หน้าหลัก | ค้นหา | ข่าว | สารบัญเว็บ | ห้องสมุด |
Like facebook
 
หน้าแรกบทความ | ไฟฟ้าเครื่องกล | การบริหารจัดการ | เทคโนโลยี นวัตกรรม | การผลิต | โลจิสติกส์ | พลังงาน สิ่งแวดล้อม
       
 

การวิเคราะห์ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับวัสดุ (ตอนที่ 2)

 
โดย ไทยแลนด์อินดัสตรี้ดอทคอม  วันที่ 2009-11-16 15:50:58 ผู้อ่าน 4232 คน
Share
 
 
 

อาจหาญ ณ นรงค์
ผู้ช่วยผู้จัดการแผนกวิศวกรรมและซ่อมบำรุง
บริษัท โยโกฮาม่า ไทร์ แมนูแฟคเจอริ่ง (ประเทศไทย) จำกัด

.

.

จากในตอนที่แล้วที่เราได้กล่าวถึงบทนำของความเสียหายของวัสดุและรายละเอียดของความเสียหายของวัสดุที่เกิดจากการล้าตัว (Fatigue Failure) สำหรับตอนนี้เราจะกล่าวถึงรายละเอียดของความเสียหายของวัสดุต่อในส่วนของ ความเสียหายเนื่องจากการอ่อนตัว (Ductile Failure) ความเสียหายเนื่องจากการสึกหรอ (Wear Failures) ประเภทต่าง ๆ ความเสียหายจากการเกิดโพรงไอ (Cavitations Failure) และบทนำในเรื่องความเสียหายจากการผุกร่อน (Corrosion Failures) ดังรายละเอียดต่อไปนี้

.
2. ความเสียหายเนื่องจากการอ่อนตัวของวัสดุ (Ductile Failure)

ความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการอ่อนตัวของโลหะนั้น เกิดจากการเสียรูปแบบพลาสติก เนื่องจากการที่โลหะหรือวัสดุนั้นรับแรงที่มากกว่าจุดครากของตัวโลหะนั้น ๆ และเป็นสาเหตุของการเสียรูปอย่างถาวรและพังเสียหายในที่สุด สาเหตุของความเสียหายดังกล่าวเกิดขึ้นเพราะเมื่อวัสดุรับแรงดึงเกินจุดครากของมัน

.

จุดดังกล่าวจะเกิดการเสียรูปและทำให้เกิดเป็นคอขวดหรือมีจุดที่พื้นที่หน้าตัดเล็กลง ดังนั้นเมื่อวัสดุรับแรงเท่าเดิมแต่เมื่อพื้นที่หน้าตัดเล็กลงก็จะทำให้ความเค้นเพิ่มมากขึ้นและเป็นสาเหตุให้วัสดุหรือชิ้นส่วนดังกล่าวพังเสียหายในที่สุดดังเช่นรูปที่ 14

.

รูปที่ 14 โบลต์ที่เสียหายเนื่องจากการอ่อนตัวของวัสดุ

.

รูปที่ 15 ภาพจากกล้องขยายกำลังสูงแสดงการแตกของผิววัสดุเนื่องจากการอ่อนตัวของวัสดุโดยความกว้างทั้งหมดของรูปนี้เท่ากับ 50 ?m (0.05 mm) 

.

รูปที่ 16 ภาพจากกล้องขยายกำลังสูงแสดงการแตกของผิววัสดุเนื่องจากการอ่อนตัวของวัสดุโดยความกว้างทั้งหมดของรูปนี้เท่ากับ 10 ?m (0.001 mm)

.

การเสียรูปของวัสดุในบางครั้งก็อาจเกิดขึ้นร่วมกับความเสียหายแบบอื่น ๆ  เช่น การที่วัสดุเกิดความล้า (Fatigue) ก็จะนำไปสู่การเสียรูปของวัสดุได้ และนอกจากนั้นการแตกของวัสดุเนื่องจากความเปราะ (Brittle Fracture) ก็มีสาเหตุมาจากการเสียรูปเนื่องจากความเครียดของวัสดุถึงแม้ว่าการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเนื่องจากความเครียดจะมีเพียงน้อยนิดก็ตาม 

.

ในระดับไมโครของวัสดุดังรูปที่ 15 และรูปที่ 16 สำหรับรูปที่แสดงให้เห็นโครงสร้างในระดับไมโครของวัสดุนั้นใช้การสแกนด้วยกล้องอิเล็กตรอนไมโครสโคป (Scanning Electron Microscope: SEM) แสดงให้เห็นถึงรอยแตกเนื่องจากการอ่อนตัวบนพื้นผิวของวัสดุที่กำลังขยายของภาพสูง ซึ่งมีลักษณะเป็นรอยและหลุมเนื่องจากความเสียหายให้เห็นที่ผิวของวัสดุ ซึ่งหลุมเล็ก ๆ เหล่านี้เป็นผลมาจากการแตกในลักษณะกลมเนื่องจากการเสียรูปของวัสดุ

.
3. ความเสียหายของวัสดุที่เกิดจากการสึกหรอ (Wear Failures)

การสึกหรอ(Wear) คือ “ความเสียหายบนพื้นผิวของของแข็งทีละน้อยและค่อย ๆ สึกหรอเนื่องมาจากการเลื่อนหรือเคลื่อนที่ของวัสดุเนื่องจากแรงทางกล เป็นผลให้วัสดุนั้นไปสัมผัสกับของแข็ง ของเหลวหรือแก๊ส” โดยเราสามารถแบ่งประเภทของการสึกหรออกได้เป็นสามแบบคือ

.

- การสึกหรอแบบยึดติด (Adhesive Wear)
- การสึกหรอแบบขัดสี (Abrasive Wear)
- การสึกหรอแบบกัดเซาะ (Erosive Wear)

.

รูปที่ 17 การสึกหรอของวัสดุ

.
รูปแบบของพื้นผิวของวัสดุ (Components of Surface Texture)

ก่อนที่จะทำความเข้าใจในเรื่องของการสึกหรอของวัสดุ ให้เรามาทำความเข้าใจถึงรายละเอียดของพื้นผิวของวัสดุกันก่อน เนื่องจากกลไกการสึกหรอที่จะกล่าวถึงต่อไปจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วพื้นผิวของวัสดุที่เรามองว่าเรียบนั้นไม่ว่าวัสดุนั้นจะทำการปรับแต่งผิวให้ดีและเรียบขนาดไหน แต่เมื่อเราพิจารณาให้ละเอียดในระดับไมครอน  เช่นใช้กล้องจุลทรรศน์ (Microscope) ส่องดูที่ผิวก็จะไม่ละเอียดทีเดียวเสียเลย

.

โดยปกติแล้วพื้นผิวของวัสดุจะประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 แบบคือ
- ความหยาบ (Roughness) ของพื้นผิววัสดุ 
- ลักษณะการเป็นคลื่น (Waviness) ของวัสดุ
- ความไม่มีรูปแบบที่แน่นอน (Error of Form) ของวัสดุ

.

รูปที่ 18 รายละเอียดพื้นผิวของวัสดุในระดับไมครอน              รูปที่ 19 ลักษณะพื้นฐานของผิววัสดุทั้งสามแบบ

.

ซึ่งแต่ละลักษณะที่เกิดขึ้นอาจมาจากสาเหตุต่าง ๆ ในกรรมวิธีการผลิตชิ้นงาน เช่น
- ความไม่เที่ยงตรงของเครื่องจักร
- การชำรุดของเครื่องจักร 
- ความหยาบหรือละเอียดในการผลิต  

.

ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว เมื่อรวมทุกอย่างเข้าด้วยกันแล้วพื้นผิวของวัสดุส่วนใหญ่ก็จะเป็นดังรูปโปรไฟล์เส้นล่างของรูปที่ 19 ซึ่งก็คือที่มาของแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุเกิดการถู ไหลหรือเสียดสีกัน โดยปราศจากการหล่อลื่นที่เพียงพอ

.
 3.1 การสึกหรอแบบยึดติด (Adhesive Wear)

การสึกหรอแบบยึดติดนี้ เกิดขึ้นเนื่องจากการที่พื้นผิวของวัสดุสองชิ้นเลื่อนผ่านกันโดยมีแรงกดที่มากเกินไปเป็นตัวกระทำลงบนวัสดุและทำให้วัสดุเกิดการยึดติดกันด้วยแรงกด (Pressure) ที่ทำให้ความเค้นระหว่างผิวหน้าของพื้นผิววัสดุที่เกินกว่าความเค้นที่จุดคราก (Yield Point) ของวัสดุนั้น ๆ จึงทำให้ผิวหน้าของวัสดุของชิ้นที่แข็งแรงน้อยกว่าหลุดติดอยู่ระหว่างวัสดุทั้งสอง ดังรูปที่ 20 และรูปที่ 21 การเกิดการยึดติดของวัสดุเกิดได้ 2 กรณีคือ

.

3.1.1 การยึดติดแบบเย็น (Cold Adhesive Wear) ดังรูปที่ 20 เป็นการสึกหรอของวัสดุสองชิ้นที่เคลื่อนที่ผ่านกันโดยขาดฟิล์มน้ำมันมาหล่อลื่นส่งผลให้พื้นผิวส่วนที่ไม่เรียบ (Asperities) ของวัสดุทั้งสองถูกันอย่างรุนแรงด้วยแรงกด (รูปที่ 21A) จนส่วนบนที่ยื่นมาของโลหะตัวล่างที่อ่อนกว่าหลุดออก (รูปที่ 21B)

.

จากนั้นเมื่อวัสดุทั้งสองยังเคลื่อนที่กลับไปกลับมาอยู่ระหว่างกันอีก ชิ้นส่วนที่หลุดออกจากการสึกในครั้งแรกก็จะเข้ามาแทรกกลางระหว่างผิวสัมผัสของโลหะทั้งสองชิ้น ส่งผลให้เกิดการสึกหรอเนื่องจากการขูดขีดของชิ้นส่วนที่สึกหรอต่อวัสดุชิ้นที่อ่อนกว่าให้เกิดรอยยึดติดเพิ่มไปอย่างรวดเร็ว (รูปที่ 21C)

.

รูปที่ 20 กลไกการเกิดการสึกหรอแบบเกาะติดแบบเย็น               รูปที่ 21 ขั้นตอนการเกิดสึกหรอแบบเกาะติดแบบเย็น

.
สาเหตุของการเกาะติดแบบเย็น

- การหล่อลื่นไม่เพียงพอหรือการหล่อลื่นน้อยเกินไป
- ความหนืดของน้ำมันหรือการหล่อลื่นน้อยเกินไป
- แรงกดที่เกิดขึ้นบนวัสดุมากเกินไป
- ความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัสดุหรือชิ้นส่วนนั้น ๆ มากเกินไป
- ความเรียบของผิวหน้าของวัสดุไม่เหมาะสมกับการหล่อลื่นและความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัสดุหรือชิ้นส่วนนั้น ๆ

.

วิธีการป้องกันการเกิดการเกาะติดแบบเย็น
- ให้การหล่อลื่นกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ในปริมาณที่เพียงพอ
- เลือกความหนืดของน้ำมันและสารหล่อลื่นให้เหมาะสมกับสภาวะการทำงานของวัสดุหรือชิ้นส่วน

.

รูปที่ 22 รางในของแบริ่งแบบ Double Row Taper Roller Bearing ที่เกิดความร้อนสูงในขณะหมุนจนทำให้เกิดการสึกเป็นช่วง ๆ และสีของผิวรางในเปลี่ยนไปเนื่องจากการ Overheat 

.

รูปที่ 23 เม็ดลูกปืนของแบริ่ง มีร่องรอยของการขัดสีจนทำให้บางจุดเกิดรอยแตกและสีของเม็ดลูกปืนเปลี่ยนแปลงเนื่องจากความร้อนที่มากเกินไปที่ผิวของเม็ดลูกปืน

.

3.1.2 การยึดติดแบบร้อน (Seizure Wear) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการไหม้ติดกันเนื่องจากความร้อน ในกรณีนี้ความเสียหายเกิดขึ้นเนื่องจากการที่เมื่อวัสดุเกิดการเสียดสีกันจนมีอุณหภูมิสูง หรือเสียดสีกันในที่สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงก็จะทำให้ความแข็งแรงหรือความสามารถในการทนต่อความเค้นของวัสดุลดลง และเกิดการอ่อนตัวจนทนกับสภาพความเค้นที่เกิดขึ้นไม่ได้และหลุดออกมาติดกับผิวของวัสดุอีกชิ้นหนึ่ง                

.

ตัวอย่างที่เกิดขึ้นเช่น ในแบริ่ง เกิดจากการที่แบริ่งเกิดความร้อนสูงเพิ่มขึ้นในขณะที่หมุน และทำให้ความแข็งของพื้นผิวลดลง เกิดการไหม้ติดกันระหว่างเม็ดลูกปืนและรางวิ่งในลักษณะเป็นรอยซี่ ๆ จนสีของพื้นผิวของรางวิ่งและเม็ดลูกปืนเปลี่ยนไปเนื่องจากความร้อน ดังรูปที่ 22 และรูปที่ 23

.
3.2 การสึกหรอแบบขัดสี (Abrasive Wear) 

การสึกหรอแบบขัดสีเกิดขึ้นเนื่องจากการที่วัสดุที่มีความแข็งกว่าเคลื่อนที่ไปบนวัสดุที่มีความอ่อนกว่าด้วยแรงเสียดทาน เป็นผลให้เกิดรอยขีดข่วน (Scuffing) รอยไถ (Pouching) หรือการสึกหรอบนพื้นผิวของวัสดุที่อ่อนกว่า การสึกหรอที่เกิดขึ้นอาจมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความต่างของความแข็งแรงระหว่างผิวของวัสดุทั้งสอง แรงที่กดลงบนหน้าสัมผัสของวัสดุ และแรงเสียดทานที่เกิดขึ้น โดยการเกิดการสึกหรอดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้สองสภาวะคือ

.
3.2.1 การขัดสีแบบวัตถุสองชิ้น (Two Body Abrasion) 

สภาวะนี้เกิดขึ้นเมื่อมีคู่วัตถุสองชิ้นถูกัน หรือวัตถุที่ผิวแข็งมากกว่าถูไปบนวัตถุที่ผิวอ่อนกว่า ทำให้วัตถุที่ผิวอ่อนกว่าหลุดออกมาเนื่องจากความแข็งแรงของผิวที่น้อยกว่า เช่น การทำงานของเครื่องตัดและเครื่องเจียรนัย หรือการขัดพื้นผิวด้วยกระดาษทราย ดังรูปที่ 24A  

.

รูปที่ 24 การสึกหรอแบบขัดสีแบบวัตถุสองชิ้นและแบบวัตถุสามชิ้น

.

3.2.2 การขัดสีแบบวัตถุสามชิ้น (Three Body Abrasion) เกิดขึ้นเมื่อมีวัตถุแปลกปลอมมาคั่นกลางอยู่ระหว่างที่คู่ผิววัตถุสองชิ้นถูไปมาดังรูปที่ 24B โดยที่เศษวัตถุชิ้นที่คั่นกลางระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุทั้งสองนั้นอาจเป็นวัตถุแปลกปลอมจากภายนอกระบบหรือวัตถุที่เกิดจากความเสียหายจากการขัดสีกันระหว่างวัตถุคู่สัมผัสในตอนแรกแล้วหลุดออกมาอยู่ระหว่างผิวสัมผัสของวัตถุทั้งสองในตอนหลัง

.
สาเหตุของการสึกหรอแบบขัดสี (Reason of Abrasive Wears)

สึกหรอแบบขัดสีเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ ซึ่งแต่ละสาเหตุที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบในการทำงานและสภาพแวดล้อมของชิ้นส่วนเหล่านั้นซึ่งสาเหตุต่าง ๆ ที่เห็นได้ก็มีดังนี้คือ

.

- การหล่อลื่นไม่เพียงพอหรือขาดการหล่อลื่น (Lubricant Not Enough) เมื่อชิ้นส่วนหรือคู่สัมผัสของพื้นผิวของวัสดุเคลื่อนที่ถูกันโดยขาดการหล่อลื่น ก็จะส่งผลให้ผิวสัมผัสของวัสดุหรือโลหะเสียดสีกันโดยตรง จึงทำให้วัสดุหรือโลหะที่แข็งกว่าขูดหรือขีดข่วนลงบนวัสดุหรือโลหะที่อ่อนกว่าได้จึงทำให้วัสดุหรือโลหะที่อ่อนกว่าเกิดการสึกหรอ เช่น กรณีของแบริ่งกาบ (Journal Bearing) และเพลาในเครื่องยนต์เมื่อขาดการหล่อลื่นก็จะเกิดรอยแผลบนกาบแบริ่งเนื่องจากเป็นวัสดุที่อ่อนกว่าเพลาเพื่อรองรับการหมุนของเพลา ดังรูปที่ 25

.

- การหลุดหลวม (Loosen) เช่นในกรณีเพลาที่สวมอยู่ในแบริ่งยูนิต (Pillow Block Ball Bearing) ตัวเพลาและตัวแบริ่งจะถูกยึดกันไว้ด้วย Set Screw แต่ในกรณีที่ Set Screw หลวมหรือหลุดเมื่อเจอกับภาระ (Load) ก็จะทำให้เพลากับแบริ่งไม่ยึดแน่นและตัวเพลาจะหมุนอิสระอยู่บนด้านนอกของรางในแบริ่งซึ่งมีความแข็งกว่าเพลา ดังนั้นจึงทำให้เพลาสึกและคอดอย่างรวดเร็ว ดังรูปที่ 28

.

- มีอณุภาคแปลกปลอมเจือปนในระบบ จะเกิดขึ้นเมื่อมีวัสดุแปลกปลอมเข้ามาและไปคั่นกลางอยู่ระหว่างผิวของวัสดุคู่สัมผัส ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ ในปั้มของระบบไฮดรอลิก เมื่อเกิดการสึกหรอจนเกิดการผุกร่อนของวัสดุในระบบซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นวัสดุจำพวกเหล็ก หรือมีสิ่งแปลกปลอมจากภายนอกปะปนเข้าไปกับน้ำมันไฮดรอลิก วัตถุดังกล่าวก็จะเข้าไปอยู่ระหว่างช่องว่างของลูกสูบหรือใบเวนของปั้มกับเรือนปั้มเมื่อปั้มทำงาน อณุภาคแปลกปลอมเหล่านั้นก็จะไปขีดข่วนหรือขูดผิวของตัวเรือนปั้ม ลูกสูบหรือใบเวนจนเกิดความเสียหายดังรูปที่ 27

.

รูปที่ 25 การสึกหรอของเพลาและกาบแบริ่งในเครื่องยนต์เนื่องจากการหล่อลื่นไม่เพียงพอ

.

รูปที่ 26 การสึกหรอของเพลาและแบริ่ง โดยที่เพลาะจะสึกจนคอดเนื่องจากการการหลวมและหมุนสีอยู่กับแบริ่งซึ่งเป็นวัสดุที่แข็งกว่า 

.

รูปที่ 27 รอยขีดข่วนเนื่องจากมีอณุภาคแปลกปลอมเข้าไปอยู่ตรงกลางระหว่างใบเวนกับเรือนปั้มไฮดรอลิก

.
3.3 การสึกหรอแบบกัดเซาะ (Erosive Wear)

เป็นความเสียหายซึ่งเกิดจากผลกระทบของอณุภาค หยดน้ำหรือกระแสของมวลของของเหลวหรือแก๊ส (Liquid or Gas) ที่ปะทะกับวัสดุและเกิดการกัดเซาะอย่างต่อเนื่องและเป็นผลให้วัสดุหรือชิ้นส่วนเหล่านั้นเกิดการผุกร่อนจากการกัดเซาะ  จากรูปที่ 28 เราจะเห็นว่าการกัดเซาะที่เกิดขึ้นนั้นเกิดจากการที่อณุภาค A ซึ่งเป็นอณุภาคขนาดเล็กและเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเคลื่อนที่เข้ามาปะทะกับพื้นผิว B ซึ่งอยู่กับที่เป็นผลทำให้ส่วนบนของพื้นผิว B นั้นหลุดออก ทำให้พื้นผิว B มีลักษณะพรุนเนื่องจากในสถานการณ์จริง ๆ นั้นอณุภาคเล็ก ๆ

.

เช่นอณุภาค A นั้นมีมากมายแตกต่างกันไป ในกรณีที่ในของไหลมีอณุภาคเล็ก ๆ มาก การสึกหรอที่เกิดขึ้นก็จะรวดเร็วและรุนแรง และจะรุนแรงยิ่งขึ้นถ้าอณุภาคดังกล่าวเคลื่อนที่เข้าหาพื้นผิว B ด้วยความเร็วสูง มุมปะทะของอณุภาคก็มีผลต่อการกัดเซาะเช่นกัน เช่นถ้าหากมุมปะทะของอณุภาคต่างกัน ความรุนแรงของการสึกหรอที่เกิดขึ้นก็จะต่างกัน  

.

นอกจากนี้แล้วขนาดที่ต่างกันของอณุภาคที่พุ่งเข้าใส่พื้นผิวก็เป็นตัวแปรหนึ่งที่ทำให้การสึกหรอเกิดขึ้นเร็วหรือช้า ในสถานการณ์การปะทะเดียวกันถ้าอณุภาคขนาดใหญ่จะทำให้การสึกหรอเกิดขึ้นได้อย่างรุนแรงกว่า

.

รูปที่ 28 กลไกการสึกหรอแบบกัดเซาะ 

.

รูปที่ 29 กลไกการสึกหรอจากผลของการเกิดโพรงไอในเครื่องจักรกลของไหล เช่นปั้มและเทอร์ไบน์

.

นอกจากตัวแปรที่เกิดจากอณุภาคที่กล่าวมาแล้ว ตัวแปรอีกอย่างหนึ่งที่ทำให้การกัดเซาะเกิดขึ้นช้าหรือเร็วคือคุณสมบัติของผิววัสดุ ถ้าหากผิววัสดุมีความแข็งแรงหรือเป็นวัสดุที่มีความแข็งก็จะสามารถทนต่อการกัดเซาะได้ดีกว่า และนอกจากนั้นก็เป็นตัวแปรของสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ เช่นอุณหภูมิแวดล้อมของการปะทะที่อุณหภูมิสูงจะเกิดการสึกหรอมากกว่าที่อุณหภูมิต่ำเนื่องจากความแข็งแรงของวัสดุจะลดลงที่อุณหภูมิสูงขึ้น

.
4. ความเสียหายจากการเกิดโพรงไอ (Cavitations Failure)

การเกิดโพรงไอ (Cavitations) นั้นจะเกิดขึ้นในเครื่องจักรที่ทำงานกับของเหลวเช่นในปั้มน้ำ ใบพัดของเรือ โดยความเสียหายที่เกิดขึ้นส่วนมากจะเกิดขึ้นกับใบพัดต่าง ๆ เช่นใบพัดของปั้มน้ำและใบจักรของเรือ  

.
4.1 กลไกการเกิดโพรงไอ  

กลไกการเกิดโพรงไอนั้นจะเกิดขึ้นเนื่องจากการที่เกิดการลดและเพิ่มแรงดันอย่างรวดเร็วของของเหลวตามกระบวนการดังนี้คือ

.

4.1.1 เมื่อของเหลวเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงแรงดันของของเหลวจะลดลงอย่างรวดเร็วจนต่ำกว่าแรงดันไอ (Vapor Pressure) ณ จุดนี้ของเหลวจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไอซึ่งมีอัตราการขยายตัวอยู่ที่ประมาณ 1,700 เท่า จนทำให้เราเห็นเป็นลักษณะเป็นแผ่นหรือสายสีขาวเป็นทางยาวเราเรียกลักษณะดังกล่าวว่า Pocket of Gas หรือการเกิดโพรงไอ (Cavitations) ในกรณีที่เรามองเห็นเหตุการณ์ โดยปกติจะเกิดขึ้นที่ปลายใบพัดหรือ Impeller ตรงทางดูดของปั้มหรือใบพัดของเรือ

.

4.1.2 เมื่อของเหลวไหลช้าลงจะทำให้ของเหลวมีแรงดันเพิ่มขึ้น แรงดันดังกล่าวจะไปกดอัดโพรงไอที่เกิดจากการลดแรงดัน (Pocket of Gas) ให้ยุบตัวอย่างรวดเร็ว ด้วยแรงกดที่เข้ามาจากทุกทิศทุกทิศทุกทางของของเหลวจึงจำให้โพรงไอดังกล่าวเกิดการยุบตัวอย่างรวดเร็วเป็นผลให้เกิดแรงมหาศาลที่กดโพลงไอ (Cavitations) เข้าสู่ศูนย์กลาง        

.

เมื่อโพรงไอดังกล่าวยุบตัวลงหมดอย่างรวดเร็ว แรงดังกล่าวก็จะไปปะทะกับพื้นผิวของไบพัดดังรูปที่ 30 เป็นเหตุให้เกิดการกัดเซาะเกิดขึ้น และในกรณีที่การกัดเซาะเกิดขึ้นมากจะทำให้พื้นผิวบริเวณดังกล่าวเกิดการสึกหรอเป็นรูพรุนดังรูปที่ 31 

.

การสึกหรอที่เกิดจากการเกิดโพรงไอนั้นสามารถป้องกันได้ถ้าหากรู้กลไกของการเกิดดังกล่าวซึ่งในรายละเอียดที่มากกว่านี้อาจขอคำปรึกษาจากผู้ที่มีความรู้เช่น บริษัทที่เป็นตัวแทนจำหน่ายปั้มที่ท่านใช้ซึ่งสามารถให้รายละเอียดเกี่ยวกับการป้องกันการเกิดโพรงไอกับผลิตภัณฑ์ของเขาได้ดีอยู่แล้ว

.

รูปที่ 30 การสึกหรอที่เกิดจากโพรงไอบนปลายใบพัดของเรือ           รูปที่ 31 การเกิดโพรงไอบนใบพัดด้านส่งของปั้ม

.
5. ความเสียหายจากการผุกร่อน (Corrosion Failures) 

การผุกร่อนคือ “การเสื่อมสภาพของโลหะ ทำให้คุณภาพ และปริมาณเสื่อมลง ทั้งนี้ เพราะโลหะเกิดปฏิกิริยาเคมีรวมตัวกับสิ่งที่แวดล้อมอยู่ เช่น น้ำ, ดิน, หรืออากาศเป็นต้น” ซึ่งเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่ทำให้โลหะซึ่งไม่เสถียร ทำปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อมเพื่อเกิดเป็นสารประกอบที่เสถียรกว่า (Stable Compounds) การผุกร่อนแบ่งออกตามลักษณะการเกิดคร่าว ๆ 2 แบบคือ

.

- การผุกร่อนแบบแห้ง (Dry Corrosion หรือ Oxidation) คือกระบวนการทางเคมีที่เกิดจากการแลกเปลี่ยนอะตอมที่เป็น Positive Ions จะเกิดขึ้นที่ผิวนอกของวัสดุที่สัมผัสกับอากาศที่อุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูง
- การผุกร่อนแบบเปียก (Wet Corrosion) คือกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นกับผิววัสดุโดยผ่านทางสื่อที่เป็นของเหลวหรือน้ำ (Liquid)

.

ในงานทางด้านวิศวกรรมและการผลิต ความเสียหายที่เกิดจากการผุกร่อนนั้นบางครั้งก็สามารถทำให้เกิดความเสียหายอย่างมหาศาล เช่นวัสดุหรือส่วนประกอบของเครื่องจักรพังเสียหายจากการผุพังเนื่องจากการเกิดการผุกร่อนของสนิม ในส่วนของระดับความเสียหายที่เกิดขึ้นอาจขึ้นอยู่กับตัวแปรต่าง ๆ ดังนี้คือ

.
- ชนิดหรือแบบของการผุกร่อน (Type of Corrosion)
- อัตราการผุกร่อน (Corrosion Rate)
- ขนาดและขอบเขตของการผุกร่อน (Extend Corrosion)
- ความเสียหายและกลไกของความเสียหายที่เกิดจากการผุกร่อน ของโลหะ
.

การสึกหรอจากการผุกร่อนและการเกิดสนิมนั้นเกิดจากการทำปฏิกิริยาเคมีระหว่างสิ่งแวดล้อมกับพื้นผิวของวัสดุซึ่งต่างกับการสึกหรอแบบต่าง ๆ ที่กล่าวมาในข้างต้น รูปแบบของการผุกร่อนนั้นมีหลายแบบ

.
สรุป

จากรายละเอียดในเรื่องของความเสียหายเนื่องจากการอ่อนตัว  (Ductile Failure) ความเสียหายเนื่องจากการสึกหรอ (Wear Failures) ประเภทต่าง ๆ ความเสียหายจากการเกิดโพรงไอ (Cavitations Failure) ที่กล่าวมาในข้างต้นคงจะทำให้ผู้อ่านมีความเข้าใจมากขึ้นในการวิเคราะห์หาสาเหตุของความเสียหายที่มีสาเหตุที่เกี่ยวข้องกับเรื่องที่กล่าวมา 

.
อ้างอิง

[1] http://steel.keytometals.com/
[2] George E.Dieter: "Mechanical Metallurgy 3rd edition ", McGraw-Hill, 1986.
[3] J. Stokes, “Theory and Application of the High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) Thermal Spray Process”, Dublin City
      University (Surface Engineering and Wear)
[4] http://
www.irrigationcraft.com
[5] http://www.corrosion-doctors.org

 
**สงวนลิขสิทธิ์ ตาม พ.ร.บ.ลิขสิทธิ์ ห้ามลอกเลียนแบบหรือทำซ้ำไม่ว่าส่วนใดส่วนหนึ่ง นอกจากจะได้รับอนุญาต
 
  เรื่องในหมวดที่เกี่ยวข้อง
 
 

Level Control with Indirect Level Measurement

ตามที่กล่าวมาแล้วในตอนต้น ว่าหากจะควบคุมสิ่งใด ต้องวัดสิ่งนั้นให้ได้ก่อน ดังนั้น
วันที่ : 2013-05-29 16:11:04 ผู้อ่าน : 0
 
 

สิ่งที่ควรรู้เกี่ยวกับ สารทำความเย็น (Refrigerants)

สารทำความเย็นเป็นของไหลทำงานที่สำคัญในระบบความเย็น มันจะรับความร้อนจากแหล่งความ
วันที่ : 2013-05-29 10:40:41 ผู้อ่าน : 0
 
 

ความสำคัญของระบบควบคุม (Control System for All)

หลายท่านคงสงสัยว่ารูปเหล่านี้เกี่ยวข้องอย่างไรกับระบบควบคุม (Control Syste
วันที่ : 2013-05-28 16:19:11 ผู้อ่าน : 0
 
 

การประยุกต์ทฤษฏีข้อจำกัดเพื่อการแข่งขัน (ตอนที่ 2)

ระยะเวลาที่ผ่านมาจวบจนปัจจุบัน ผู้ประกอบการผลิตส่วนใหญ่ได้พยายามสร้างสมดุลตลอดส
วันที่ : 2013-05-28 15:41:26 ผู้อ่าน : 0
 
 

แนวโน้มการตลาดของ MEMS ในกลุ่มยานยนต์และผู้บริโภคอิเล็กทรอนิกส์

ปัจจุบันอุตสาหกรรมผู้บริโภคทางด้านยานยนต์และอิเล็กทรอนิกส์ ได้มีการนำเอา MEMS ซ
วันที่ : 2013-05-28 13:37:35 ผู้อ่าน : 109
 
 

Automation and Control System

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีในทุกวันนี้ ได้เกิดวิวัฒนาการ (Evolution) อย่างรวดเร็วใ
วันที่ : 2013-05-28 11:32:56 ผู้อ่าน : 0
 
 

บทบาทเวลาการตอบสนองกับความสามารถการแข่งขัน

ด้วยความเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีและความผันผวนของตลาดได้ส่งผลกระทบต่อวงจรชีวิตผลิ
วันที่ : 2013-05-27 11:50:38 ผู้อ่าน : 1
 
 

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศกับกลยุทธ์ธุรกิจ

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน มักจะส่งผลกระทบที่สำคัญต่อการดำรงอยู่และการ
วันที่ : 2013-05-27 11:44:47 ผู้อ่าน : 574
 
 

ตัวชี้วัดสำหรับวินิจฉัยผลิตภาพกระบวนการ

ด้วยปัจจัยความเปลี่ยนแปลงจากกระแสแห่งโลกาภิวัตน์และเงื่อนไขการเปิดการค้า
วันที่ : 2013-05-23 16:19:56 ผู้อ่าน : 0
 
 

การให้ความร้อนด้วยวิธีเหนี่ยวนำ (Induction Heating)

การให้ความร้อนด้วยวิธีเหนี่ยวนำเป็นวิธีการให้ความร้อนที่ใช้หลักการทางแม่เหล็กไฟฟ
วันที่ : 2013-05-23 11:33:03 ผู้อ่าน : 92
 
 
 
  เรื่องอื่นที่น่าสนใจในหมวด
 
สวิตชิ่ง (Switching) เปลี่ยนแกนแทนเจาะทะลวงสู่เป้าหมายที่ง่ายกว่า
ผู้อ่าน : 1192
 
การวินิจฉัยโรงงาน (Company Diagnosis) (ตอนที่ 1)
ผู้อ่าน : 1315
 
การบริหารความปลอดภัยในงานอุตสาหกรรมเชิงรุก
ผู้อ่าน : 1714
 
การบริหารตามสถานการณ์เพื่อประเมินสถานการณ์และสั่งการอย่างทันท่วงที
ผู้อ่าน : 916
 
บัญญัติศัพท์ด้านมาตรวิทยานานาชาติ (VIM 1993) ตอนที่ 1
ผู้อ่าน : 893
 
 
 
 
  เรื่องที่มีคนอ่านสูงสุดในหมวด
 
ความรู้พื้นฐานของระบบไฮดรอลิก (ตอนที่1)
ผู้อ่าน : 47846
 
ประสิทธิภาพที่ได้จากการคำนวณภาระมอเตอร์ไฟฟ้า
ผู้อ่าน : 45466
 
รายละเอียดของเฟืองและวัสดุเฟือง (ตอนที่ 1)
ผู้อ่าน : 41129
 
รายละเอียดของเฟืองและวัสดุเฟือง (ตอนจบ)
ผู้อ่าน : 26634
 
ระบบการผลิตแบบลีน (Lean Production) ในการจัดการซัพพลายเชน
ผู้อ่าน : 24590
 
 
 

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

 
 
 
 
สารบัญเว็บอุตสาหกรรม
 

อินดัสตรี้ ลิงก์
ข่าว ความรู้ ค้นหาเว็บ สินค้าและบริการ สมัครงาน ตลาดซื้อขาย
อุตสาหกรรม
เศรษฐกิจ
การค้าการลงทุน
พลังงาน
โลจิสติกส์
   
สาระน่ารู้
ถามตอบล่าสุด
ศัพท์อุตสาหกรรม
นิตยสาร
เรื่องน่ารู้วันนี้
   
เว็บอุตสาหกรรม
สารบัญเว็บไทย
เว็บมาใหม่
เว็บยอดนิยม
เพิ่มเว็บไซต์ที่นี่
   
หมวดหมู่ร้านค้า
ร้านค้ายอดนิยม
สินค้าขายดี
สินค้าลดราคา
เปิดร้านค้าใหม่
   
หางาน
ตำแหน่งงาน
ฝากประวัติ
บริษัทหาคน
งานมาใหม่
   
ค้นหาสินค้า
หมวดหมู่สินค้า
ลงประกาศฟรี
ประกาศซื้อขาย
ประกาศแบบพิเศษ
   

thailandindustry.com    
    Copyright © 2010 Thalandindustry.com All rights reserved. free counter statistics