บริษัท เอ็ม.ซี.เอส.สตีล จำกัด...

เปนผผลต และตดตงงานโครงสรางทมกำลง

การผลต 5,000-6,000 ตน/เดอน โดยเรา

ไดผลตใหกบลกคาโดยตรงในประเทศ และ

สงออกไปยงประเทศเทศญปนถง รอยละ 90

สนคาของเราไดการรบรองมาตรฐานสากล

เปนทยอมรบในประเทศไทย และประเทศญป น

ตามนโบบายคณภาพทวา

บรษท เอม.ซ.เอส.สตล จำกด (มหาชน)

M.C.S.STEELPUBLIC COMPANY LIMITEDBetter than yesterday, everyday

www.mcssteel.com

M.C.S. Steel Public Company Limited 70 Moo 2 Changyai, Bangsai, Ayutthaya 13290, Thailand Tel (66) 035-283191-4 Fax (66) 035-283314, 283199 E-mail : [email protected], www.mcssteel.com

วารสารวชาการสถาบนการเชอมแหงประเทศไทย ปท 2 ฉบบท 1 ป 2559 (มกราคม – มถนายน 2559) ISSN: 2465-406X

เจาของ สถาบนการเชอมแหงประเทศไทย ทปรกษา ศาสตราจารย ดร.ธรวฒ บณยโสภณ อธการบดมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รองศาสตราจารย ดร.บรรเลง ศรนล อดตอธการบดมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ หวหนากองบรรณาธการ ผชวยศาสตราจารย ดร.พนาฤทธ เศรษฐกล มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รองหวหนากองบรรณาธการ รองศาสตราจารย ศรพร ดาวพเศษ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ผชวยศาสตราจารย ดร.เมธพจน พฒนศกด มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ผทรงคณวฒ Prof. Dr.-Ing. Fritz Hartung University Dortmund and University of Applied Sciences

Trier, Germany รองศาสตราจารย ดร.สมบต ทฆทรพย มหาวทยาลยอสเทรนเอเชย รองศาสตราจารย ดร.วลลภ พฒนพงศ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รองศาสตราจารย ดร.บณฑต สขสวสด มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รองศาสตราจารย ดร.พเชษฐ ศรยรรยงค มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รองศาสตราจารย ตรเนตร ยงสมพนธเจรญ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ผชวยศาสตราจารย ดร.วฒนา แกวมณ สถาบนนวตกรรมเทคโนโลยไทย-ฝรงเศส ผชวยศาสตราจารย ดร.วชาญ ชวยพนธ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลกรงเทพ ผชวยศาสตราจารย ยคล จลอภย นกวชาการอสระ ผชวยศาสตราจารย ณฐ แกวสกล มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร อาจารย ดร.กตตชย โศจพนธ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ดร.สมนก ฉตรจว บรษท เอกซเพททม จ ากด นายสมพงษ เมธาสถตยสข สมาคมผกอสรางงานเหลกไทย นายวรตน ชนะสทธ สภาอตสาหกรรมแหงประเทศไทย นายสชน คธาวธ สมาคมการเชอมและการตรวจสอบแหงประเทศไทย นายมนศกด ฤกษปาณ บรษท ไอเอส อนดสทรย (ไทยแลนด) จ ากด นายช าน โมสกล บรษท ลอยด รยสเตอร อนเตอรเนชนแนล ประเทศไทย จ ากด นายภร กาลเนาวกล มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

ผทรงคณวฒ (เฉพาะฉบบ) รองศาสตราจารย ดร.บรรเลง ศรนล มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รองศาสตราจารย ดร.สมบต ทฆทรพย มหาวทยาลยอสเทรนเอเชย รองศาสตราจารย ดร.วลลภ พฒนพงศ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รองศาสตราจารย ตรเนตร ยงสมพนธเจรญ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ผชวยศาสตราจารย ยคล จลอภย นกวชาการอสระ อาจารย ดร.กตตชย โศจพนธ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ นายวรตน ชนะสทธ สภาอตสาหกรรมแหงประเทศไทย นายสชน คธาวธ สมาคมการเชอมและการตรวจสอบแหงประเทศไทย นายมนศกด ฤกษปาณ บรษท ไอเอส อนดสทรย (ไทยแลนด) จ ากด นายช าน โมสกล บรษท ลอยด รยสเตอร อนเตอรเนชนแนล ประเทศไทย จ ากด นายภร กาลเนาวกล มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

ฝายประสานงานและจดการ นางสาวสกาญจนา เลขพฒน นางสาวอนวดา ทฆทรพย นางสาวกนกวรรณ จตตงามข า

วตถประสงค

1. เพอสนบสนนและกระตนใหมการเขยนผลงานทางวชาการ 2. เพอเผยแพรผลงานทางวชาการของคณาจารย นกวชาการ และนกศกษา ทงภายในและภายนอกมหาวทยาลยฯ 3. เพอเปนสอกลางทางการศกษา คนควา และเผยแพรความรทางวชาการ

การสงบทความ

1. สงทาง E-mail เปน Microsoft Word Document และ PDF ไฟลไปท [email protected], [email protected] 2. สงตนฉบบทางไปรษณยไปทส านกงาน

ก าหนดการออกวารสาร ปละ 2 ฉบบ ฉบบท 1 มกราคม - มถนายน ฉบบท 2 กรกฎาคม - ธนวาคม ลกษณะบทความ

1. ตองไมเคยเผยแพรในวารสารอนใดมากอนหรอไมอยในขนตอนการพจารณาเพอเผยแพรในวารสารอน ๆ 2. ตองเปนผลงานวจยทมผลกระทบในวงกวาง

ส านกงาน สถาบนการเชอมแหงประเทศไทย

1518 ถนนประชาราษฎร 1 แขวงวงศสวาง เขตบางซอ กรงเทพฯ 10800 โทร 02 555 2512 โทรสาร 02 585 3810 E-mail: [email protected], [email protected]

บทความทลงพมพเปนขอคดเหนของผเขยนเทานน ผเขยนจะตองเปนผรบผดชอบตอผลทางกฎหมายใด ๆ ทอาจจะเกดขนจากบทความนน

วารสารวชาการสถาบนการเชอมแหงประเทศไทย The Journal of Welding Institute of Thailand

ISSN : 2465-406X

ปท 2 ฉบบท 1 มกราคม – มถนายน 2559 Vol. 2, No. 1, January – June 2016

บทความวจย แบบจ าลองไฟไนตเอลเมนตของการเกดความเคนตกคางในการเชอมพอลเมอรและพลาสตกโดยใชโลหะแผนรอน Finite Element Modeling of Residual Stress Formation in Hot Plate Welding of Polymers and Plastics

1

กตตชย โศจพนธ

บทความวชาการ

การเชอมเหลกกลาผสมต าและเหลกกลาผสมสง Black-White Welding

7

บรรเลง ศรนล, กอบบญ หลอทองค ำ, Fritz Hartung

มาตรฐานการตรวจสอบส าหรบ Inspector ทเกยวของกบงาน In-Service Inspection ในอตสาหกรรม Oil & Gas 15

สมพล เพชรฤทธ

ลวดเชอมมสารพอกหมส าหรบเหลกกลาไมเจอ Covered Electrode for Non-Alloy Steels

21

ยคล จลอภย

กระบวนการเชอมแบบใตฟลกซกบอตสาหกรรมตอเรอ Submerged Arc Welding Process and Ship Building Industry

30

ธนวฒน ศรสถยร, วทยำ รตนสภำ, กตตชย โศจพนธ

JWIT The Journal of Welding Institute of Thailand, Vol. 2, No. 1, January – June 2016 | 1

แบบจ าลองไฟไนตเอลเมนตของการเกดความเคนตกคางในการเชอมพอลเมอรและพลาสตกโดยใชโลหะแผนรอน

Finite Element Modeling of Residual Stress Formation in Hot Plate Welding of Polymers and Plastics

กตตชย โศจพนธ (Kittichai Sojiphan)1*

1 ภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมการเชอม วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ. 1518 ถนนประชาราษฎร 1 แขวงวงศสวาง เขตบางซอ กรงเทพฯ 10800 โทร (02) 555-2000 ตอ 6406

([email protected])*

บทคดยอ

ระเบยบวธไฟไนตเอลเมนตเปนวธหนงทสามารถน ามาใชค านวณหาคาความเคนตกคางทเกดขนในชนงานได บทความนกลาวถงกระบวนการเชอมพอลเมอรและพลาสตกโดยใชโลหะแผนรอน และท าการค านวณหาคาการกระจายตวของความเคนตกคางในชนงานโพลคารบอเนตทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอนทอณหภม 230-250 องศาเซลเซยส เปนเวลา 35-60 วนาท โดยใชโปรแกรม ANSYS 11.0 จากผลการค านวณพบวาคาความเคนตกคางมขนาดสงทบรเวณใกลผวสมผสโลหะแผนรอนและมขนาดแตกตางกนทเวลาตางกนและใชพารามเตอรในการเชอมทตางกน ค าส าคญ: ระเบยบวธไฟไนตเอลเมนต, ความเคนตกคาง, การเชอมดวยโลหะแผนรอน, โพลคารบอเนต, การเชอมพลาสตก

Abstract

Finite element modeling is a popular method used to calculate residual stress within the material. In this article, hot plate welding process of polymer and plastic is discussed. The residual stress distribution within polycarbonate samples subjected to hot plate welding at 230-250oC with welding time of 35-60 seconds were calculated using ANSYS 1 1 . 0 finite element software. The results show increasing residual stress in the region near the hot plate and the values of residual stress vary with time and parameters used during hot plate welding. Keyword: finite element modeling, residual stress, hot plate welding, polycarbonate, plastic welding

1. บทน า การเชอมพอลเมอรและพลาสตกโดยใชโลหะแผน

รอน (hot plate welding) เปนวธทนยมส าหรบเชอมชนสวนเทอรโมพลาสตก โดยเฉพาะในอตสาหกรรมชนสวนยานยนต โดยอาศยความรอนจากโลหะแผนรอนทอณหภมสง (สงกวาจดหลอมเหลวของวสดประมาณ 30-100oC) มาสมผสกบผวของชนงานทตองการจะเชอมเขาดวยกนเปนระยะเวลาหนงจนกระทงเกดชนการหลอมละลาย (melt layer) จงน าโลหะแผนรอนออกกอนจะกดชนงานทหลอมเขาดวยกนและใหชนงานเยนตวลง ดงแสดงในรปท 1 ซงในทางปฏบตจะตองเลอกอณหภมของโลหะแผนรอน และเวลาในการสมผสใหเหมาะสมเพอใหไดชนหลอมละลายทหนาพอเหมาะส าหรบการกดรด (squeeze out) [1]

รปท 1 การเชอมพอลเมอรและพลาสตกโดยใชโลหะแผนรอน

ความรอนและแรงกดในขณะเชอม สงผลใหเกด

ความ เคนตกคา ง (residual stress) สะสม ในชน ง านโดยเฉพาะบรเวณใกลแนวเชอม ซงอาจจะไมสามารถสงเกตเหนไดอยางชดเจน นอกจากจะมแรงจากภายนอกมากระท า หรอไดรบผลกระทบจากสภาวะแวดลอม ท าใหชนงานหรอโครงสรางเกดการช ารดเสยหายได อนเนองมาจากอายการใชงานหรอความตานทานความลา (fatigue life) ลดลง ความทนตอการแตกหก (fracture toughness) ลดลง ความสามารถในการรบแรงในสภาวะ

2 | JWIT The Journal of Welding Institute of Thailand, Vol. 2, No. 1, January – June 2016

สถต (static loading) และสภาวะพลวต (dynamic loading) ลดลง นอกจากนความเคนตกคางยงท าใหเกดรอยแตกหรอผวแตก (cracking and crazing) ในชนงานได โดยเฉพาะเมอสมผสกบสารละลาย (solvent) [2-5] อยางไรกตามความเคนตกคางอาจมประโยชนในการเพมความแขงแรง (strength) ใหกบโครงสรางภายใตแรงดง (tensile loading) [6, 7]

เทคนคทนยมใชในการวดหาคาความเคนตกคางในชนงานพลาสตก ไดแก เทคนค photoelasticity และการทดสอบดวยสารละลาย (GE solvent test) [8, 9] การวดคาความเคนตกคางทเกดขนในระหวางการเชอมชนงานพอลเมอรหรอพลาสตกโดยใชโลหะแผนรอนจะชวยลดความเสยงหรอปองกนความเสยหายทจะเกดขนในชนงาน

อยางไรกตามการค านวณหาความสมพนธเพอท านายคาของความเคนตกคางในชนงานทเกดขนจากการใชพารามเตอรในการเชอมยงมขอจ ากดอยมาก วธทนยมใชในการค านวณหาคาความเคนตกคางทเกดขน คอการใชระเบยบวธไฟไนตเอลเมนต ซงสามารถใชสรางแบบจ าลองทางวศวกรรมศาสตรและคณตศาสตรข นสงได แตขอจ ากด คอขอมลสมบตทางกลและสมบตทางความรอนของวสด โดยเฉพาะอยางยงทอณหภมและอตราการเปลยนแปลงอณหภมทสงมาก รวมถงการกระท าจากแรงภายนอกทมความซบซอน ยงมไมเพยงพอส าหรบแตละชนดของวสดหรอกระบวนการ ท าใหแบบจ าลองทผานมาอาจยงไมสามารถท านายคาความเคนตกคางไดแมนย านก เนองจากตองอาศยสมมตฐานจ านวนมากในการสรางโมเดลส าหรบวสดชนดตาง ๆ

จากการทบทวนวรรณกรรมงานวจยทเกยวของ [10, 11, 12] พบวา ไดมการศกษาการกระจายของอณหภมในชนงานโพลคารบอเนต (Polycarbonate) ทเชอมโดยการใชโลหะแผนรอน และท าการวดและค านวณหาคาของความเคนตกคางในชนงานโดยใชโปรแกรม ABAQUS โดยใชสมบตทางความรอนทเปนฟงกชนของอณหภม รวมถงการสรางความสมพนธของสมบตทางกล คอความหนดหรอความยดหยน (viscoelastic property) ของโพลคารบอเนต เพอจ าลองพฤตกรรมการไหลในสภาวะก งของแขงทอณหภมตาง ๆ ผวจยไดปรบปรงแบบจ าลองของ Lu [10] โดยปรบจากคา Relaxation modulus ของโพลคารบอเนตทมความสมพนธตาม William-Landell-Ferry Shift Equation ในแบบจ าลองของ Lu [10] มาใช เ ปนค า Relaxation modulus ทมความสมพนธตามสมการในรปแบบของ

Arrhenius-type [12] แทน โดยใชโปรแกรม ANSYS 11.0 เพอท าการศกษาและเปรยบเทยบคาความเคนตกคางในชนงานโพลคารบอเนตทเชอมดวยกระบวนการเชอมโดยใชโลหะแผนรอน [13, 14, 15]

2. วธการด าเนนการวจย

ในงานวจยน ไดใชระเบยบวธไฟไนตเอลเมนตบนโปรแกรม ANSYS 11.0 [15] เพอศกษาคาการกระจายตวของอณหภมและคาความเคนตกคางบนชนงานโพลคารบอเนต ทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอนทอณหภม 230-250 องศาเซลเซยส เปนเวลา 35-60 วนาท ซงเปนชวงอณหภมและชวง เวลาท ใชในการเช อมชนงานโพลคารบอเนตโดยใชโลหะแผนรอน [1] โดยท าการค านวณแบบแยกโมเดลระหวางการค านวณทางความรอนกอนทจะน าผลการกระจายความรอนทไดมาค านวณทางกลเพอค านวณหาคาความเคน ความเครยด และคาความเคนตกคางในชนงานตอไป โดยเลอกใชเอลเมนตแบบ 8 โหนด (node) ชนด PLANE77 ส าหรบการค านวณทางความรอน (Thermal modeling) และ VISCO88 ส าหรบการค านวณทางกล (Mechanical modeling) โดยสมมตฐานของโมเดลทก าหนดไว ไดแก การท าโมเดลแบบสองมต (2-D modeling) การค านวณโดยแยกโมเดลความรอนและโมเดลทางกล (Uncoupled thermal-mechanical analysis) การใชชนงานเพยง 1 ใน 4 สวน เน องจากชนงานสมมาตร คณสมบตของวสด ไมขนกบทศทาง (isotropic) และเปลยนแปลงตามอณหภม โมเดลไมไดพจารณาความตานทานทางความรอน (Thermal contact resistance) แตพจ า รณาการสญ เสยความ รอนแบบแพร ก ระจาย (convection) กบบรรยากาศ และ โมเดลนไมไดพจารณาคณสมบตทางการไหล (Rheological behavior) ของวสดขณะหลอมละลาย แตค านวณแคคาของความเคนตกคางเนองจากอณหภม (Thermal residual stress) เทานน

ในโมเดลนไดใชโมเดลวสดของโพลคารบอเนตจากคาสมบตทเปลยนแปลงทางอณหภมตามงานวจยของ Lu [10] ไดแก คาความรอนจ าเพาะ (specific heat) คาการน าพาความรอน (thermal conductivity) และ คาความหนาแนน (density) ดงแสดงในรปท 2, 3, 4 ตามล าดบ สมบตทางกลของโพลคารบอเนต ไดใชคาความเคนขณะผอนคลาย (Stress relaxation) จากงานวจยของ Malik, et al. [12] โดยวธการสรางโมเดลวสด หรอคาความสมพนธระหวางคาของ Relaxation modulus กบอณหภมและเวลา


ไดมการอธบายวธการและขนตอนไวในงานวจยทผานมา [13, 14] และแสดงเปนกราฟ Master curve ในรปท 5

รปท 2 ค าความสมพนธระหว างค าความรอนจ า เพาะของ polycarbonate กบอณหภม [10, 11]

รปท 3 คาความสมพนธระหวางคาการน าพาความรอนของ polycarbonate กบอณหภม [10, 11]

รปท 4 คาความสมพนธระหวางความหนาแนนของ polycarbonate กบอณหภม [10, 11]

รปท 5 Master Curve แสดงความสมพนธแบบลอกการทมระหวางค า Relaxation modulus ER(t) กบ เ ว ล า ข อ ง polycarbonate ทอณหภม 25 องศาเซลเซยส โดยค านวณจาก TN-shift function [14]

ส าหรบคา Relaxation modulus ของโพลคารบอเนดทอณหภมหอง ในโปรแกรม ANSYS 11.0 [15] จะตองใสคาสมบตทางกลส าหรบเอลเมนต VISCO88 ในรปแบบของคา G(t) = E(t)/[2*(1+)] (Shear relaxation modulus) และ K(t) = E(t)/[3*(1-2*)] (Bulk relaxation modulus) โ ดยท E(t) คอคา Relaxation modulus ในรปท 5 และ คอคาของ Poisson’s ratio ของโพลคารบอเนต ซงในการค านวณจะระบใหคาของ มขนาดเทากนในทกทศทาง หรอเรยกวา isotropic การค านวณทางความรอน หรอ heat transfer analysis จะแบงการค านวณออกเปน 2 ขนตอนคอ การใหความรอนขณะทโพลคารบอเนตสมผสกบโลหะแผนรอน heating และการเยนตวลง cooling เพอค านวณหาคาการกระจายตวของอณหภมในชนงาน โดยในวธการค านวณดวยไฟไนตเอลเมนต จะตองก าหนดใหขนาดของชนงานและเอลเมนต หรอ mesh มขนาดเทากนในการค านวณทางความรอนและการค านวณทางกล โดยทขนาดของ mesh จะมขนาดทเลกและละเอยดกวาทบรเวณใกลกบแผนโลหะรอน และขนาดใหญขนทบรเวณทหางออกไป เพอใหไดคาการกระจายตวของอณหภมทแมนย ามากขนเนองจากคาการน าพาความรอนทไมสงนกของพอลเมอร ดงแสดงเปนโมเดลแบบสมมาตรสองมตในรปท 6 หลงจากไดคาการกระจายตวของอณหภมของชนงานแลว กสามารถค านวณหาคาความเคนตกคาง (residual stress) ไดจากคาของความเคนจากความรอน หรอ thermal stress ทเวลาสงๆได หลงจากคาของความเคนเสถยรแลว ซงข นตอนอยางละเอยดของการค านวณไดระบไวในงานวจยทผานมา [13, 14] โดยก าหนดใหคา


สมประสทธการขยายตวทางความรอนของโพลคารบอเนต thermal expansion coefficient เปนคาคงทเทากบ 6.84 x 10 -5 oC-1 และค าสมประสทธการแผความรอนแบบ convection เทากบ 16 W/m2 oC [10]

รปท 6 การจ าลองไฟไนตเอลเมนตสองมตแบบสมมาตรโดยใชเอลเมนตแบบสเหลยมผนผาขนาด 0.25 x 1.0 ตารางมลลเมตร และ 5.0 x 1.0 ตารางมลลเมตร ในชนงานพลาสตกในกระบวนการเชอมโดยใชโลหะแผนรอน

3. ผลการด าเนนงาน ผลการค านวณทางความรอนและการค านวณทางกล

ส าหรบการเชอมสามารถแสดงในลกษณะ contour plot ของการกระจายตวของอณหภมในชนงานโพลคารบอเนต หรอคาความเคนตกคาง หรอแมแตคาความเคน ความเครยดตาง ๆ หรอคาการเปลยนรปของชนงานได โดยการท า post-processing โดยใชโปรแกรม ANSYS 11.0 [15]

รปท 7 แสดงผลการค านวณหาคาการกระจายตวในชนงานโพลคารบอเนตทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอนทอณหภม 230oC เปนเวลา 60 วนาท พบวาทผวสมผสมคาอณหภมสงสดอยท 230oC และคาอณหภมมขนาดลดลงไปในบรเวณทหางออกไปจากผวสมผส นอกจากนยงพบวา คาของอณหภมทสงขนนนอยในบรเวณทคอนขางแคบมากเนองจากคาการน าพาความรอนทต าของโพลคารบอเนต ท าใหความรอนแผไปไดไมไกลนก และยงพบวาทบรเวณศนยกลางของชนงานจะมอณหภมสงกวาดานขางของชนงานเนองจากมการสญเสยความรอนในรปแบบการพาความรอน (convection heat transfer)

รปท 7 ผลการค านวณการกระจายตวของอณหภมในชนงาน polycarbonate ทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอนทอณหภม 230oC เปนระยะเวลารวม 60 วนาท [14]

ส าหรบการค านวณหาคาความเคนตกคางในชนงานโพลคารบอเนต สามารถแสดงผลการค านวณโดยใชโปรแกรม ANSYS 11.0 ไดในลกษณะของ contour plot ดงแสดงในรปท 8 คาของความเคนตกคางมคาสงสดใกลบรเวณผวสมผสโลหะแผนรอน และจะลดลงไปมากเมอหางออกไปจากบรเวณใกลผวสมผสโลหะแผนรอนทงในแนวแกน x และในแนวแกน y โดยทคาความเคนตกคางจะลดลงไวกวาในแนวแกน y เมอเทยบกบในแนวแกน x

รปท 8 ผลการค านวณการกระจายตวของความเคนตกคางในชนงาน polycarbonate ทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอน โดยใชโปรแกรม ANSYS 11.0 [14]

รปท 9 และรปท 10 แสดงคาการกระจายตวของความเคนตกคางในแนวแกน y ทต าแหนงศนยกลางของชนงานโพลคารบอเนตทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอน โดยท าการแสดงผลการเปลยนแปลงคาความเคนตกคางท


เวลา ตาง ๆ ต งแ ต เรมท าการเช อม ท เ วลา ตางกน คอ t = 100, 500, 1000 วนาท หลงจากเรมเชอมชนงาน ผลการค านวณ พบวา คาความเคนตกคางทบรเวณกงกลางของชนงานโพลคารบอเนตมแนวโนมสงขนเมอเวลาผานไป และมคาเขาใกลคาคงทเมอเวลาสงๆ และเมอท าการเปรยบเทยบคาความเคนตกคางทเกดขนในชนงานโพลคารบอเนตหลงจากการเชอมดวยโลหะแผนรอนทอณหภม 250oC พบวาคาความเคนตกคางมขนาดนอยกวาในการเชอมดวยเวลา 60 วนาท เมอเทยบกบการเชอมโดยใชเวลา 35 วนาท และบรเวณทมคาความเคนตกคางสงจะใหญหรอกวางกวาเมอเชอมโดยใชเวลานานกวา

รปท 9 ผลการค านวณการกระจายตวของความเคนตกคางในแนวแกน y ของชนงาน polycarbonate ทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอนทอณหภม 250oC เปนระยะเวลารวม 32 วนาท ทเวลาแตกตางกน [14]

รปท 10 ผลการค านวณการกระจายตวของความเคนตกคางในแนวแกน y ของชนงาน polycarbonate ทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอนทอณหภม 250oC เปนระยะเวลารวม 60 วนาท ทเวลาแตกตางกน [14]

4. บทสรป บทความวจยนไดอธบายวธการค านวณหาคาความ

เคนตกคางในชนงานโพลคารบอเนตทผานการเชอมโดยใชโลหะแผนรอนทอณหภมและเวลาตาง ๆ โดยใชระเบยบวธไฟไนตเอลเมนตบนโปรแกรม ANSYS 11.0 จากผลการค านวณพบวาคาความเคนตกคางมคาสงสดทบรเวณใกลผวสมผสโลหะแผนรอน โดยทคาความเคนตกคางบรเวณใกลผวสมผสทเกดการหลอมละลายจะมคาสงขนเมอท าการเชอมโดยใชเวลาทส นกวา และบรเวณทมคาความเคนสงจะกวางกวาเมอเชอมโดยใชเวลานานขน และคาความเคนตกคางทไดจะเขาใกลคาคงทเมอเวลาผานไปนานมาก

5. กตตกรรมประกาศ

งานวจยน เปนสวนหนงของการท าวทยานพนธ ร ะ ดบป รญญา โท เ ร อ ง Finite Element Modeling of Residual Stress Formation in Polycarbonate Welds ของผวจยทมหาวทยาลย The Ohio State University ประเทศสหรฐอเมรกา ผวจยขอขอบคณ อาจารยทปรกษา Assoc. Prof. Dr. Avraham Benatar ทใหค าปรกษาและแนะน าตลอดระยะเวลาทศกษาวจยดวยดตลอดมา และผวจ ยขอขอบคณทนรฐบาลกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลยทสนบสนนคาเลาเรยนและคาใชจายระหวางการศกษาและการวจย

6. เอกสารอางอง

[1] D. A. Grewell, A. Benatar and J. B. Park, “Plastics and Composites Welding Handbook,” Hanser, 2003.

[2] T. Guney, “Some recent work relation to the influence of residual stresses on fatigue strength,” Residual stresses in welded construction and their effects – An International Conference, London, November. 1977.

[3] N. Liede, “The significance of residual welding stresses – some experimental results and practical experience in a shipyard,” Residual stresses in welded construction and their effects – An International Conference, London, November. 1977.

[4] K. Masabuchi, “Analysis of welded structures,” Pergamon Press, 1980.


[5] P. So, and L. Broutman, “Residual stress and their effects on mechanical behavior,” Polymer Engineering & Science, vol. 16, no. 12, 1976.

[6] W. F. Zoetelief, L. F. A. Douvin and A. J. Ingen Housz, “Residual Thermal Stress in Injection Molded Products,” Polymer Engineering and Science, vol. 36, no. 14, pp. 1886-1896, July. 1996.

[7] C. Krishnan and A. Benatar, “Analysis of Residual Stress in Hot Plate Polycarbonate,” ANTEC 2004.

[8] S. Anantharaman and A. Benatar, “Photoelastic Measurement of Residual Stress in Hot Plate Welded Polycarbonate,” ANTEC 2002.

[9] S. Anantharaman and A. Benatar, “Measurement of Residual Stresses in Laser Welded Polycarbonate Using Photoelasticity,” ANTEC 2003.

[10] H. Lu, “Analysis of Heat Flow and Residual Stress Formation During Hot Plate Welding of Polycarbonate,” Ph.D. Dissertation, The Ohio State University, 1996.

[11] Z. Tadmor and C. Gogos, “Principles of Polymer Processing,” John Willey and Sons, Inc., 1990.

[12] T. M. Malik, P. J. Carreau and N. Chapleau, “Characterization of Liquid Crystalline Polyester Polycarbonate Blends,” Polymer Engineering and Science, vol. 29, no. 9, pp. 600-608, 1989.

[13] K. Sojiphan and A. Benatar, “Prediction of Residual Stress Formation in Polycarbonate Welded Samples using ANSYS Finite Element Software,” ANTEC 2009.

[14] K. Sojiphan, “Finite Element Modeling of Residual Stress Formation in Polycarbonate Welds,” M.S. Thesis, The Ohio State University, 2008.

[15] ANSYS version 11.0.

กตตชย โศจพนธ ไดรบทนรฐบาล กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย เพอศกษาตอในระดบปรญญาตร-โท-เอก ทประเทศสหรฐอเมรกา ส าเรจการศกษาร ะ ด บ ป รญญ า ต ร ส า ข า Materials

Science and Engineering แ ล ะ ป ร ญ ญ า ต ร ส า ข า Manufacturing Engineering จาก Northwestern University ประเทศสหรฐอเมรกา ส าเรจการศกษาระดบปรญญาโทและปรญญาเอก สาขา Welding Engineering จาก The Ohio State University ประเทศสหรฐอเมรกา เมอป พ.ศ. 2558 ปจจบนเปนอาจารย สงกดภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมการเชอม วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ งานวจยทสนใจ ไดแก เทคโนโลยการพมพสามมต การศกษาคาความเคนตกคางในงานเชอม การเชอมวสดตางชนดกน การศกษาวเคราะหโครงสรางและสมบตของแนวเชอม และการสรางแบบจ าลองส าหรบงานเชอมดวยวธไฟไนตเอลเมนต


การเชอมเหลกกลาผสมต าและเหลกกลาผสมสง (Black-White Welding)

บรรเลง ศรนล1*, กอบบญ หลอทองค า2, Fritz Hartung2*

1 มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ โทร 02 555 2512, E-mail: [email protected] 2 คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

โทร 02 218 6942 E-mail: [email protected]*, [email protected]

1. บทน า

การเชอมระหวางเหลกกลาไมผสมและเหลกกลาผสมต า เหลกกลาไมผสมและเหลกกลาผสมสง เหลกกลาผสมต าและเหลกกลาผสมสง จะเรยกวา การเชอมด า-ขาว (Black-White Welding) เน องจากสภาพการเกดการกดกรอน ผเชยวชาญจะเรยกเหลกกลาทผสมโลหะอนต ากวา 5% วาเปน “เหลกด า” (Black Steel) เนองจากมผวทผานการรดเปนสคล าและเปนสนมในระยะตอมา สวนเหลกกลาผสมสงจะเรยกวา “เหลกขาว” (White Steel) เนองจากเหลกทผลตออกมามสขาวหรอสโลหะและจะคงสภาพผวโดยไมเปลยนแปลงหรอไมเกดสนม การเชอมเหลกทงสองชนดมขอบขายการใชงานในอตสาหกรรมอยางกวางขวาง เชน อตสาหกรรมเคม (รปท 1) อตสาหกรรมอาหาร โรงไฟฟาหรอโรงกลนน ามน ทตองการไมใหเกดการกดกรอนทงในสภาพอณหภมต าและอณหภมสง และการใชงานทมเงอนไขพเศษของการใชเหลกสองชนดเชอมตอกน

รปท 1 โรงงานอตสาหกรรมทใชวสดหลายอยางเชอมตอกน [1]

การเชอมตอเหลกตางชนดหรอชนคณภาพตางกน

ประกอบดวย 3 สวน คอ โลหะเหลกพนฐาน (Base Metal)

2 ชนด และแนวเชอม (Weld Metal) ทเปนเหลกอกชนดหนง ทง 3 สวนตองละลายเขากนได (ดรปท 2)

1) โลหะพนฐาน: โลหะท 1 2) โลหะพนฐาน: โลหะท 2 3) เนอแนวเชอม: โลหะท 3

รปท 2 ตวอยางการเชอมตอกนเหลกตางชนดกน [1]

ในแนวเชอมจะมการผสมกนขนอยกบความลกของ

การหลอมละลายของสวนโลหะพนฐาน 1 และ 2 กบโลหะเตมแนวเชอมโลหะท 3 กลายเปนเนอโลหะแนวเชอม โลหะทง 3 จะไมเหมอนกน

ชางเชอมช านาญงานสวนใหญจะไมคอยเขาใจในการเลอกเหลกเพอใหไดแนวเชอมทผสมผสานกนโดยไมมขอบกพรอง ค าถามทพบบอย ๆ จากผประกอบกจการดานงานเชอม ชใหทราบวา ยงมความไมเขาใจในการเลอกใชโลหะผสมผสานทถกตอง โดยเฉพาะอยางยง โลหะเตมแนวเชอมหรอโลหะตวประสาน (Filler Metal) เทคโนโลยการเชอม และกรรมวธทางความรอน


2. หลกการท างาน ตามหลกการแลวในขนแรกจะตองพจารณาวาโลหะ

พนฐาน สามารถน ามาเชอมตอกนได เนองจากม 2 หรอ 1 ขอพจารณาในการเชอมไดของโลหะ ซงเปนสมบตของโลหะทกชนด ขนตอไปจงจะเลอกโลหะตวประสาน และเทคโนโลยทใชในงานเชอม

ส าหรบคณภาพโดยรวมของแนวเชอมนอกจากตองมสวนผสมทดแลวสมบตของโลหะพนฐานทงสองในบรเวณทไดรบอทธพลจากความรอนหรอบรเวณกระทบรอน (Heat Affected Zone, HEZ) ยงมความส าคญอยางยง เนองจากสมบตของโลหะทไดรบความรอนจะเปลยนไป สวนบรเวณอนทไมไดรบอทธพลจากความรอนจะไมมการเปลยนแปลงดานโลหะวทยาแตอยางใด

บรเวณทไดรบอทธพลจากความรอน หรอบรเวณกระทบรอนจะไมเปนเฉพาะการเชอมเหลกกลาผสมต า และเหลกกลาผสมสงเทานน แตจะเกดขนกบการเชอมโลหะชนดเดยวกนดวย อทธพลของการเชอมตอสมบตของบรเวณกระทบรอนคอบรเวณนจะมโครงสรางจลภาคแตกตางกน เนองจากผลการตงคาตาง ๆ ในการเชอม ความรอนทใชเชอม และเงอนไขในการท าใหเยนตว เราจ าเปนตองรเรองเทคโนโลยและโลหะวทยาของโลหะทงสองเปนอยางดกอนทจะท าการเชอมเหลกทไมเหมอนกน

3. กฎเกณฑเบองตนของการเชอมไดของโลหะ 3.1 ดานเหลกไมผสมและเหลกกลาผสมต า (โลหะท 1)

จะใชหลกเกณฑและบรรทดฐานทเปนทรจกกนดส าหรบวสดเหลานโดยไมตองพจารณาถงดานเหลกผสมสง ทส าคญคอ การรวมทางสวนผสมทางเคม สภาพของกรรมวธทางความรอนกอนน ามาใช และโครงสรางจลภาคในบรเวณกระทบรอนทเกดขนหลงจากท าใหเยนตวหรอหลงจากเช อมเสรจ (ดรปท 3 ) แสดงใหเหนลกษณะโครงสรางจลภาคของบรเวณกระทบรอนของเหลกไมผสม และบรเวณโครงสรางจลภาคเมอท าใหเยนตวอยางชา ๆ ในแผนภม Fe-C ถาท าใหเยนตวอยางรวดเรวโดยเฉพาะอยางยงระหวางอณหภม 800oC และ 500oC จะท าใหเกดการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคในบรเวณกระทบรอนสง เกดโครงสรางจลภาคทแขง และมแนวโนมเกดรอยราวขณะเยน (Cold Cracking, CC) ปญหาส าคญของการเชอมไดประเดนนกคอ

รปท 3 แผนภมของบรเวณกระทบรอนของเหลกไมผสม (C=0.15%) หลงจากท าใหเยนตวอยางชา ๆ และต าแหนงในแผนภม Fe-C [2]

1) ปรมาณคารบอน (C > 0.22% หรอไม) 2) ปรมาณก ามะถนและฟอสฟอรสในบรเวณกระทบ

รอน (S, P > 0.025% หรอไม) 3) ความแขงทตองการในบรเวณกระทบรอน (HV >

350 หรอไม) 4) คาคารบอนเทยบเทา (Carbon Equivalent, CE

(%C + %(Mn + Mo)/10 + %(Cr + Cu/20 + %Ni/40) > 0.35 หรอไม)

5) มแผนภมการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคตามเวลาและอณหภมการเยนตว (CCT diagram) หรอไม

6) ระยะเวลาเยนตวระหวาง 800oC และ 500oC t(8/5) หรอไม

7) อณหภมใหความรอนกอนหนาการเชอม (Pre Heat Treatment) และอณหภมระหวางการเปลยนเทยวเชอม (Interpass Temperature) มคาเทากบเทาไร

8) มการท ากรรมวธทางความรอนหลงการเชอม (Postweld Heat Treatment) หรอไม

โดยเฉพาะอยางยงระยะเวลาท าใหเยนตวระหวาง

800oC และ 500oC มความส าคญมากส าหรบสมบตของเหลกกลาผสมและไมผสมในบรเวณกระทบรอน ซงจะหาคาไดจากสตรทรจกกนดตามเงอนไขรปทรงของชนงาน การใหความรอนของกระบวนการเชอมทใช และสวนประกอบของวสด หลงจากนนจะสามารถหาอณหภมใหความรอนกอนเชอม (Preheat) เพอลดการเยนตวอยางรวดเรว ซงจะสามารถหาเวลาท าใหเยนตว t(8/5) หรอกรรมวธทางความรอนได


ตารางและแผนภมทรวบรวมประสบการณดานนเอาไวจะมค าแนะน าทเปนประโยชนส าหรบการใหความรอนกอนเชอมและกรรมวธทางความรอนหลงการเชอม

หนาทของผเชยวชาญในงานเชอมทจะตองควบคมโดยเฉพาะอยางยงการเลอกเวลาในการเยนตว t(8/5) การเปลยนแปลงของโครงสรางจลภาคในบรเวณกระทบรอน ดวยการควบคมการใหความรอนเพอใหไดสมบตของวสดทด

ถาเวลาในการเยนตว t(8/5) สนเกนไปอาจท าใหเหลกกลาสมยใหมทมความเคนคราก (Yield Point) สงขน เกดการแตกราวเน องจากความแขงสงหรอเน องจากไฮโดรเจนได (การเกดรอยราวขณะเยน) การท าใหเยนตวเรวจะจ ากดการแปรรปในบรเวณกระทบรอนทมความแขงมากเกนไป

ระยะเวลาเยนตว t(8/5) ทนานเกนไปจะท าใหการทนตอแรงกระแทกและความเคนครากในบรเวณทไดรบอทธพลจากความรอนลดลงเนองดวยการโตของเกรน

ระยะเวลาเยนตว t(8/5) ทถกตองจรง ๆ ส าหรบเหลกกลาแตละชนดไมสามารถค านวณได เนองจากมการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคแตกตางกนมากในชวงบรเวณทวเคราะห

ในกรณนการใชแผนภมการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคตามเวลาและอณหภมการเยนตว (CCT-Diagram) ส าหรบการเชอมจะชวยได (ดรปท 4)

รปท 4 แผนภมการเปลยนโครงสรางจลภาคตามเวลาและอณหภม การเยนตว (CCT-Diagram) ของเหลกกลา 1.0545 (S 355N), EN 10113 [1]

ในตวอยางแผนภมของเหลกกลา 1.0545 (รปท 4)

การเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคจะตองอยในชวง Bainite (B) เพอไมใหความแขงสงสดเกน 350 HV ตามแผนภม

เวลาการเยนตว t(8/5) ประมาณ 7.5 วนาท คอ เวลาทการเยนตวสนทสด ทความแขงไมเกน 350 HV ทคาความแขงนความทนแรงกระแทกของบรเวณกระทบรอนจะสงสด

รปท 5 แผนภมการเปลยนโครงสรางจลภาคตามเวลาและอณหภม การเยนตว (CCT-Diagram) ของเหลกกลา 1.8823 (S 355M), EN 10113 [1]

เหลกกลาในรปท 5 ความแขงทยอมใหไดไมเกน

350 HV มความทนตอการกระแทกสงกวา เมอใชระยะเวลาเยนตว t(8/5) ในชวง 800oC ถง 500oC 6 วนาท

รปท 2 (โลหะท 1 ดานซาย) แสดงกลมของเหลกกลาผสมและไมผสมทส าคญ ทจะเชอมตามค าแนะน านได ความสามารถในการเชอมไดของเหลกกลาแตละชนดจะขนอยกบสวนผสมทางเคม สภาพของกรรมวธทางความรอนกอนเชอม และกรรมวธทางความรอนหลงเชอม 3.2 ดานเหลกกลาผสมสง (โลหะท 2 ดานขวา)

ตวอยาง: เหลกกลาออสเทไนตทนการกดกรอนหรอส า ร เ ค ม (Austenitic Corrosion Resistant Chromium-Nickel Steels)

กลมทส าคญทสดของเหลกกลาผสมสงกคอ: 1) เหลกกลาออสเทไนตทนการกดกรอน (Austenitic

Corrosion Resistant Chromium-Nickel Steels) 2) เหลกกลาเฟอรรตก (Ferritic Chromium Steels) 3) เหลกกลาออสเทไนตทนการคบหรอยดตว

(Creep Resistant Austenitic Chromium-Nickel Steels) 4) เหลกกลาทนความรอน (Heat Resistant Steels) 5 ) เหลกกลาส าหรบใชงานอณหภมต า (Low

Temperature Steels)


เหลกกลาออสเทไนตทนการกดกรอน สวนใหญจะถกใชเชอมตอเหลกด า-ขาว (Black-White) ดวยเหตนจงจะขอบรรยายถงการเชอมกลมนเปนประการแรก

ส าหรบเหลกกลาออสเทไนตทนการกดกรอนหรอทนสารเคมตามหลกแลวจะไมเกดรอยราวขณะเยน (หรอการแตกราวเนองจากไฮโดรเจน) ดวยเหตนจงไมจ าเปนตองใหความรอนกอนเชอม และในหลายกรณการใหความรอนกอนเชอมจะเกดผลเสยดวยซ า

กรรมวธทางความรอนหลงการเชอมกควรจะหลกเลยง เน องจากจะเกดการกดกรอนทขอบเกรน (Intergranular Corrosion, IGC) ขน

ในการเชอมเหลกกลาออสเทไนตทนการกดกรอน จะตองพจารณาหลกเกณฑพนฐานตอไปน

1) จ าเปนหรอไมจ าเปนตองใหความรอนกอนเชอม 2) ชนดของโครงสรางจลภาคเปนออสเทไนตทงหมด

(Full Austenite) หรอโครงสรางจลภาคผสมระหวางออสเทไนตกบเดลตาเฟอรไรต (Delta Ferrite หรอ Primary-Ferrite เปนโครงสรางจลภาคเฟรไรตทแขงตวกอน) ใชหรอไม

3 ) ต า แห น งของ เหลก ในแผนภ ม เ ชฟ เลอ ร (Schaeffler Diagram) อยตรงไหน

4 ) การเลอกวสด ตวประสาน (เหมอนกบวสดชนงานหรออาจมสวนผสมสงขนหรอเปนวสดทแขงตวเกดโครงสรางจลภาคเฟรไรตกอน (Primary-Ferrite))

5) กรรมวธเชอมและการตงคาตาง ๆ (การใหความรอนทอเลกโทรด รปทรงของแนวเชอม และการหดตวของชนสวน การผสมผสานของเนอโลหะ จ านวนแนวเชอมทซอนกน) ถกตองหรอไม

6) เนอแนวเชอมในแผนภมเชฟเลอร อยในบรเวณทชวามรอยราวขณะรอน (Hot Cracking, HC) หรอบรเวณทชว าแขงตวเกดโครงสรางจลภาคเฟรไรตกอน (ไมท าใหเกด HC) หรอไม

7) กรรมวธทางความรอนหลงการเชอม ท าใหเกดการกดกรอนทขอบเกรน (IGC) หรอท าใหเกดโครงสรางซกมา (Sigma) หรอไม

แผนภมเชฟเลอรจะสามารถบอกสวนผสมทางเคม

ของเหลกกลาซงจะท าใหทราบถงการเกดโครงสรางจลภาคผานคานกเกลเทยบเทา (Nickel Equivalent) หรอโครเมยมเทยบเทา (Chromium Equivalent) (ด ร ปท 6) ปรมาณเฟรไรตทแขงตวกอน (Primary Ferrite) ซงแสดง

แนวโนมเกดรอยราวขณะรอนสามารถประมาณคาได (ปรมาณเฟรไรตทแขงตวกอน หรอเดลตาเฟรไรตในเนอเชอมควรอยระหวาง 3-12% โดยปรมาตร)

ในรปท 7 แสดงถงขอผดพลาดทงหลายในเทคนคการท างานเชอมเหลกผสมสง (ต าแหนง 2 และต าแหนง 4) ในกระบวนการเชอมกอนอนจะตองพจารณาแนวโนมในการเกดรอยราวขณะรอน (HC) ในเนอแนวเชอมทเปนออสเทไนต (Austenite) ลวน ๆ เปนอนดบแรก หรออาจจะเกดรอยราวขณะเยน (CC) ในสวนทเปนมารเทนไซต (Martensite) ของเหลกผสมสงดวย การรบภาระในสภาพอณหภมสงเปนระยะเวลานานจะไมเกดขนในการเชอม เนองจากมระยะเวลาทไดรบความรอนสงของบรเวณกระทบรอนเพยงระยะสน ๆ

รปท 6 ต าแหนงของกลมเหลกกลาผสมสงในแผนภมเชฟเลอร (A-Austenite, F-Ferrite, M-Martensite) [1]

โครงสรางจลภาคซกมา (Sigma-Phase) การเปราะ

เนองจากซกมา (Sigma-Embrittlement-ทต าแหนง 3 ในรปท 7) และการโตของเกรนเฟรไ รต (Grain-Growth-ทต าแหนง 1 ในรปท 7) เกดขนเนองจากการท ากรรมวธทางความรอนทไมเหมาะสม

รปท 7 แผนภมเชฟเลอรแสดงบรเวณทมปญหาในการเชอมและการรบภาระทอณหภมสงระยะยาว


โดยปกตแลวการท างานเชอมโดยใชแผนภมเชฟเลอร เปนบรรทดฐานกเพยงพอแลว ส าหรบการหาปรมาณ โครงสรางจลภาคเฟรไรตทแขงตวกอน (Primary Ferrite) จะหาไดละเอยดมากขนไดจากแผนภมเดลองหรอ WRC (Delong หรอ WRC-Diagram) [2] 3.3 แนวเชอม (เนอโลหะผสม-โลหะท 3)

ตวอยาง: เหลกกลาออสเทไนตทนการกดกรอนหรอส า ร เ ค ม (Austenitic Corrosion Resistant Chromium-Nickel Steels)

สวนส าคญส าหรบการเชอมขาว-ด า คอ สมบตและลกษณะของเนอแนวเชอม ไมใชสมบตของโลหะพนฐานทงสองชนดและบรเวณกระทบรอน (HEZ) ทพจารณากรณการเชอมเหลกชนดเดยวกน

เนอโลหะแนวเชอมเหลกกลาออสเทไนตทนการกดกรอนควรจะแขงตวเปนออสเทไนตและเฟรไรตกอน (Primary Ferrite) เพอปองกนการเกดรอยราวขณะรอน (HC) ควรจะตองมปรมาณเฟรไรตแขงตวกอน (Primary Ferrite) หรอเดลตาเฟรไรต (Delta Ferrite) นอยกวา 12% เพอไมใหเกดโครงขายเฟรไรต (Ferrite Network) ทจะท าใหการทนตอสารเคมลดลง

การเกดรอยราวขณะรอนของเหลกกลาโครงสรางออสเทไนตทงหมด (Full Austenite) จะเกดขนได ถาการออกแบบไม เหมาะสมโดยมกา รขดขวางการหดตว(Contraction) และมการรวมตวสะสมของสารทขอบเกรน (Grain Boundary Segregation) โดยเฉพาะอยางยงการสะสมเหลกซลไฟดเหลว (FeS – จดหลอมเหลวประมาณ 960 องศาเซลเซยส) ตรงกลางของแนวเชอมหรอการแทรกอยในบรเวณกระทบรอน ซงสวนใหญจะเกดขนทอณหภมต ากวาอณหภมแขงตวของเหลก เนองจากขอบเกรนเปนฟลมเหลว เปนลกษณะการแยกตวของสารออกจากผลก สาเหตเกดจากมการรวมตวของก ามะถนมากทไมสามารถหลอมรวมละลายในผลกออสเทไนตได

เดลตา เฟรไรต (Delta Ferrite) สามารถละลายก ามะถนได 4 เทาและฟอสฟอรส 12 เทา จงเปนการท าความสะอาดใหกบเนอโลหะแนวเชอมออสเทไนต (Foam Effect)

ถาจะใหดตองเลอกใชสวนผสมทางเคมใตเสนทแสดงไวในแผนภมเชฟเลอร (Schaeffler Diagram) “hot crack line” (ดรปท 8)

รปท 8 เสนการเกดรอยราวขณะรอน (Hot Crack Line, HR) ในโครงสรางจลภาคออสเทไนต (Austenite) ทมเดลตาเฟรไรต (Delta Ferrite) เลกนอย

สวนผสมของโครงสรางจลภาคในเนอแนวเชอมจะตองพจารณาจากความลกแนวเชอมซงขนกบกรรมวธการเชอมทเลอกใช (ดรปท 9) รปทรงของแนวเชอมและอตราสวนผสม (Dilution) ของโลหะพนฐานทงสองและโลหะตวประสาน ซงสามารถค านวณได

รปท 9 อตราสวนผสม (Dilution) ของกรรมวธการเชอมตาง ๆ

รปท 10 อตราสวนผสมในแนวเชอม


รปทรงแนวเชอมในรปท 10 แสดงวาในกรณนอาจมสวนผสมเนอแนวเชอมประกอบดวย D1 (โลหะพนฐาน 1) 15% D2 (โลหะพนฐาน 2) 15% โลหะตวประสานประมาณ 70%

ตวอยางท 1: เหลกโครงสราง (S235JR) กบเหลก

ออสเทไนต (X5CrNi18-10) เพอใหเขาใจในวธการในรปท 11 จะแสดงตวอยาง

อยางงายของการเชอมจดดวย WIG (Wolfram Inert Gas) หรอ TIG (Tungsten Inert Gas) แผนเหลกออสเทไนตจะถกเชอมตดกบเหลกโครงสรางทจดหลอมเหลวจดเดยว เหลกโครงสรางทไมผสมจะอยตรงมมขางลางชวง Ferrite-Martensite (F-M) ในแผนภมเชฟเลอร และเหลกแผนออสเทไนตทเชอมปดจะอยในบรเวณออสเทไนต (Austenite) ทมเดลตาเฟรไรต (Delta Ferrite) เลกนอย จากรปท 11 การเชอมจดเดยว ตามแนวขวางเนอเชอมจะมเนอเหลกโครงสรางผสมประมาณ 15% ท าใหเนอโลหะแนวเชอมผสมเมอพจารณาตามเสนการผสม (Mixing line) ประกอบดวยโครงสรางจลภาคทเปนออสเทไนตมารเทนไซต (Austenite Martensite)

รปท 11 การเชอมจดเดยวดวย WIG หรอ TIG ของแผนเหลกออสเทไนต (X5CrNi18-10) บนแผนเหลกโครงสราง (S235JR) [3]

ตวอยางท 2: การเชอมพอกเหลกออสเทไนตทม

เ ดลต า เฟรไ รต (X2CrNi24-12) บนเหลก โครงสราง (S355JR)

การเชอมพอกเหลกออสเทไนตบนเหลกโครงสรางจะเปนการเคลอบผวเหลกโครงสรางใหทนตอการกดกรอนและทนตอการเกดรอยราวขณะรอน การผสมเขากนจะเปนประมาณ 10 ถง 15% (ดรปท 12)

รปท 12 การเชอมเคลอบผวเหลกโครงสรางดวยเหลกออสเทไนต โดยใชเทคนคการเชอมแบบ “Back up”

รปท 13 การเชอมเคลอบผวเหลกโครงสรางดวยเหลกออสเทไนตทมเดลตาเฟรไรต [1]

เนองจากคาดวาการผสมเนอเหลกโครงสรางในเนอ

เชอมโดยใชเทคโนโลยการเชอมแบบ Back-up (ดรปท 12) ประมาณ 10-15% จะตองเลอกโลหะเตม (RSG) ใหมโครงสรางจลภาคเดลตาเฟรไรต (Delta Ferrite) ประมาณ 18% เพอใหไดเนอเชอมซงทนทานตอสารเคม (SG) อยภายใตเสน HR หรอเสนแสดงการทนตอการเกดรอยราวขณะรอน ในตวอยางจะเหนไดวาบนเสนผสม (GW-RSG) จะมเนอแนวเชอมพอกเปนโครงสรางจลภาคออสเทไนตทม เดลตาเฟรไรต 10%

ตวอยางท 3: การเชอมโลหะขาว-ด า ดวยโลหะเตม ในตวอยางนจะเปนการเชอมเหลกโครงสรางไมเจอ

กบเหลกออสเทไนตททนตอสารเคมทเนอแนวเชอมผสมจะตองเปนออสเทไนตทงหมด (Full Austenite)


รปท 14 การเชอมโลหะพนฐานสองชนดทใชวสดเตม

อตราสวนผสมจะเลอกใหเขาใกลลกษณะของเนอ

แนวเชอมในรปท 10 โลหะพนฐานทงสองจะผสมกนในอตราสวนทเทากน

(50/50) ถาไมใชโลหะอนเตม เสนผสมทโลหะพนฐาน GW1 และ GW2 ผสมกนแสดงเนอแนวเชอมทเปนมารเทนไซต (Martensite) ในแผนภมเชฟเลอร กรณนรอยราวขณะเยน (CC) จะเกดขนได โดยการน าเอาโลหะเตมทเนอเปนออสเทไนต ท ง หมด (Full Austenite, RSG) ซ ง มค า น ก เ กล -โครเมยมเทยบเทา (Ni-Cr Equivalent) สง ผสมกบเนอแนวเชอมจาก GW1 และGW2 ทเปนมารเทนไซต ในอตราสวน 70% จะท าใหไดเนอแนวเชอม (SG) เปนออสเทไนตทงหมด (Full Austenite) (ดรปท 14)

ทงนแลวแตความตองการ มความเปนไปไดในการใชโลหะเตมทมคาโครเมยมเทยบเทา (Cr-Equivalent) สง (25%) และคานกเกลเทยบเทา (Ni-Equivalent) ต า (12%) ซงมปรมาณเดลตาเฟรไรตประมาณ 20% เชอม GW1 และ GW2 เพอใหไดเนอเชอมททนตอการเกดรอยราวขณะรอน

การออกแบบการเชอมเหลกทแตกตางออกไปจากตวอยาง เชนดงรปท 15 สามารถจะท าไดคลาย ๆ กนกบตวอยางทผานมา

รปท 15 ตวอยางการออกแบบส าหรบการเชอมประสานเหลกโครงสรางกบเหลกโครเมยมนกเกล (Cr-Ni) ททนตอสารเคม [1]

4. บทสรป

การเชอมประสานโลหะผสมทตางชนดกนตองทราบถงพฤตกรรมการเชอมของแตละโลหะ

ทส าคญ ความส าเรจของงานเชอมกคอ สวนผสมของเนอแนวเชอม ไมใชพฤตกรรมของโลหะพนฐานกบบรเวณกระทบรอนทพจารณากรณการเชอมเหลกชนดเดยวกน ความรในเรองสมบตการเชอมของเหลกเปนสงจ าเปนเบองตนกอนทจะตดสนใจท างานเชอมเหลกตางชนดกน

ตามตวอยางของเหลกกลาออสเทไนตททนทานตอสารเคมซงมการใชงานกนมาก สามารถน ามาศกษาถงวธการแกปญหาในการเชอมไดอยางชดเจน ดวยการใชแผนภมเชฟเลอรชวย

ในบทความครงตอไป (สวนท 2) จะน าเสนอกลมเหลกผสมสงอน ๆ และพฤตกรรมการเชอมกบเหลกทตางกน

5. เอกสารอางอง [1] DVS media, International Welding Engineer

Part II: Welding Behaviors of Metals, DVS, Duesseldorf, 2010.

[2] Beckert, M., “Eignung metallischer Werkstoff zum Schweissen”, Kompendium der Schweisstechnik, DVS-Fachbuchreihe Schweisstechnik, Band 128/3, 1997.

[3] Lothongkum Gobbboon, Hartung Fritz, “Schweissbarkeit”, Presentation zur Vorlesung Joining of Metals, Chulalongkorn University Bangkok, 2015.

[4] Leinhos, E., “Zum Ni-Cr Gefuegediagramm und seine Anwendung in der Praxis”. Schweisstechnik Berlin 15(1965), H8 (S.361/69) und H10 (S.439/45).


รองศาสตราจารย ดร.บรรเลง ศรนล ส าเรจการศกษาปรญญาตร วศวกรรมเครองกลจากสถาบนเทคโนโลยโคโลญ (Fachhochschule Cologne) ประเทศสหพนธสาธารณรฐเยอรมน พ.ศ. 2511 ปรญญาโท ครศาสตรอตสาหกรรมมหาบณฑต สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ เมอป พ.ศ. 2520 และไดรบพระราชทานปรญญาดษฎบณฑตกตตมศกดในสาขาการออกแบบและสรางเครองจกรกล เมอป พ.ศ. 2550 เรมปฏบตงานในเมอป 2506 ทแผนกชางทอและประสาน วทยาลยเทคนคพระนครเหนอ เปนอธการบดสถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ระหวางป 2538-2544

ปจจบนด ารงต าแหนง ทปรกษาอธการบดมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

รองศาสตราจารย ดร.กอบบญ หลอทองค า เปนอาจารยประจ าทภาควชาวศวกรรมโลหการ คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย ตงแต กย. 2558 ด ารงต าแหนงหวหนาภาควชาวศวกรรมโลหการครงท 2 ส าเรจการศกษาระดบปรญญาเอกทางวศวกรรมศาสตรจากมหาวทยาลยกองทพเยอรมนเมองฮมบรกป 2537 และวศวกรเชอมนานาชาตของ International Institute of Welding (IIW) ป 2549 ในป 2555 ไดรบเลอกใหรบรางวลนกโลหะวทยาดเดนจากทประชมวชาการโลหะวทยาแหงชาต งานวจยทสนใจ คอ การกดกรอนและการเชอมโลหะ เหลกกลาไรสนม โลหะผสมพเศษ

Prof. Dr. -Ing. Fritz Kurt Hartung Prof. in the University Dortmund and University of Applied Sciences Trier since 1992. Dr.-Ing. habil., Dr. h.c. Visiting Professor and guest lectureship in UK, USA, Russia, Brazil, South Africa, Bulgaria, Macedonia, Poland, Slovakia. Coordinator for European Asia Link Projects in Laos, Vietnam, Thailand and European Countries. Leading Member in the DVS. German Delegate in the IIW, working group 9 - Metallurgy. Representative of the European Academy

of Sciences and Arts in South Eastern Asia (ASEAN-Countries), Australia and New Zealand. Visiting Professor and Researcher at Chulalongkorn University since 2010.


มาตรฐานการตรวจสอบส าหรบ Inspector ทเกยวของกบงาน In-Service Inspection ในอตสาหกรรม Oil & Gas

สมพล เพชรฤทธ1*

1บรษท เจอรมนนชเชอร ลอยด อนดสเตรยล เซอรวส (ประเทศไทย) จ ากด เลขท 349 อาคารเอสเจ อนฟนท วน ชน 15 หอง 1501-1503 ถ.วภาวดรงสต แขวงจอมพล เขตจตจกร 10900

1. บทน า

เปนททราบกนดวาอตสาหกรรม Oil & Gas ของประเทศไทยไดเกดขนมาหลายสบปแลวนน โดยเฉพาะอยางยงการพฒนาอตสาหกรรมดงกลาวไดเตบโตอยางรวดเรว เม อประเทศไทยไดมการคนพบและน ากาซธรรมชาตในอาวไทยมาใชเปนวตถดบหลกในการพฒนาอตสาหกรรมภายในประเทศในรปแบบอตสาหกรรมหนก เชน แทนขดเจาะน ามนและกาซธรรมชาต โรงแยกกาซธรรมชาต อตสาหกรรมปโตรเคมและเคมภณฑ ซงอตสาหกรรมดงกลาวจะมรปแบบเปนหนวยการผลตทมกระบวนการทางปฏกรยาเคมเขามาเกยวของเปนหลก

การด ารงไวซงความปลอดภยในการปฏบตงานส าหรบหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas มความจ าเปนอยางยงทจะตองมการตรวจสอบอปกรณทเกยวของในหนวยการผลตใหมความมน ใจไดว ายงสามารถด าเนนการผลตไดอยางมประสทธภาพและปลอดภย โดยเปนไปตามมาตรฐานทจดวางไวในชวงระยะเวลาการใชงานทก าหนดและจะตองมการก าหนดและวางแผนการตรวจสอบทเหมาะสมสอดคลองกบลกษณะทางกายรปทเกดขนตามความเปนจรงของอปกรณทเกยวของดงกลาวไวดวย

2. มาตรฐานการตรวจสอบอปกรณการผลตของอตสาหกรรม Oil & Gas ในชวงเวลา In-Service

Inspection การตรวจสอบอปกรณทเกยวของส าหรบหนวยการ

ผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas ในชวงเวลา In-Service Inspection คอการตรวจสอบอปกรณในชวงเวลาทหนวยการผลตดงกลาวไดเรมมการด า เนนการใชงานและปฏบตการตามหนาททก าหนดไวเพอใหไดมาซงผลตภณฑ ตามตองการ เชน กาซธรรมชาตหรอน ามนดบทสะอาดขน หรอผลตภณฑทางปโตรเคมทตองการ เชนเดยวกนนนการตรวจสอบอปกรณในชวงเวลาของ In-Service Inspection จะสามารถเกดขนไดในชวงเวลาทหนวยการผลตหยดพก

การปฏบตการตามหนาท เ ปนการชวคราวเพ อการบ ารงรกษาตามแผนการทก าหนดไว

การตรวจสอบอปกรณทเกยวของส าหรบหนวยการผลตในชวงเวลาของ In-Service Inspection จะมความแตกตางกนกบการตรวจสอบอปกรณในชวงการด าเนนการกอสรางหนวยการผลตขนมาใหม (New Construction) ซงยงไมมการเรมด าเนนการใชงานและปฏบตการของหนวยการผลต และการตรวจสอบอปกรณในชวงเวลาของ In-Service Inspection จ าเปนทจะตองมการแยกยอยชนดของอปกรณในหนวยการผลตออกเปนจ าพวกตาง ๆ เพอใหเปนการงายแกการก าหนดวธการตรวจสอบปลกยอยอน ๆ รวมถงการแบงแยกรปแบบการค านวณหาขอมลทจ าเปนตามลกษณะทางกายภาพของชนดอปกรณดงกลาวตามความเปนจรงทเกดขนในชวงเวลาการตรวจสอบนน ๆ

มาตรฐานหรอแนวทางส าหรบการตรวจสอบอปกรณและโครงสรางทเกยวของส าหรบหนวยการผลตในชวงเวลา In-Service Inspection จะมใหเหนอยางเชน API (American Petroleum Institute)

1. API Standard 510, Pressure Vessel Inspection Code

2. API Standard 570, Piping Inspection Code 3. API Standard 653, Storage Tank Inspection

Code 4. API RP 2SIM, Structure Integrity

Management of Fixed Offshore Structure 5. API RP 580, Risk Base Inspection IIW Guideline for International Inspection

Personnel, PERSONNEL WITH QUALIFICATION FOR INSPECTION ACTIVITIES including IN-SERVICE INSPECTION จะก าหนดแนวทางของการตรวจสอบเปน 5 ประเภทหลก คอ

1. In the field of pressure equipment 2. In the field of nuclear equipment


3. In the field of constructions (Steel Construction)

4. In the field of Railway components 5. In the field of Transmission Pipeline Certification Scheme for Personnel, Requirements

for the Certification of Plant Inspector (Plant Integrity management) จะมก าหนดระดบของผตรวจสอบเปน 3 ระดบ คอ

1. Plant Inspector Level 1 2. Plant Inspector Level 2 3. Plant Inspector Level 3 NORSOK Standard, Standards Norway - NORSOK N-001, Integrity of offshore structures - NORSOK N-005, Condition Monitoring of load

bearing structures - NORSOK N-006, Assessment of structure

integrity for existing offshore load-bearing structures

3. ลกษณะความเสยหายทสามารถเกดขนส าหรบอปกรณของหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas

เนองจากสภาวะแวดลอมทเปลยนแปลงไปตามกระบวนการผลตของหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas โดยเฉพาะลกษณะความเสยหายทจะเกดขนแกอปกรณทเกยวของของแตละหนวยการผลตซงมความแตกตางกน ลกษณะความเสยหายดงกลาวมโอกาสเพมมากขนเรอย ๆ ตามชนดของความเสยหายและทวความรนแรงของความเสยหายในแตละชนดไดมากขนจากชวงระยะเวลาการใชงานของอปกรณทยาวนานขน ลกษณะความเสยหายทเดนชดในอปกรณทเกยวของกบหนวยการผลต จะมหลายรปแบบดวยกน เชน

- Brittle Fracture - Thermal Fatigue - Erosion/Erosion Corrosion - Mechanical Fatigue - Corrosion โดยทวไปแลวความเสยหายจาก Corrosion จะมได

อกหลากหลายรปแบบยอยลงไป ทงนขนอยกบสภาวะแวดลอมภายนอกและสภาวะแวดลอมภายในของตวอปกรณเอง เชน อณหภมการท างานของอปกรณทแตกตางกนในแตละชวงเวลาการท างาน ความดนทเกดขน แรงกระท าทเกดขนแกตวอปกรณทงจากแรงภายนอกและแรง

ภายใน สารเคมหรอชนดของสารทอยภายในตวอปกรณ ฉนวนทใชหมหออปกรณ ชนดของสหรอสารเคมทใชในการเคลอบผวของอปกรณทงภายนอกและภายใน รวมไปถงวสดทน ามาใชในการผลตตวอปกรณเอง ซงสภาวะแวดลอมทแตกตางกนนนกสามารถกอใหเกดลกษณะความเสยหายในแง Corrosion ไดอกมากมายเชน

- Galvanic Corrosion - Corrosion under Insulation - Soil Corrosion - Caustic corrosion - Chloride Stress Corrosion Cracking - Hydrochloric Acid Corrosion - Amine Stress Corrosion Cracking

4. พนฐานการตรวจสอบอปกรณของหนวยการผลตโดยการประเมนถงความเสยง (Risk Base Inspection)

จากทกลาวมาขางตนจะเหนไดวาลกษณะความเสยหายทเกดขนแกอปกรณทเกยวของกบหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas สามารถเกดขนไดหลากหลายรปแบบ จากสาเหตดงกลาวจงจ าเปนอยางยงทตองมการก าหนดรปแบบและวธการทเหมาะสมในการตรวจสอบส าหรบอปกรณทเกยวของตาง ๆ ทงนจะตองค านงถงประเภทของการตรวจสอบรวมถงความถทจะก าหนดไวในแผนงานการตรวจสอบในอนาคต เนองจากวาการตรวจสอบอปกรณบางประเภท เชน ถงรบความดน (pressure vessel) ในบางครงมความจ าเปนทจะตองเปดชองทางเขาไปสภายในตวอปกรณเพอเขาไปท าการตรวจสอบลกษณะทางกายภาพภายในโดย Inspector และการกระท าดงกลาวนนจ าเปนจะตองหยดการท างานของตวอปกรณ ซงอาจมผลกระทบท าใหหนวยกระบวนการผลตทตวอปกรณนนท างานอยหรอหนวยกระบวนการผลตทเกยวของตอเนองจะตองหยดการผลตในชวงเวลาของการตรวจสอบอปกรณดงกลาว

วธการตรวจสอบอปกรณทเกยวของของหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas ในชวงเวลา In-Service Inspection ไดมการวจยและพฒนารปแบบและวธการของการตรวจสอบอยางตอเนองมาโดยตลอด เพอลดหรอเพมกระบวนการตรวจสอบหรอการกระท าใด ๆ ใหเหมาะสมตามความจ าเปนในแตละชวงเวลาการท างานของอปกรณนน ๆ แตยงคงไวซงความปลอดภยรวมไปถงมาตรฐานหรอขอก าหนดอนเปนทยอมรบไดของผประกอบการและผทม


สวนเกยวของในอตสาหกรรมดงกลาว ทงนการเลอกใชมาตรฐานหรอหลกการในการตรวจสอบอปกรณทเกยวของในชวงเวลา In-Service Inspection ผประกอบการยงตองค านงถงและปฏบตตามกฎหมายของแตละประเทศซงมขอก าหนดทแตกตางกนออกไปอยางเครงครดในกรณทผประกอบการรายเดยวกนนไดด าเนนธรกจทเกยวของในอตสาหกรรม Oil & Gas ในหลายประเทศในเวลาเดยวกน การหาจ านวนความถในการตรวจสอบทเหมาะสม การลดจ านวนครงในการหยดการท างานของตวอปกรณซงมผลกระทบไปถงการหยดการท างานของหนวยการผลตทเกยวของ การวเคราะหและประเมนความเสยหายทเกดขนเพอหาวธการตรวจสอบตาง ๆ เชน การตรวจสอบแบบไมท าลาย (NDT) ใหเหมาะสมกบลกษณะทางกายรปทเกดขนจรงแกตวอปกรณ รวมทงการใชวธการค านวณทางสถต ในการก าหนดและวางแผนการตรวจสอบอปกรณตาง ๆ ในอนาคต ซงการกระท าดงกลาวนนจะชวยใหตนทนในแงการบ ารงรกษาตวอปกรณแตละชนดมแนวโนมทลดลงไดในอนาคตและเปนการลดความเสยงทอปกรณหรอหนวยการผลตจะมโอกาสเกดความบกพรองหรอเสยหายในชวงเวลาการท างานอยได

รปแบบการประเมนเพอใหไดมาซงวธการและแผนการตรวจสอบทเหมาะสมส าหรบอปกรณทเกยวของกบหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas ทเปนทนยมใชในปจจบนจะมหลากหลายรปแบบดวยกน ซงหนงในนนคอการใชรปแบบการประเมนโดยค านงถงความเสยงทจะเกดขนเปนหลก

โดยทวไปรปแบบของสมการทกลาวถงความเสยงอนเปนทนยมใชในการก าหนดหาแผนการตรวจสอบจะมดงสมการ

Risk = Consequence of failure (CoF) x probability of failure (PoF)

หรอจะกลาวไดวาความเสยงทเกดขนไดมาจากผลคณระหวางผลกระทบทเกดขนจากความเสยหายและความนาจะเปนทจะเกดขนไดของความเสยหาย

รปท 1 รปแบบพนฐานการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยง

รปท 2 แสดงความสมพนธระหวางความเสยงทเกดขนและระดบของการตรวจสอบ

หลกการส าคญทตองค านงถงในการประยกตใช

กระบวนการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยง (RBI, Risk Base Inspection) ส าหรบอปกรณทเกยวของกบหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas จะมหลกการส าคญ เชน

- ระบบการจดการและจดเกบขอมลและเอกสารทเกยวของ เชน แบบงาน ขอมล วธการ และผลการค านวณตาง ๆ ทเกยวของกบการผลตและการตรวจสอบอปกรณ นน ๆ อยางละเอยดจากอดตจนถงปจจบน

- การก าหนดวธการประเมนผลกระทบทเกดขนจากความเสยหาย

- การก าหนดวธการประเมนความนาจะเปนทจะเกดขนไดจากความเสยหาย

- การก าหนดวธการจดการบรหารความเสยงโดยใชการตรวจสอบทเหมาะสม


โดยเฉพาะประวตผลลพธทไดจากการตรวจสอบโดยวธการตาง ๆ ทผานมาในอดตของอปกรณนน ๆ จะมความส าคญอยางมาก เชน คาความหนาทเหลออยของถงรบความดน (pressure vessel) ต าแหนงทใชวดหาคาความหนา รวมถงลกษณะความเสยหายทเกดขนจรง จะตองมตรวจสอบและประเมนโดยผตรวจสอบ (Inspector) ทไดรบการรบรองตามมาตรฐานสากล และท าการบนทกและจดเกบใหถกตองเหมาะสมเพอใชในการวเคราะหขอมลดงกลาวในกระบวนการตอไป

รปท 3 แสดงสดสวนความสมพนธระหวางรายละเอยดความตองการของขอมลในเชงคณภาพและเชงปรมาณ ลกษณะการวเคราะหของขอมลทจะใชในกระบวนการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยง (RBI, Risk Base Inspection) จะเปนทกลาวถงโดยทวไปดวยกน สามรปแบบ คอ

- ขอมลเชงคณภาพ - ขอมลเชงปรมาณ - ขอมลเชงกงปรมาณ

จากรปท 3 จะเหนไดวาความตองการของขอมลทใช

ในกระบวนการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยง (RBI, Risk Base Inspection) จะมความแตกตางอยางชดเจนระหวางการวเคราะหขอมลเชงคณภาพและเชงปรมาณ

การวเคราะหเชงคณภาพจะเปนการวเคราะหขอมลตามหลกการทางวศวกรรมและประสบการณของผวเคราะห โดยทวไปวธการนนยมท าเปนหมคณะเพอใหไดมาซงความคดเหนจากผมประสบการณในหลาย ๆ หนวยงานทเกยวของ เชน งานดานวศวกรรม งานดานกระบวนการผลต งานดานวางแผนการซอมบ ารง งานดานการตรวจสอบและซอมบ ารง งานดานสงแวดลอมและความปลอดภย รวมไปจนถง หนวยงานดานการประเมนและคาดการณราคาผลตภณฑในอนาคต

ส าหรบการวเคราะหเชงปรมาณจะเปนการวเคราะหขอมลตามการออกแบบของตวอปกรณ อางองถงขอมลสภาวะแวดลอมทเกดขนของตวอปกรณทงในอดตทผานมาและปจจบนทงในแงการบ ารงรกษาและความเสยหายทเกดขน รวมถงมลคาความเสยหายทสามารถค านวณหาไดในกรณทมเหตการณทไมไดคาดการณไวลวงหนาเชนกรณอปกรณมความเสยหายเกดขนระหวางการท างาน

รปท 4 แสดงรปแบบวฏจกรการท างานของการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยง

องคประกอบหลกทส าคญมากส าหรบการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยงคอ การก าหนดรปแบบของ Risk Matrix เพ อใช เ ปนเคร องมอในการประเมนหาคาความเสยงทจะเกดขนแกอปกรณแตละประเภท ซงขนาดของ Risk Matrix จะขนอยกบตวแปรททางผประเมนและผทเกยวของไดมการก าหนดขนและมการท าขอตกลงรวมกนเพอทจะใช Risk Matrix ดงกลาวในการประเมนเพอหาความเสยง เชนเดยวกนนน การก าหนดจ านวนของสทจะใชงานและการก าหนดสทแตกตางกนในแตละพนทของชองตารางใน Risk Matrix กจ าเปนจะตองไดรบการยอมรบจากทกฝายทเกยวของ

รปท 5 จะแสดงใหเหนขนาดของ Risk Matrix ในรปแบบ 5 x 5 และประกอบไปดวยจ านวนสทแตกตางกนสามส คอ แดง เหลอง เขยว ซงเปนตวแทนของคาความเสยงทจะเกดขน คอคาความเสยงสง (สแดง) คาความเสยงปานกลาง (สเหลอง) และคาความเสยงต า (สเขยว)


รปท 5 แสดงตวอยาง Risk Matrix (ISO 2000)

หลงจากท าการประเมนหาคาความเสยงของอปกรณ

ออกมาไดแลวนน อปกรณตวใดทมคาความเสยงสง จะตองไดรบการพจารณาอยางละเอยดถถวนเปนอยางมากในแงของการก าหนดแผนการตรวจสอบและการเลอกสรรวธการตรวจสอบทเหมาะสม องคประกอบหลกทใชในการก าหนดแผนการตรวจสอบและผลลพธทตองการจะเปนไปตามรปท 6

รปท 6 แสดงผลลพธทไดจากการวเคราะหและประเมนขอมลของการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยงเพอใชในการก าหนดแผนและวธการตรวจสอบอยางเหมาะสม

สงหนงทตองระลกถงอยเสมอส าหรบการประเมนตรวจสอบโดยค าน งถ งความ เสย ง (RBI, Risk Base Inspection) คอกระบวนการดงกลาวไดก าหนดรปแบบการประเมนหาคาความเสยงของอปกรณในลกษณะของวฏจกร กลาวคอเมออปกรณนน ๆ ไดมาซงระดบความเสยงทเกดขนจากการประเมนรวมถงแผนการตรวจสอบทเหมาะสมแลวนน อปกรณดงกลาวกยงมความจ าเปนเปนอยางยงทจะตองท าการประเมนเพอหาคาความเสยงทอาจเกดขนใหมตามขอตกลงทไดก าหนดขนอยางเหมาะสมจากผประเมนและผทเกยวของ เชน การหาคาความเสยงใหมทก ๆ ครงของอปกรณหลงจากทผานการซอมบ ารงใหญ

ตามแผนก าหนดการทก ๆ 3 หรอ 5 ป การหาคาความเสยงใหมทก ๆ ครงหลงจากผานการซอมบ ารงโดยมความเสยหายทคอนขางรายแรงเกดขนกบตวอปกรณแตไมไดคาดการณดงกลาวมากอน การหาคาความเสยงใหมของตวอปกรณในกรณทตวอปกรณมความเปลยนแปลงเกดขนซงมผลกระทบตอการท างานของตวอปกรณเปนอนมากเชน การเปลยนแปลงสภาวะแวดลอมทเกยวของกบการท างาน การเปลยนแปลงวสดหลกทใชในการผลตตวอปกรณ

บทสรป ในการก าหนดแผนการตรวจสอบอปกรณเกยวของ

ส าหรบหนวยการผลตในอตสาหกรรม Oil & Gas ในชวงเวลา In-Service Inspection ส าหรบ Inspector และผทเกยวของเพอใชในการท างานนน จะเหนไดวาการก าหนดวธการและชวงเวลาในการท าการตรวจสอบทเหมาะสมและมมาตรฐานรองรบทด เชนการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยง จะมการวเคราะหซงความสมพนธทเกยวโยงตอเนองกน ทงในแงผลกระทบทางธรกจทเกดจากการเสยหายของตวอปกรณและน าไปสการหยดการท างานของหนวยผลตนน ๆ ผลกระทบทางดานความปลอดภยของผปฏบตงานรวมไปถงผทอยในบรเวณใกลเคยง และมการค านงถงความเสยหายในรปแบบทเกยวของกบสงแวดลอมทอาจเกดขนไดในบรเวณใกลเคยง ซ งกลาวไดวาการเลอกใชมาตรฐานการประเมนการตรวจสอบโดยค านงถงความเสยง เปนการลดคาใชจายในระยะยาวในการตรวจสอบและบ ารงรกษาอปกรณไดเปนอยางดในกรณทผท าการประเมนไดท าการวเคราะหหาสาเหตและลกษณะความเสยหายทเกดขนไดอยางถกตองและท าการก าหนดแผนการตรวจสอบอปกรณไดอยางเหมาะสม

เอกสารอางอง

[1] API (2014), API 510 – Pressure Vessel Inspection Code; In-Service Inspection, Rating, Repair, and Alteration, 10th Edition, American Petroleum Institute (API), Washington, DC., USA

[2] API (2016), API 570 – Piping Inspection Code; In-Service Inspection, Rating, Repair, and Alteration, 4th Edition, American Petroleum Institute (API), Washington, DC., USA


[3] API (2014), API 653 – Storage Tank Inspection Code; In-Service Inspection, Rating, Repair, and Alteration, 5th Edition, American Petroleum Institute (API), Washington, DC., USA

[4] API (2014), API RP 2SIM, Structure Integrity Management of Fixed Offshore Structure, First Edition, American Petroleum Institute (API), Washington, DC., USA

[5] API (2009), API RP 580, Risk Base Inspection, Second Edition, American Petroleum Institute (API), Washington, DC., USA

[6] IAB-358-15, IIW Guideline for International Inspection Personnel, PERSONNEL WITH QUALIFICATION FOR INSPECTION ACTIVITIES including IN-SERVICE INSPECTION, July 2015, EWF/IIW-IAB Secretariat. Portugal

[7] Certification Scheme for Personnel, Document no. CSWIP-PI-11-01, Requirements for the Certification of Plant Inspectors (Plant Integrity Management), 5th Edition, May 2012, TWI Certification Ltd. UK

[8] Standard Norway (2012), NORSOK Standard N-001, 8 Edition, Integrity of offshore structures

[9] Standard Norway (1997), NORSOK Standard N-005, First Edition, Condition Monitoring of load bearing structures

[10] Standard Norway (2009), NORSOK Standard N-006, First Edition, Assessment of structure integrity for existing offshore load-bearing structures

[11] DNV (2010), Recommendation Practice DNV-RP-G101 – Risk Based Inspection of Offshore Topsides Static Mechanical Equipment [12] DNV (2011), Recommendation Practice DNV-RP-G103 – Non-Intrusive Inspection

สมพล เพชรฤทธ ส าเรจการศกษาระดบปรญญาตร คณะครศาสตรอตสาหกรรม ส าข า ว ช าว ศ วก รรมอ ตสาหการ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร เมอป พ.ศ. 2544 ส าเรจการศกษาระดบปรญญาโท คณะวศวกรรมศาสตร

สาขาวชาวศวกรรมการผลต มหาวทยาลยเทคโนโลย พระจอมเกลาพระนครเหนอป เมอ พ .ศ. 2549 ปจจบนปฏบตงานท บรษท เจอรมนนชเชอรลอยดอนดสเตรยลเซอรวส (ประเทศไทย) จ ากด ตงแตป พ.ศ. 2551 โดยด ารงต าแหนง วศวกรโครงการอาวโส


ลวดเชอมมสารพอกหมส าหรบเหลกกลาไมเจอ (Covered Electrode for Non-Alloy Steels)

ยคล จลอภย

โทร 081-614-9049

1. วสดเชอมสนเปลองเบองตน (Basic Welding Consumables)

การเชอมอารกไฟฟาดวยลวดเชอมมสารพอกหมทใชกน นบมาจนถงปจจบน ไมนอยกวา 100 ป อยางไรกตามกระบวนการเชอมทถกบนทกครงแรกถกคนพบเมอประมาณ 5,820 ปมาแลว โดยชางตเหลกชอ Tubal-Cain และถกบนทกไวในหนงสอ Genesis โดยใหความรอนทปลายของโลหะ 2 ชน จนกระทงเรมหลอมแลวตดวยคอนใหตดกน เม อ โลหะเยนลง โลหะ 2 ชนกเช อมตดกน กระบวนการนรจกกนดวาการเชอมทบ (Forge Welding) และใชกนมาหลายศตวรรษ

ในป ค.ศ. 1800 ชาวฝรงเศสชอ Volta ใชแบตเตอรหลายใบ เพอผลตอารกไฟฟาทรอนเพยงพอ เพอหลอมลวด (Wire) นคอจดเรมตนของการเชอมอารกไฟฟาแตหลงจากนนมา 60 ป ชาวองกฤษชอ Wilde เชอมเหลกชนเลก ๆ เขาดวยกนดวยอารกไฟฟา จากการประดษฐของ Wilde ไดรบการจดสทธบตรการเชอมอารกไฟฟาครงแรกของโลกในป ค.ศ. 1865

ในประเทศรสเซย ในตนป ค.ศ. 1890 อตอเรอ Baltic Shipyards ใชลวดเชอมเปลอยส าหรบการเชอม อยางไรกตามงานเชอมกยงไมประสบความส าเรจและอปกรณยงยากมาก ปญหาใหญทเผชญในเวลานนคอ ไมมการปองกนโลหะหลอมเหลวทดงออกซเจนและไนโตรเจนจ านวนมากจากอากาศรอบ ๆ เขารวมตวในเนอเชอมท าใหเนอโลหะเชอมไมแขงแรง

ในป ค.ศ. 1902 ชางกลเรอชาวสวเดน ชอ ออสกาคเจลเบอรก (Oscar Kjellberg) ประดษฐวธปองกนแนวเชอมหลอมเหลวจากแกสในอากาศไดส าเรจโดยใชวธหมลวดเชอมดวยฟลกซ (สวนประกอบเคม) ซงเมอไดรบความรอนโดยการเชอมอารกทรอนและเขมมากจะไหมเปนควน หรอเปนแกสปกปอง ปองกนมใหอากาศเขาไปรวมกบโลหะเช อมหลอมเหลวไดงายการหมลวดดวยฟลกซทพฒนาโดย Kjellberg ใน ป ค .ศ . 1902 น ได รบการจดสทธบตร

ในป ค.ศ. 1906 และท าใหเปนพนฐานของการเชอมอารกโลหะดวยลวดหมฟลกซซงยงคงใชกนจนถงทกวนน

2. ขอบเขตการใชงาน (Field of Use) กระบวนการเชอมอารกโลหะดวยมอ (MMAW) เปน

กระบวนการเชอมอเนกประสงค (Multipurpose Process) ทใชไดงายและสะดวกในการปรบตงคาพารามเตอรตาง ๆ และถกน ามาใชในทกระดบ และทกชนดของอตสาหกรรม เชน ใชกบงานโลหะแผน, โรงงานปฏกรณ

3. ลวดเชอมมสารพอกหม (Covered Electrode)

ลวดเชอมทใชในกระบวนการเชอมอารกโลหะดวยมอ (MMAW) จะเปนลวดเชอมทมสารพอกหม (รปท 1) แกนเหลกอยตรงกลางเปนแทงกลมมขนาดความโต และความยาวเปนขนาดมาตรฐาน (ตารางท 1) มฟลกซหมแกนกลาง โดยทวไปจะเปนโลหะชนดเดยวกบโลหะชนงาน เชน เหลกกลาไมเจอ (Unalloyed steel), เหลกกลาไรสนม (Stainless steel) แตกมบางชนดทไมเหมอนกน เชน เปนแกนนกเกล (Ni) ทใชส าหรบเชอมเหลกหลอ (Cast Iron) ตารางท 1 แสดงเสนผานศนยกลางและความยาวของลวดเชอม

(mm) L (mm)

1.6 200 ถง 350 2

2.5 3.2 300 ถง 450 4 5 6


รปท 1 แสดงสวนตาง ๆ ของลวดเชอมมสารพอกหม [2] 4. สารพอกหมแกนลวด (Flux)

สารพอกหมมหลายชนดซงมความแตกตางกนไป วสดทน ามาใชท าฟลกซมสวนผสมของสารหลายชนดทสามารถชวยใหเกดประสทธภาพและคณภาพของเนอโลหะเชอม ซงถกก าหนดเปนมาตรฐานตาม มอก.49/ISO 2560 ซงเปนลวดเชอมเหลกกลาละมน หรอเหลกกลาไมเจอ(Unalloyed Steel) 4.1 ภาระหนาทของสารพอกหมแกนลวด (รปท 2) สารพอกหมแกนลวดใหความส าคญตามภาระหนาทดงน 4.1.1 ชวยใหเกดการสรางระยะเปลวอารกเรยบสม าเสมอ a) จดประกายอารกไดงายขน b) ชวยใหคณสมบตการเชอมดขน 4.1.2 ชวยในการสรางสแลก (Slag) a) ชวยใหหยดน าโลหะมขนาดโตขน b) ชวยปองกนมใหเกดสารมลทนจากอากาศเขารวมตวกบหยดน าโลหะ และเนอโลหะเชอม c) ชวยใหเกดเกลดรอยเชอมเรยบ d) ชวยมใหเนอโลหะเชอมเยนตวเรวเกน 4.1.3 ชวยในการสรางแกสปกปอง a) ไดจากสารออรแกนก b) ไดจากสารคารบอเนต (CaCO3) 4.1.4 ชวยเตมและรกษาสมบตของธาตเจอ 4.2 สมบตและสวนประกอบของสารพอกหม ในบทความฉบบนขอเสนอ 3 ชนด คอ ชนดกรด (A) ชนดรไทล (R) และชนดดาง (B) 4.2.1 ฟลกซชนดกรด (A) แสดงในรปท 3 - การหยดของโลหะเหลว: หยดละเอยดถงเปนฝอย - การหลอมลก: มาก - สแลก: กรอบ, พรนมาก

รปท 2 ชวยใหเปลวอารกเรยบและท าหนาทปองกนมใหออกซเจนและไนโตรเจนจากอากาศเขาผสมกบเนอโลหะเชอม [5] - สวนประกอบของสารพอกหม (โดยประมาณ) ไดแก แมกน ไทต (Magenetite; Fe3O4) 50%, ควอรซ(Quarz; SiO2) 20%, แ ค ล เ ซ ย ม ค า ร บ อ เ น ต (Calciumcarbonate; CaCO3) 10%, เ ฟอ ร โ ร แม งก าน ส (Ferromaganese; FeMn) 20%, น าประสานหรอน าแกว (Sodiumsilicate)

รปท 3 แสดงฟลกซชนดกรด (A) [1]

กราฟท 1 ผลตางอณหภม 90oC

จากกราฟท 1 แสดงการหลอมของฟลกซชนดกรดทต าแหนงหลอมเหลวสงสดทเลข 7 ณ อณหภม 280 oC และจะแขงตวทต าแหนงเลข 2 ณ อณหภม 1190oC จะไดชวงแขงตวของสแลกมผลตางของอณหภมถง 90oC สามารถท าใหเชอมไดงายกวาชนดรไทลและชนดดาง

1190° 1280°

0

1

2

3

4

5

6

7

1150 1200 1250 1300

ความ

เหลว

ชวงแขงตวของสแลก

℃

Erstorrungsberei



4.2.2 ฟลกซชนดรไทล (R) แสดงในรปท 4 - การหยดของโลหะเหลว: ปานกลางถงหยดละเอยด - การหลอมลก: นอยถงมาก - สแลก: บางสวนเปนผลก, พรน - สวนประกอบของสารพอกหม (โดยประมาณ) ไดแก รไทล (Rutite; TiO2) 45%, แมกนไทต (Magenetite; Fe3O4) 10%, ควอ ร ซ (Quarz; SiO2) 20%, แคล เซ ย มคารบอเนต (Calciumcarbonate; CaCO3) 10%, เฟอร โ รแมงกานส (Ferromaganese; FeMn) 5%, น าประสานหรอน าแกว (Sodiumsilicate)

รปท 4 แสดงฟลกซชนดรไทล (R) [1]


จากกราฟท 2 แสดงการหลอมของฟลกซชนดรไทล ทมต าแหนงหลอมเหลวทเลข 7 ณ อณหภม 1365oC และจะแขงตวของสแลกทต าแหนงเลข 2 ณ อณหภม 1330oC มผลตางของชวงการแขงตวของสแลกอยทอณหภม 35oC จะพบวาชวงการแขงตวของสแลกชนดรไทลนอยกวาชนดกรด จะเชอมไดยากกวาชนดกรด 4.2.3 ฟลกซชนดดาง (B) แสดงในรปท 5 - การหยดของโลหะเหลว: ปานกลางถงขนาดโต - การหลอมลก: ต าถงปานกลาง - สแลก: เปนผลก, แนน - สวนประกอบของสารพอกหม (โดยประมาณ) ไดแก ฟล โอรสปาร (Fluorspar; CaF2) 45%, แคลเซยมคารบอเนต (Calciumcarbonate; CaCO3) 40%, ควอร ซ

(Quarz; SiO2) 10%, เฟอรโรแมงกานส (Ferromaganese; FeMn) 5%, น าประสานหรอน าแกว (Sodiumsilicate)

รปท 5 แสดงฟลกซชนดดาง (B) [1]


จากกราฟท 3 แสดงการหลอมของฟลกซชนดดาง มต าแหนงการหลอมเหลวทเลข 7 ณ อณหภม 1170oC และจะเกดการแขงตวของสแลกทต าแหนงเลข 2 ณ อณหภม 1150oC จะพบวามผลตางของชวงการแขงตวของสแลกอยทอณหภม 20oC ซงนอยทสดของฟลกซชนดกรดและชนดรไทล หลกซชนดนจงเชอมไดยาก เปลวอารกสนปลายลวดจะชอตตดชนงานไดงาย

สมบต สวนประกอบ หนาทของสารพอกหมแกนลวด และการน าไปใชงาน สามารถสรปไดดงตารางท 2 ถง 4 4.3 การผลตลวดเชอมส าหรบการเชอมอารกโลหะดวยมอ กระบวนการผลตลวดเชอมส าหรบการเชอมอารกโลหะดวยมอ (รปท 6, 7) แบงเปนสวนยอย 2 สวนคอ สวนของสารพอกหมและสวนของแกนลวด โดยสารพอกหมเรมจากการน าวตถดบส าหรบท าผงฟลกซมาผานการบดใหเปนผงทยอย และใชแมเหลกแยกวสดละเอยด และกรองโดยใชตะแกรง จากนนชงน าหนกและน าเขาถงเกบ กอนน ามาผสมจะมการตรวจสอบอณหภมและชงน าหนกอกครง เมอผสมแลวผฝลตท าการตรวจสอบและน าไปผสมเปยก จงจะถอวาเปนการสนสดการผลตสารพอกหมหรอฟลกซหม

1150° 1170°

0

1

2

3

4

5

6

7

1100 1150 1200 1250

ความ

เหลว


℃

Erstorrungsbereich

1330° 1365°

0

1

2

3

4

5

6

7

1250 1300 1350 1400

ความ

เหลว


℃

Erstorrungsbereichชวงแขงตวของสแลก



ตารางท 2 หนาทหลกและหนาทรองของสารพอกหมแกนลวด ชนดของสารพอกหม หนาทหลก หนาทรอง นยมใช

เซลลโลส (Cellulose - C) จากสารอนทรยทตดไฟได

สรางแกสปกคลม เพมแรงดนอารก ใหการอารกรนแรง

ทาตงเชอมลง (PG)

รไทล (Rutite - R) จากไทเทเนยมออกไซด –TiO2

ใหสแลก และหลดรอนไดงาย การอารกสม าเสมอ ใหแนวเรยบ

ทกทาเชอมยกเวนต าแหนงแนวตงเชอมลง (PJ)

กรด (Acid – A) จากเหลกออกไซด (Fe3O4)

ใหสแลกกรอบ มรพรนมาก

ถายโอนโลหะเมดละเอยด ใหแนวแบน ,เรยบ

จ ากดต าแหนงทาเชอม เกดรอยราวขณะรอน

ดาง (Basic – B) จากฟลโอรสปาร (CaF2) แคลเซยมคารบอเนต (CaCo3)

ใหสแลกเปนผลกแนน ใหปรมาณ H2ต า <15 ml/100g อบท 300oC/1 ชม.

ใหหยดโลหะเหลว ขนาดปานกลางถงขนาดโต ทนตอการแตกราว

ทกทาเชอม AC/DC+

รไทลหนา (Thickness Rutite – RR) สารพอกหมหนา ≥1.6 เทาแกนลวด มรไทลสง

ใหสแลกหนา หลดรอนงาย

เรมตนอารกใหมไดด เกลดเชอมละเอยด

ทกทาเชอม AC/DC±

รไทล - เซลลโลส (Rutite - Cellulose - RC) มปรมาณเซลลโลสมากกวารไทล

ใหสแลกและแกสปกคลม ใหหยดโลหะขนาดปานกลางถงละเอยด

เหมาะกบเชอมทาตง เชอมลง

รไทล – กรด (Rutite – Acid - RA) เหลกออกไซด + ไททาเนยมออกไซด

ใหสแลกมาก ใหการอารกสม าเสมอ เชอมไดทกต าแหนง ยกเวนเชอมลง

รไทล – ดาง (Rutite – Basic – RB) มดางมากกวา

มสแลกหนาและแกสคลมมาก ใหสมบตทางกลด อารกสม าเสมอ

เชอมไดทกต าแหนง ยกเวนเชอมลง

ตารางท 3 สมบตของสารพอกหมแกนลวดอเลกโทรดส าหรบการเชอมอารกโลหะดวยมอ

ชนดของสารพอกหม กรด (A) รไทล(R) ดาง (B) เซลลโลส (C) ชนดกระแส/ข วเชอม AC/DC- AC/DC- DC+ AC/DC+ การถายเทหยดน าโลหะ หยดละเอยดสเปรเปนฝอย ปานกลางถงหยดละเอยด ปานกลางถงหยดขนาดโต ปานกลางถงหยดขนาดโต การเสรมรองรอยตอ ปกต ด ด ดมาก ต าแหนงทาเชอม ทกทาเชอม ทกทาเชอมยกเวนทาลง ทกทาเชอม เฉพาะทาเชอมลง คาทนตอแรงกระทบ สง ต า ต ามาก ต า การแตกเยน สง ต า ธรรมดา ธรรมดา ผวรอยเชอม ด ด ธรรมดา ด สแลกออกงาย ดมาก ดมาก ธรรมดา ด สมรรถนะ เกดรอยแหวงขอบแนวสง ใชไดอเนกประสงค รอยแหวงขอบแนวนอย

ตองอบแหงกอนใชงาน เปนฝอย เกดสแลกนอย ใหผวรอยเชอมหยาบ

ตารางท 4 พจารณาการน าไปใชงาน

ลวดอเลกโทรดส าหรบ DIN ISO เหลกไมเจอ และเหลกเจอต า 1931 2560 เหลกเจอสง 8529 เหลกทนความรอน 8575 เหลกไมเปนสนม และเหลกทนความรอนสง

8556

เชอมพอกผว 8555 อะลมเนยม และอะลมเนยมเจอ 1732 ทองแดง และทองแดงเจอ 1733 นเกล และนเกลเจอ 1736

การเตรยมแกนลวดเชอมเรมจากการดงลวดเชอมใหตรง น ามาผานกระบวนการรดใหเลกลงตามขนาดทตองการน าไปใชงาน จากนนน ามาตดเปฯทอนสน ๆ และตรวจสอบกอนจะสงไปยงหวอดฟลกซหมแกนลวดของเครองอด ผผลตท าการตรวจสอบ และน าเขาเตาอบแหง และท าการตรวจสอบ บรรจหบหอ ตรวจสอบ และสงจ าหนาย


รปท 6 ขนตอนการผลตผงฟลกซและการเตรยมแกนลวดเชอม

รปท 7 การผลตลวดเชอมแบบมสารพอกหม

5. ลวดเชอมมสารพอกหม ตาม AWS A 5.1 แบงได 4 กลม ดงน 5.1 ลวดเชอมเยนเรว (Fast Freeze Electrode) ลวดเชอมเยนเรวมสวนประกอบเพอใหเนอโลหะ

เชอมแขงตวอยางรวดเรวหลงจากหลอมโดยการอารก และโดยเหตนมแนวโนมพเศษส าหรบการเชอมในทาตงเชอมลง และทาเหนอศรษะ แมวาอตราการฝากเนอเชอมไมสงเทาลวดเชอมชนดอน ลวดเชอมชนดเยนเรวจะใชส าหรบการ


เชอมทาราบ และใชเปนลวดเชอมอเนกประสงคทสามารถจะใชส าหรบการเชอมเหลกกลาละมนทกอยาง อยางไรกตาม การเชอมทท าดวยลวดนท าไดชา และตองการชางเชอมทมทกษะสง ลวดเชอมเยนเรวใหการหลอมลก และมสารเจอสงใหสแลกบางและควบคมอารกงาย มสารเซลลโลสผสมเปนหลก 5.1.1 การใชงาน (Application)

- อเนกประสงคส าหรบงานสรางประกอบ และงานซอมบ ารง มสะเกดเชอมขนาดเลก ๆ จ านวนมาก - ทกต าแหนงโดยเฉพาะการเชอมทาตงเชอมลง และทาเหนอศรษะ แผนงานทตองการคณภาพโดยถายภาพรงส - การเชอมทอ อาท ทอผานเมอง ทอในโรงงาน และทอทวไป - การเชอมเหลกอาบสงกะส เหลกทาส หรอพนผวทไมสะอาด - รอยตอทตองการหลอมลกมาก (Deep Penetration) เชน ตอชนหนาฉาก

- การเชอมโลหะแผน เชน ตอขอบ ตอมม และตอชน

5.1.2 คณสมบต (Characteristic) - เชอมไดทกต าแหนงทาเชอม โดยเฉพาะ PJ,

PD และ PE - ใหการหลอมลก - ใหเมดโลหะกระเดนขนาดเลก ๆ จ านวน

มาก - ใหแนวเชอมแบนราบ เกลดหยาบ - มสแลกบาง เคาะออกไดยาก - เชอมไดดกบต าแหนง PJ, PD และ PE ลวดเชอมเยนเรว ไดแก E6010, E6011, E6022,

E7010-A1, E7010-G 5.2 ลวดเชอมเตมเรว (Fast Fill Electrodes)

ลวดเชอมเตมเรวมสวนประกอบชวยใหเตมเนอเชอมเรวในความรอนของอารก ดงนนจงเหมาะส าหรบการเชอมความเรวสงบนพนผวแนวระดบ โลหะเชอมแขงตวคอนขางจะชา โดยเหตนลวดเชอมชนดนไมเหมาะทจะเชอมในทา นอกทาเชอม (Out of Position) อยางไรกตาม ในทาเชอมลาดลงเลกนอยพอรบได ปกตรอยตอสวนมากของลวดเตมเรวประกอบดวยตอชน ฟลเลท เกย และการเชอมมมในแผนหนา 5 มม. หรอหนากวา รอยตอเหลานสามารถ

ประคองบอหลอมขนาดใหญของโลหะเชอมจนเยนตว ใหการหลอมลกโลหะอารกตน แนวเชอมเรยบ ไมมเกลด และแบนหรอนนเลกนอย เมดโลหะกระเดนนอย สแลกกอตวหนา และสแลกเคาะออกงาย

5.2.1 การใชงาน (Application) - ผลตแนวเชอมบนแผนทมความหนา 5

มม. หรอมากกวา - การเชอมทาราบและทาระดบ ฟลเลท เกย

และตอชนบากรอง - เ ช อม เหลกกล าคา รบอนปานกลาง

ประเภทไวตอการแตกราวพอได ถาไมสามารถจดลวดเชอมไฮโดรเจนต าได (การอนงานกอนเชอมอาจตองการ)

5.2.2 คณสมบต (Characteristic) - มผงเหลก (Iron Powder) ใหอตราการเตม

เนอลวดเชอมไดสง - เชอมไดใน PA และ PB ฟลเลท - การหลอมลกตน (Shallow Penetration) - ผวหนาและเกลดเชอมดเยยม - มเมดโลหะกระเดนนอย - ใหสแลกหนา เคาะออกไดงาย

ลวดเชอมเยนเรว ไดแก E7024, E7024-1, E6027, E7020-A1 5.3 ลวดเชอมเตมเยน (Fill Freeze Electrodes)

ลวดเชอมเตมเยนมสวนประกอบจดใหอยกงกลางระหวางลกษณะเดนของลวดเชอมเยนเรวและเตมเรว และจดใหอตราการเตมเนอเชอมปานกลางและการหลอมลกปานกลาง โดยเหตทใหการเชอมเรวแบบกาวกระโดด การสญเสยเมดโลหะกระเดนนอย การกดแหวงขอบแนวนอย ใหสแลกบาง ลวดเชอมนมลกษณะเดนโดยเฉพาะทท าการเชอมโลหะแผน (Sheet Metal) ดงนนบอยครงทลวดเชอมเตมเยน เรยกกนวา “ลวดเชอมโลหะแผน” (Sheet Metal Electrodes) แนวเชอมทปรากฏของลวดเชอมกลมนเปลยนจากเรยบและไมมเกลดไปจนมเกลดทเดนชด ลวดเชอมเตมเยนสามารถจะใชในการเชอมทกทา แตสวนมากใชกนในทาระดบหรอต าแหนงลาดลง

5.3.1 การใชงาน (Application) - เดนแนวฟลเลทและแนวเกย - แนวเชอมไมสม าเสมอหรอแนวเชอมสน ๆ ทเปลยนทศทางหรอต าแหนง - การเชอมโลหะแผนแนวเกยและฟลเลท - แนวตอทประกอบไมด


- การเชอมอเนกประสงคในทกทาเชอม 5.3.2 คณสมบต (Characteristic) - เชอมไดทกทาเชอม นยมใชเชอมทา PA - ใหอตราการหลอมลวดปานกลาง ใหการหลอมลกปานกลาง เหมาะกบการเชอมโลหะแผน (Sheet Metal) - ผวหนาและเกลดเชอมเรยบสม าเสมอถงเกลดหยาบ - มสแลกปกคลมหนาปานกลาง เคาะออกไดงาย 5.4 ลวดเชอมไฮโดรเจนต า (Low Hydrogen Electrodes) ลวดเชอมธรรมดาอาจไม เหมาะสมทตองการคณภาพระดบ X-Ray ทมแนวโนมตอการแตกราว และในการเชอมชนงานหนา หรอโลหะชนงานทมสารเจออยสงกวาเหลกกลาละมน จงนยมเลอกใชลวดเชอมไฮโดรเจนต า ลวดเชอมไฮโดรเจนต า จดหาไดทงลกษณะเตมเรวหรอเตมเยน มสวนประกอบเพอใหการเชอมสมบรณ คณภาพเอกซ เ รยและใหความเหนยวหนบ (Notch Toughness) ดเยยม และมความสามารถดดงอดเยยม ลวดเชอมไฮโดรเจนต ายงลดอนตรายของการราวในแนว และการราวเลก ๆ (Micro Cracking) บนชนงานหนา และบนเหลกกลาเจอต า ตองการอนงานกอนเชอมนอยกวาลวดเชอมชนดอน ลวดเชอมไฮโดรเจนต าทงหมดบรรจอยในภาชนะทผนกแนน ซงปกตสามารถเกบไวไมมก าหนด โดยปราศจากอนตรายของการดดซบความชน แตเมอใดทภาชนะถกเปดจะตองใชลวดเชอมโดยฉบพลน หรอเกบในตอบ รหส “R” ส าหรบลวดเชอม เชน E7018R บงชถงสารพอกหมดดซบความชนนอย เพอคณภาพส าหรบลวดเชอมทมรหส “R” ถาน าออกจากหบหอทเปดใหม หรอทเปดใหกระทบความชนสมพทธ 80% และอณหภม 21oC เปนเวลา 9 ชวโมง ความชนหลงจากการเปดนจะแพรซมมากกวา 0.4% ของน าหนก

5.4.1 การใชงาน (Application) - แนวเชอมคณภาพ X-Ray หรอแนวเชอมทตองการสมบตทางกลสง

- แนว เช อมทต านทานการแตกราว ในเหลกกลาคารบอนปานกลางถงเหลกกลาคารบอนสง แนวเชอมทตองการการตานทานการแตกรอนในเหลกกลาเชอมทตองการการตานทานการแตกรอนในเหลกกลาฟอสฟอรส

และแนวเชอมทเกดรพรนนอยทสดในเหลกกลาซลเฟอร (Sulphur steel) - แนวเชอมในชนงานหนาหรอในรอยตอทจ ากดในเหลกกลาละมนและเหลกกลาเจอ ความเคนจากการหดตวอาจสงผลใหเกดแนวเชอมแตกราว - แนวเชอมเหลกกลาเจอตองการความแขงแรง 70,000 ปอนด/ตารางนว หรอมากกวา - แนวเช อมทาตงและทา เหนอศรษะในเหลกกลาละมนสามารถเชอมไดหลายเทยวเชอม 5.4.2 คณสมบต (Characteristic) - เหมาะกบการเชอมกบเหลกกลาซลเฟอร ฟอสฟอรสสงและเหลกกลาคารบอนปานกลางถงสง ชวยยบยงการเกดรพรน และแตกราวใตแนวเชอม - ใชไดดเชนเดยวกบลวดเชอมเตมเรว (Fast Fill Electrode) แ ล ะ ล ว ด เ ช อ ม เ ต ม เ ย น ( Fill Freeze Electrode) - ใหคณภาพระดบ X-Ray และสามารถใหค ว าม เหน ย วหน บ ( Toughness) และคว าม เหน ย ว (Ductility) ลวดเชอมไฮโดรเจนต า ไดแก E7016 , E7018, E7018-1, E7028

6. การจดเกบรกษาลวดเชอม

ผปฏบตงานเชอมควรปฏบตตามค าแนะน าของผผลต ควรเกบลวดเชอมไวในทแหง ไมควรเกบไวในทเปยกชน กอนใชควรน ามาอบแหงดวยอณหภมทผผลตก าหนด (ตารางท 5) หรอในอณหภม 250oF (120oC) การเกบตองแบงกลมลวด เชน แบงตามชนดของลวดเชอม ไมควรเกบรวมกน และท าเครองหมายเปนพวก ๆ ไว

รปท 8 เตาอบรอน (250oC – 350oC) และกลองอน (100oC – 150oC)


ตารางท 5 อณหภมในการเกบรกษาลวดเชอม ชนดลวดเชอม AWSA 5.1

หองเกบปรบอากาศกอนเปดกลอง RH ความชน

(Relative Humidity)

อบแหงในเตาหลงจากเปดกลอง

oC

เวลาและอณหภมการอบไลความชนมผลตอคณภาพของการเชอม

ชนแรก ชนท 2 ผงเหลกไฮโดรเจนต า E XX 18 E XX 28 ฟลกซประเภทไฮโดรเจน E XX 15 E XX 16

32oC

(90oF ± 20o) ความชน (RH) 50% สงสด

150oC

(300oF+ ± 50oF)

260o - 315oC (500o - 600oF)

1 ชวโมง

370oC

(700oF ± 50o) 1.5 ชวโมง

1 – 1.5 ชวโมง

แรงดงต า แรงดงสง E XX 15 E XX 16

32oC

(90oF ± 20o) ความชน (RH) 50% สงสด

120o - 230oC (250o - 450oF)

260o - 315oC (500o - 600oF)

1 ชวโมง

340oC

(650oF ± 50o) 1.5 ชวโมง

1 – 1.5 ชวโมง

7. เสนอแนะการเลอกใชลวดเชอมมสารพอกหม

(Guide to Common filler metal selection) การเลอกใชลวดเชอมมสารพอกหมโดยทวไป

ส าหรบกระบวนการเชอมเหลกกลาคารบอน และเหลกกลาเจอทนยมใชกนสวนใหญซงแสดงในตารางท 6 ตารางท 6 การเลอกใชลวดเชอมมสารพอกหมโดยทวไปส าหรบกระบวนการเชอมอารกโลหะดวยมอ (MMAW) กบโลหะชนงานทเปนกลมเหลกกลาคารบอน และเหลกกลาเจอต า

Base Material

Carb

on S

teel

Carb

on-M

olybd

enum

St

eel

1&1¼

Cr-½

Mo

Stee

l

2¼Cr

-1 M

o St

eel

5Cr-½

Mo

Stee

l

9Cr-1

Mo

Stee

l

2¼ N

ickel

Stee

l

3½ N

ickel

Stee

l

9% N

ickel

Stee

l

Carbon Steel AB AC AD AE AF AG AJ AK * Carbon-Molybdenum Steel

C CD CE CF CH * * *

1&1¼Cr-½ Mo Steel

D DE DF DH * * *

2¼Cr-1 Mo Steel E EF EH * * * 5Cr-½ Mo Steel F FH * * * 9Cr-1 Mo Steel H * * * 2¼ Nickel Steel J JK LM 3½ Nickel Steel K LM 9% Nickel Steel LM

ค าอธบาย (Legend) A – AWS A5.1 Classification E 70XX Low hydrogen5 B – AWS A5.1 Classification E 6010 for root pass5 C – AWS A5.5 Classification E 70XX-A1 Low

hydrogen D – AWS A5.5 Classification E 70XX-B2L or E

80XX-B2 Low hydrogen E – AWS A5.5 Classification E 80XX-B6 or E 90XX-

B3 Low hydrogen F – AWS A5.5 Classification E 80XX-B6 or E 80XX-

B6L Low hydrogen G – AWS A5.5 Classification E 80XX-B7 or E 80XX-

B7L Low hydrogen H – AWS A5.5 Classification E 80XX-B8 or E 80XX-

B8L Low hydrogen I – AWS A5.5 Classification E 80XX-C1 or E 80XX-

C1L Low hydrogen K – AWS A5.5 Classification E 80XX-C2 or E 80XX-

C2L Low hydrogen L – AWS A5.11 Classification ENiCrMo-3 M – AWS A5.11 Classification ENiCrMo-6 * An unlikely or unsuitable combination. Consult the

purchaser if this combination is needed. หมายเหต (Note):

- ตารางนไมครอบคลมโลหะะเจอโครเมยม -โมลดนม(Cr-Mo Alloy)

- 5ด API RP 582 Section 6.1.3


8. บทสรป สถานประกอบการ หรออตสาหกรรมทมการผลต

การซอมบ ารงชนสวนทเปนโลหะจงจ าเปนตองมงานเชอมเขามาใช ซ ง ในปจจบนภายในประเทศยงนยมใชกระบวนการเชอมอารกโลหะดวยมอ (Manual Metal Arc Welding) และตองใชลวดเชอมมสารพอกหมเปนหลก จดส าคญกคอประวตและความเปนมาของกระบวนการเชอมนและโยงไปถงลวดเชอมนมสารพอกหมกสามารถทจะต งค าถามไดว า สารพอกหม (Flux) มห นาท และมความส าคญอยางไร มกชนด มสารอะไรบางทมาผสมกน และใหคณสมบตทแตกตางกนอยางไรการผลตลวดเชอมหมฟลกซท าอยางไรกไดถกน าเสนอไว ผเขยนหวงวาบทความนจะเปนประโยชนกบผอานและผปฏบตงานเชอม จงไดน าเสนอเนอหาเรองน เพอเปนความรและเพอใหผปฏบตงานสามารถเลอกใชไดอยางถกตอง หากทานมขอสงสยหรอมขอเสนอแนะ โปรดตดตอไดทนท

9. เอกสารและสงอางอง

[1] Dr. Günter-Henle-Str. 8. (2012, January25). EWM Welding Dictionary (version 1) [Online]. Available: https://www.ewm-group.com/en/ component/rokdownloads/downloads/english/brochures-handouts-and-manuals/1371-ewm-welding-dictionary.html.

[2] ลวดเชอมไฟฟามสารพอกหมใชเชอมเหลกกลาไมเจอและเกรนละเอยดดวยการเชอมอารกโลหะดวยมอ, ส านกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม (สมอ.)., กรงเทพฯ, 2556.

[3] The Processes Handbook of Arc Welding. 2nd ed., The Lincoln Electric Co., Ohio, USA, 2012.

[4] Guide to Welding Deutcher verlag für Scheißen, Germany

[5] เอกสารประกอบการฝก International Fillel welder ศนยฝกอบรมงานเชอมมาตรฐานสากล สถาบนพฒนา ฝ มอ แ ร ง ง านภาค 1 สม ท รป ร าการ กรมพฒนาฝมอแรงงาน กระทรวงแรงงาน.

Asst. Prof. Yukol Julupai received Bsc. Ed. Ind. In Mechanical Engineering from King Monkut’s Institute of Technology North Bangkok (KMITNB)., Bangkok, Thailand in 1974.

He has got Welding Engineer, SLV Mannheim Diploma from Germany in 1978. He was a Teacher since 1976 at King Mongkut’s Institute of Technology North Bangkok (KMITNB). He was a President of Thai Welding Society during 2001-2007.


กระบวนการเชอมแบบใตฟลกซกบอตสาหกรรมตอเรอ Submerged arc welding process and ship building industry

ธนวฒน ศรสถยร (Tanawat Sirisatien)1*, วทยา รตนสภา (Vithaya Rattanasupa)2, กตตชย โศจพนธ (Kittichai

Sojiphan)1 1 ภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมการเชอม วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

2 บรษท อตลไทยมารน จ ากด ([email protected])*, ([email protected]), ([email protected])

บทคดยอ

กระบวนการเชอมแบบใตฟลกซเปนวธการเชอมทน ยมใชกนอย างกวางขวางในอตสาหก รรมตอ เ รอ โดยเฉพาะอยางยงการเชอมประกอบตวเรอ อนเนองมาจากความสะดวกรวดเรวในการเชอมและความสม าเสมอทางกายภาพของแนวเชอม บทความนกลาวถงทฤษฎทเกยวของกบกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ ปญหาทเกดขนในกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซทพบเจอไดบอยในงานประกอบตวเรอโดยเฉพาะปญหาทเกดจากการบดตวของชนงานท เกดจากการเช อมแบบใตฟลกซ และขอก าหนดตาง ๆ ของสถาบนจดชนเรอสากลทเกยวของกบการบดตวของชนงานในการประกอบตวเรอ ค าส าคญ: กระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ, อตสาหกรรมตอเรอ, ตวเรอ, การบดตว

Abstract

Submerged arc welding process has been used widely in shipbuilding industry especially in hull welding and fabrication process. Advantages of submerged arc welding process include its high productivity rate and its ability to produce uniform and consistent weld profiles. This article explains the theory of submerged arc welding process and common problem regarding the hull distortion produced by submerged arc welding process. Furthermore, the requirement of International association classification society (IACS) as related distortion in hull fabrication is discussed. Keyword: Submerged arc welding process, Ship building industry, Hull, Distortion

1. บทน า กระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ (Submerged Arc

Welding Process, SAW) เปนกระบวนการเชอมทนยมใชกนแพรหลายในอตสาหกรรมตอเรอเพราะสามารถเชอมชนงานทมความหนาและมความยาวตอเน องโดยไมจ าเปนตองเปลยนลวดเชอมบอย ๆ นอกจากนยงมการหลอมลกทด อตราการหลอมละลายสง แนวเชอมมความสมบรณสม าเสมอ ไมมการกระเดนของเมดโลหะ (Spatter) อนเนองมาจากการปกคลมแนวเชอมทเกดจากผงฟลกซ ลวดเชอมทใชมขนาดใหญ และควบคมการเชอมโดยระบบอตโนมต และเชอมไดเฉพาะทาราบ การน ากระบวนการเชอมใตฟลกซไปใชในงานตอเรอ จะใชในการเชอมประกอบแผนฝากน (Bulkhead) แผนเปลอกเรอ (Shell Plate) และแทนฐานของเครองจกร (Machinery Foundation) ตาง ๆ ภายในเรอ ปญหาทพบเจอไดบอยในกระบวนการเชอม คอ การบดงอของชนงาน (Distortion) ซงมสาเหตมาจากหลาย ๆ องคประกอบ ไมวาจะเปนปรมาณความรอนทใชในการเชอม (Heat Input) การกระจายตวของอณหภมทเกดจากการเชอม (Temperature Distribution) รปรางของรอยบากชนงาน (Groove Shape) และคณสมบตของวสด (Material Properties) ซงปจจยตาง ๆ นจะท าใหเกดความเคน (Stress) ในแนวเชอมซงถาเมอใดทความเคนมมากจนเกนจดคราก (Yield Point) ของวสดกจะท าใหเกดการบดงออยางถาวร (Plastics Deformation) และจะเกดความเคนตกคาง (Residual Stress) ในแนวเชอมตามมา ความเคนตกคางทเกดขนจากการเชอมในระหวางการตอเรอเปนสงทไมตองการใหเกดขน เพราะความเคนตกคางเปนสาเหตหลกทท าใหเกดการแตกหก และท าใหเพมการโกงเดาะ (Buckling Strength) ของชนสวนโครงสรางตวเรอ ซงจะท าใหเรอมความคงทนทะเลทลดลง


2. การประกอบตวเรอ การประกอบตวเรอจะเรมจากการเตรยมสวน

ชนงานทจะประกอบกนเปนบลอก (Block) ซงจะประกอบไปดวยการประกอบและเชอมตอ Panel ตาง ๆ เชน ฝากนผนกน า (Watertight Bulkhead) ฝากนตาง ๆ ทอยในสวนทพกอาศยของเรอ (Accommodation Deck) เ ปนตน ในปจจบนการประกอบตวเรอโดยใชวธการประกอบแบบบลอก (Block) เปนวธการประกอบตวเรอทนยมใชกนมากในปจบน อนเน องจากมความรวดเรว ลดเวลาในการประกอบตวเรอ สามารถพลกหรอเคลอนยายไดสะดวกและสามารถประกอบไดในโรงงานประกอบตวเรอ งายตอการเขาไปท างาน และนอกจากนยงสามารถตดตงทอ (Piping) และอปกรณอน ๆ (Outfitting) รวมทงงานท าสบลอก [1] ซงวธการประกอบบลอกจะเรมจากการตดเตรยมสวนชนงาน (Part Preparation) ใหไดตามรปรางทปรากฏในแบบตอเรอจรง หลงจากนนน าชนสวนตาง ๆ ทไดจากการตดน าไปประกอบเปนบลอก (รปท 1) ขนตอนนจะท าการเชอมประสานชนสวนตาง ๆ เขาดวยกน จงจ าเปนอยางยงททางอตอเรอ (Shipyard) จะตองท าการควบคมการเยองศนย (Misalignment) ของชนงานทประกอบเขาดวยกนใหไดตามเกณฑการยอมรบตามมาตรฐานหรอขอก าหนดของการตอเรอ

รปท 1 ข นตอนการประกอบบลอก (Block) ของเรอบรรทกน ามน [1]

ส าหรบขนตอนในการเชอมประสานตวเรอทม

ลกษณะโคง (Curved) โดยทวไปแลวจะเรมการเช อมประสานจากกงเรอ (Frame) เขากบแผนเปลอกเรอ (Shell Plate) หลงจากนนท าการเชอมประสานสวนลางสดของกงเรอ (รปท 2) ขนาดใหญ (Web frame) เขากบแผนเปลอกเรอ ไปยงต าแหนงบนสด [2]

รปท 2 โครงสรางของกงเรอ (Frame) และกงเรอขนาดใหญ (Web Frame) เมอประกอบเขากบแผนเปลอกเรอ (Shell Plate) [3]

เมอบลอกตาง ๆ ไดประกอบและเชอมประสานชนสวนโครงสรางตาง ๆ และรวมไปถงการตดตงทอ และอปกรณประกอบอน ๆ ครบสมบรณแลว ขนตอนตอไปคอการประกอบตวเรอ (Erection) ขนตอนนตองน าบลอก ตาง ๆ มาประกอบและเรยงตอกนเปนล าเรอ ซงขนตอนนจะอาศยการเชอมประสานตรงบรเวณรอยตอของแตละบลอก และจ าเปนอยางยงทจะตองมการควบคมการเยองศนย ใหอยในเกณฑการยอมรบของการประกอบตวเรอ ซงข นตอนในการประกอบตวเรอไดแสดงในรปท 3

รปท 3 การประกอบบลอก (Block) ตาง ๆ ของเรอทพรอมจะประกอบกนเปนตวเรอ (Hull) [2]


3. แผนเหลกส าหรบตอเรอ แผนเหลกส าหรบตอเรอทใชกนในปจจบนมปรมาณเปอรเซนตคารบอน (Carbon Content) ตงแต 0.15 จนไปถง 0.23 เปอรเซนตคารบอน และมปรมาณธาตมลทน (Impurity) ในปรมาณทคอนขางต ากวา 0.05 เปอรเซนต ซงถาหากมปรมาณธาตมลทนทสงจะท าใหเกดความเสยหายตอการเชอม นอกจากนยงสงผลตอการเกดรอยราว (Crack) ในระหวางกระบวนการรดเหลกอกดวย

ในปจจบนสถาบนจดชนเรอสากล (International Association Classification Society, IACS) ไดมการแบงคาความแขงแรงของแผนเหลกตอเรอออกเปน 2 คาความแขงแรงคอ คาความแขงแรงแบบปกต (Normal Strength Steel) และ คาความแขงแรงแบบสง (Higher Strength Steel) ส าหรบแผนเหลกตอเรอทมคาความแขงแรงแบบปกต (Normal Strength Steel) จะมคาความแขงแรงทจดคราก (Yield Strength) ไมต ากวา 235 N/mm2 และมการแบงเกรดออกเปนทง 4 เกรดคอ เกรด A, B, D และ E ซงแตละชนดจะมคาพลงงานการกระแทก (Impact Energy) ทแตกตางกนออกไปซงไดแสดงตามตารางท 1 ส าหรบแผนเหลกตอเรอทมคาความแขงแรงชนดสง สถาบนจดชนเรอสากล ไดแบงคาความแขงแรงทจดคราก ออกเปน 3 คาความแขงแรงคอ 315, 355 และ 390 N/mm2 ซงการจ าแนกคณสมบตทางกล, เกรดและคาพลงงานการกระแทก ของแผนเหลกตอเรอนสามารถดไดจากตารางท 2

นอกจากนขอก าหนดของสถาบนจดชนเรอสากลไดก าหนดคาตาง ๆ ขององคประกอบทางเคมและการก าจดออกซเจนออกจากเหลก (Deoxidation) ทเกยวกบของแผนเหลกตอเรอทง 2 ชนดคอ ชนดคาความแขงแรงแบบปกต และ ชนดคาความแขงแรงแบบสง ไวดงปรากฏในตารางท 3 และ 4 ตามล าดบ

ตารางท 1 คณสมบตทางกลของแผนเหลกตอเรอชนดคาความแขงแรงแบบปกต (Normal Strength Steel) [4]

ตารางท 2 คณสมบตทางกลของแผนเหลกตอเรอชนดคาความแขงแรงแบบสง (Higher Strength Steel) [4]

ตารางท 3 องคประกอบทางเคมและการก าจดออกซเจนออกจากเหลก (Deoxidation) ของแผนเหลกตอเรอชนดคาความแขงแรงแบบปกต (Normal Strength Steel) [4]

ตารางท 4 องคประกอบทางเคมและการก าจดออกซเจนออกจากเหลก (Deoxidation) ของแผนเหลกตอเรอชนดคาความแขงแรงแบบสง (High strength steel) [4]

Grade

Minimum

Yield

Strength

(N/mm2)

Tensile

Strength

(N/mm2)

Elonga

tion

(%)

Test

Temp oC

Minimum

Average

Impact

Energy (J)

t ≤ 50 mm

Long

Minimum

Average

Impact

Energy (J)

50 mm ≤ t ≤

70 mm

Long

Minimum

Average

Impact

Energy (J)

70 mm ≤ t ≤

100 mm

Long

A 20 NA 34 41

B 0 27 34 41

D -20 27 34 41

E -40 27 34 41

235 400/520 22

Grade

Minimum

Yield

Strength

(N/mm2)

Tensile

Strength

(N/mm2)

Elonga

tion

(%)

Test

Temp oC

Minimum

Average

Impact

Energy (J)

t ≤ 50 mm

Long

Minimum

Average

Impact

Energy (J)

50 mm ≤ t ≤

70 mm

Long

Minimum

Average

Impact

Energy (J)

70 mm ≤ t ≤

100 mm

Long

A32 0 31 38 46

D32 -20 31 38 46

E32 -40 31 38 46

F32 -60 31 38 46

A36 0 34 41 50

D36 -20 34 41 50

E36 -40 34 41 50

F36 -60 34 41 50

A40 0 39 46 55

D40 -20 39 46 55

E40 -40 39 46 55

F40 -60 39 46 55

355 400/520 21

390 400/520 20

315 400/520 22

Grade A B D E

For t ≤ 50 mm

Any method

except rimmed

steel

For t ≤ 50 mm

Any method

except rimmed

steel

For t ≤ 25 mm

Killed

For t > 50 mm

Killed

For t > 50 mm

Killed

For t > 50 mm

Killed and fine

grain treated

C max. 0.21 0.21 0.21 0.18

Mn min. 2.5*C 0.8 0.6 0.7

Si max. 0.5 0.35 0.35 0.35

P max. 0.035 0.035 0.035 0.035

S max. 0.035 0.035 0.035 0.035

Al (acid

soluble min)- - 0.015 0.015

Chemical Composition % (C plus 1/6 Mn not to exceed 0.40%)

Deoxidation

Practice

Killed and fine

grain treated

Grade

A32

A36

A40

D32

D36

D40

E32

E36

E40

Deoxidation

Practice

C max.

Mn

Si max.

P max.

S max.

Al (acid

soluble min)

Nb

V

Ti max.

Cu max.

Cr max.

Ni max.

Mo max.

N max.

0.08 0.08

- 0.009 (0.012 if Al is presented)

0.35 0.35

0.2 0.2

0.4 0.8

0.02-0.05 0.02-0.05

0.05-0.10 0.05-0.10

0.02 0.02

F32

F36

F40

Chemical Composition % (C plus 1/6 Mn not to exceed 0.40%)

0.18

0.90-1.60

0.5

0.035

0.16

0.90-1.60

0.5

0.025

Killed and fine grain treated

0.035 0.025

0.015 0.015


4. การเชอมแบบใตฟลกซ (Submerged Arc Welding) ในปจจปนการเชอมแบบใตฟลกซเปนกระบวนการ

การเชอมทใชกนแพรหลายในอตอเรอ ซงกรรมวธการเชอมแบบนจะใชผงฟลกซปกคลมบอหลอมเหลวของแนวเชอม ซงเมอผงฟลกซหลอมละลายจะไปท าปฏกรยากบเนอโลหะทหลอมเหลวระหวางการเชอม ท าใหอากาศไมสามารถเขาไปยงแนวเชอม นอกจากนผงฟลกซทปกคลมแนวเชอมยงสามารถชวยลดการสญเสยความรอนทเกดขนระหวางการเชอมไดอกดวย ดวยเหตผลดงกลาวจงท าใหประสทธภาพของแหลงความรอน (Heat Source Efficiency) ของการเชอมใตฟลกซมคาทคอนขางสง ดงแสดงในรปท 3

รปท 3 เปรยบเทยบประสทธภาพของแหลงความรอนของกระบวนการเชอมแบบตาง ๆ [5] 4.1 อทธพลของฟลกซทมผลกระทบตอเนอโลหะของ แนวเชอม (Weld Metal)

Sindo Kou [5] ไดศกษาผลกระทบของฟลกซทมตอองคประกอบของแนวเชอม โดยท าการเชอมโลหะชนด AISI 4304 ดวยกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ โดยใช ฟลกซชนด Manganese Silicate ซงม SiO2 คงทท 40 wt% และไดเพมธาต CaF2, CaO และ FeO โดยแยก MnO ออกจากสวนผสมของ Manganese Silicate พบวาธาต FeO ทเพมเขาไปนนจะท าใหปรมาณ Oxygen ถายเทไปเนอโลหะของแนวเชอมทเพมขน ซงมสาเหตมาจากความเสถยรของ FeO ทนอยกวา MnO เปนผลให FeO เกดการสลายและผลต Oxygen ขนมาในระหวางการอารก นอกจากนธาต CaO ทเพมเขาไปพบวามความเสถยรทมากกวา MnO ท าใหลดปรมาณการถายเท Oxygen ไปยงเนอโลหะของแนวเชอม ส าหรบอทธพลของธาต CaF2 ทเพมเขาไปพบวาท าใหลดปรมาณการถายเท Oxygen ไปยงเนอโลหะของแนวเชอม เชนเดยวกบ CaO แตมปรมาณทการลดลงของ Oxygen ทมากกวา ซงผลกระทบของธาตประกอบของ ฟลกซแตละชนดทมตอเนอโลหะของแนวเชอม ไดแสดงในรปท 4 นอกจากนผงฟลกซทมสาร CaF2 และ CaO ผสมอย

เ ปนหลก จะเปนผงฟลกซชนดดาง (Basic-B) จะดดความชนไวสง จงควรท าการอบรอนทอณหภม 350 °C อยางนอย 1 ชวโมง กอนทจะน าไปใชงาน

รปท 4 อทธพลของธาตผสมตาง ๆ ใน Manganese Silicate ทมผลกระทบตอปรมาณ Oxygen ในเนอโลหะของแนวเชอม ส าหรบกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ [5] 4.2 สวนประกอบหลกของอปกรณส าหรบกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ

สวนประกอบหลกของอปกรณตาง ๆ ท ใชในกระบวนการ เช อมแบบใตฟลกซป ร ะกอบไปดวย แหลงก าเนดพลงงาน (Power Source), หวเชอม (Weld Head) และอปกรณประกอบอน ๆ (Accessories) ดงแสดงในรปท 5

รปท 5 สวนประกอบของอปกรณตาง ๆ ส าหรบกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ [5]


4.2.1 แหลงก าเนดพลงงาน (Power Source) ในกระบวนการ เช อมแบบใตฟลกซสามารถ เลอ ก ใชแหลงก าเนดพลงงานไดทงชนด CC (Constant Current) และ CV (Constant Voltage) ในบางคร งแห ลงก า เนดพลงงานของกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซสามารถมไดทงสองชนด ส าหรบชนดของขวกระแสไฟฟา (Polarity) ทใชในกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซมดงตอไปนคอ AC, DCEP และ DCEN ซ ง ก ร ะ แส ไฟ ฟ าท ง ส ามชน ด มแห ลงจ ายไฟท ต างกน กระแสไฟฟา AC ไดมาจากแหลงจายไฟแบบ Transformer ส าหรบแหลงจายไฟแบบ DCEP แ ล ะ DCEN ไ ด ม า จ า ก แ ห ล ง จ า ย ไ ฟ แ บ บ Transformer- rectifier Ali Moarrefzadeh [6] ไดเปรยบเทยบความแตกตางข อ ง ข ว ก ร ะ แส ไฟ ฟ า ( Polarity) แ ต ล ะ ชน ด ส า ห รบกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ กระแสไฟฟาชนด DCEP เปนกระแสไฟฟาทดทสดตอการเชอมแบบใตฟลกซ อกทงยงงายตอการควบคมการอารก ทดกวาขวกระแสไฟชนด อน ๆ ส าหรบขวกระแสไฟชนด DCEN จะใหผลของ Deposition Rate ทสง แตจะไปลดคณสมบตการหลอมละลาย ซงโดยทวไปแลว ขวกระแสไฟชนด DCEN เหมาะกบงานเชอมแบบพอกผว (Surfacing) และขวกระแสไฟแบบ AC อาจมการน าไปใชงานบางแตการควบคมการอารกยงดไมเทากบขวกระแสไฟฟาชนด DCEP

4.2.2 ช ดหว เช อม (Weld Head) เ ปนอปกรณทประกอบขนจากตวปอนลวด (Wire Feed), หวเชอม (Torch) และ ทอน ากระแส (Contact Tip), และทอส าหรบสงฟลกซ (Flux Nozzle) หนาทหลกของหวเชอม คอ น าลวดเชอม (Guide Direction) และฟลกซมทอสงฟลกซไปยงชนงาน นอกจากน ชดหวเชอมยงมหนาทคอยยดทอน ากระแส เพอใหกระแสสงถายเขาสลวดอเลกโทรดเมอเกดการอารกกบชนงานกจะเกดการหลอมละลายขนในระหวางการเชอม [6]

4.2.3 อปกรณประกอบอน ๆ (Accessories) ไดแก อปกรณขบเคลอน (Travel Equipment) และหนวยคนสภาพฟลกซ (Flux Recovery Units) 4.3 ตวแปรและผลกระทบส าหรบการเชอมแบบใตฟลกซ Mandal [7] ไดเสนอผลกระทบของตวแปรตาง ๆส าหรบกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซทสงผลตอลกษณะรปรางของแนวเชอมซงประกอบดวย ปรมาณกระแสไฟฟา (Current), คาแรงดน (Volt), ความเรวในการเชอม (Travel

Speed) และสวนยนอเลกโทรด (Electrode Extension) ซงแ ตละตวแปรใหผลทางกายภาพของแนวเช อมทไมเหมอนกน ซงสามารถอธบายรายละเอยดของแตละตวแปรไดดงตอไปน

4.3.1 ปรมาณกระแสไฟฟา (Current) เปนตวควบคมอตราการหลอมละลาย (Melting Rate) นอกจากนการหลอมลกของการเชอมกมผลกระทบมาจากปรมาณกระแสไฟฟาทใชในการเชอมอกดวย

รปท 6 อทธผลของปรมาณกระแสไฟฟาทมผลกระทบตอการหลอมลกของแนวเชอม [8]

4.3.2 ปรมาณคาแรงดนเชอม (Welding Voltage) สงผลกระทบโดยตรงตอรปรางของบรเวณหลอมละลายของแนวเชอม (Fusion Zone) และความกวางของแนวเชอม (Bead Width) แตมผลกระทบตอการหลอมลกนอยมากเมอเทยบกบผลกระทบจากกระแสไฟฟา (Current)

รปท 7 อทธผลของปรมาณแรงดนเชอมทมผลกระทบตอรปรางของแนวเชอม [8]

4.3.3 ความ เรว ในการ เช อม (Travel Speed) มผลกระทบตอปรมาณของรปรางและการหลอมลกของแนวเชอม ถาหากท าการเชอมโดยใชความเรวทสง จะท าใหปรมาณความรอนทใชในการเชอม (Heat Input) ตอหนวยมปรมาณทลดลง, รปรางของแนวเชอม (Weld Bead) มขนาดเลกลง, เกดความไมสมบรณของแนวเชอม เชน เกดรอยแหวงขบแนว (Undercut) และถาหากใชความเรวในการเชอมทต าลง จะท าใหปรมาณความรอนทใชในการเชอม มปรมาณทเพมขนซงจะชวยเพมการหลอมลกของแนวเชอม และเพมความนนของแนวเชอม (Reinforcement)

4.3.4 สวนยนอเลกโทรด (Electrode Extension) หรอระยะจากปลายลวดทยนถงปลายทอน ากระแส [9] ชวยเพมอตราการหลอมละลาย อนเนองมาจากความตานทาน กจะเกดความรอนขนทอเลกโทรด (Electrode) ระหวางทอน ากระแส กบต าแหนงการอารก ดงนน อตราการหลอมละลาย จะเพมขน 25% - 50% โดยประมาณเมอใชระยะ


สวนยนของอเลกโทรดทเพมขนซงไมมผลกระทบใด ๆ ตอปรมาณกระแสไฟฟาทใชในการเชอม

5. ปญหาในงานเชอมแบบใตฟลกซ

ส าหรบการประกอบตวเรอ ปญหาหลกทพบเจอไดบอยของการเชอมแบบใต ฟลกซในงานประกอบตวเรอคอการบดตวของชนงาน ซงมสาเหตหลกมาจากคาความเคนอนเนองมาจากความรอน (Thermal Stress) ทเกดจากการขยายตว (Expansion) และการหดตว (Contraction) ของแนวเชอม ซงพฤตกรรมดงกลาวทเกดขนในระหวางการเชอมจะสงผลโดยตรงตอการเปลยนแปลงรปรางอยางถาวร (Plastic Deformation) ผลกระทบดงกลาวจะสงผลใหเกดการบดตวเชงมม (Angular Distortion) และการหดตว (Shrinkage) ในแนวตามขวางและทศทางเดยวกบแนวเชอม [10]

รป ท 8 ดาด ฟ า เ รอ (Deck plating) ท เ กดการบดตวภายใตกระบวนการเชอมแบบใตฟลกซ

ตารางท 5 เกณฑการยอมรบการบดตว (Distortion) จ าแนกตามพนทและสวนตาง ๆ ของเรอ [11]

ส ถ า บ น จ ด ช น เ ร อ ส า ก ล ( International Association Classification Society, IACS) ไ ด ก า ห นดเกณฑการยอมรบในกรณทชนสวนมการบดตวซงไดแบงตามพนทและสวนตาง ๆ ของเรอ ซงไดจ าแนกออกเปนรายละเอยดดงปรากฏในตารางท 5

6. บทสรป

บทความนไดกลาวถงกระบวนการเชอมใตฟลกซในอตสาหกรรมตอเรอ การประกอบตวเรอ แผนเหลกส าหรบตอเรอ และปญหาทพบในงานเชอมในอตสาหกรรมตอเรอ ซงพบวาปญหาสวนใหญทพบในการประกอบโครงสราง คอ การบดตวของชนงาน ซงจ าเปนจะตองมการเลอกใช และควบคมตวแปรในการเชอมทเหมาะสม ไดแก ปรมาณกระแสไฟฟา คาแรงดนเชอม ความเรวในการเชอม และ ระยะสวนยนอเลกโทรด เพอควบคมปรมาณความรอนทใชในการเชอม รวมถงขนาดของแนวเชอมใหผานตามเกณฑการยอมรบของสถาบนจดชนเรอสากลตอไป

7. เอกสารอางอง

[1] R. S. J. Cooper, “Surveying Hull New Construction: A General Overview,” LR Technical Association, Paper No.7, 1998-1999.

[2] Harold G. Acker, Francis G. Bartlett, “Ship Construction,” Ship Design and Construction, 1980.

[3] D J Eyres, “Ship Construction,” Fifth Edition, 2001.

[4] International Association of Classification Society, “Material and Welding,” W11 Normal and Higher Strength Hull Structure Steel, Rev.8, Apr 2014.

[5] Sindo Kou, “Welding Metallurgy,” Second Edition, 2002.

[6] Ali Moarrefzadeh, “Numerical Simulation of Copper Temperature Field in Submerged Arc Welding (SAW) Process,” International Journal of Multidisciplinary Sciences and Engineering, Vol. 2, No. 2, May 2011.

[7] N R Mandal, “Welding and Distortion Control,” 2004.

Standard Limit

Parallel part

(side & bottom shell)4 mm

Fore and aft part 5 mm

Tank top plate 4 mm

Long. Bulkhead

Trans. Bulkhead

Swash Bulkhead

Parallel part 4 mm 8 mm

Fore and aft part 6 mm 9 mm

Covered part 7 mm 9 mm

Bare part 6 mm 8 mm


Bare part 4 mm 8 mm


Bare part 4 mm 6 mm


Outside wall 4 mm 6 mm

Inside wall 6 mm 8 mm


5 mm 7 mm

5 mm 8 mm

House wall

Bulkhead

Interior member (web of girder, etc.)

Floor and girder in double bottom

6 mm

8 mm

Item

Shell plate

Strength deck

Second deck

Forecastle deck

Poop deck

Super structure deck


[8] P. T. Houldcroft, Submerged arc welding, Woodhead Publishing Limited, 1990.

[9] AWS A3.0M/A3.0:2010. Standard Welding Terms and Definitions.

[10] Lloyd’s Register, “Ship New Construction.” 2014. [11] International Association of Classification Society

(IACS), Recommendation No.47, “Shipbuilding and Repair Quality Standard,” Revision 7, 2013.

ธนวฒน ศรเสถยร ส าเรจการศกษาร ะดบป รญญาต ร ส า ข วศ ว ก ร รมเค ร อ ง กลมหาวท ยาลยขอนแก น ประสบการณการท างาน ปจจบนด ารง

ต าแหนง Marine Surveyor ประจ าแผนก Marine บรษท Lloyd’s Register Asia, ส านกงานกรงเทพมหานคร,ประเทศไทย และก าลงศกษาระดบปรญญาโท สาขาเทคโนโลยวศวกรรมการเชอม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ความสนใจ: Ship New Construction, Welding and Marine Component.

วทยา รตนสภา ปจจบนด ารงต าแหนง ผจดการฝายผลต บรษท อตลไทยมารน จ ากด ความสนใจ: Ship New Construction and Steel Structure

กตตชย โศจพนธ ไดรบทนรฐบาล กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย เพอศกษาตอในระดบปรญญาตร-โท-เอก ทประเทศสหรฐอเมรกา เมอป พ.ศ. 2543 ส าเรจการศกษาระดบปรญญาตร สาขา

Materials Science and Engineering และปรญญาตร สาขา Manufacturing Engineering จาก Northwestern University ประเทศสหรฐอเมรกา ส าเรจการศกษาระดบปรญญาโท และปรญญาเอก สาขา Welding Engineering จาก The Ohio State University ประเทศสหรฐอเมรกา ปจจบนด ารงต าแหนงอาจารย สงกดภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมการเชอม วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ


ส ำนกงำนโครงกำรพฒนำฝมอแรงงำนแหงภำคพนทเอเชยและแปซฟก ( ILO/APSDEP) ไดจดประชมประเทศสมำชก

ระหวำงวนท 7 – 17 กนยำยน 2536 ณ เมองชบำ ประเทศญป น และตกลงทจะจดใหมกำรแขงขนฝมอแรงงำนระหวำงกลมประเทศสมำชกอำเซยนขน ดงนนกำรแขงขนฝมอแรงงำนอำเซยนเปนกจกรรมหนงของประเทศสมำชกสมำคมประชำชำตแหงเอเชยตะวนออกเฉยงใต หรออำเซยน (The Association of Southeast Asian Nations-ASEAN) ซงไดจดใหมกำรแขงขนฝมอแรงงำนในสำขำอำชพตำง ๆ ขน 2 ปตอครง โดยมวตถประสงคของกำรแขงขนประกอบดวย 1. เพอพฒนำทกษะกำรประกอบอำชพและคำนยมทดของกำรท ำงำนในกลมเยำวชน และแรงงำนฝมอ 2. เพอสงเสรมใหประเทศสมำชกรวมมอกนทงดำนกำรศกษำและฝกอบรมดำนอำชพ 3. เพอกระตนใหเกดควำมรวมมออยำงใกลชดระหวำงหนวยงำนภำครฐ ภำคอตสำหกรรม องคกรนำยจำงและลกจำง อกทงสถำนศกษำดำนวชำชพตำง ๆ 4. เพอเปนเวททสรำงกำรยอมรบในควำมเปนเลศดำนฝมอ อกทงชวยพฒนำแรงงำน รนใหมใหมฝมออยในระดบสง กำรแขงขนฝมอแรงงำนอำเซยนเปนกจกรรมหนงของประเทศสมำชกกลมอำเซยนทตองกำรควำมรวมมอกนพฒนำฝมอแรงงำนในระดบภมภำคใหทดเทยมกบระดบนำนำชำตโดยประเทศสมำชกไดก ำหนดขอตกลงเบองตนของกำรแขงขน ดงน 1. จดกำรแขงขน 2 ปตอครง โดยประเทศสมำชกผลดกนท ำหนำทเปนเจำภำพผจดกำรแขงขน โดยกำรลงมตเลอกประเทศทจะรบเปนเจำภำพ 2. แบบแขงขน (Test Projects) ทใชในกำรแขงขน ประเทศสมำชกอำเซยนตกลงกนท จะใชแบบแขงขนครงลำสดขององคกำรแขงขนฝมอแรงงำนนำนำชำต หรอ WorldSkills (ซงมสมำชกทวโลกประมำณ 50 ประเทศและจดกำรแขงขนทก ๆ 2 ป) แบบทดสอบ WorldSkills ทกสำขำ จดท ำขนโดย ผเชยวชำญซงสวนใหญมำจำกภำคอตสำหกรรมชนน ำของประเทศสมำชก โดยเนอหำของแบบทดสอบจะสะทอนถงเทคโนโลยลำสดและควำมตองกำรทกษะแรงงำนของตลำดโลก โดยมควำมเชอวำผทสำมำรถท ำแบบทดสอบในสนำมแขงขนได กยอมจะสำมำรถท ำงำนในสถำนประกอบกำรไดเชนกน เนองจำกแบบทดสอบของ WorldSkills มกำรปรบปรงแกไขทกครงทมกำรแขงขนครงใหม กำรจดกำรแขงขนฝมอแรงงำนอำเซยน ซงยดแบบทดสอบของ WorldSkills ครงลำสด จงเปนวธกำรทดอยำงหนงทชวยใหเยำวชนในกลมประเทศอำเซยนไดฝกฝนฝมอใหกำวทนกระแสโลกอยเสมอ 3. ผแขงขนตองมอำยไมเกน 22 ป แตละประเทศสงเขำแขงขนไมเกนสำขำละ 2 คน โดยก ำหนดระยะเวลำแขงขน 3 วน (ภำยในระยะเวลำ 15 – 18 ชวโมง) นบจนถงปจจบนมกำรจดกำรแขงขนฝมอแรงงำนอำเซยนจ ำนวน 10 ครง ดงน

ครงท ประเทศเจาภาพ ชวงเวลา

1 ประเทศมำเลเซย กรงกวลำลมเปอร วนท 12 – 23 สงหำคม 2538 2 ประเทศฟลปปนส กรงมะนลำ วนท 10 – 17 ธนวำคม 2539 3 ประเทศไทย กรงเทพมหำนคร วนท 16 – 18 มนำคม 2544 4 ประเทศอนโดนเซย กรงจำกำรตำ วนท 1 – 10 ตลำคม 2545 5 ประเทศสำธำรณรฐเวยดนำม กรงฮำนอย วนท 21 - 30 กนยำยน 2547 6 ประเทศเนกำรำบรไนดำรสซำลำม กรงบนดำรเสร เบกำวน วนท 3 - 12 กนยำยน 2549 7 ประเทศมำเลเซย กรงกวลำลมเปอร วนท 10 - 19 พฤศจกำยน 2551 8 ประเทศไทย กรงเทพมหำนคร วนท 19 - 21 พฤศจกำยน 2553 9 ประเทศอนโดนเซย กรงจำกำรตำ วนท 11 - 20 พฤศจกำยน 2555

10 ประเทศสำธำรณรฐเวยดนำม กรงฮำนอย วนท 19 - 29 ตลำคม 2557 *11 ประเทศมำเลเซย กรงกวลำลมเปอร วนท 19 – 29 กนยำยน 2559

การแขงขนฝมอแรงงานอาเซยน

เรยบเรยงโดย วชรพงษ มขเชด


ผลงานผเขาแขงขนสาขาเทคโนโลยงานเชอม ในการแขงขนฝมอแรงงานอาเซยน

ครงท 1 มาเลเซย 2538 ระดบเหรยญทอง นำยอรณศกด เทำสงห (535) ประกำศนยบตรฝมอยอดเยยม นำยอมรเดช นนทประภำภรณ (510) ครงท 2 ฟลปปนส 2539 ระดบเหรยญทองแดง นำยวชระ เอยมพงษ (510) ประกำศนยบตรฝมอยอดเยยม นำยบญชำ มนเพง (505) ครงท 3 ไทย 2544 ระดบเหรยญทอง นำยสงหค ำ สอดมสนโรจน (537) ระดบเหรยญเงน นำยวสนต จนทล (532) ครงท 4 อนโดนเซย 2545 ระดบเหรยญทอง นำยนนธชย วรยำนกล (561) ระดบเหรยญเงน นำยอนพงศ เซยงจง (530) ครงท 5 สาธารณรฐสงคมนยมเวยดนาม 2547 ระดบเหรยญทอง นำยอกษร โปรงอำกำศ (555) ระดบเหรยญเงน นำยส ำเรง แกวสวรรณ (547) ครงท 6 เนการาบรไนดารสซาลาม 2549 ระดบเหรยญทอง นำยทวศกด เอยมพงษ (546)

นำยไตรรตน บวสข (545) ครงท 7 มาเลเซย 2551 ระดบเหรยญทอง นำยสมชำย พรมม ครงท 8 ไทย 2553 ระดบเหรยญทอง นำยอครพล มะพงษเพง นำยอเนก สนทรำรกษ ครงท 9 อนโดนเซย 2555 ระดบเหรยญทอง นำยปรชำ หำญชนะ ระดบเหรยญเงน นำยประเวศ บญศร ครงท 10 สาธารณรฐสงคมนยมเวยดนาม 2557 ระดบเหรยญทอง นำยศภรตน รตนพนธ ระดบเหรยญทองแดง นำยจกรกรช เนยมนำภำ

บริษัท เอ็ม.ซี.เอส.สตีล จำกัด...

Documents

Transcript of บริษัท เอ็ม.ซี.เอส.สตีล จำกัด...