 น. โลหะวิทยาเบื้องต้นเพื่อการวิเคราะห์ความเสียหาย (โลหะกลุ่มเหล็ก)

                           - โครงสร้างผลึก (Crystal structures)

                           - แผนภาพเฟสระบบ 2 ธาตุพื้นฐาน (Basic binary phase diagram)

                           - กลไกการเพิ่มความแข็งแรง(Strengthening mechanisms)

                           (ผศ.สุวันชัย พงษ์สุกิจวัฒน์)

10:30 น. – 10:45 น. พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

10:45 น. – 12:00 น. โลหะวิทยาเบื้องต้นเพื่อการวิเคราะห์ความเสียหาย (โลหะนอกกลุ่มเหล็ก)

                           - โลหะนอกกลุ่มเหล็ก

                           - การประยุกต์ใช้งาน

                          (ผศ.สุวันชัย พงษ์สุกิจวัฒน์)

12:00 น. – 13:00 น. พักรับประทานอาหารกลางวัน

13:00 น. – 14:30 น. กระบวนการผลิตทางโลหะวิทยาและจุดบกพร่อง

                           - จุดบกพร่องจากการหล่อ (Casting defects)

                           - จุดบกพร่องจากการแปรรูป (Processing defects)

                           - จุดบกพร่องจากกระบวนการทางความร้อน (Heat treating defects)
                           (ดร.เอกรัตน์ ไวยนิตย์)

14:30 น. – 14:45 น. พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

14:45 น. – 17:15 น. ความเสียหายของชิ้นส่วนโลหะเนื่องจากการเชื่อม
                                 (ดร.เอกรัตน์ ไวยนิตย์)

17:15 น. – 18:00 น. พักผ่อนตามอัธยาศัย

18:00 น. – 21:00 น. รับประทานอาหารค่ำร่วมกันและกิจกรรม
                                 

วันอังคาร ที่ 26 สิงหาคม 2557

ความเสียหายทางกล การทดสอบทางกล และการทดสอบแบบไม่ทำลาย

09:00 น. – 10:30 น. ความเสียหายของชิ้นส่วนจากแรงทางกล

                           - ความเค้น (Tensile, Compressive, Shear)

                           - ความเสียหายจากการรับแรงเกินพิกัดแบบเหนียว (Ductile overload failures)

                           - ความเสียหายจากการแตกหักแบบเปราะ (Brittle fracture failure)

                           - วามเสียหายจากการล้าตัว (Fatigue failures)

                           - ความเสียหายจากการสึกหรอ (Wear failures)

                           ( อ.ดร.ปฏิภาณ จุ้ยเจิม)

10:30 น. – 10:45 น. พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

10:45 น. – 12:00 น. การประเมินสมบัติทางกลของชิ้นส่วนหลังเกิดความเสียหาย

                           - ชิ้นทดสอบ(Test samples)

                           - การทดสอบความแข็ง(Post-failure hardness testing)

                           - การทดสอบแรงดึง(Post-failure tensile testing)

                           - การทดสอบแรงกระแทก(Post-failure impact testing)

                           - การทดสอบความต้านทานต่อการแตกหัก(Fracture toughness testing)

                           ( อ.ดร.ปฏิภาณ จุ้ยเจิม)

12:00 น. – 13:00 น. พักรับประทานอาหารกลางวัน

13:00 น. – 15:00 น.         วิธีและเครื่องมือในการทดสอบแบบไม่ทำลาย

- การตรวจสอบด้วยสายตา (Visual inspection)

- การตรวจสอบด้วยสารแทรกซึม (Penetrant test)

- การตรวจสอบด้วยอนุภาคผงแม่เหล็ก (Magnetic particle test)

- การตรวจสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic test)

- การตรวจสอบด้วยการฉายรังสี (Radiographic test)

- การตรวจสอบด้วยคลื่นอะคูสติก (Acoustic emission test)

(ตัวแทนจากบริษัท ไอเอส อินดัสตรีส์ จำกัด ที่มี Certificate Level 3)

15:00 น. – 15:15 น.         พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

15:15 น. – 19:00 น.         สาธิตการใช้เครื่องมือและปฏิบัติการทดสอบ

แบ่งเป็น 5 สถานี ได้แก่

1. การตรวจสอบความเค้นตกค้าง

2. การตรวจสอบท่อภายใต้ฉนวนหุ้ม

3. การตรวจสอบด้วยสารแทรกซึม

4. การตรวจสอบด้วยอนุภาคผงแม่เหล็ก

5. การตรวจสอบด้วยอุลตร้าโซนิค 

วันพุธ ที่ 27 สิงหาคม 2557

ความเสียหายจากการกัดกร่อนและการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

08:45 น. – 10:45 น.         ความเสียหายของชิ้นส่วนโลหะเนื่องจากการกัดกร่อน

- การกัดกร่อนแบบทั่วผิวหน้า (Uniform corrosion)

- การกัดกร่อนแบบกัลวานิก (Galvanic corrosion)

- การกัดกร่อนแบบใต้รอยซ้อน (Crevice corrosion)

- การกัดกร่อนแบบรูเข็ม (Pitting corrosion)

- การสึกกร่อน-กัดกร่อน (Erosion-corrosion)

- การแตกร้าวเนื่องจากความเค้นร่วมกับการกัดกร่อน (Stress corrosion cracking)

- การแตกร้าวเนื่องจากความล้าร่วมกับการกัดกร่อน (Corrosion fatigue cracking)

- การแตกร้าวจากการเหนี่ยวนำของไฮโดรเจน (Hydrogen induced cracking)

(ดร.วนิดา พงศ์ศักดิ์สวัสดิ์)  

10:45 น. – 11:00 น.         พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

11:00 น. – 12:00 น.         ความเสียหายของชิ้นส่วนโลหะเนื่องจากการกัดกร่อน

- การกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (Corrosion under insulation)

- การตรวจสอบติดตามการกัดกร่อน (Corrosion monitoring)

(ดร.อำนวยศักดิ์ เจียรไพโรจน์)   

12:00 น. – 13:00 น.         พักรับประทานอาหารกลางวัน

13:00 น. – 14:30 น.         ความเสียหายของชิ้นส่วนโลหะจากการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

- การเสียหายด้วยรูปแบบคาร์บูไรเซชั่น (Carburization)

- การเสียหายด้วยรูปแบบซัลฟิเดชัน (Sulfidation)

- การเสียหายด้วยรูปแบบออกซิเดชัน (Oxidation)

- การเสียหายจากการคืบ (Creep)

(ดร.ณมุรธา สถิรจินดา)

14:30 น. – 14:45 น.         พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

14:45 น. – 15:15 น.         การวิเคราะห์ลักษณะและโครงสร้างของโลหะภาคสนาม (Replication) อ.นิรุช บุญชู

15:15 น. – 15:45 น.         สาธิตขั้นตอนการลอกลายโครงสร้างจุลภาค (Replica test) อ.วิษณุพงษ์ คนแรง

15:45 น. – 17:45 น.         ภาคปฏิบัติ:การลอกลายโครงสร้างจุลภาคของชิ้นส่วนโลหะที่ผ่านการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

แบ่งเป็น 5 กลุ่ม โดยให้แต่ละกลุ่มทำตามขั้นตอนที่วิทยากรได้สาธิตให้ดู

(อ.วิษณุพงษ์ คนแรง ดูแลกลุ่มที่ 1, อ.ศิขริน ศรโชติ ดูแลกลุ่มที่ 2, อ.นิรุช บุญชู ดูแลกลุ่มที่ 3,

อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว ดูแลกลุ่มที่ 4, และ อ.ปิยะ คำสุข ดูแลกลุ่มที่ 5)

17:45 น. – 18:00 น.         พักรับประทานอาหารว่างและเครื่องดื่ม

18:00 น. – 19:00 น.         การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคที่ได้จากการลอกลายด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบแสง

(อ.นิรุช บุญชู และ อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว)

วันพฤหัสบดี ที่ 28 สิงหาคม 2557

การวิเคราะห์ความเสียหายและการวิเคราะห์ผิวหน้าแตก

09:00 น. – 10:30 น.         ขั้นตอนและเครื่องมือในการวิเคราะห์ความเสียหาย

- ความเสียหายและสาเหตุ

- ขั้นตอนในการวิเคราะห์ความเสียหาย

- เครื่องมือและเทคนิคในการวิเคราะห์ความเสียหาย

- การเตรียมข้อมูลและเขียนรายงาน

(อ.สยาม แก้วคำไสย์)

10:30 น. – 10:45 น.            พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

10:45 น. – 12:00 น.         การวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหัก (Fractography)

- ประวัติความเป็นมา

- การเตรียมตัวอย่างผิวหน้าแตกหัก

- เครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหัก

- รูปแบบของผิวหน้าแตกหัก

(อ.สยาม แก้วคำไสย์)

12:00 น. – 13:00 น.         พักรับประทานอาหารกลางวัน

13:00 น. – 14:00 น.            กรณีตัวอย่างการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหัก

                                                (อ.ศิริวรรณ อ่วมปาน)

14:00 น. – 15:30 น.         ภาคปฏิบัติ: การเก็บข้อมูล การรักษาตัวอย่าง การสุ่มตัวอย่าง และการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหัก แบ่งเป็น 5 กลุ่ม โดยวิทยากรจะจัดทำสถานีและแจกชิ้นส่วนผิวหน้าแตกหักให้กลุ่มละ 1 ตัวอย่าง

(อ.วิษณุพงษ์ คนแรง ดูแลกลุ่มที่ 1, อ.ศิริวรรณ อ่วมปาน ดูแลกลุ่มที่ 2, อ.นิรุช บุญชู ดูแลกลุ่มที่ 3,   อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว ดูแลกลุ่มที่ 4, และ อ.ปิยะ คำสุข ดูแลกลุ่มที่ 5)

15:30 น. – 15:45 น.         พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

15:45 น. – 17:30 น.         ภาคปฏิบัติการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหัก (ต่อ)

17:30 น. – 17:45 น.         พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

17.45 น. – 18:30 น.            สรุปภาคปฏิบัติการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกหัก

                                    (อ.ศิริวรรณ อ่วมปาน)

18.30 น. – 19:00 น.         ทีมวิทยากรทบทวนเนื้อหาเพื่อเตรียมตัวก่อนสอบ

                                    (ดร.ณมุรธา สถิรจินดา และ อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว)

วันศุกร์ ที่ 29 สิงหาคม 2557

กรณีตัวอย่างและภาคปฏิบัติการวิเคราะห์ความเสียหาย

09:00 น. – 10:45 น.         กรณีตัวอย่างการวิเคราะห์ความเสียหาย

- การวิเคราะห์ความเสียหายของแผ่นยึดชิ้นส่วน AISI 310

- การวิเคราะห์ความเสียหายของท่อเหล็กกล้าไร้สนิมลำเลียงน้ำโอโซน

- การวิเคราะห์ความเสียหายของเพลา

- การวิเคราะห์ความเสียหายของฝาครอบปะทุ

- การวิเคราะห์ความเสียหายของท่อ AISI 321 ลำเลียงสารประกอบไฮโดรคาร์บอน

(อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว)

10:45 น. – 11:00 น.         พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

11:00 น. – 12:00 น.         ทำแบบทดสอบหลังการฝึกอบรม (มีโล่ห์รางวัลสำหรับผู้ที่ได้คะแนนสูงสุด)

ผู้ที่มีสิทธิ์ได้รับใบประกาศนียบัตรต้องได้คะแนนมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์

12:00 น. – 13:00 น.         พักรับประทานอาหารกลางวัน

13.00 น. – 15:00 น.         ภาคปฏิบัติ: การวิเคราะห์ความเสียหาย (แบ่งเป็น 5 กลุ่ม)

วิทยากรแจกชิ้นส่วนที่เสียหายให้กลุ่มละ1 ตัวอย่าง โดยจะจัดเตรียมข้อมูลให้บางส่วน เช่น

ภาพถ่าย SEM และ EDS spectra เป็นต้น และแต่ละกลุ่มจะมีพี่เลี้ยงจากทีมวิทยากรกลุ่มละ 1 คน

(อ.วิษณุพงษ์ คนแรง ดูแลกลุ่มที่ 1, อ.ศิริวรรณ อ่วมปาน ดูแลกลุ่มที่ 2, อ.นิรุช บุญชู ดูแลกลุ่มที่ 3,

อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว ดูแลกลุ่มที่ 4, และ อ.ปิยะ คำสุข ดูแลกลุ่มที่ 5)

15:00 น. – 15:15 น.         พักรับประทานอาหารว่าง เครื่องดื่ม และพบปะพูดคุยกัน

15:15 น. – 17:00 น.         ภาคปฏิบัติ: การวิเคราะห์ความเสียหาย (ต่อ)

17:00 น. – 17:15 น.         พักรับประทานอาหารว่างและเครื่องดื่ม

17:15 น. – 19:00 น.         แต่ละกลุ่มช่วยกันระดมสมองและจัดทำ presentation

วันเสาร์ ที่ 30 สิงหาคม 2557

การนำเสนอและสรุปผล

08:50 น. – 11:00 น.         นำเสนอผลงานจากภาคปฏิบัติการวิเคราะห์ความเสียหายเป็นรายกลุ่ม

กลุ่มละ 20 นาที โดยนำเสนอ 15 นาที และถาม-ตอบ พร้อมรับฟังคำวิจารณ์

และข้อเสนอแนะจากทีมวิทยากร 5 นาที

ควบคุมโดย ดร.เอกรัตน์ ไวยนิตย์ ดร.ณมุรธา สถิรจินดา และ อ.โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว

(รับประทานอาหารว่างและเครื่องดื่มในระหว่างการนำเสนอผลงาน)

11:00 น. – 12:15 น.         สรุปและมอบใบประกาศนียบัตรพร้อมถ่ายรูปหมู่ร่วมกัน

12:15 น. – 13:00 น.         รับประทานอาหารกลางวันร่วมกัน 

รายละเอียดการลงทะเบียน

ค่าลงทะเบียน

บุคคลทั่วไป                                    28,000 บาท /ท่าน

สมาชิกศูนย์ฯ หรือ สมาคมการกัดกร่อนฯ 25,200 บาท /ท่าน

หมายเหตุ

- อัตราค่าลงทะเบียนรวมค่าอาหารว่าง อาหารกลางวัน อาหารเย็นทุกมื้อ เอกสารประกอบการอบรม 1 ชุด ซีดีไฟล์การนำเสนอของวิทยากร 1 แผ่น ภาพถ่ายหมู่ ใบประกาศนิยบัตร เสื้อเชิ๊ต กระเป๋าสะพายหลัง และภาษีมูลค่าเพิ่ม 7%
- ห้องพักราคาพิเศษ 1800 บาท (จากปกติประมาณห้าพันบาท)

- ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ เป็นหน่วยงานของรัฐ จึงไม่อยู่ในเกณฑ์ที่ต้องหักภาษี 3%

- รับจำนวนจำกัดเพียง 30 ท่านเท่านั้น

- ผู้เข้าร่วมสัมมนาสามารถนำชิ้นส่วนที่เสียหายมาปรึกษาทีมวิทยากรได้ โดยให้สิทธิ์บริษัทละ 1 ตัวอย่าง

ลงทะเบียน

· กรอกข้อความลงในใบสมัคร และส่งทางโทรสาร หมายเลข 0 2564 6505

· ลงทะเบียนผ่านเว็บไซต์

**เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่นั่งในการอบรมเต็ม โปรดทำการลงทะเบียนตามช่องทางดังกล่าวเพื่อสำรองที่นั่งเอาไว้ก่อน แล้วค่อยดำเนินการโอนเงินชำระค่าลงทะเบียนในภายหลัง**

การชำระค่าลงทะเบียน

· เงินสด/ เช็ค สั่งจ่าย MTEC REVENUE

· โอนเงินเข้าบัญชีMTEC REVENUE ธนาคารกรุงเทพ จำกัด (มหาชน) ประเภทออมทรัพย์

สาขาย่อยอุทยานวิทยาศาสตร์ เลขที่บัญชี 080-0-001786(กรุณาส่งหลักฐานการโอนเงินพร้อมระบุชื่อ,หน่วยงาน และหลักสูตรที่สมัครมาทางโทรสาร 0 2564 6505)

สมัครและสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่

งานฝึกอบรม(คุณพลธร เวณุนันท์)

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

โทรศัพท์ 025646500 ต่อ 4677 โทรสาร 0 2564 6505

E-mail : conferences@mtec.or.th

รุ่นที่หนึ่งครับ

ระหว่างฟังการบรรยาย

แบ่งกลุ่มทำ case study ที่ได้รับมอบหมาย

การทดสอบทางกล (micro-hardness)

ฐานการทดสอบแบบไม่ทำลายจากทีมงาน IS industry

ฐานการลอกลายโครงสร้าง (replica testing)

แบ่งกลุ่มเข้าฐานต่างๆ

River mark

นักวิเคราะห์ความเสียหายหลายท่านคงเคยได้เห็นลักษณะที่ปรากฏบนผิวหน้าแตกหักที่มีลักษณะคล้ายกับแม่น้ำสายย่อยต่างๆ ไหลมารวมกันเป็นสายน้ำขนาดใหญ่ที่เราเรียกกันว่า  river mark อยู่ใช่ไหมครับ

แล้วท่านทราบไหมครับลักษณะที่ปรากฏบนผิวหน้าแตกหักดังกล่าวมีประโยชน์ต่อการวิเคราะห์ผิวหน้าแตกอย่างไรบ้าง

ซึ่งรูปแบบดังกล่าวจะแสดงทิศทางการขยายตัวของรอยแตกจากการล้าตัว ภาพด้านบนแสดงตัวอย่างของ river mark ที่ลอกมาจากผิวหน้าแตกหักของเพลาปั๊ม รูปแบบดังกล่าวมักเกิดขึ้นบนพื้นที่ที่มีการขยายตัวของรอยแตกอย่างรวดเร็วของบริเวณที่มีการแตกจากการล้าตัว (fatigue zone) บางครั้งมักพบในบริเวณที่มีการเป็นโซนของผิวหน้าแตกจาก fatigue zone ไปเป็น overload 

River mark ยังสามารถแสดงทิศทางการขยายตัวของรอยแตก บอกทิศทางได้อย่างไร? ก็ให้ลองนึกถึงน้ำแม่ปิง วัง ยม น่าน (ทางเหนือเรียก "แม่น้า" ว่า "น้ำแม่") ซึ่งจะไหมรวมกันเป็นแม่น้ำเจ้าพระยาที่ปากน้ำโพธิ์ บนผิวหน้าแตกหักก็เช่นเดียวกันครับ ก็จะสามารถบอกจุดเริ่มต้นการแตกหักว่ามาจากบริเวณไหน อย่างไรก็ตามรูปแบบดังกล่าวนี้ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์น้อยมากต่อการนำไปวินิจฉัยเพื่อหาสาเหตุของความเสียหาย แต่จะมีประโยชน์อย่างมากในกรณีจุดเริ่มรอยแตกถูกทำลายดังภาพตัวอย่างด้านล่าง

ผลของการเปลี่ยนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเพลา (Influence of Changes in Shaft Diameter)

นักออกแบบทางกลคงจะทราบดีว่าผลของการเปลี่ยนแปลงขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเพลาส่งผลต่อกระจายตัวของแรงเค้น (stress distribution) อย่างไรบ้าง และส่งผลต่อการแตกหักของเพลาได้อย่างไร เราลองมาพิจารณาจากภาพนี้นะครับ

จากภาพที่ปรากฏ หลายท่านน่าจะพออธิบายได้นะครับ

ซึ่งผิวหน้าแตกหักที่เกิดขึ้นในบริเวณดังกล่าวมักโค้งเข้าไปในส่วนที่มี diameter ที่มากกว่าดังภาพประกอบด้านล่าง

ผิวหน้าแตกหักที่เริ่มมาจากจุดที่มีความเข้มของความเค้นสูง (Fracture from the presence of high stress concentration area)

ผิวหน้าแตกหักที่เริ่มมาจากจุดที่มีความเข้มของความเค้นสูงเป็นอย่างไร ลองมาศึกษาจากภาพนะครับ

ผิวหน้าแตกหักของเพลากวนสารเคมีหลังจากใช้งานได้แค่ 2 เดือน

มีอะไรเป็นที่สังเกตบ้างครับ

1.มี ratchet mark แสดงว่าจุดเริ่มต้องมีหลายจุด

2.มี ratchet mark ตัวนี้ยิ่งมากยิ่งแสดงว่าเป็นผลมาจาก stress concentration

3.Fatigue zone กินพื้นที่ประมาณ 95% แสดงว่า stress ที่กระทำน่าจะไม่สูงมากนักและเมื่อดูจาก striation ในภาพด้านล่างที่ถี่ยิบแล้วน่าจะเป็น low stress-high cycle ใช่ไหมครับ?

เมื่อตรวจสอยลึกลงไปด้วยเทคนิค SEM จะได้ลักษณะดังภาพด้านล่างครับ

ภาพ SEM แสดงผิวแตกที่ตำแหน่งต่างๆ

ใครเห็นข้อสังเกตอะไรและสื่อถึงอะไรก็สามารถร่วมแสดงความคิดเห็นกันได้เลยนะครับ

ภาพที่สองอยากจะเตือนนักวิเคราะห์ความเสียหายว่าต้องตรวจสอบผิวหน้าแตกให้ทั่วและต้องหาจุดเริ่มรอยแตกให้เจอ ไม่งั้นคุณจะสรุป failure mode ผิดทันที ซึ่งผมจะมีรายละเอียดในหัวข้อต่อไปในชื่อว่า "Fatigue Dimples" โปรดติดตามครับ....

ความแตกต่างของ fatigue และ corrosion fatigue :ผิวหน้าแตก

หลายคนคงเคยได้ยินและเห็นผิวหน้าแตกหักจากการล้า (Fatigue fracture) มาหลายตัวอย่างแล้ว แต่หลายท่านอาจมีความสงสัยว่า แล้ว Corrosion Fatigue Fracture มีลักษณะเป็นอย่างไร และทั้งสองแบบมีความเหมือนและแตกต่างกันอย่างไร

ผมขอนำภาพร่างของผิวหน้าแตกหักทั้งสองลักษณะมาให้ได้พิจารณากันครับ เผื่อว่าไปเจอเคสจริงจะได้ใช้ในการตัดสินได้

เหล็กกล้าไร้สนิม (ตอนที่ 28):เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเพิ่มความแข็งโดยการตกตะกอนประเภทโลหะผสมกึ่งออสเตนนิติก (Semi-austenitic)

เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเพิ่มความแข็งโดยการตกตะกอนประเภทกึ่งออสเตนนิติก จะต่างจากประเภทมาร์เทนซิติก กล่าวคือ ถ้าผ่านการอบอ่อนจะนิ่มเพียงพอต่อการขึ้นรูป มีโครงสร้างหลังการเย็นตัวจากขั้นตอนการอบอ่อนมาที่อุณหภูมิห้องเป็นออสเตนไนต์ ดังนั้นจึงมีสมบัติค่อนข้างนิ่ม ยืดตัวได้ดี และสามารถขึ้นรูปได้ง่าย แต่โครงสร้างจะเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ที่อุณหภูมิต่ำมาก (ประมาณ -73 องศาเซลเซียส) กล่าวคือ มีอุณหภูมิเริ่มต้นในการเปลี่ยนเฟสเป็นมาร์เทนไซต์ต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง [144] การเปลี่ยนแปลงดังกล่าว เป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มความแข็งให้กับวัสดุก่อนที่จะทำการบ่มแข็ง โลหะผสมกึ่งออสเตนนิติกมีสมบัติในการดูดติดแม่เหล็ก นอกจากนี้ปริมาณของธาตุนิกเกิลจะส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนเฟสไปเป็นมาร์เทนไซต์ (ถ้ามีปริมาณนิกเกิลสูงจะเปลี่ยนเฟสเป็นมาร์เทนไซต์ได้น้อย) และอัตราการแข็งขึ้นจากการขึ้นรูปเย็นของโลหะผสมประเภทดังกล่าวนี้ เช่น เกรด 17-7 PH

ชิ้นส่วนสปริง ซึ่งเป็นชิ้นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์วาล์วควบคุมแรงดันเกินในระบบ (Pressure safety valve; PSV) ทำหน้าที่ป้องกัน Shut down valve (SDV) ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดเพิ่มความแข็งโดยการตกตะกอน (Precipitation hardening stainless steel) เกรด 17-7 PH (ASTM A705) เกิดการแตกหักระหว่างใช้งานเนื่องจากกระบวนการทางความร้อนที่ส่งผลให้เกิด peak hardness