การเข้าใจวัสดุ

หากใช้วัสดุผิดประเภท ทุกอย่างก็จะไร้ประโยชน์

แม้ว่าคุณจะสามารถควบคุมขนาดให้ตรงตามแบบวาดได้อย่างสมบูรณ์ แต่หาก วัสดุไม่ถูกต้อง ชิ้นส่วนนั้นก็จะถือว่าเป็นของเสีย นี่คือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งจริง ๆ ในที่ทำงาน

• ใช้ SS400 บนโครงสร้างเชื่อม ทำให้เกิดรอยแตกที่บริเวณเชื่อม
• แผ่นเหล็กที่ไม่มีตราประทับจากผู้ให้การรับรอง ถูกผสมเข้าไปในบล็อกเรือ ทำให้ถูกคัดทิ้งทั้งหมดในระหว่างการตรวจสอบ
• ใช้ SUS304 แทน SUS316 บนชิ้นส่วนที่สัมผัสกับน้ำทะเล ทำให้เกิดรูหลังจากใช้งานไปไม่กี่เดือน (เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจริง)
• ใช้ S45C บนแกนที่มีขนาดใหญ่ แล้วทำการอบแข็ง แต่เนื้อภายในไม่แข็ง ทำให้แตกในระหว่างการใช้งาน

การอ่านสัญลักษณ์วัสดุไม่ใช่การท่องจำ 30 แบบ แต่คือ การรู้วิธีอ่าน หากคุณรู้กฎ ก็สามารถเข้าใจได้แม้จะเป็นสัญลักษณ์ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน

วิธีอ่านสัญลักษณ์เหล็ก

สัญลักษณ์ KS ประกอบด้วย [วัสดุ] + [การใช้งาน·องค์ประกอบ] + [ตัวเลข] อย่างทั่วไป

S S 4 0 0 │ │ └─┴─┴─ ความแข็งแรงในการดึงขั้นต่ำ 400 N/mm² │ └─────── Structure (โครงสร้างทั่วไป) └───────── Steel (เหล็ก)

S 4 5 C │ └─┴─ ปริมาณคาร์บอน 0.45% (ช่วงมาตรฐาน 0.42~0.48%) │ C คือ Carbon └───── Steel

S C M 4 3 5 │ │ │ │ └─┴ ปริมาณคาร์บอน 0.35% (ช่วงมาตรฐาน 0.33~0.38%) │ │ │ └──── หมายเลขกลุ่ม (กลุ่ม SCM4xx) │ │ └────── Molybdenum (โมลิบดีนัม) │ └──────── Chromium (โครเมียม) └────────── Steel

S U S 3 0 4 └─┴─┴────── Steel Use Stainless └─┴─┴ กลุ่ม 300 = กลุ่ม Austenitic (ไม่มีแม่เหล็ก)

ที่นี่ ความหมายของตัวเลขแตกต่างกันไปตามกลุ่ม

> SS400 กำลังเปลี่ยนมาใช้ มาตรฐานการกำหนดค่าความแข็งแรงในการดัด(SS275) ตามการแก้ไขมาตรฐาน KS ล่าสุด โครงสร้างเชื่อม SM490 ก็จะเปลี่ยนเป็น SM355 ด้วย ดังนั้น โปรดตรวจสอบทั้งชื่อเรื่องและรายงานคุณสมบัติวัสดุร่วมกันเมื่อพบสัญลักษณ์เก่าและใหม่ในแบบวาด

วัสดุหลัก 4 ประเภท

เหตุผลที่ไม่ควรใช้ SS400 บนโครงสร้างเชื่อม

SS400 มีข้อกำหนดเพียงแค่ค่าสูงสุดของ P และ S เท่านั้น ไม่มีข้อกำหนดเกี่ยวกับปริมาณคาร์บอน แม้ว่าจะเป็น SS400 แบบเดียวกัน แต่ปริมาณคาร์บอนอาจแตกต่างกันไปตามล็อต ทำให้ไม่สามารถรับประกันคุณภาพของชิ้นส่วนที่เชื่อมได้ ดังนั้น สำหรับโครงสร้างที่ต้องรับแรงจากการเชื่อม จึงใช้ เหล็กกล้ารีดร้อนสำหรับโครงสร้างเชื่อม (SM Series) ที่มีข้อกำหนดเกี่ยวกับองค์ประกอบและปริมาณคาร์บอน

คาร์บอนเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติหลัก

คาร์บอนคือตัวแปรที่มีอิทธิพลมากที่สุดในการเปลี่ยนคุณสมบัติของเหล็ก

คาร์บอน ↑ → ความแข็งแรง ↑ ความแข็ง ↑ ผลของการอบแข็ง ↑ ความยืดหยุ่น ↓ ความทนทาน ↓ ความสามารถในการเชื่อม ↓ ความสามารถในการตัด ↓

> หากปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 0.3% การอบแข็งก็ไม่สามารถทำให้แข็งได้ หากมีคำขอว่า "ชิ้นส่วน SS400 แต่ต้องการให้แข็งขึ้นหน่อย" ควรเสนอให้เปลี่ยนวัสดุหรืออบคาร์บอนแทนการอบแข็ง

ค่าคาร์บอนเทียบเท่า (Ceq) — ตัวเลขที่ใช้ในการตัดสินว่าสามารถเชื่อมได้หรือไม่

ไม่สามารถพิจารณาเพียงแค่คาร์บอนเท่านั้น แต่ Mn, Cr, Mo ฯลฯ ซึ่งเป็นองค์ประกอบผสมก็ส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อมเช่นกัน ค่าที่ได้จากการแปลงค่าเหล่านี้ให้เป็นคาร์บอนเพียงตัวเดียวเรียกว่า ค่าคาร์บอนเทียบเท่า สูตรของสถาบันการเชื่อมระหว่างประเทศ (IIW) ใช้กันอย่างแพร่หลาย

Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

ลองคำนวณจริงกันดู (ใช้มาตรฐานองค์ประกอบเป็นหลัก ควรคำนวณจากค่าที่วัดจริงในรายงานคุณสมบัติ)

① เหล็กกล้าสำหรับโครงสร้างเชื่อม SM355 (C 0.18, Mn 1.40) Ceq = 0.18 + 1.40/6 = 0.18 + 0.233 = 0.41

② เหล็กกล้าสำหรับโครงสร้างกลไก S45C (C 0.45, Mn 0.75, Cr 0.20, Ni 0.20, Cu 0.30) Ceq = 0.45 + 0.75/6 + 0.20/5 + (0.20+0.30)/15 = 0.45 + 0.125 + 0.040 + 0.033 = 0.65

③ เหล็กกล้าโครเมียมโมลิบดีนัม SCM435 (C 0.35, Mn 0.75, Cr 1.05, Mo 0.22) Ceq = 0.35 + 0.75/6 + (1.05+0.22)/5 = 0.35 + 0.125 + 0.254 = 0.73

> หากทำการเชื่อม S45C (0.65) และ SCM435 (0.73) โดยไม่อบก่อน แทบแน่นอนว่าจะเกิดรอยแตก ข้อกำหนดจะเปลี่ยนไปตามความหนาของแผ่น, ความยึดติด, และปริมาณไฮโดรเจนในลวดเชื่อม ดังนั้น ควรปฏิบัติตาม WPS (เอกสารขั้นตอนการเชื่อม) อย่างเคร่งครัด ห้ามกำหนดเองโดยไม่มีเหตุผล

SUS304 และ SUS316

Mo ช่วยป้องกัน การเกิดรอยรั่ว (pitting) จากไอออนคลอรีน ที่พื้นที่ที่มีลมทะเล เช่น บุสนั่น, เกาะจี, อุลซัน ชิ้นส่วนที่ทำจาก SUS304 มักจะเกิดสนิมภายในไม่กี่เดือน นี่คือเหตุผลที่ใช้ SUS316 สำหรับชิ้นส่วนเรือและโรงงานทางทะเล

> ต้องแยก SUS ออกจากเครื่องมือและโต๊ะทำงานเหล็กทั่วไปอย่างเด็ดขาด หากมีส่วนผสมของเหล็กเข้าไปบนพื้นผิว จะเกิดสนิมที่จุดนั้น (การปนเปื้อน, contamination) ซึ่งจะเป็นสาเหตุของข้อร้องเรียนในงานส่งมอบเรือและโรงงาน รวมทั้งกรานเดอร์ดิสก์, วายเออร์บรัช, คลัมป์ ต้องมีเครื่องมือเฉพาะสำหรับ SUS

เมื่อรับวัสดุแล้ว โปรดตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้

• ตรวจสอบว่า การพิมพ์·การตีตรา บนพื้นผิวของวัสดุจริงตรงกับวัสดุที่กำหนดในแบบวาดหรือไม่
• ตรวจสอบว่า Heat No. ในรายงานคุณสมบัติ (Mill Sheet) ตรงกับการตีตราบนวัสดุจริงหรือไม่
• หากเป็นโครงสร้างเชื่อม ตรวจสอบว่า ค่าคาร์บอนเทียบเท่า (Ceq) มีอยู่ในรายงานคุณสมบัติหรือไม่
• หากเป็นวัสดุที่ผ่านการรับรองจากผู้ให้การรับรองหรือผู้รับเหมาหลัก ตรวจสอบว่ามี ตราประทับการรับรอง หรือไม่
• หากเป็นวัสดุที่ตัดแล้วใช้เป็นชิ้นส่วน ตรวจสอบว่า ได้ย้ายการตีตราก่อนการตัดหรือไม่

> การตัดจะทำให้การตีตราบนแผ่นถูกตัดออก หากไม่ย้ายข้อมูลของระดับและ Heat No. ไปยังชิ้นส่วนที่เหลือ ชิ้นส่วนนั้นจะกลายเป็น วัสดุที่ไม่ทราบตัวตน ซึ่งไม่สามารถใช้งานได้ โรงงานที่มีแรงงานชาวต่างชาติจำนวนมากควรใช้การแยกสีและตัวอักษรหลายภาษาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพ