เหล็กกล้าไร้สนิม (ตอนที่ 14) : เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มมาร์เทนซิติก (Martensitic Stainless Steel)

วันนี้ผมจะมานำเสนอเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มที่ 3 คือ กลุ่มมาร์เทนซิติก ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีลักษณะคล้ายกับโลหะผสมเหล็ก-คาร์บอน กล่าวคือ สามารถทำการอบชุบทางความร้อนเพื่อเพิ่มความแข็งและทำให้มีสมบัติเป็นแม่เหล็กได้ มีโครเมียมผสมอยู่ในช่วง 10.5-18% และอาจมีคาร์บอนมากถึง 1.2% (เช่น เกรด AISI 440) [85] ปกติมักถูกนำมาใช้งานในสภาพหลังการชุบแข็งและอบคลายความเค้น (Quenching and Tempering) [86-89] ซึ่งกระบวนการอบชุบทางความร้อน (Quenching Heat Treatment) ประกอบไปด้วยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงประมาณ 980-1100 องศาเซลเซียส [88] ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับส่วนผสมทางเคมีของโลหะผสมและวิธีการขึ้นรูป เพื่อให้วัสดุเปลี่ยนโครงสร้างเป็นออสเตนไนต์ (Austenitizing) และสลายคาร์ไบด์ หรืออยู่ในสภาวะสารละลายอิ่มตัวอย่างยิ่งยวด เรียกกระบวนการดังกล่าวว่า Solution Treatment [90] จากนั้นทำให้เย็นตัวในน้ำ น้ำมัน หรือในอากาศ เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างให้เป็นมาร์เทนไซต์ ซึ่งเป็นเฟสที่มีความแข็งสูง นอกจากนี้โครงสร้างผลึกที่ได้หลังจากการเย็นตัวจะเป็นแบบ BCT (Body-Centered Tetragonal) ทำให้วัสดุมีการขยายปริมาตร (Volume Expansion) หรืออาจกล่าวอีกในนัยได้ว่า มีความเค้นตกค้างภายใน (Residual Stress) นอกจากโครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่ได้หลังจากการชุบแล้ว มักพบคาร์ไบด์ที่ไม่สลายตัว (Undissolved Carbides) คาร์ไบด์ที่เกิดขึ้นใหม่และกระจายตัวอย่างละเอียด ออสเตนไนต์เหลือค้าง (Retained Austenite) และเดลต้าเฟอร์ไรต์ [86-87, 90-91] แม้ว่าโครงสร้างที่ได้หลังจากการชุบแข็งจะมีความแข็งแรงและความแข็งสูง แต่อาจไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงาน ทำให้ทำการตกแต่งทางกลได้ยาก ดังนั้นจึงต้องทำให้เหล็กกล้าอ่อนตัวลง (Softening) รวมทั้งเพิ่มความแกร่ง (Toughening) และความเหนียว (Ductility) และลดความเค้นตกค้างโดยการอบอ่อน (Annealing) ซึ่งโดยทั่วไป มักทำการอบอ่อนที่ช่วงอุณหภูมิ 650-760 องศาเซลเซียส [85] เวลาขึ้นอยู่กับความหนาของชิ้นงาน ทำให้เย็นตัวในเตาในอัตราที่ต่ำกว่า 60 องศาเซลเซียส/ชั่วโมง ลงมาจนถึงอุณหภูมิประมาณ 540 องศาเซลเซียส จากนั้นจึงทำให้เย็นตัวในอากาศจนถึงอุณหภูมิห้อง หลังจากกระบวนการอบอ่อนแล้ว มักทำการอบเพื่อคลายความเค้น (Tempering) โดยให้ความร้อนอีกครั้งในช่วงอุณหภูมิ 540-650 องศาเซลเซียส แล้วทำให้เย็นตัว หรือการให้ความร้อนเหล็กกล้าอีกครั้งที่ช่วงอุณหภูมิ 1000-1070 องศาเซลเซียส แล้วทำให้เย็นตัว และอบคลายความเค้นในช่วงอุณหภูมิที่กล่าวก่อนหน้านี้ โดยโครงสร้างจุลภาคที่ได้จากการอบคลายความเค้นจะเป็นแบบเทมเปอร์ดมาร์เทนไซต์ (Tempered Martensite)

การให้ความร้อนอีกครั้งกับเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกที่อุณหภูมิต่ำกว่า 480 องศาเซลเซียสนั้น จะเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกลเล็กน้อยจากการคลายความเค้น (Stress Relief) ซึ่งเป็นที่ทราบกันทั่วไปว่า การให้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 540-650 องศาเซลเซียส จะใช้สำหรับการอบคลายความเค้น ในขณะที่การให้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 650-760 องศาเซลเซียส จะใช้สำหรับการอบอ่อน [92] เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มดังกล่าวมักเติมธาตุโมลิบดีนัมและนิกเกิล เพื่อปรับปรุงสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนและเพิ่มความแกร่ง นอกจากนี้ยังสามารถเติมธาตุนิกเกิลลงไปเพื่อคงสภาพของโครงสร้างจุลภาคที่ต้องการ และป้องกันการเกิดเฟอร์ไรต์อิสระ (Free Ferrite) ที่มากเกินไปจากการเติมโครเมียมในปริมาณสูง เพื่อปรับปรุงสมบัติต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ต้องระมัดระวังในการเติมธาตุผสมเหล่านี้ เนื่องจาก ถ้ามีปริมาณสูงเกินไปจะได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่ไม่สมบูรณ์

โปรดติดตามตอนต่อไปนะครับ.........จะนำเสนอเกี่ยวกับสมบัติทางกลและด้านต่างๆ

เอกสารอ้างอิง
[85] M. A. Neri, R. Colás. Analysis of a martensitic stainless steel that failed due to the presence of coarse carbides. Materials Characterization 2001; 47(3-4): pp. 283-9.

[86] F. G. Caballero, C. Capdevila, L. F. Alvarez, C. García de Andrés. Thermoelectric power studies on a martensitic stainless steel. Scripta Materialia 2004; 50(7): pp.1061-6.

[87] A. Rajasekhar, G. Madhusudhan Reddy, T. Mohandas, V.S.R. Murti. Influence of austenitizing temperature on microstructure and mechanical properties of AISI 431 martensitic stainless steel electron beam welds. Materials & Design 2009; 30(5): pp. 1612-24.

[88] S. S. M. Tavares, D. Fruchart, S. Miraglia, D. Laborie. Magnetic properties of an AISI 420 martensitic stainless steel. Journal of Alloys and Compounds 2000; 312(1-2): pp. 307-14.

[89] C. García de Andrés, G. Caruana, L. F. Alvarez. Control of M23C6 carbides in 0.45C–13Cr martensitic stainless steel by means of three representative heat treatment parameters. Materials Science and Engineering A 1998; 241(1-2): pp. 211-5.

[90] Jee-Yong Park, Yong-Soo Park. The effects of heat-treatment parameters on corrosion resistance and phase transformations of 14Cr–3Mo martensitic stainless steel. Materials Science and Engineering: A; 449-451: pp. 1131-4.

[91] Y.Y. Song, D.H. Ping, F.X. Yin, X.Y. Li, Y.Y. Li. Microstructural evolution and low temperature impact toughness of a Fe–13%Cr–4%Ni–Mo martensitic stainless steel. Materials Science and Engineering: A 2010; 527(3): pp. 614-8.

[92] Washko SD. Wrougth stainless steels. In: ASM handbook, vol. 1. Metals Park (OH): ASM, 1997. pp. 841– 3.

การกัดกร่อนของท่อใหม่เมื่อต่อกับท่อเก่า (Galvanic corrosion of new pipe in contact with old pipe)

ผู้อ่านหลายท่านอาจเคยพบเจอด้วยตนเองว่า เมื่อเราเอาท่อใหม่มาซ่อมแซมแทนท่อเก่าที่ถูกกัดกร่อนหรือเสียหาย โดยเฉพาะท่อที่ฝังอยู่ใต้ดิน แต่พอหลังจากใช้งานได้ไม่นาน ปรากฏว่าท่อใหม่เกิดการกัดกร่อนเกิดขึ้น ทั้งๆ ที่ท่อที่นำมาเปลี่ยนนั้นก็มี spec เหมือนท่อเก่า (ดูรูปที่ 1) สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ เพราะอะไร? ผมมีเหตุผลมาอธิบายครับ.....

รูปที่ 1 การกัดกร่อนของท่อเหล็กกล้าที่ฝังใต้ดินเมื่อมีการเชื่อมต่อระหว่างท่อเก่ากับท่อใหม่

จากที่เราได้เรียนรู้มาในหัวข้อการกัดกร่อนแบบกัลวานิก (Galvanic corrosion) แล้วว่า โลหะที่มีศักย์ไฟฟ้าที่เป็นลบมาก เมื่อนำมาต่อกับโลหะที่อยู่ในตารางที่ต่ำกว่าจะเกิดการกัดกร่อน  เช่น ถ้านำท่อน้ำที่ทำจากเหล็กกล้า  (steel)  ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า (ติดลบน้อยกว่า) มาต่อกับวาวทองเหลือง (brass valve) จะเกิดการกัดกร่อนที่ท่อน้ำขึ้น (ดังรูปที่ 2)

รูปที่ 2 การกัดกร่อนของโลหะต่างชนิดที่มีศักย์ไฟฟ้าการกัดกร่อน (Corrosion Potential) ต่างกัน

(http://www.corrconnect.com/cp1_inspect_protect/dissimilar-metal-galvanic-corrosion-cell)

จากปรากฏการณ์ดังกล่าวก็สามารถนำมาอธิบายได้ว่า เพราะเหตุใดเมื่อนำท่อใหม่มาต่อเข้ากับท่อเก่าซึ่งเป็นท่อเห็กกล้าคาร์บอนที่ฝังอยู่ใต้ดิน จึงเกิดการกัดกร่อนขึ้นกับท่อใหม่ในอัตราที่เร็วมาก เมื่อพิจารณาจากตารางด้านล่าง จะเห็นว่าท่อเก่าซึ่งมีสนิมเกาะติดจะมีศักย์ไฟฟ้าการกัดกร่อนสูงกว่าท่อที่มีสภาพใหม่ (ค่าศักย์ไฟฟ้าการกัดกร่อนต่ำจะไวต่อการกัดกร่อนมากกว่าโลหะที่มีค่าศักย์ไฟฟ้าการกัดกร่อนสูง) เมื่อโลหะที่มีค่าศักย์ไฟฟ้าการกัดกร่อนที่ต่างกันมาต่อจะส่งเสริมให้เกิดการกัดกร่อนแบบกัลวานิก (Galvanic corrosion)

ดังนั้นการกัดกร่อนจึงเกิดขึ้นกับท่อใหม่ และจะเกิดอัตราที่เร็วมากถ้ามีสัดส่วนของพื้นที่อาโนด/คาโธดต่ำ (อาโนดเล็ก คาโธดใหญ่) ดังรูปที่ 3

รูปที่ 3 การกัดกร่อนระบบท่อที่ฝังใต้ดินในกรณีที่นำท่อใหม่มาต่อกับท่อเก่า

(http://www.corrconnect.com/cp1_inspect_protect/dissimilar-metal-galvanic-corrosion-cell)

ลักษณะดังกล่าวนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นกับระบบท่อเก่าที่มีการเจียรผิว ซึ่งบริเวณดังกล่าวจะมีสภาพผิวที่ใหม่กว่า และ/หรือระบบท่อที่มีการขูดขีด หรือเสียดสี (รูปที่ 4) ลักษณะทางกายภาพดังกล่าวจะส่งเสริมให้เกิดการกัดกร่อนขึ้นกับชิ้นส่วนของเราได้

รูปที่ 4 ท่อที่มีรอยขีดข่วนสามารถส่งเสริมให้เกิดการกัดกร่อนได้ (ระบบท่อที่ใช้ระบบ Cathodic protection)

(http://www.corrconnect.com/cp1_inspect_protect/dissimilar-metal-galvanic-corrosion-cell)

ความเสียหายจากการแกว่งตัวของสะพาน (Vibration Failure of Bridge)

เหตุการณ์ความเสียหายที่สะเทือนใจชาวโลกที่ผ่านมาอีกเหตุการณ์หนึ่งก็คือ ชาวกัมพูชาเหยียบกันตายบนสะพาน โดยคนที่อยู่ในเหตุการณ์บางคนบอกว่า คนสะพานแกว่ง ผู้คนที่มีมากถึง 7000-8000 คน ก็เลยตกใจแล้วทำให้เกิดการโกลาหลจนเหยียบกันตายในที่สุด (อาจเป็นอีกเหตุผลหนึ่ง)

เพื่อให้ผู้อ่านได้เห็นภาพที่ชัดเจนว่าการแกว่งของสะพานนั้นน่ากลัวเพียงใด โปรดดูจากวีดีโอข้างล่างนี้เลยครับ ซึ่งเป็นการแกว่งของสะพานเนื่องจากแรงลม

เหตุการณ์แบบนี้เราคงไม่อยากเห็นบ้านเรา เพราะมันน่ากลัวจริงๆ.....

เหล็กกล้าไร้สนิม (ตอนที่ 13) : ข้อเสียของเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอริติกและการแก้ไข

ตอนนี้จะเป็นตอนสุดท้ายของเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอริติก ซึ่งผมจะกล่าวถึงข้อเสียและแนวทางการแก้ไข มีรายละเอียดดังนี้ครับ..

จากข้อเสียของเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอริติกที่ไวต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน เนื่องจากการตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์และไนไตรด์ตามขอบเกรน ดังนั้นการลดปัญหาดังกล่าวจึงสามารถดำเนินการได้ 2 แนวทาง [75] กล่าวคือ วิธีที่ 1 ลดปริมาณคาร์บอนและไนโตรเจนที่เจือปนในเหล็กกล้าให้มีปริมาณต่ำสุด คือ มีส่วนผสมของทั้ง 2 ธาตุไม่ควรเกิน 0.01wt% [81] อย่างไรก็ตาม ระดับคาร์บอนที่ต่ำแม้จะหน่วงการตกตะกอนตามขอบเกรนได้ แต่ไม่สามารถป้องกันการตกตะกอนได้ และเป็นที่ทราบกันดีว่า กระบวนการผลิตเหล็กกล้าที่พยายามลดปริมาณคาร์บอนให้ต่ำ มักส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้นและมีขั้นตอนที่ยุ่งยาก ดังนั้นโดยส่วนใหญ่จึงมักเลือกใช้วิธีที่ 2 [70] คือ เพิ่มธาตุผสมที่สามารถจับตัวกับคาร์บอนได้ดีกว่าโครเมียมลงไปในเหล็กกล้า เช่น ไนโอเบียม ไทเทเนียม เซอโคเนียม และวาเนเดียม แต่ธาตุที่นิยมเติมมากที่สุด คือ ไนโอเบียมและไทเทเนียม ผลจากการเติมธาตุทั้งสอง นอกจากจะเพิ่มคุณภาพที่ดีของผิวหน้าชิ้นงานแล้ว ยังเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูปและการเชื่อม มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงเพิ่มขึ้น ต้านทานการล้าเนื่องจากความร้อนได้มากกว่าเดิม และต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนจากของเหลวได้ดีขึ้น ในปัจจุบันมีความเชื่อกันว่า การเพิ่มความเสถียรของเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอริติก เพื่อให้ได้สมบัติที่ดีนั้นควรมีสัดส่วนของไนโอเบียมต่อไทเทเนียมที่ 2:1 [74] นอกจากนี้เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอริติกยังมีความนิ่มกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มอื่นๆ [69] จึงมักไม่นิยมนำไปประยุกต์ใช้งานที่มีการเสียดสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถูกใช้งานในช่วงอุณหภูมิ 900-1100 องศาเซลเซียส [83] เช่น ในระหว่างการรีดร้อน (Hot Rolling) ซึ่งความแข็งจะลดลงอย่างมาก

เป็นที่ทราบกันทั่วไปว่า การตกตะกอนของเฟสซิกม่าและคาร์ไบด์ชนิด M23C6 ส่งผลต่อการลดความเหนียวและความแกร่งของวัสดุนั้น สามารถละลายกลับไปในโครงสร้างพื้นได้ด้วยกระบวนการทางความร้อน โดยทั่วไป การสลายเฟสซิกม่ามักดำเนินการที่ช่วงอุณหภูมิมากกว่า 900 องศาเซลเซียส ในขณะที่ถ้าต้องการป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์ชนิด M23C6 ควรทำให้เย็นอย่างรวดเร็วหลังจากการให้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 1050-1100 องศาเซลเซียส และใช้เวลาเพียงพอในการสลายคาร์ไบด์ [69] เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติกที่ผ่านกระบวนการทางความร้อนอย่างถูกต้องเหมาะสม จะมีความเหนียวและความแกร่งเพิ่มข้น รวมทั้งความต้านทานการกัดกร่อน แต่ต้องไม่อบในสภาวะที่ส่งเสริมให้เกิดคาร์ไบด์ชนิด M23C6 และเฟสซิกม่าอีกครั้ง

ความสัมพันธ์ระหว่างเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดต่าง ๆ ในกลุ่มเฟอริติกแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 แผนผังแสดงความสัมพันธ์ระหว่างเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดต่างๆ ในกลุ่มเฟอริติก

สำหรับตอนหน้าผมจะมานำเสนอเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มมาร์เทนซิติกตอนแรก คอยติดตามนะครับ

การทดสอบความต้านทานต่อการสูญเสียสังกะสีในทองเหลือง (Dezincification Testing)

วันนี้มีโอกาสได้ทสอบการกัดกร่อนของทองเหลืองให้กับลูกค้ารายหนึ่ง เขาต้องการทราบความต้านทานต่อ dezincification ผมเห็นว่าน่าจะมีประโยชน์สำหรับหลายท่าน ที่ผลิตชิ้นส่วนสุขภัณฑ์เพื่อการส่งออกทั้งหลาย จึงขออนุญาตนำมาเผยแพร่

จากประสบการณ์ที่ผมเคยทดสอบความต้านทานของชิ้นส่วนทองเหลืองทั้งประเภทหล่อ (Casted brass) และตีขึ้นรูป (Forged brass) จะดำเนินการตาม European Standard คือ BS EN ISO 6509 โดยมีขั้นตอนการทดสอบคร่าวๆ ดังนี้

(เคยเขียนรายงานส่งลูกค้าเป็นภาษาอังกฤษ ขี้เกียจแปล เลยขออนุญาตนำมาวางเลยละกัน ถ้าไม่เข้าใจตรงไหน ถามที่ด้านล่างเลยครับ)

1. Reagent and materials
Use only reagents of recognized analytical grade and distilled water or water of equivalent purity.

1.1 Copper (II) Chloride 1% (m/m) solution, freshly prepared.

Dissolve 12.7 g of copper (II) chloride dehydrate (CuCl2.H2O) in water and make up the volume to 1000 ml.

1.2 Phenolic resin

The other non-conducting material with similar properties, for embedding the test pieces.

1.3 Ethanol for cleaning the test pieces.

2. Test Pieces

2.1 The test pieces as shown in Fig. 1 were taken from the perpendicular and longitudinal shaping direction of casted brass and forged brass samples. They were prepared by sawing and grinding with light pressure, that the properties of the materials are unaffected.

รูปที่ 1 ตัวอย่างชิ้นส่วนทองเหลืองที่ขึ้นรูปต่างกันและใช้ในการทดสอบ

2.2 The areas of each test piece to be exposed were approximately 100 mm2.

3. Preparation of test pieces

3.1 The test pieces were embedded in the phenolic resin, and the test surfaces ground using wet abrasive paper, finishing with 500 grits or finer.

3.2 The test surfaces were cleaned with ethanol prior to testing.

4. Procedures

4.1 Positioning of test pieces for test
The test pieces were placed in the beaker containing the Copper (II) chloride solution so that the test surfaces are vertical and at least 15 mm above the bottom of the beaker. The plastic foil shall then be placed over the beaker and secured.

4.2 Operating conditions
4.2.1 The beaker containing the test pieces were placed in the thermostatically controlled bath, the temperature of which were maintained at 75 +- 5 C during the entire exposure period.
4.2.2 Different alloys shall not be tested simultaneously in the same beaker.

4.3 Duration of test
The pieces were exposed continuously for 24 hours. At the end of this period, they were removed from the beaker, washed in water, in the ethanol and allowed to dry.

4.4 Preparation of section for microscopic examination
Microscopic examination of test pieces was carried out as soon as possible after exposure. If the test pieces that stored before microscopic examination, they were kept in a desiccator. Each test piece were sectioned at right angles to the exposed test surface and ground and polished for microscopic examination. The total lengths of section through the exposed surface were not less than 5 mm.

4.5 Microscopic examination
4.5.1 The micro-section prepared from each test area was examined using an optical microscope and the maximum depths of dezincification were recorded. The appropriate magnifications were used to provide the greatest accuracy of measurement.

4.5.2 The length of the section examined was the maximum possible length. If there is evidence of edge effects, for example a greater depth of dezincification along the line of the interface between the mounting material and the brass, the maximum depth of dezincification were measured at a sufficient distance from the interface to render such edge effects negligible.

สำหรับการประเมินว่าผ่านหรือไม่ผ่าน
The sample passes the test if the maximum depth of dezincification in a forging or in the transverse direction of extruded material does not exceed 100m m. A maximum depth of 200 mm is permitted in the longitudinal direction of extruded material.

รูปที่ 2 ตัวอย่างการวัดความลึกของการเกิด dezincification

รูปที่ 3 ภาพขยายแสดงการเกิด dezincification

การเสียหายของชิ้นส่วนยึดปั๊ม (Failure of Flexible Pump Connector)

ข้อมูลเบื้องต้น

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

การวิเคราะห์โครงสร้างทางจุลภาค

โครงสร้างทางจุลภาคของชิ้นงานที่เสียหายแสดงให้เห็นว่าวัสดุขึ้นรูปเย็นในปริมาณสูง มีโครงสร้างเป็นแบบออสเตนนิติก และพบการแตกแบบผ่าเกรน (transgranular)

สรุปผล

การวิเคราะห์ความเสียหายของตัวยึดปั๊มแสดงให้เห็นลักษณะที่สำคัญ 3 ประการ

1. การแตกร้าวเกิดจากกลไกการล้าตัว

2. รอยแตกมีการขยายตัวกว้างขึ้นหลังจากมีการแตกไปแล้ว และ

3. ชิ้นงานมีรอยกดทับอย่างรุนแรงบนด้านข้างของผิวหน้าแตกหักก่อนที่ความเสียหายจะเกิดขึ้น

จากสิ่งที่ปรากฏสามารถสรุปความเสียหายได้ว่าชิ้นงานได้เกิดการเสียหาย (รอยกดทับด้านข้าง) ก่อนการติดตั้ง ภายหลังการติดตั้งผิวหน้าด้านที่ถูกกดทับตกอยู่ภายใต้สภาวะการรับความเค้นแรงดึงสูง เมื่อปั๊มเริ่มการใช้งานจึงทำให้ท่อเกลียวได้รับความเค้นจากการสั่นเป็นคาบ ความเค้นเป็นคาบรวมกับการรับความเค้นแรงดึงสูงเป็นสาเหตุนำไปสู่การเสียหายของท่อเกลียว ค่าความเค้นแรงดึงที่สูงและค่าความเค้นคาบที่ต่ำเป็นประเด็นหลักที่ทำให้เกิดการล้าตัว ค่าความเค้นแรงดึงในบริเวณที่ถูกกดค่อนข้างจะสูง ซึ่งตัดสินจากปริมาณพื้นที่ที่รอยแตกกว้างออก

จรรยาบรรณนักวิเคราะห์ความเสียหาย (8)

จรรยาบรรณของนักวิเคราะห์ความเสียหายข้อที่ 5

"วิศวกรต้องสร้างชื่อเสียงในวิชาชีพ จากคุณค่าของงาน และต้องแข่งขันกันอย่างยุติธรรม" 

บ่อยครั้งที่เราเจอคำถามว่า เราจะตัดสินใจอย่างไร? ใครจะเป็นคนตรวจสอบที่เที่ยงธรรม? ถ้าเรามีความโชคดี ได้รับมอบโอกาสในการรับงาน ถามว่ารายงานของเราที่ตีพิมพ์ออกไปจะทำให้เกิดความยุติธรรมกับคนที่เกี่ยวข้องไหม ความยุติธรรมเป็นแนวคิดที่ยากต่อการประเมิน เพราะบางครั้งไม่ได้วัดกันที่ปริมาณ แต่ขึ้นอยู่ความพึงพอใจของทุกๆฝ่าย แน่นอนความรู้ไม่ใช่ของฟรี ดังนั้นอาจจะพูดได้ว่าการให้บริการที่ดีจะมาคู่กับค่าบริการที่สูง


สำหรับหลักจรรยาบรรณในข้อนี้มีหลักปฏิบัติ คือ เราจะต้องไม่ใช้ข้อได้เปรียบหรือตำแหน่งอันมีอภิสิทธิ์ไปแย่งประมูลงานจากคนอื่น ไม่แอบอ้างผลงานของคนอื่นมาเป็นผลงานของตนเอง ต้องให้เกียรติผลงานของวิศวกรผู้นั้น ไม่ทำให้เกิดการเสื่อมเสียต่อชื่อเสียงของวิชาชีพอื่น ไม่แทรกแซงงานของวิศวกรท่านอื่น ไม่แข่งขันกับวิศวกรท่านอื่นด้วยการตัดราคา และพึงรับงานจากผู้ว่าจ้าง หรือลูกค้า โดยคำนึงถึงความเป็นอิสระทางวิชาชีพเป็นสำคัญ