วัสดุเหล็กและการเลือกใช้งานเบื้องต้น

วัสดุเหล็กและการเลือกใช้งานเบื้องต้น
โดย ... ไพบูลย์  ชูพึ่งอาตม์
1. โครงสร้างของเหล็กกล้า และโลหะวิทยาเบื้องต้น
        เหล็กกล้า คือ เหล็กที่สามารถทำให้แข็งและมีคุณสมบัติดีขึ้นภายหลังจากได้รับความร้อนอย่าง ถูกต้องตามวิธี โดยหากนำเอาเหล็กกล้ามาเจียระไนและขัดให้เรียบแล้วใช้น้ำกรดเจือจางทำความ สะอาดที่ผิวหน้า แล้วใช้กล้องขยายกำลังสูงส่องดูจะเห็นว่าพื้นที่นั้นมีเส้นและโครงสร้าง ต่างๆ ดังรูปที่ 1, 2 และ 3 รูปต่างๆ ที่เราเห็นเรียกว่า โครงสร้างทางโลหะ เหล็กแต่ละชนิดจะมีโครงสร้างแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับธาตุต่างๆ ที่ผสมอยู่ในโลหะนั้นๆ และลักษณะการกระจายตัวของธาตุภายในเนื้อเหล็กด้วย
        เหล็กกล้าจะมีธาตุต่างๆ ผสมอยู่เนื้อเหล็กมีสูตรเป็น Fe₃C ซึ่งนักโลหะวิทยาเรียกว่า CEMENTITE นักโลหะวิทยาได้เรียกชื่อเหล็กกล้าที่อยู่ในสภาพต่างๆ เช่น เหล็กกล้าที่มีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ 0.85% ว่า PEARLITE โดยสามารถแยกออกเป็น 3 ลักษณะได้คือ
1. ถ้าหากมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ต่ำกว่า 0.85% เหล็กกล้านั้นจะมีโครงสร้างเป็นแบบ FERRITE (ดังรูปที่ 1)
2. ถ้าหากมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ 0.85% เหล็กกล้านั้นจะมีโครงสร้างเป็นแบบ PEARLITE (ดังรูปที่ 2)
3. ถ้าหากมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่มากกว่า 0.85% เหล็กกล้านั้นจะมีโครงสร้างเป็นแบบ PEARLITE + CEMENTITE (ดังรูปที่ 3)
        โครงสร้างของเหล็กกล้าทั้ง 3 แบบนี้จะเห็นได้โดยการนำเอาเหล็กกล้าไปให้ความร้อน โดยให้มีอุณหภูมิต่ำกว่า 721 °C (หากให้ความร้อนเกินแล้วโครงสร้างของเหล็กก็จะเปลี่ยนไป) ถ้าหากเราให้ความร้อนแก่เหล็กขึ้นไปจนถึงจุดจุดหนึ่งแล้ว โครงสร้างก็จะเปลี่ยนไปเป็นแบบ AUSTENITE และเมื่อทำให้เหล็กนั้นเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว โครงสร้างแบบ AUSTENITE ก็จะแข็งตัวและเกิดเป็นโครงสร้างอีกแบบหนึ่ง ซึ่งมีชื่อว่า MARTENSITE เป็นโครงสร้างชนิดใหม่แตกต่างไปจาก FERRITE, PEARLITE และ CEMENTITE โครงสร้างแบบ MARTENSITE นี้มีความแข็งมาก โครงสร้างของเหล็กกล้าแบบต่างๆ มีความแข็งแตกต่างกันไปดังตัวอย่างดังนี้

FERRITE
มีความแข็งประมาณ
80
BRINELL

PEARLITE
มีความแข็งประมาณ
200 – 300
BRINELL

CEMENTITE
มีความแข็งประมาณ
700
BRINELL

AUSTENITE
มีความแข็งประมาณ
180 – 250
BRINELL

MARTENSITE
มีความแข็งประมาณ
650 – 700
BRINELL

            ** BRINELL เป็นหน่วยวัดความแข็งเหล็กชนิดหนึ่ง
รูปที่ 1

รูปที่ 2
เฟอร์ไรท์(Ferrite)

ภาพถ่ายจากชิ้นงานจริงเปรียบเทียบ

โครงสร้าง
ในส่วนที่เป็นสีขาว เนื้อ Ferrite เส้นสีดำคือ เส้นรอบกรอบของเนื้อ Ferrite ส่วนจุดดำๆ ที่เห็นเป็นสิ่งสกปรกที่ปะปนติดเข้าไปด้วย

กำลังขยาย
100 เท่า

น้ำยากัดผิวหน้าชิ้นงาน
3% Nital (คือ 3% กรดไนตริคในส่วนผสมแอลกอฮอล์ใช้เวลา 11 – 12 วินาที)

ส่วนประกอบทางเคมีของชิ้นงาน
C  0.02%,  Si  0.24%,  Mn  0.22%,  P  0.005%,  S  0.017%

การอบชุบด้วยความร้อน
950 °C Normalizing

ความแข็ง
HB 40 – 70

การทนแรงดึงขาด
22 – 32 กก./มม²

การยืดตัว
40 – 50 %

รูปที่ 3

รูปที่ 4
เพิรไลท์ (Pearlite)

ภาพถ่ายจากชิ้นงานจริงเปรียบเทียบ

โครงสร้าง
โครงสร้างเฟอร์ไรท์ และซีเมนไตด์ ชั้นสีขาวเรียงสลับ

พื้นสีขาวคือ เฟอร์ไรท์ และบางส่วนสีดำคือ ซ๊เมนไตด์

กำลังขยาย
500 เท่า

น้ำยากัดหน้าผิวชิ้นงาน
3% Nital (คือ 3% ของกรดไนตริคในส่วนผสมแอลกอฮอล์ใช้เวลา 6 – 9 วินาที)

ส่วนประกอบทางเคมีของชิ้นงาน
C  0.88%,  Si  0.28%,  Mn  0.36%,  P  0.020%,  S  0.013%

การอบชุบด้วยความร้อน
900 °C Annealing ใช้เวลา 5 ชั่วโมง

ความแข็ง
HB 180 – 200

รูปที่ 5
เพิรไลท์และเฟอร์ไรท์ (Pearlite and Ferrite)

รูปถ่ายจากชิ้นงานจริงเปรียบเทียบ

โครงสร้าง
เนื้อสีขาวๆ คือ Ferrite และส่วนที่เห็นสีดำและเทา คือ Pearlite

กำลังขยาย
500 เท่า

น้ำยากัดผิวหน้าชิ้นงาน
3% Nital (ใช้เวลา 9 -10 วินาที)

ส่วนประกอบทางเคมี
C  0.46%,  Si  0.24%,  Mn  0.69%,  P  0.020%,  S  0.022%

การอบชุบด้วยความร้อน
930 °C Annealing

ความแข็ง
HB 150 ~200

การทนแรงดึงขาด
60 กก. / มม.²

การยืดตัว
22%

รูปที่ 6

2. การเลือกชนิดของเหล็ก
        ความผิดพลาดของการทำงานหลายครั้งเกิดขึ้นจากการเลือกซื้อเหล็กโดยไม่ทราบ ชนิดและส่วนผสม จึงทำการอบชุบให้แข็งผิดพลาด โดยเหล็กที่มีขายในท้องตลาดมีชื่อและส่วนผสมแตกต่างกันไปมากมายหลายชนิด และมักทำให้สับสน เพราะประเทศผู้ผลิตเป็นผู้กำหนดมาตรฐานและชื่อเอง เหล็กที่ผลิตจากประเทศหนึ่งจึงมีชื่อแตกต่างไปจากเหล็กอีกประเทศหนึ่ง เช่นในสหรัฐอเมริกาจะมีมาตรฐานแบบ ASTM, AISI, SAE ญี่ปุ่นมีมาตรฐาน JIS เยอรมันมีมาตรฐาน DIN เป็นต้น ดังนั้นผู้ใช้งานควรจะศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับชนิดและส่วนประกอบของเหล็ก เพื่อเลือกให้เหมาะสมกับชิ้นงาน เพราะเหล็กแต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกัน

ความรู้เบื้องต้นของเหล็กกล้า

        เหล็กกล้า (STEEL) คือเหล็กที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบไม่เกิน 2% เหมาะสมสำหรับการอบชุบโลหะด้วยความร้อน (HEAT TREATMENT) ให้มีคุณสมบัติแข็งแกร่งเหมาะสมกับการใช้งานมากขึ้น เหล็กกล้ามีมากมายหลายชนิด แต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกันไปมากบ้างน้อยบ้าง ซึ่งยังไม่มีเหล็กกล้าใดที่มีคุณสมบัติครอบคลุมการใช้งานได้ทุกชนิด คือให้มีทั้งความแข็งและเหนียว อ่อนพอจะกลึงไสหรือแปรรูปได้ง่าย มีความต้านทานต่อการเสียดสีดี ไม่เป็นสนิม ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในเหล็กชนิดเดียวกัน ชิ้นเดียวกัน ถ้ามีความเหนียวก็จะไม่แข็ง ถ้าต้องการให้แข็งก็จะไม่เหนียว และความต้องการในการใช้งานก็แตกต่างกัน จึงเป็นสาเหตุให้มีเหล็กต่างชนิดกันมากมายจำหน่ายอยู่ตามท้องตลาด ในการเลือกใช้งานจึงต้องพิจารณาคุณสมบัติของเหล็กและส่วนผสม รวมทั้งกรรมวิธีการอบชุบเหล็กให้เหมาะสมด้วย
        เหล็กกล้าแบ่งออกเป็น 2 ชนิดใหญ่ๆ คือ
        - เหล็กกล้าคาร์บอน
        - เหล็กกล้าผสม
เหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งออกได้เป็น
1. RIMMED STEELเป็นเหล็กโครงสร้างที่มีคาร์บอนต่ำประมาณ 0.07 – 0.15% มักใช้ทำลวด ท่อต่างๆ
2. KILLED STEEL คือเหล็กที่ถลุงแล้วไล่ก๊าซต่างๆ ที่ไม่พึงประสงค์แล้วรีดออกมาแล้วนำไปอบคืนให้เหนียว มีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนต่ำ แบ่งออกเป็น
   2.1 DEAD MILD STEEL คาร์บอนประมาณ 0.07 – 0.15% ซิลิคอน 0.5% มักใช้กับงานที่ต้องรีดขึ้นรูปเย็น เช่น ท่อ เป็นต้น
   2.2 MILD STEEL คาร์บอน 0.15 – 0.25% แมงกานีส 0.6% ซิลิคอน 0.25% ใช้ทำพวกเหล็กฉาก LIGHT GAGE ท่อ
   2.3 เหล็กคาร์บอนปานกลาง (MEDIUM CARBON STEEL) จะมีคาร์บอนอยู่ระหว่าง 0.3 – 0.5%
   2.4 เหล็กคาร์บอนสูง (HIGH CARBON STEEL) จะมีคาร์บอนอยู่ตั้งแต่ 0.5% ขึ้นไป
เหล็กกล้าผสม (ALLOY STEEL)  จะมีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้นไปจากเหล็กคาร์บอนธรรมดาตามคุณสมบัติของธาตุ และปริมาณ (เปอร์เซ็นต์) ที่ผสมรวมเข้าไปในเหล็กนอกเหนือไปจากคาร์บอน โดยสารซึ่งประกอบในเนื้อเหล็กปรกติ 5 ธาตุ เดิม คือ คาร์บอน ซิลิคอน แมงกานีส ฟอสฟอรัส และซัลเฟอร์ ธาตุที่ผสมเข้าไปเพิ่ม ได้แก่ โครเมียม นิกเกิล อลูมิเนียม ทังสะเตน วานาเดียม ไทเทเนียม โมลิบดินั่ม โคบอลท์ เป็นต้น โดยบริษัทผู้ผลิตเหล็กจะเป็นผู้กำหนดมาตรฐานและส่วนผสมต่างๆ ให้เหมาะสมกับการใช้งาน
หมายเหตุ :- เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เปอร์เซ็นต์คาร์บอนไม่เกิน 0.3 ไม่สามารถชุบแข็งโดยการชุบปกติได้ ต้องผ่านกรรมวิธี CARBURIZING (หรือการเติมคาร์บอน) ที่ผิวแล้วนำไปชุบแข็ง ซึ่งเรียกว่า CASE HARDENING หรือการชุบแข็งที่ผิว
        - เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง 0.3 – 0.5 เปอร์เซ็นต์ สามารถชุบแข็งโดยวิธีปกติได้
        - เหล็กกล้าที่มีส่วนผสมคาร์บอนเกิน 0.5 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป สามารถชุบแข็งได้ดี

5 ธาตุหลักที่ผสมในเนื้อเหล็ก

1. คาร์บอน (C = CARBON)
        เป็นตัวสำคัญที่สุดที่จะต้องมีผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก มีคุณสมบัติทำให้เหล็กแข็งหลังจากผ่านขบวนการอบชุบด้วยความร้อน (HEAT TREATMENT)
2. แมงกานีส (Mn = MANGANESE)
        แมงกานีสช่วยเพิ่มคววามแข็งแรงของเหล็ก เหล็กทั่วไปจะมีแมงกานีสผสมอยู่ประมาณ 0.6 – 0.9% แต่ถ้ามีมากกว่านี้เหล็กจะมีคุณสมบัติทนการเสียดสีสูง
3. ซิลิคอน (Si = SILICON)
        เหล็กโดยทั่วไปจะมีซิลิคอนอยู่ประมาณ 0.6% เมื่อผสมซิลิคอนมากกว่านี้จะทำให้เหล็กทนค่าแรงดึงที่จุดยืดได้ (YIELD POINT)หรือที่เราเรียกว่า เหล็กสปริง โดยเหล็กสปริงจะมีซิลิคอนผสมอยู่มากกว่า 0.6 ถึง 2.5%
4.ฟอสฟอรัส (P= PHOSPHORUS)
        มีอยู่ในสินแร่เหล็กและตกค้างในเนื้อเหล็ก ฟอสฟอรัสทำให้เหล็กเปราะ จึงต้องขจัดออกไปให้มากที่สุด โดยไม่ให้มีมากเกิน 0.05%
5.กำมะถัน (S = SULPHUR)
        มีคุณสมบัติคล้าย ฟอสฟอรัส คือทำให้เหล็กเปราะ มีผสมในเนื้อเหล็กตามธรรมชาติ ขจัดให้เหลือน้อยได้ยาก ไม่ควรเกิน 0.05%

ธาตุอื่นๆ ที่จำเป็นต้อคุณสมบัติของเนื้อเหล็ก

1. โครเมียม (Cr)
        เพิ่มความแข็งให้เหล็กแต่ลดความทนต่อแรงกระแทก (IMPACT) Cr สามารถรวมตัวกับคาร์บอน ซึ่งแข็งมาก เหล็กจึงทนต่อการเสียดสี ทนการกัดกร่อนช่วยให้เหล็กทนทานการใช้งานที่อุณหภูมิสูงขึ้น โดยถ้าผสมในช่วง 0.5 – 3.0% จะเพิ่มความคงทนต่อการสึกหรอ และทนต่อการขึ้นสนิม
2. นิเกิล (Ni)
        เป็นตัวเพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทก (IMPACT) ของเหล็กมีคุณสมบัติเหนียว ดังนั้นจึงใช้ผสมเหล็กที่จะนำไปชุบแข็งที่ผิว (CASE HARDENING) ทนการกัดกร่อนและความร้อนดีขึ้น นิเกิลไม่ทำให้คุณสมบัติในการเชื่อมของเหล็กลดลง
3. ทังเสตน (W)
        สามารถรวมตัวกับคาร์บอนเป็นคาร์ไบด์ที่แข็งมาก จึงทำให้เหล็กที่ผสมทังสเตนมีความแข็งมากหลังจากผ่านการอบชุบ ใช้ทำเครื่องมือตัด มีดกลึง (CUTTING TOOL)เหล็กจะมีเนื้อละเอียด เหนียว และทนการเสียดสี
4. โมลิบดินั่ม (Mo)
        ทำให้เหล็กมีเนื้อละเอียด ไม่เปราะ ทนแรงดึงมากขึ้น ทนการกัดกร่อนและเปลี่ยนขนาดน้อยเมื่อมีอุณหภูมิสูงขึ้น จึงมีผสมในกระบอกปืน กระบอกไฮดรอลิก
5. แวนนาเดียม (V)
        เพิ่มความแข็งแรงให้กับเหล็ก ทำให้เหล็กมีเนื้อละเอียด ทนต่อความร้อนได้ดี รวมตัวกับธาตุคาร์บอนเป็นคาร์ไบด์ได้ง่าย ทนต่อการกัดกร่อนมักจะผสมในเหล็กทนความร้อน เหล็กไฮสปิค
6. โคบอลท์ (Co)
        ช่วยทำให้เหล็กมีความแข็งแรงที่อุณภูมิสูง จึงใช้ผสมในเหล็กทนความร้อน (HOT WORK STEEL) และทำให้เหล็กเกิดโครงสร้างแบบคาร์ไบด์ เพิ่มความต้านทานในการรีดเหล็กร้อนๆ
7. อลูมิเนียม (Al)
        ผสมเล็กน้อยในเหล็กจะทำให้เนื้อละเอียดขึ้น ใช้ผสมลงในเหล็กที่จะนำไปชุบแข็งโดยวิธี NITRIDING (ชุบแข็งที่ผิว) เนื่องจากอลูมิเนียมสามารถรวมตัวกับไนโตรเจนเป็นสารที่แข็งมากใช้ผสมลงใน เหล็กทนความร้อน
ตารางที่ 1

ตารางที่ 1  เหล็ก SS หรือที่เราเรียกภาษาตลาดว่า เหล็กเพลาขาว ใช้งานพื้นฐานทั่วไป เช่น ใช้ทำสลักทั่วไป ลวด
ตารางที่ 2

ตารางที่ 2  เหล็ก SS กำหนดมาตรฐานส่วนผสมตาม JIS ไว้ 4 ธาตุ ดังตารางข้างบน
            คำว่า Max. ย่อมาจาก MAXIMUM หรือมีค่าไม่เกิน
ตารางที่ 3


ตารางที่ 3  เหล็กที่ใช้ทำโครงสร้างยานยนต์ทั่วไป
ตารางที่ 4


ตารางที่ 4  กำหนดส่วนผสมไว้เพียง 2 ธาตุ คือ ฟอสฟอรัส (P) และซัลเฟอร์ (S) โดยมีไม่เกิน 0.040 เพื่อไม่ให้โลหะเปราะ
ตารางที่ 5


ตารางที่ 5 เหล็กรีดเย็น ตามตารางข้างบน ใช้กับงานขึ้นรูปลึกทั่วไป รวมทั้งชิ้นส่วนยานยนต์ด้วย จะสังเกตุเห็นได้ว่าปริมาณคาร์บอนต่ำ เหล็กสามารถปั๊มขึ้นรูปได้ง่ายไม่แตกเนื่องจากไม่แข็งมาก
ตารางที่ 6

ตารางที่ 6  เหล็กกล้าคาร์บอนตามตารางข้างบน หรือที่เราเรียกตามภาษาตลาดว่า “เหล็กหัวแดง” จะควบคุม 5 ธาตุหลักไว้ โดยธาตุสำคัญคือคาร์บอน จะมีตั้งแต่คาร์บอนต่ำไปจนถึงคาร์บอนปานกลาง และเริ่มต้นของคาร์บอนสูง
โดยทั่วไปเรากำหนด        ค่าคาร์บอนต่ำไว้ที่ ไม่เกิน 0.3% (ชุบแข็งธรรมดาไม่ชื้น)
                                   คาร์บอนปานกลาง 0.3 – 0.5%
                                   ปริมาณคาร์บอนเกิน 0.5% ขึ้นไป เป็นคาร์บอนสูง
        จะสังเกตเห็นได้ว่า ปริมาณฟอสฟอรัส (P) ไม่เกิน 0.030% และซัลเฟอร์ (S) ไม่เกิน 0.035% เพื่อไม่ให้เหล็กเปราะ ใช้ทำเพลา ชิ้นส่วนเครื่องจักร จอบ เสียม มีดทั่วไป เฟืองรถไถขนาดเล็กรอบต่ำ ฯลฯ ในลักษณะของชิ้นงานบางชนิด จำเป็นต้องใช้เหล็กที่มีเปอร์เซ็นต์คาร์บอน เกิน 0.3% จึงจะสามารถชุบให้แข็งได้ โดยทั่วไปจะใช้เปอร์เซ็นต์คาร์บอน 0.50 – 0.55%
ตารางที่ 7


ตารางที่ 7  แสดงถึงเหล็กกล้าคาร์บอน (CARBON STEEL) และเหล็กกล้าคาร์บอนทำเครื่องมือ (CARBON TOOL STEEL) ตามตารางข้างบน จะให้ตัวอย่างการใช้งานไว้แถวขวามือ โดยเริ่มต้นจากเหล็ก S30 CM มีคาร์บอนต่ำ แต่จะมีธาตุโครเมียมผสมนิกเกิลเข้ามาเล็กน้อย จนกระทั่งบางชนิดก็จะมีธาตุคาร์บอนสูงเกิน 1 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งใช้ทำใบเลื่อยงานไม้ ใบมีดโกน ชิ้นส่วนเครื่องจักร ฯลฯ
ตารางที่ 8

ตารางที่ 8   แสดงถึงเหล็กแมงกานีส โดย SMn 420 ใช้สำหรับชุบแข็งที่ผิวเนื่องจากเปอร์เซ็นต์ธาตุคาร์บอนต่ำ ชุบปกติไม่แข็ง จะต้องชุบด้วยวิธีเติมคาร์บอนที่ผิวซึ่งเรียกว่า CASE HARDENING
ตารางที่ 9

ตารางที่ 9  จะสังเกตเห็นได้ว่า ทุกเบอร์มีเปอร์เซ็นต์ธาตุแมงกานิสสูงกว่าปกติที่มีเพียงไม่เกิน 0.90 เปอร์เซ็นต์ ในหล้ก SMn จะมีค่าสูง 1.65 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะส่งผลให้เหล็กใช้งานสำหรับทนการเสียดสีสูง โดย SMn 420 จะใช้ชุบแข็งโดยวิธี CASE HARDENING (โดยการเติมคาร์บอนที่ผิวแล้วชุบให้แข็งที่ผิว)
ตารางที่ 10

ตารางที่ 10  เป็นเหล็กโครเมียม โดยมี SCr 415 และ 420 ซึ่งมีเปอร์เซ็นต์ต่ำ ต้องชุบด้วยวิธี CASE HARDENING
ตารางที่ 11

ตารางที่ 11  เหล็กโครเมียม จะสังเกตุเห็นได้ว่านอกจากเปอร์เซ็นต์ของ 5 ธาตุหลักแล้ว มีธาตุโครเมียมเพิ่มเข้าไป เพื่อทนต่อการใช้งานและการสึกหรอ ทำให้เหล็กแข็งแรงขึ้น
ตารางที่ 12

ตารางที่ 12  แสดงถึงเหล็กที่มีทั้งโครเมียมและโมลิบดินั่ม จึงมีชื่อว่า SCM โดยในตลาดบ้านเราจะเรียกเหล็กนี้ว่า “เหล็กหัวสีฟ้า” โดยร้านขายเหล็กนี้ที่เป็นเพลากลม เหลี่ยม จะทาสีที่หัวเป็นสีฟ้า เพื่อให้สังเกตเห็นได้ง่าย
        เหล็กนี้ใช้กันมากในการทำชิ้นส่วนยานยนต์ที่ต้องการความแข็ง – เหนียว เช่น ลูกหมาก เพลา เฟืองรถยนต์ กระบอกปืน กระบอกไฮดรอลิค
        เบอร์ที่บ้านเรารู้จักกันดีมากคือ SCM4 (ชื่อเดิม) ชื่อใหม่คือ SCM 440
        เราอาจเคยได้ยินหรือเห็นเครื่องมือประแจปากตายที่โฆษณาว่าเป็นเหล็ก โคร-โม ซึ่งหมายถึง เหล็กโครเมียม โมลิบดินั่ม เป็นประแจที่ขึ้นรูปโดยวิธี DROP FORGED ก็คือเทียบแล้วคือเหล็กตัวนี้ของมาตรฐาน JIS
ตารางที่ 13




ตารางที่ 13   เหล็กไร้สนิม (เหล็กแสตนเลส) ที่บ้านเราคุ้นเคยกันกับคำว่า แสตนเลสเบอร์ 18-8 หมายถึงเปอร์เซ็นต์โครเมียมมีอย่างน้อย 18 เปอร์เซ็นต์ และนิกเกิลมีอย่างน้อย 8 เปอร์เซ็นต์ หรือตามมาตรฐาน JIS นี้คือเบอร์ SUS 304 ที่เราคุ้นเคยกันว่า เป็นเบอร์ที่ไม่ขึ้นสนิม แต่ในบ้านเราอาจมีการใช้เบอร์ 403 มาทำเป็นผลิตภัณฑ์แทน โดยเบอร์ 403 นี้ สามารถขึ้นสนิมได้ การทดสอบส่วนผสมโลหะสามารถทำได้
3. การอบชุบเหล็กให้แข็งด้วยความร้อน (HEAT TREATMENT)
        การอบชุบเหล็กให้แข็งด้วยความร้อน คือการให้ความร้อนแก่โลหะที่ต้องการให้แข็งไปถึงจุดๆ หนึ่ง ที่โครงสร้างภายในเนื้อโลหะนั้นเปลี่ยนแปลงจากแบบหนึ่งไปเป็นอีกแบบหนึ่ง แล้วทำให้โลหะนั้นเย็นลง อาจโดยการจุ่มน้ำ หรือน้ำมัน โลหะนั้นจะมีคุณสมบัติแข็งขึ้นกว่าเดิม
        การอบชุบเหล็กมีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะเปลี่ยนแปลงให้คุณสมบัติของโลหะนั้น ดีขึ้น เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน เช่น ต้องการให้แข็ง ต้องการให้เหนียว หรือทนเสียดสีที่ผิวนอกและเหนียว
ขั้นตอนการดำเนินการอบชุบโดยสังเขป คือ
1. การให้ความร้อน ความร้อนจะทำให้โครงสร้างของเหล็กเปลี่ยนไป และต้องมีการเผาแช่ เนื่องจากความหนาของชิ้นงาน เพื่อให้ความร้อนกระจายตัวไปถึงภายในชิ้นงานแล้วจึงนำไปจุ่มชุบในน้ำ หรือ น้ำมัน หรือสารชุบ
2. เวลาในการเผาแช่ (SOAKING TIME)โดยเมื่อเราเผาชิ้นงานถึงอุณหภูมิชุบแข็ง เราต้องเผาชิ้นงานที่อุณหภูมินี้เป็นระยะเวลาหนึ่ง เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างภายในแกนกลางของชิ้นงาน เราเรียกเวลาช่วงนี้ว่า เวลาการเผาแช่ ชิ้นงานที่มีความหนามากยิ่งต้องการเวลาในการเผาแช่มากยิ่งขึ้น
3. สารชุบ (QUENCHING MEDIA)หมายถึงตัวที่ทำให้เหล็กเย็นลงหลังจากการเผา อาจเป็นสาร หรือน้ำมัน หรือน้ำเป็นต้น โดยนำโลหะไปจุ่มชุบ (QUENCHING)ลงในสาร หรือน้ำมัน หรือน้ำ ให้เหล็กเย็นตัวลง เพื่อให้โครงสร้างเหล็กเหมาะสมกับการใช้งาน
4. การอบคืน (TEMPERING) ภายหลังจากการจุ่มชุบแล้ว เราต้องนำชิ้นงานไปอบคืน เพื่อลดแรงเครียด และความเปราะในชิ้นงาน ความแข็งจะลดลงบ้าง พร้อมทั้งเพิ่มควสามเหนียวในชิ้นงาน การอบคืนสำหรับเหล็กกล้าโดยทั่วไปมีอุณหภูมิระหว่าง 150 ºC – 300 ºC ถ้าเราปฏิบัติได้ถูกต้องในกรรมวิธีตามขั้นตอนแล้ว การอบคืนตัวก็เป็นกรรมวิธีสุดท้ายของการชุบแข็ง ซึ่งชิ้นงานก็พร้อมที่จะนำไปเจียระไนหากจำเป็น หรือใช้งานต่อไป
        ในการอบชุบเหล็กเพื่อการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องจักร เครื่องมือ ขึ้นอยู่กับความประสงค์ของการใช้งาน เพื่อให้ได้คุณสมบัติของเหล็กตามความต้องการนั้น แบ่งการชุบออกได้เป็น 2 วิธี หรือ 2จุดประสงค์ คือ การอบชุบแข็งทั้งชิ้นงาน และการอบชุบแข็งเฉพาะผิว (CASE HARDENING)
การอบชุบทั้งชิ้นงาน  มีวัตถุประสงค์หลายอย่างด้วยกันคือ
1. การอบเพื่อลดแรงเครียดในชิ้นงาน (STRESS RELIEVING) ทำเพื่อที่จะลดแรงเครียดในชิ้นงานที่เกิดขึ้นภายหลังการรีด การเผาตีเหล็ก การเชื่อม เป็นต้น สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนเราต้องนำชิ้นงานนี้ไปเผาที่อุณหภูมิ 550 – 600 ºC และทิ้งให้อยู่ในอุณหภูมินี้ 1 – 2 ชั่วโมง แล้วค่อยๆ ปล่อยให้เย็นตัวช้าๆ ในเตา ก็จะได้ชิ้นงานที่นำไปใช้แล้วจะไม่เกิดการบิดงอภายหลัง
2. การอบเพื่อให้อ่อน (ANNEALING OR SOFT ANNEALING)เป็นกรรมวิธีที่ใช้ทำกับเหล็กชิ้นส่วนเครื่องจักร เครื่องมือ จากโครงสร้างแข็งให้เหนียวเพิ่มมากขึ้นทนต่อการรับแรงกระแทก ไม่แตกหักง่าย โดยการให้ความร้อนแก่เหล็ก อุณหภูมิที่ถูกต้องแน่นอน จำเป็นต้องศึกษาจากแผนภูมิของเหล็กแต่ละชนิดไป
    การอบจะต้องอบให้ร้อนจนทั่วทั้งชิ้นงาน และปล่อยให้เย็นตัวช้าๆ ภายในเตาแล้วจึงนำออกมา วัตถุประสงค์ของการอบให้อ่อนนี้เพื่อทำให้ชิ้นส่วนต่างๆ ที่ผลิต เกิดความเหนียวมากขึ้น เพื่อนำไปกลึง เจาะ หรือแต่งขนาดได้ง่ายขึ้น เช่น ชิ้นส่วนที่ผ่านการทุบขึ้นรูป เช่นเพลาข้อเหวี่ยง
3. วิธีการเผาและปล่อยให้เย็นในอากาศ (NORMALIZING)วิธีการนี้เป็นวิธีการอบเผาเหล็กให้ร้อนขึ้นอย่างช้าๆ จนถึงอุณหภูมิตามที่ต้องการแล้วปล่อยให้เย็นตัวในอากาศ โดยนำชิ้นส่วนเหล่านั้นออกจากเตา ปล่อยให้เย็นตัว
4. การอบชุบแข็งทั้งชิ้นงาน (OVERALL HARDENING) ใช้สำหรับการอบชุบเหล็กให้แข็งทั้งชิ้นงาน เพื่อวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่น ดอกสว่าน ตะไบ เป็นต้น
-  การอบชุบแข็งเฉพาะที่ผิว (CASE HARDENING)
   มีชิ้นงานหลายชนิดที่จำเป็นต้องแข็งเฉพาะผิวหน้า เพื่อทนการเสียดสี แต่ต้องเหนียวภายในเพื่อรับแรงกระแทก เช่น ฟันเฟือง เพลาลูกเบี้ยว สลักก้านสูบ เป็นต้น
   วัตถุประสงค์ของการชุบโดยวิธีนี้คือ ให้ผิวมีความแข็งประมาณ 50 – 60 HRC ทนการเสียดสี ส่วนภายในไม่เกิน 40 HRCโดยใช้เหล็กคาร์บอนปานกลาง หรือใช้ MILD STEEL (คาร์บอนต่ำ) และใช้วิธีเติมคาร์บอนที่ผิว แล้วจึงนำมาอบชุบให้แข็งที่ผิวอีกครั้ง
กรรมวิธีการอบชุบแข็งที่ผิวทำได้โดย
1. การเติมคาร์บอนที่ผิวเหล็ก (CARBURIZING PROCESS)ใช้กับเหล็กเหนียวธรรมดา มีคาร์บอนไม่เกิน 0.30% ชุบไม่แข็งเพราะไม่มีคาร์บอนพอในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง จึงต้องนำเหล็กพวกนี้มาทำให้มีคาร์บอนมากขึ้นตามกรรมวิธี CARBURIZING เสียก่อน โดยทำได้คือ
1.1 โดยกรรมวิธี PACK CARBURIZING กรรมวิธีนี้เป็นวิธีเก่าแก่ทำกันมานาน เพราะเป็นวิธีที่ลงทุนน้อย ได้ความลึกในการชุบแข็งมาก เหล็กซึ่งเหมาะกับงานชนิดนี้ ได้แก่ เหล็กคาร์บอนต่ำ คือมีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนไม่เกิน 0.3% และเหล็กผสมเปอร์เซ็นต์ต่ำ (LOW ALLOY STEEL)
      สารที่ใช้เผาเป็นส่วนผสมของถ่านไม้ ถ่านหิน ซึ่งมีคาร์บอนมาก และสารที่เป็นตัวในการเกิดปฏิกริยาได้แก่ แบเรียมคาร์บอเนต หรือโซเดียมคาร์บอเนต ตามส่วนประกอบที่พอเหมาะ ซึ่งสารเหล่านี้เมื่อได้รับความร้อนถึงประมาณ 900 ºC จะกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และคาร์บอนมอนนอกไซด์ แก๊สที่เกิดขึ้นนี้จะทำปฏิกริยากับผิวเหล็ก ทำให้เหล็กถูกคาร์บอนในแก๊สรับเข้าไปที่ผิวและซึมลึกลงไปในเนื้อเหล็กได้ ประมาณ 1 – 3 มม. ในเวลา 3 – 4 ชม. โดยสามารถเติมคาร์บอนที่ผิวได้ในเปอร์เซ็นต์ที่สูง 0.8 – 1.1 เปอร์เซ็นต์
      เหล็กเหล่านี้หลังจากเติมคาร์บอนที่ผิวแล้ว นำมาชุบแข็งด้วยน้ำหรือน้ำมันเหมือนกับเหล็กที่มีคาร์บอนสูง จะทำให้บริเวณผิวที่มีคาร์บอนผสมอยู่แข็งมากเหมือนชุบเหล็กคาร์บอนสูง ส่วนภายในเนื้อเหล็กที่คาร์บอนเข้าไม่ถึง จะยังคงเป็นเหล็กธรรมดามีความเหนียว
1.2 วิธีการเติมคาร์บอนโดยจุ่มในสารหลอมไซยาไนด์ (CYANIDING SALT BATH)ในกรณีนี้ปฏิกริยาในการเกิดแก๊สคล้ายกันกับข้อ 1.1 ต่างกันแต่ว่าสารที่ให้คาร์บอนเป็นของเหลือ เช่น โซเดียมไซยาไนด์ หรือโปแตสเซียมไซยาไนด์ ประมาณ 28 – 30 % ในงานผิวแข็งลึกปานกลาง และ 30 – 40% ในงานผิวแข็งลึกมาก อุณหภูมิในการให้ความร้อนเผาไซยาไนด์ประมาณ 850 – 950 ºC
      วิธีทำคือ หลอมละลายสารโซเดียมไซยาไนด์ หรือโปแตสเซียมไซยาไนด์ ด้วยหม้อเหล็กโดยเตาน้ำมัน หรือเตาไฟฟ้า หรืออื่นๆ
      โดยแช่เหล็กที่เป็นชิ้นส่วนงานลงในไซยาไนด์หลอมละลายและให้ความร้อนจนถึง ประมาณ 900ºC แล้วแช่ไว้ที่อุณหภูมินี้ประมาณ 2 – 3 ชั่วโมง แล้วแต่ความลึกของความแข็งที่ต้องการ หลังจากนั้นจึงนำชิ้นส่วนเหล่านั้นไปชุบน้ำหรือน้ำมัน หลังจากนั้นจึงนำมาอบคืนไฟเพื่อลดแรงเครียดต่อไป
2. การใช้แก๊สไนโตรเจนอบชุบผิวให้แข็ง (กรรมวิธี NITRIDING)
    เป็นวิธีการชุบผิวแข็งโดยใช้แก๊สไนโตรเจนเป็นตัวทำให้แข็งแทนคาร์บอนใน เนื้อเหล็กและใช้กันมากในปัจจุบัน ใช้สำหรับงานที่ต้องการผิวแข็งมาก ความแข็งที่ได้รับจากการอบชุบด้วยวิธีนี้จะแข็งเฉพาะผิวบางๆ และไม่อ่อนตัวเมื่อถูกความร้อน ไม่เป็นสนิม ไม่ผุกร่อนง่าย ใช้กันมากในการอบชุบชิ้นส่วนของเครื่องบิน วิธีทำคือ อบเผาชิ้นงานในเตาซึ่งปิดมิดชิดอุณหภูมิประมาณ 450 – 540 ºC แล้วอัดแก๊สแอมโมเนียเข้าไปทำปฏิกริยากับเหล็ก แก๊สแอมโมเนียเมื่อถูกความร้อนจะแตกตัวเป็นแก๊สไนโตรเจนและไฮโดรเจน ทำปฏิกริยากับธาตุที่ผสมอยู่ในเหล็ก คือ โครเมียม อลูมิเนียม โมลิบดินั่ม และแวนาเดียม และเกิดเป็นสารผสมชนิดใหม่เกาะอยู่รอบๆ บริเวณผิวเหล็ก โดยเกิดปฏิกริยาขึ้นอย่างช้าๆ ได้ความลึกผิวแข็ง บางมาก และใช้เวลานาน โดยความลึกผิวแข็งที่ได้ส่วนใหญ่จะได้ไม่มากเกิน 0.3 มม. ถ้าต้องการผิวลึกกว่านี้อาจจะต้องใช้เวลานานมาก
    เหล็กที่จะชุบด้วยวิธีนี้ต้องใช้เหล็กที่มีธาตุโครเมียม อลูมิเนียม โมลิบดินั่ม และแวนาเดียม เหล็กคาร์บอนธรรมดาชุบด้วยวิธีนี้ไม่ได้ การอบชุบด้วยวิธีนี้จึงมีราคาแพงมาก
3. การชุบผิวแข็งด้วยเปลวไฟ (FLAME – HARDENING) มีงานหลายชนิดที่ต้องการผิวแข็งเพียงส่วนใดส่วนหนึ่ง งานประเภทนี้โดยมากเป็นงานชิ้นใหญ่ๆ ไม่สามารถนำเข้าเตาหรืออบชุบด้วยวิธีอื่นได้ เช่น เฟืองใหญ่ๆ ที่ต้องการชุบแข็งที่ขอบของเฟืองเท่านั้น
    งานเหล่านี้จะต้องชุบแข็งแต่ละส่วนด้วยการเผาด้วยเปลวไฟจากแก๊สอะแซทีลีนและ ออกซิเจน เช่นเดียวกับการเชื่อมเหล็ก โดยออกแบบหัวเผาให้เหมาะสมกับรูปร่างของงานและมีน้ำฉีดออกมาตามรอยเผาในเวลา ไล่เลี่ยกัน คือ หลังจากเผาจนร้อนแดงแล้ว หัวเผาควรออกแบบให้เดินได้โดยอัตโนมัติ วิธีนี้ต้องอาศัยความชำนาญในการปรับแก๊สเปลวไฟและปรับความเร็วเดินเครื่อง
4. การชุบแข็งด้วยเครื่องไฟฟ้าเหนี่ยวนำความถี่สูง (INDUCTION HARDENING) การชุบวิธีนี้คล้ายกับการชุบด้วยเปลวไฟ ต่างกันอยู่ที่ตัวให้ความร้อนใช้ไฟฟ้า โดยใช้ขดท่อทองแดงซึ่งเป็นขดท่อเหนี่ยวนำโดยมีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำความถี่ สูง ขดท่อทองแดงจะต้องออกแบบให้เหมาะสมกับผิวหน้าของรูปร่างกับงานที่ต้องการชุบ แข็ง โดยขดท่อทองแดงให้ขนานไปกับผิวหน้าของชิ้นงาน ให้มีระยะห่างเล็กน้อย แต่ไม่ติดกับเหล็กและมีท่อน้ำมีแรงดันฉีดพ่นออกมาขนานไปกับขดท่อเหนี่ยวนำ
    ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำจะร้อนรวดเร็วมากเหมือนกับการเผาและชุบในเวลาเพียง 20 – 60 นาทีเท่านั้น
โครงสร้างการทำผิวแข็งโดยใช้กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
(Induction Hardned Structure)

ภาพถ่ายจากชิ้นงานจริง

โครงสร้าง
โครงบริเวณผิวของชิ้นงาน (จากซ้ายไปขวา) บริเวณผิวจะเกิดมาเทนไซด์เกรนละเอียด

กำลังขยาย
500 เท่า

น้ำยากัดผิวหน้าชิ้นงาน
3% Nital (ใช้เวลา 9 – 11 วินาที)

ส่วนประกอบทางเคมีของชิ้นงาน
C 0.46%, Si 0.24%, Mn 0.69%, P 0.020%, S 0.022%

การอบชุบด้วยความร้อน
-

ความแข็ง
HRC 60

การทนแรงดึง
จะขึ้นอยู่กับเส้นผ่าศูนย์กลาง และความลึกที่ทำการเหนี่ยวนำด้วย

        การชุบแข็งด้วยวิธีใช้กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ จะช่วยเพิ่มความแข็งและคุณสมบัติการล้าตัวของเหล็กกล้า เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีจุ่มชุบแข็งด้วยวิธีธรรมดา เพราะเกิดโครงสร้างละเอียด และเกิดความเค้นแรงอัดค้างอยู่ในเนื้อโลหะเนื่องจากการให้ความร้อน การเย็นตัวของชิ้นงานเป็นไปอย่างรวดเร็ว แต่คุณสมบัติเหล่านี้จะหมดไปถ้าทำการ tempering

ภาพถ่ายจากชิ้นงานจริง
โครงสร้างคาร์บูไรด์
(Carburized Structure)

ภาพถ่ายจากชิ้นงานจร

ที่มา : http://www.tsnc.in.th

ชนิดของเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump)

เครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) และอุปกรณ์ควบคุม มีเกณฑ์กำหนดที่แตกต่างไปจากเครื่องสูบน้ำธรรมดา ที่มีการติดตั้งเป็นประจำ เครื่องสูบน้ำธรรมดามีการใช้งานและดูแลรักษาอยู่เป็นประจำ ส่วนเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) มีการใช้งานเฉพาะระยะเวลาทดสอบระบบและเมื่อเกิดเพลิงไหม้เท่านั้น ถึงแม้ว่าระยะเวลาใช้งานและทดสอบจะน้อยมาก แต่เราก็ต้องการให้ระบบดับเพลิงสามารถทำงานได้ทันทีที่ต้องการเครื่องสูบน้ำ ดับเพลิง (Fire pump) และอุปกรณ์ควบคุมจะต้องได้รับการออกแบบให้ทำงานได้ในภาวะฉุกเฉินหลายอย่าง พร้อมๆกัน เช่น ในขณะมีลมพายุ ฟ้าผ่า เป็นต้น โดยมิต้องมีคนคอยควบคุมอยู่ด้วย ในขณะที่เครื่องสูบน้ำธรรมดาได้รับการป้องกันจากไฟฟ้าลัดวงจร แรงดันไฟฟ้าต่ำหรือสภาพความเสียหายอื่นๆ แต่เครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) จะต้องได้รับการออกแบบให้ทำงานต่อไปไม่ว่าจะอยู่ในภาวะใดเพื่อการจัดส่งน้ำสำหรับการผจญเพลิง ดังนั้นเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) และอุปกรณ์ควบคุมจึงต้องมีข้อกำหนดพิเศษออกไป ในสหรัฐอเมริกาผู้ที่วางข้อกำหนดของอุปกรณ์สำหรับระบบเหล่านี้ คือ Underwriters Laboratories Inc. (UL) หรือ Factory Mutual Engineering Association (FM) สำหรับคุณลักษณะของการสูบน้ำ NFPA ได้วางเกณฑ์กำหนดเอาไว้ว่า

เครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) แบบ Horizontal split case centrifugal pump

- เครื่องสูบน้ำแบบหอยโข่ง (Centrifugal pump)  และแบบเทอร์บายน์ (vertical turbine pump) จะต้องสามารถจ่ายน้ำได้ 150% ของที่ระบุ (rate flow rate) โดยที่ให้ความดันน้ำไม่น้อยกว่า 65% ของที่ระบุ (rate head)

- เครื่องสูบน้ำแบบหอยโข่ง (Centrifugal pump) จะต้องให้ความดันน้ำในขณะที่ไม่มีการไหลไม่เกิน 120% ของความดันระบุ ส่วนเครื่องสูบน้ำแบบเทอร์บายน์จะต้องให้ความดันน้ำไม่เกิน 140% ของความดันระบุในขณะที่ไม่มีการไหล

การติดตั้งเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) แบบ Horizontal split case centrifugal pump

Vertical shaft turbine pump installation in wet pit

ข้อกำหนดดังกล่าวนี้มีความหมายว่า เครื่องสูบน้ำจะต้องเป็นแบบที่มี flat curve หรืออีกนัยหนึ่งเมื่ออัตราการสูบน้ำเปลี่ยนไป ความดันที่เครื่องสูบน้ำจะให้กับระบบท่อจะไม่เปลี่ยนแลงไปมากนั่นเอง ทั้งนี้เพื่อให้แน่ใจว่าจะมีความดันน้ำที่สายสูบอย่างเพียงพอ

ชนิดของเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump)
เครื่องสูบน้ำที่ใช้ในการดับเพลิงมากที่สุดมีอยู่ 2 แบบคือ

- Horizontal shaft, double suction, split case centrifugal pump

- Vertical turbine pump

เครื่องสูบน้ำชนิดแรกมักจะใช้กับระบบดับเพลิงซึ่งมี ระดับน้ำในถังเก็บน้ำสูงกว่าระดับของเครื่องสูบน้ำ ทั้งนี้เพื่อหลีกเลี่ยง suction lift และการใช้ foot valve หรือมิฉะนั้นก็ต้องดูดโดยตรงจากท่อเมนประปา ในกรณีที่ระดับเครื่องสูบน้ำชนิดนี้อยู่สูงกว่าระดับน้ำในถังเก็บน้ำ ก็จะต้องจัดให้มี priming tank เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องสูบน้ำ พร้อมที่จะส่งน้ำให้กับระบบดับเพลิงได้ตลอดเวลา เครื่องสูบน้ำชนิดนี้ดังแสดงในรูป

โดยทั่วไปเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) ที่ใช้ในโครงการจะเป็นชนิด Horizontal split case centrifugal pump โดยจะทำหน้าที่สูบน้ำ จากบ่อกักน้ำที่มีระดับต่ำกว่า,เท่ากัน, สูงกว่าเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) การต่อท่อทางด้านดูดอาจจำเป็นต้องใช้ข้อลด ในกรณีที่ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อน้ำดับเพลิง มีขนาดไม่เท่ากันกับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางทางด้านดูดของเครื่องสูบน้ำ ข้อลดที่ติดตั้งในแนวนอนต้องเป็น ข้อลดเยื้องศูนย์ (Eccentric reducer) เสมอ ทั้งนี้หากบ่อกักน้ำมีระดับต่ำกว่า หรือเท่ากับเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) การติดตั้งข้อลดเยื้องศูนย์จะต้องให้ด้านบนเรียบ แต่ถ้าบ่อกักน้ำมีระดับสูงกว่า การติดตั้งข้อลดเยื้องศูนย์จะต้องให้ด้านล่างเรียบ ทั้งนี้เพื่อป้องกันมิให้เกิด Air pocket และสามารถไล่อากาศออกจากท่อง่ายที่สุด อีกประการหนึ่ง ข้องอที่ใช้ต่อต้องมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับท่อน้ำดับเพลิง ห้ามมิให้ใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง เท่ากับขนาดของด้านดูดของเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) โดยเด็ดขาด

การติดตั้งข้อลดเยื้องศูนย์บริเวณเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire pump) ที่ถูกต้อง

ในกรณีที่มีพื้นที่ในการติดตั้งจำกัด ผู้ออกแบบอาจเลือกใช้ vertical shaft, double suction, split case centrifugal pump ก็ได้ เครื่องสูบน้ำชนิดนี้ใช้พื้นที่เพียง 1/3 ของแบบแรกที่กล่าวมาแล้วเท่านั้น ถ้าถังเก็บน้ำอยู่ใต้ดินระดับต่ำกว่าเครื่องสูบน้ำ ควรจะใช้ vertical turbine pump ซึ่งสามารถติดตั้งให้ตัวสูบจุ่มอยู่ในน้ำได้

ที่มา : http://www.booster-tech.com/

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีเครื่องสูบน้ำ

ในบรรดาเครื่องสูบน้ำที่หลากหลาย นั้น เครื่องสูบน้ำโวลูท (หรือที่รู้จักกันแพร่หลายในประเทศไทย หรืออีกชื่อหนึ่งคือเครื่องสูบหอยโข่ง ( volute pump) ถือเป็นเครื่องสูบน้ำที่ได้รับการพัฒนาก้าวหน้ามากที่สุด เพราะว่าสามารถสูบน้ำได้ในอัตราที่สูง และมีการใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ

หลักการทำงานของเครื่องสูบน้ำชนิดหอยโข่ง (โวลูท)

เครื่องสูบน้ำชนิดโวลูท ดูดน้ำและส่งน้ำได้อย่างไร ?
ในสมัยที่เราเป็นเด็กเราคงเคยทดลองเล่น โดยให้น้ำหยดบนร่มที่กำลังหมุนใช่ไหม? น้ำหยดเล็กๆ จะถูกเหวี่ยงให้กระจายออกจากร่มที่กำลังหมุนอยู่นั้นในทำนองเดียวกันถ้าเรา ขว้างตุ้มฆ้อน เราต้องหมุนตัวเราให้เร็วที่สุดก่อน เพื่อที่จะขว้างตุ้มค้อนให้ได้ไกลที่สุดเท่าที่จะไกลได้

ขอให้เรามาทำการทดลองดูสักอย่าง โดยอาศัยเครื่องมือง่ายๆ ที่ปรากฏในรูปข้างซ้ายมือนี้ เมื่อใบพัด (impeller) ที่ก้นของอุปกรณ์หมุนน้ำจะหมุนตามไปด้วย การหมุนทำให้ผิวน้ำยุบตัวต่ำที่สุดตรงส่วนกลาง และระดับน้ำสูงสุดตามบริเวณขอบของอุปกรณ์ เหตุผลก็คือว่าน้ำเคลื่อนที่ออกจากศูนย์กลางของการหมุนภายใต้การกระทำของแรง หนีศูนย์กลางที่เกิดจากการหมุนนั้น ความดันภายในของน้ำจะลดที่บริเวณศูนย์กลางแต่จะเพิ่มมากขึ้นที่บริเวณขอบ

โดยหลักการแล้วเครื่องสูบน้ำชนิด โวลูทก็เหมือนกับอุปกรณ์ทดลองที่แสดงมาแล้วข้างบนนี้ คือเมื่อใบพัดในเครื่องสูบหมุน ความดันของน้ำจะเพิ่มมากขึ้น เพราะแรงหนีศูนย์กลางน้ำจะถูกเหวี่ยงออกจากบริเวณศูนย์กลางการหมุนอย่างต่อ เนื่อง

ลักษณะของเครื่องสูบน้ำชนิดหอยโข่ง

โดยปกติเราจะใช้ตัวแปร 4 ตัวแปร เป็นเครื่องบอกลักษณะการทำงานของเครื่องสูบน้ำแต่ละขนาด ลักษณะการทำงานของเครื่องสูบน้ำแต่ละขนาดโดยใช้ตัวแปร 4 ตัวเป็นตัววัดเรียกว่า พฤติลักษณะ (characteristic) ของเครื่องสูบ ตัวแปรเหล่านี้ได้แก่อัตราการสูบ ,เฮดหรือความสูงของน้ำที่สามารถส่งขึ้นไปได้ ,กำลังที่เพลา และประสิทธิภาพ

1. อัตราการสูบ (Flow Rate) หมายถึงปริมาณ หรือจำนวนของน้ำที่เครื่องสูบแต่ละเครื่องสูบได้ต่อหน่วยของเวลา โดยมากจะใช้หน่วยของอัตรสูบ ม3 /นาที หรือ ลิตร/นาที อย่างไรก็ตามขนาดของเครื่องสูบนิยมเรียกตามขนาดของท่อดูด ดังนั้นมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น (JIS) จึงได้จัดทำตารางเครื่องสูบที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดท่อดูดที่เหมาะสม ที่อัตราการสูบหนึ่งๆ ดังแสดงในตารางด้านซ้ายมือ
2. เฮด (Head) คือแรงดัน หรือความสูงที่เครื่องสูบน้ำทำได้ ถือเป็นธรรมเนียมว่าให้ใช้ หน่วยความสูงของน้ำที่เป็นค่าเฮด และใช้หน่วยเป็นเมตร (ม.) พฤติลักษณะของเครื่องสูบแบบโวลูทก็คือ อัตราการไหลจะเป็นปฎิภาคกลับกับเฮด หรืออีกนัยหนึ่งก็คือว่าถ้าอัตราการไหลสูงเฮดจะต่ำ และถ้าอัตราการไหลต่ำเฮดจะสูง เราสามารถสร้างชาร์ตแสดงความสัมพันธ์ของอัตราการไหลกับเฮดได้โดยให้เฮดอยู่ ในแนวแกนตั้ง และอัตราการไหลในแนวแกนนอน อัตรการไหลที่เฮดต่างๆ เมื่อกำหนดแต่ละค่า และเชื่อมต่อจุด (พลอต) เหล่านี้ด้วยกันก็จะได้เส้นโค้งที่ลดต่ำลงจากซ้ายไปขวาดังรูปที่แสดงทางซ้าย มือ
3. กำลังเพลา (Shaft power) กำลังของเครื่องดันกำลังเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการขับเพลาของเครื่องสูบน้ำให้ หมุนตามรอบที่กำหนด กำลังเครื่องฉุดถ่ายทอดผ่านเพลาไปสู่เพลาของเครื่องสูบน้ำ เรียกว่า กำลังเพลา ถ้าเราจะสร้างชาร์ตแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างกำลังเพลากับอัตราการไหล เราก็สามารถทำได้เช่นเดียวกับชาร์ตแสดงความสัมพันธ์ของเฮดกับอัตราการไหล โดยให้แกนนอนเป็นอัตราการไหลเหมือนเดิม แต่ให้แกนตั้งเป็นกำลังเพลาแทน ในกรณีเช่นนี้กราฟจะโค้งตกจากขวาไปซ้าย กำลังของเครื่องสูบจะต้องมีมากพอที่จะชดเชยกำลังที่สูญเสียไปในเพลา โดยปกติแล้วจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องดันกำลัง ในกรณีอย่างนี้จะคิดเป็นกิโลวัตต์ (kW) แต่ถ้าเป็นเครื่องสูบเป็นเครื่องยนต์กำลังสูบคิดเป็นแรงม้า (PS)
4. ประสิทธิภาพ (Efficiency) สัดส่วน (ratio) ของงานที่ได้จากเครื่องสูบ (หมายถึง กำลังที่ใช้ในการยกน้ำทางทฤษฏี) เมื่อเปรียบเทียบกับกำลังของเพลาที่ได้จากเครื่องฉุด เรียกว่าประสิทธิภาพ ค่านี้มักจะแสดงหน่วยเป็นเปอร์เซนต์ (%) เส้นโค้งแสดงพฤติลักษณะของเครื่องสูบน้ำเมื่อใช้แกนตั้งเป็นประสิทธิภาพ และแกนนอนเป็นอัตราการไหลจึงมีลักษณะดังแสดงในรูปซ้ายมือ

คุณลักษณะของเครื่องสูบน้ำ

การแบ่งลักษณะของปั๊มใบพัดหมุน (Turbo Pump)

ปั๊มน้ำใบพัดหมุนอาจแบ่งแยกง่ายๆ ตามลักษณะใบพัดได้ 3 ชนิดดังนี้

• ปั๊มหอยโข่งแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (Centrifugal Pump) เฮดน้ำเกิดจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์จากการหมุนของใบพัด ใช้กันอย่างแพร่หลาย สามารถใช้เฮดน้ำสูง
• ปั๊มน้ำการไหลแบบผสม (Mixed Flow Pump) ปั๊มชนิดนี้เฮดน้ำเกิดจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ของใบพัดส่วนหนึ่ง และเกิดจากแรงดึงน้ำของใบพัด (Impeller Lift) อีกส่วนหนึ่ง
• ปั๊มน้ำการไหลตามแนวแกน (Axial Flow Pump) เฮดน้ำจากปั๊มประเภทนี้เกิดจากแรงที่ใบพัดกระทำต่อของเหลวตามแนวแกน ปั๊มชนิดนี้ใช้กันแพร่หลาย เมื่อต้องการปริมาณการไหลมาก และเฮดต่ำ
• ปั๊มน้ำทั้ง 3 ชนิดข้างบนยังสามารถแยกย่อยตามลักษณะเรือนปั๊ม (Casing) และใบพัด (Impeller)

เรือนปั๊ม (CASING)

ปั๊มแบบโวลูท (Volute) & ปั๊มแบบดิฟฟิวเซอร์ (Diffuser) การไหลของน้ำที่ความเร็วสูงจะต้องถูกแปลงเป็นแรงดันน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ ปั๊มน้ำแบบดิฟฟิวเซอร์จะใช้ช่องนำน้ำ (Guide Vane) ซึ่งติดตั้งติดกับใบพัดแปลงแรงดัน ในขณะที่ปั๊มแบบโวลูทจะแปลงความเร็วการไหลเป็นแรงดันโดยใช้โข่งเกลียว (Spiral Casing) ปั๊มแบบโวลูทจะได้รับความนิยมสูงกว่า เพราะมีประสิทธิภาพดี ใช้ได้กับช่วงปริมาณการไหลกว้าง ,ผลิตง่าย และมีขนาดกะทัดรัด ในขณะที่ปั๊มน้ำแบบดิฟฟิวเซอร์จะใช้กับงานพิเศษ เช่น ปั๊มน้ำบ่อลึก

ชนิดการดูดน้ำ (SUCTION TYPE)

ดูดน้ำทางเดียว (Single Suction) & ดูดน้ำสองทาง (Double Suction) ในกรณีที่ทางดูดน้ำทางเดียวไม่เพียงพอที่จะดูดปริมาณน้ำมากๆ จะมีปั๊มน้ำชนิดที่มี 2 ใบพัดวางหลังชนกัน และมีทางดูดน้ำอยู่ทั้ง 2 ข้าง ซึ่งอาจเรียกว่าปั๊มแบบดูดน้ำสองทาง ปั๊มแบบทางดูด 2 ทางสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน และรุนแรงตามแนวแกน จะสมดุลทางทฤษฏี อย่างไรก็ตามเนื่องจากโครงสร้างปั๊มที่ซับซ้อน ทำให้มีการใช้งานเฉพาะค่อนข้างจำกัด

ปั๊มน้ำหลายสเตจ (หลายชุดใบพัด)

ในกรณีที่ปั๊มน้ำใบพัดเดียวไม่ สามารถสร้างเฮดน้ำที่ต้องการได้ ในกรณีนี้ปั๊มที่มีหลายๆ ชุดใบพัดเรียงกันแบบอนุกรมจะเฮดน้ำได้มากกว่าปั๊มน้ำที่ให้เฮดน้ำสูงๆ ส่วนใหญ่เป็นปั๊มน้ำหลายสเตจ (หลายใบพัด)

ปั๊มน้ำแบบไม่สามารถล่อน้ำเอง (Non-Self-Priming Pump) และปั๊มน้ำที่สามารถล่อน้ำเอง (Self-Priming Pump)

ในการใช้งานปั๊มน้ำทั่วไป เราจะต้องล่อน้ำ โดยการเติมน้ำลงในปั๊มเพื่อให้มีน้ำเต็มระหว่างปั๊มลงไปถึงปลาย ท่อดูดน้ำ ในขณะที่ปั๊มน้ำแบบสามารถล่อน้ำเองทำงานตามขั้นตอนดังนี้

1. ก่อนการใช้งาน จะต้องมีน้ำขังในเรือนปั๊ม และใบพัดจุ่มในน้ำ
2. เมื่อเริ่มใช้งาน ใบพัดหมุนสร้างสูญญากาศในปั๊มอากาศในท่อดูดถูกดึงเข้าปั๊มในขณะที่ท่อทางออก ส่วนน้ำจะยังคงหมุนวนในช่วงใบพัด
3. เมื่ออากาศถูกดึงออกจากท่อดูดจนหมด น้ำจะขึ้นมาเต็มท่อ และปั๊มน้ำดูดส่งได้ตามปกติ

ปั๊มพ์จุ่ม (Submersible Pumps)

ปั๊มพ์จุ่มกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงหลังเนื่องจาก

1. ไม่ต้องการติดตั้ง
2. ไม่ต้องมีการล่อน้ำ (Priming) ก่อนใช้
3. ไม่มีปัญหา คาวิเตชั่น (Cavitation)

นอกจากนี้ปั๊มพ์จุ่มในปัจจุบันยังมีมอเตอร์จุ่มน้ำ และแมคคานิคอลซีลที่มีคุณภาพดีขึ้น บวกกับราคาปั๊มพ์จุ่มที่ต่ำลงทำให้ปั๊มพ์จุ่มได้รับความนิยมขึ้นมา

ปั๊มพ์อื่นๆ

นอกจากปั๊มพ์น้ำใช้ใบพัดที่กล่าว ข้างต้นแล้ว ยังมีปั๊มพ์ชนิดอื่น เช่น ปั๊มพ์ชัก, ปั๊มโรตารี่, ปั๊มพ์เฟือง, ปั๊มใบพัดเฟือง (Regenerative) , ปั๊มพ์สูญญากาศ, ปั๊มพ์เจ็ท, ปั๊ม air lift pump, ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้กับงานพิเศษ ในการใช้งานทั่วไปนั้น ปั๊มพ์น้ำแบบใบพัดโดยเฉพาะปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์แบบหอยโข่ง (Volute) จะมีใช้แพร่หลายมากที่สุด

ที่มา : NEOPRO

Video: Egg Processing

Video 1 : Egg Processing

Video 2: How it's made eggs

E-Marketing อาวุธทรงประสิทธิภาพในโลกการส่งออก

การตลาดออนไลน์ (online-marketing) หรือ การตลาดอิเล็กทรอนิกส์ (e-Marketing) ในปัจจุบันนั้น เป็นการดำเนินกิจกรรมทางการตลาดโดยใช้อินเตอร์เน็ตเป็นสื่อกลาง และสื่ออิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นทั้งข้อมูลและภาพเคลื่อนไหว มาผสมผสานกับกิจกรรมและวิธีการทางการตลาดอย่างลงตัวกับลูกค้าหรือกลุ่มเป้า หมาย เพื่อบรรลุจุดมุ่งหมายของแต่ละองค์กร โดยทั่วไปการทำการตลาด E-Marketing จะมีส่วนที่สำคัญดังนี้   

1. เป็นการสื่อสารกับกลุ่มเป้าหมายในลักษณะเฉพาะเจาะจง (Niche Market)
2. เป็นลักษณะเป็นการสื่อสารแบบ 2 ทาง (2 Way Communication)
3. เป็นรูปแบบการตลาดแบบตัวต่อตัว (One to One Marketing หรือ Personalize Marketing) ที่ลูกค้าหรือกลุ่มเป้าหมายสามารถกำหนดรูปแบบสินค้าและบริการได้ตามความต้อง การของตนเอง
4. มีการกระจายไปยังกลุ่มผู้บริโภค (Dispersion of Consumer)
5. เป็นกิจกรรมที่นักการตลาดสามารถสื่อสารไปยังทั่วทุกมุมโลก ตลอด 24 ชั่วโมง (24 Business Hours)
6. สามารถติดต่อสื่อสาร โต้ตอบ ปฏิสัมพันธ์ได้อย่างรวดเร็ว (Quick Response)
7. มีต้นทุนต่ำแต่ได้ประสิทธิผล สามารถวัดผลได้ทันที (Low Cost and Efficiency)
8. มีความสัมพันธ์กับกิจกรรมการตลาดแบบดั้งเดิม (Relate to Traditional Marketing)
9. มีการตัดสินใจในการซื้อจากข้อมูลข่าวสารที่ได้รับ (Purchase by Information)  

โดย E-Marketing ได้ผสมผสานแนวความคิดทางการตลาด และทางเทคนิคไว้ด้วยกัน  ทั้งด้าน การออกแบบ (Design) , การพัฒนา (Development) , การโฆษณาและการขาย (Advertising and Sales) เป็นต้น

โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อประโยชน์ในการสร้างมูลค่าเพิ่มให้แก่ธุรกิจและลูกค้า เนื่องจากระบบทางอิเล็กทรอนิกส์สามารถสนับสนุนการร้องขอข้อมูลของลูกค้า การจัดเก็บประวัติ และพฤติกรรมของลูกค้าเอาไว้ รวมถึงการสร้างความสัมพันธ์กับลูกค้าได้ ส่งผลต่อ การเพิ่มและรักษาฐานลูกค้า (Customer Acquisition and Retention) และอำนวยประโยชน์ในการประกอบธุรกิจอย่างครบถ้วน 

    
ในขณะที่ การตลาดแบบดั้งเดิม (Traditional Marketing)  จะมีรูปแบบที่แตกต่างจาก E-Marketing อย่างชัดเจน โดยการตลาดแบบดั้งเดิมนั้นจะมีกลุ่มเป้าหมายที่หลากหลาย จะไม่เน้นทำกับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง และมักจะใช้วิธี การแบ่งส่วนตลาด (Marketing Segmentation)

โดยใช้เกณฑ์สภาพประชากรศาสตร์ หรือสภาพภูมิศาสตร์ และสามารถครอบคลุมได้บางพื้นที่ ในขณะที่ถ้าเป็น E-Marketing จะสามารถครอบคลุมได้ทั่วโลกเลยทีเดียว ด้วยเหตุนี้ธุรกิจต่างๆ จึงได้ให้ความสนใจกับอินเทอร์เน็ตเป็นอย่างมาก รวมถึงได้มีการนำเอาแนวคิด E-Marketing มาประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลาย เพื่อทำการตลาดออนไลน์ให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด 

ซึ่งความสำคัญของการตลาดออนไลน์นี้  กรมส่งเสริมการส่งออก กระทรวงพาณิชย์ได้คาดการณ์และวางแผนรองรับไว้อย่างรอบด้านแล้ว  และหนึ่งในกิจกรรมที่สำคัญคือการสร้างเว็บไซต์ไทยเทรดดอทคอม (www.thaitrade.com) ที่เปิดตัวแล้วอย่างเป็นทางการ เป็นการนำจุดเด่นด้านออฟไลน์ของกรมส่งเสริมการส่งออก ที่มีความเชี่ยวชาญในการจัดแสดงสินค้าทั้งในและต่างประเทศ มาผนวกกับการตลาดเพื่อสนับสนุนการส่งออกแบบออนไลน์ ทำให้สามารถสร้างความมั่นใจให้กับผู้ซื้อในต่างประเทศ และสร้างความเชื่อมั่นให้กับผู้ประกอบการไทย ที่สนใจนำสินค้าของตนเองมาทำการตลาดผ่านระบบอีคอมเมิร์ซสู่ตลาดโลก 

ด้วยทีมงานมืออาชีพและฐานข้อมูลพร้อมคำปรึกษาที่จะคอยดูแลและช่วยบริหาร เว็บไซต์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยที่ผู้ประกอบการไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายแต่อย่างใด และไม่จำเป็นต้องมีความรู้เชี่ยวชาญด้านไอที เพราะระบบถูกสร้างเพื่อให้ใช้งานได้ง่ายดาย
 

  ทั้งนี้กรมส่งเสริมการส่งออก กระทรวงพาณิชย์ ได้วางแผนงานที่จะให้กรมส่งเสริมการส่งออกนำ www.thaitrade.com เป็นพันธมิตรกับองค์กรธุรกิจที่เกี่ยวข้องกับการทำการค้าออนไลน์ทั้งในและ ต่างประเทศ เช่น บริษัทไปรษณีย์ไทย   พันธวณิช ของไทย ธนาคารและสถาบันทางการเงินต่างๆ อี-เบย์ (E-bay) ของสหรัฐ  ราคุเทน (Rakuten) ของญี่ปุ่น และอาลีบาบาดอทคอม (Alibaba.com) ของจีน ฯลฯ ที่มีฐานข้อมูลผู้ซื้อออนไลน์จำนวนมหาศาล หรือมีบริการที่เกื้อกูลกับการใช้งาน E- Marketplace และอำนวยความสะดวกแก่ทั้งผู้ซื้อและผู้ขาย

ในขณะที่ ไทยเทรดดอทคอมมีจุดเด่นที่ฐานข้อมูลผู้ส่งออกที่มีคุณภาพ และผ่านการคัดกรองจากกรมฯเรียบร้อยแล้ว  สำหรับ ผู้ประกอบการผู้สนใจ สามารถสมัครเข้ามาใช้บริการได้ฟรีผ่านทางหน้าเว็บไซต์ หรือสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ โทร. 0-2685-1169 อีเมล์ : ecommerce@depthai.go.th และ  ecommerce.dep@gmail.com

แผนธุรกิจ

บทความและเนื้อหาเกี่ยวกับธุรกิจ เช่นการทำแผนธุรกิจ การบริหารการตลาด

• แนวทางการเขียนแผนธุรกิจ ตัวอย่างแผนในลักษณะกิจการต่างๆ การวิเคราะห์และวางแผนธุรกิจ

Steam trap

อุปกรณ์ดักไอน้ำ (Steam Trap) มีวัตถุประสงค์ที่สร้างขึ้นมาก็เพื่อใช้เป็นวาล์วควบคุมแบบอัตโนมัติโดยทำ หน้าที่ระบายน้ำร้อนออกจากระบบไอน้ำ และต้องมีหน้าที่ระบายอากาศออกให้เร็วที่สุด นอกจากนี้ยังทำหน้าที่อีกอย่างหนึ่งคือต้องปิดกั้นไอน้ำไม่ให้มีการรั่วไหล

หน้าที่ของ Steam Trap

1. ระบายน้ำร้อนที่เกิดขึ้นให้ออกไปให้เร็วที่สุดตามหลักการที่ออกแบบของอุปกรณ์

2. ปิดกั้นไอน้ำไม่ให้ไอน้ำมีการรั่วไหล

3. ระบายอากาศและก๊าซ ที่ไม่กลั่นตัวให้ออกไปให้เร็วที่สุด 

สตีมแทรปมีความจำเป็นอย่างไรต่อระบบไอน้ำ

         1. ในระบบไอน้ำอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำต่างๆกัน เช่น หม้ออุ่นน้ำร้อน,เครื่องอบผ้าจะรับพลังงานจากไอน้ำ เมื่อไอน้ำ ถ่ายเทพลังงานความร้อนจะกลั่นตัวเป็นคอนเดนเสท ซึ่งจะต้องทำการระบายออกจากระบบไอน้ำอย่างรวดเร็วหากไม่มี การระบายออกหรือระบายออกไม่หมดคอนเดนเสทนี้จะผ่านเข้าไปในส่วนที่มีการแลก เปลี่ยนความร้อนมีผลทำให้ ประสิทธิภาพในการถ่ายเทพลังงานความร้อน ลดลงอย่างมาก อันเนื่องจากความแตกต่างกันของระดับพลังงานระหว่างคอน เดนเสทกับไอน้ำ

         ผลกระทบอีกอย่างที่มักเกิดขึ้นในระบบไอน้ำหาก ไม่ระบายเอาคอนเดนเสทออก ซึ่งเรียกว่า "สตีมแฮมเมอร์ (Steam Hammer)" เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนพร้อมกับเสียงกระแทก สาเหตุเนื่อง- จากการเดือดของคอนเดนเสทที่ตกค้างอยู่ในท่อ ซึ่งจะมีผลทำให้ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเสีย หายอย่างรวดเร็ว ทั้งนี้การที่มีคอนเดนเสทเหลือค้างอยู่ในระบบไอน้ำจะทำให้เกิดการผุกร่อน (Corrosion) ของท่อและคอยล์ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เนื่องจากคอนเดนเสทเป็นตัวอิเล็กทรอไลท์ (Electrolyte) ในกระบวนการผุกร่อน ชนิดการผุกร่อน เช่น Generalised Corrosion, Oxygen Pitting, Condensate Grooving เป็นต้น ซึ่งจะมีผลทำให้อายุการใช้งานของท่อในระบบไอน้ำลดลง ดังนั้น เพื่อป้องกันความเสียหายต่าง ๆ ที่จะเกิดขึ้นและเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบไอน้ำจะต้องมีการระบายคอน เดนเสทออกอย่าง รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

         2. สตีมแทรปจะเป็นตัวป้องกันการรั่วของไอน้ำ ในขณะที่ต้องระบายคอนเดนเสทออก จะทำให้ได้รับผลตอบแทนอย่างเต็มที่ ทั้งนี้ยังช่วยลดผลกระทบอันเกิดจากการ รั่วไหลออกของไอน้ำ ซึ่งมีผลทำให้อุณหภูมิและความดันของคอนเดนเสทเพิ่มสูงขึ้น หากว่าไอน้ำรั่วออกไปมากจนอุณหภูมิของคอนเดนเสทสูงอาจทำให้เกิด Cavitation ขึ้นในปั๊ม คอนเดนเสทได้

         3. ในการเริ่มเดินระบบไอน้ำจะต้องทำการระบายอากาศและแก๊สอื่นที่ไม่ควบแน่นออก จำนวนมากก่อนที่จะปล่อยให้ไอน้ำเข้าสู่ระบบ หลังจากนั้นจะต้องระบายอากาศและแก๊สนี้ออกจากระบบตลอดเวลาเพื่อไม่ให้อากาศ และแก๊สที่ไม่ควบแน่นนี้มีผลกระทบต่อระบบ เพราะหากไม่ระบายออก แก๊สที่ไม่ควบแน่นนี้จะไปขัดขวางกระบวนการถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลก เปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanger) ทำให้อัตราการถ่ายเทความร้อนลดลง และแก๊สเหล่านี้เมื่อละลายในคอนเดนเสท จะยิ่งทำให้กระบวนการผุกร่อนเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว แก๊สที่ไม่ควบแน่นที่สำคัญ เช่น แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสามารถละลายในคอนเดนเสททำให้มีสภาพเป็นกรด เป็นตัวเร่งกระบวนการ Condensate Grooving และ Generalized Corrosion

         สตีมแทรปทุกชนิดมีวิธีการทำงานสำคัญ 3 อย่างดังที่กล่าวมาข้างต้นเหมือนๆกันแต่แตกต่างที่การใช้คุณ - สมบัติของไอน้ำและคอนเดนเสทในการควบคุมการปิดและเปิด ค่าเฮด (Head) ที่แตกต่างกันระหว่างด้านเข้า (Inlet) และด้านออก (Outlet) ของสตีมแทรป จะเป็นตัวบอกให้สตีมแทรปทำงาน สตีมแทรปมีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด ได้แก่ Thermo- static trap, Mechanical trap และ Thermadynamictrap 

Mechanical steam trap
Float trap with air cock	Float trap with thermostatic air vent
Inverted bucket steam trap
Thermodynamic steam trap
Traditional Thermodynamic steam trap
Impulse steam trap		Labyrinth steam trap
Thermostatic steam trap
Bimetallic Steam Trap		Balanced pressure steam trap
Liquid expansion steam trap

ที่มา :

• Mdboilers : มารู้จักกับ steam trap
• Spirax Sarco : Steam trap tutorial