การกัดกร่อน Archives - MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

บรรลัยวิทยา: แก้วเก็บอุณหภูมิกับสารตะกั่ว

dtmd-saw — Wed, 21 May 2025 04:35:58 +0000

บรรลัยวิทยา: แก้วเก็บอุณหภูมิกับสารตะกั่ว

ดัดแปลงและเรียบเรียงจากบทความ “บรรลัยวิทยา”
โดย โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว วิศวกรอาวุโส
ทีมวิจัยการวิเคราะห์ความเสียหายและวิศวกรรมการเชื่อถือ
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)

ปัจจุบันหลายคนนิยมเลือกใช้ ‘แก้วเก็บอุณหภูมิ’ แทนแก้วพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง แก้วเก็บอุณหภูมิสามารถเก็บรักษาอุณหภูมิให้คงที่ จึงใช้บรรจุเครื่องดื่มทั้งร้อนและเย็น

แก้วเก็บอุณหภูมินิยมผลิตจาก ‘สเตนเลสสตีล (stainless steel)’ หรือ ‘เหล็กกล้าไร้สนิม’ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเกรด JIS SUS304 หรือที่เรียกย่อๆ ว่า เกรด 304 หรือ เกรด 18/8 เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดนี้เป็นเกรดที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุดเกรดหนึ่ง และมักใช้ในทำเครื่องครัวต่างๆ เช่น กระทะและหม้อ

เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 มีธาตุโครเมียม (Cr) ประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์ เพื่อช่วยเพิ่มสมบัติต้านการกัดกร่อน และนิกเกิล (Ni) ประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้นิกเกิลจะช่วยเพิ่มสมบัติต้านทานการกัดกร่อน และยังทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมเปลี่ยนโครงสร้างเป็นออสเทนไนต์ซึ่งแม่เหล็กดูดไม่ติด

อย่างไรก็ตาม ผู้บริโภคหลายคนมักเข้าใจคลาดเคลื่อนว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 มีปัญหาสารตะกั่ว (Pb) ปนเปื้อน เช่นเดียวกับภาชนะที่ทำจากเหล็กและวัสดุอื่นอีกหลายชนิดที่มีข่าวเกี่ยวกับพิษของสารตะกั่ว ซึ่งหากสารตะกั่วสะสมในร่างกายก็จะเป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างร้ายแรง สารตะกั่วทำให้รู้สึกเบื่ออาหาร อ่อนเพลีย ปวดท้อง อาเจียน หรือบางรายอาจถึงขั้นเสียชีวิตได้ ส่วนในเด็กเล็ก พิษของตะกั่วจะขัดขวางการพัฒนาการทางสมองและระบบประสาท ทำให้เด็กเรียนรู้ได้ช้า

ทั้งนี้หากพิจารณาปัญหาการปนเปื้อนของตะกั่วในภาชนะต่างๆ จะพบว่ามาจากการใช้โลหะบัดกรีที่มีส่วนผสมของตะกั่ว การเชื่อมประสานด้วยการบัดกรีจะช่วยป้องกันการรั่วซึมของภาชนะดังกล่าว แต่ในการขึ้นรูปแก้วเก็บอุณหภูมิจะใช้การเชื่อมประสานโดยไม่มีการใช้โลหะเติม นอกจากนี้ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 ก็ไม่มีธาตุตะกั่วแต่อย่างใด

นอกจากนี้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 ยังมีค่าความต้านทานการกัดกร่อนสูง (high corrosion resistance) ทำให้มีอัตราการกัดกร่อนที่ต่ำ (low corrosion rate) ดังนั้นการใช้งานทั่วไปในครัวเรือน ไม่ว่าจะสัมผัสกับความร้อน ความเค็ม หรือความเปรี้ยวใดๆ ก็จะไม่ทำให้เกิดการปนเปื้อนของโลหะในอาหาร จนก่อให้เกิดอันตรายจากสารตะกั่วอย่างที่กังวลกัน

อย่างไรก็ตามเพื่อความปลอดภัย ในการเลือกซื้อทุกครั้งผู้บริโภคควรเลือกแก้วเก็บอุณหภูมิจากผู้ผลิตที่น่าเชื่อถือ หรือมองหาตราสัญลักษณ์การรับรองอย่างเช่น มอก. (มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมของไทย) เพื่อให้มั่นใจว่าว่าผลิตภัณฑ์ที่เลือกใช้ผลิตขึ้นจากวัสดุที่มีความปลอดภัยตามมาตรฐาน

The post บรรลัยวิทยา: แก้วเก็บอุณหภูมิกับสารตะกั่ว appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

มาตรฐานแนะนำการตรวจรับรางรถไฟ และการจัดเก็บรางใหม่

Arunee Seesai — Tue, 11 Mar 2025 02:23:40 +0000

มาตรฐานแนะนำการตรวจรับรางรถไฟ และการจัดเก็บรางใหม่

เรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

ระบบขนส่งทางรางของประเทศไทยกำลังเติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยข้อมูลจากการรถไฟแห่งประเทศไทย (รฟท.) ระบุว่าภายในปี 2570 การก่อสร้างระบบรถไฟทางคู่จะแล้วเสร็จ รวมระยะทางประมาณ 8,000 กิโลเมตร นอกจากนี้ รฟท. มีแผนเพิ่มความเร็วของรถไฟจากเดิมที่ 60 กม./ชม. เป็น 100-140 กม./ชม. ซึ่งการเพิ่มความเร็วนี้อาจนำไปสู่การเพิ่มอัตราการเกิดจุดบกพร่องบนผิวราง หากรางไม่มีสมบัติเชิงกลที่เหมาะสม อาจเกิดความเสียหายและการแตกหักของชิ้นส่วนรางได้อย่างรวดเร็ว

รางรถไฟเป็นชิ้นส่วนสำคัญที่ต้องมีความปลอดภัยสูงและทนทานต่อสภาวะการใช้งาน เพราะต้องรองรับแรงจากล้อรถไฟที่ถ่ายทอดจากตู้โดยสารและโบกี้ อีกทั้งยังช่วยบังคับทิศทางและทำให้การเคลื่อนที่ราบรื่น รางจึงต้องมีคุณสมบัติต้านทานการเสื่อมสภาพ มีความแข็งแรงในระดับที่เหมาะสม และมีสมบัติที่สม่ำเสมอตามมาตรฐานการออกแบบ

ปัจจุบันการรถไฟแห่งประเทศไทยเลือกใช้รางที่มีโครงสร้างแบบเพิร์ลลิติก (Pearlitic Rails) เป็นหลักในการก่อสร้างทางรถไฟและได้กำหนดให้มีการทดสอบรางเพื่อการยอมรับ (Acceptance Test) ทั้งระหว่างและหลังการผลิตตามข้อกำหนดของ EN 13674-1 เช่น การทดสอบในห้องปฏิบัติการ ได้แก่ การตรวจสอบส่วนผสมทางเคมี การตรวจสอบปริมาณไฮโดรเจนและออกซิเจน การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค ฯลฯ เป็นต้น อย่างไรก็ตาม รางใหม่มักเกิดชั้นสูญเสียคาร์บอนที่ผิว (Decarburization Layer) หลังการผลิต ถ้าบริเวณผิวหน้าสัมผัสของรางมีชั้นดังกล่าวที่ผิวลึกมากเท่าไร ยิ่งเพิ่มอัตราการเสียรูปถาวร (Plastic Deformation) และการสึกหรอ (Wear) มากขึ้นเท่านั้น และเป็นข้อบกพร่องที่มักนำไปสู่การขยายตัวของรอยแตกด้วยกลไกการล้าแบบกลิ้งสัมผัส (Rolling Contact Fatigue) หากไม่มีการตรวจสอบและทำการเจียรออกก่อนใช้งาน จะทำให้พื้นผิวสัมผัสของรางมีความแข็งและความแข็งแรงลดลง ส่งผลให้เกิดการสึกหรอ การเสียรูป และการเกิดลอนคลื่น (Corrugation) ได้ง่าย

จากงานวิเคราะห์ความเสียหายของรางที่แตกหักพบชั้นสูญเสียคาร์บอนที่ผิวและรอยร้าวล้าแบบกลิ้งสัมผัส และจากการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาของรางใหม่ที่ยังไม่ผ่านการใช้งานพบชั้นสูญเสียคาร์บอนที่ผิวและร่องหลุมการกัดกร่อน ทำให้ทีมวิจัยสามารถเสนอข้อกำหนดมาตรฐานแนะนำของกระบวนการตรวจรับรางใหม่ เช่น จำนวนและตำแหน่งในการสุ่มตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคบริเวณผิวหน้าสัมผัสราง การวัดความแข็งที่ผิวสันรางและหน้าตัดราง การตรวจสอบส่วนผสมทางเคมีบริเวณหัวราง และการกำหนดความลึกของชั้นที่มีการสูญเสียคาร์บอนและเสื่อมสภาพบนผิวรางใหม่ โดยพิจารณาร่วมกันระหว่างการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคและการวัดความแข็งแบบโปรไฟล์และ/หรือการตรวจสอบส่วนผสมทางเคมี การป้องกันการกัดกร่อนและการจัดเก็บรางใหม่ โดยระบุข้อแนะนำทางเทคนิค ขั้นตอนการปฏิบัติ และอ้างอิงมาตรฐานที่ยอมรับในระดับสากล ซึ่งผู้ประกอบการด้านการขนส่งทางรางสามารถนำไปอ้างอิงในการปฏิบัติงานได้

ปัจจุบันทีมวิจัยกำลังจัดทำร่างมาตรฐานการตรวจรับราง และการจัดเก็บรางใหม่ โดยได้รับความร่วมมือจากกรมการขนส่งทางราง และการรถไฟแห่งประเทศไทย กระทรวงคมนาคม เพื่อให้กองมาตรฐานความปลอดภัยและบำรุงทาง และหน่วยงานที่ให้บริการระบบขนส่งทางรางในประเทศไทยสามารถนำมาตรฐานดังกล่าวไปใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ ทั้งนี้เพื่อให้รางที่จะนำมาติดตั้งมีความปลอดภัย และมีอายุการใช้งานเป็นไปตามที่ออกแบบไว้

บทสรุป
มาตรฐานที่กำลังพัฒนานี้จะช่วยยกระดับคุณภาพและความปลอดภัยของระบบขนส่งทางรางในประเทศไทย ซึ่งสอดคล้องกับการเติบโตของโครงสร้างพื้นฐานด้านคมนาคมและช่วยสร้างความเชื่อมั่นให้แก่ผู้ใช้งานในอนาคต

ข้อมูลเพิ่มเติม
ทีมวิจัยการวิเคราะห์ความเสียหายและวิศวกรรมการเชื่อถือ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีระบบรางและการขนส่งสมัยใหม่
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)
โทรศัพท์ 02 564 6500 ต่อ 4735-8

MTEC, การกัดกร่อน, การสึกหรอ, การแตกหัก, นวัตกรรมระบบขนส่ง, รางรถไฟ, เทคโนโลยีระบบราง

The post มาตรฐานแนะนำการตรวจรับรางรถไฟ และการจัดเก็บรางใหม่ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

ทำไมจึงกล่าวว่านรกใช้กระทะ ‘ทองแดง’? มุมมองเชิงวัสดุศาสตร์

dtmd-saw — Tue, 11 Mar 2025 01:35:58 +0000

ทำไมจึงกล่าวว่านรกใช้กระทะ ‘ทองแดง’? มุมมองเชิงวัสดุศาสตร์

บางท่านอาจเคยเห็นคำว่า ‘โลหกุมภีนรก’ จากหนังสือไตรภูมิพระร่วง ซึ่งแปลตรงตัวหมายถึง นรกหม้อโลหะ แต่หลายคนมักเรียกว่า ‘นรกกระทะทองแดง’

ประเด็นความเชื่อในเชิงวัฒนธรรมนี้มีแง่มุมทางวิชาการที่น่าขบคิดว่า เหตุใดจึงต้องเป็นกระทะ ‘ทองแดง’ บทความนี้จะให้มุมมองในเชิงวัสดุศาสตร์และเกร็ดน่าสนใจอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

สภาพการนำความร้อน เป็นแง่มุมแรกที่เราต้องพิจารณาในการใช้งาน เพราะหากโลหะที่เลือกใช้มีสมบัติการนำความร้อนที่ต่ำ ก็อาจจะส่งผลให้อุณหภูมิในแต่ละตำแหน่งของกระทะแตกต่างกันได้ ดังนั้น กระทะที่เหมาะสมจึงต้องนำความร้อนได้ดี

หากพิจารณาสภาพการนำความร้อนของโลหะ (thermal conductivity) จะพบว่าโลหะเงินมีค่าสภาพการนำความร้อนสูงสุด แต่ทว่าโลหะเงินบริสุทธิ์มีสมบัติทางกลที่ไม่ดี เนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำ จึงนิ่มและเสียรูปได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อน

เนื่องจากกระทะต้องถูกใช้เป็นเวลานาน อีกสมบัติหนึ่งที่ต้องคำนึงถึงคือ ความต้านทานการกัดกร่อน (corrosion resistance)

หากพิจารณาโลหะที่ได้รับความนิยมในการทำกระทะอย่างเหล็กจะพบว่าแม้เหล็กมีสภาพการนำความร้อนดีในระดับหนึ่ง แต่ข้อด้อยสำคัญคือเกิดการกัดกร่อนง่าย (ภาษาพูดเรียกว่าเกิดสนิมง่าย)

นอกจากนี้ ยังน่ารู้ด้วยว่าเหล็กสามารถชะละลายและเจือปนในน้ำต้มได้ ดังนั้นเราจึงไม่ใช้กระทะเหล็กทำอาหารหรือขนมที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก เนื่องจากจะทำให้สีและรสชาติอาหารเปลี่ยนแปลงไป

แล้วอะลูมิเนียมล่ะ? แม้ว่าโลหะอะลูมิเนียมมีสภาพการนำความร้อนที่ดี แต่ก็เกิดการกัดกร่อนได้ง่ายหากสัมผัสกับเกลือหรืออยู่ในสภาวะที่เป็นกรดสูง ในทางปฏิบัติเราจึงไม่ควรใช้ภาชนะอะลูมิเนียมสัมผัสกับอาหารที่มีรสเปรี้ยวเป็นระยะเวลานาน

ส่วนเหล็กกล้าไร้สนิมหรือสเตนเลสสตีล (stainless steel) แม้ว่าสเตนเลสเกรด 304 ที่เราคุ้นชินจะทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แต่ก็มีค่าการนำความร้อนต่ำ ตำแหน่งที่อยู่ใกล้เปลวไฟจะร้อนกว่าบริเวณอื่น ซึ่งอาจทำให้บริเวณกลางกระทะเกิดรอยไหม้ได้

สุดท้ายหากคิดถึงทองเหลืองซึ่งทนการกัดกร่อนและนำความร้อนที่ดีใกล้เคียงทองแดง แต่เนื่องจากทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดงกับสังกะสี ดังนั้นหากใช้งานนานเข้าก็จะเกิดการกัดกร่อนชนิดดีอัลลอยอิง (dealloying) ซึ่งจะทำให้เกิดรูพรุนขนาดเล็กที่ผิวของโลหะได้

โดยสรุป กระทะทองแดงจึงนับว่าเหมาะสมกับการใช้งานมากที่สุด เนื่องจากทองแดงนำความร้อนดีและยังสามารถสร้างฟิล์มออกไซด์ที่ทนต่อการกัดกร่อนได้ และนี่คือเหตุผลหลักที่ทำให้มีการพูดถึง ‘กระทะทองแดง’ ในความเชื่อเชิงวัฒนธรรม เช่น นรก

The post ทำไมจึงกล่าวว่านรกใช้กระทะ ‘ทองแดง’? มุมมองเชิงวัสดุศาสตร์ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.