การสร้างรอยบกพร่องมาตรฐานต้นแบบสำหรับงานตรวจสอบวิธีกระแสไหลวนเพื่อพัฒนาช่างทดสอบโดยไม่ทำลายทักษะสูงในงานซ่อมบำรุงอากาศยาน

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตรอยบกพร่องชิ้นงานต้นแบบการทดสอบโดยไม่ทำลายด้วยวิธีกระแสไหลวน (Eddy-Current Testing) และจัดทำคู่มือการเรียนการสอนสำหรับมาตรฐานฝึกทักษาะขั้นสูงในการประเมินรอยบกพร่องในชิ้นส่วนอากาศยานและอุตสาหกรรมการทดสอบโดยไม่ทำลายด้วยวิธีกระแสไหลวน (ECT Education Kit) โดยแบ่งเป็น 3 ขั้นตอนคือ ขั้นตอนที่ 1 การศึกษาลักษณะรอยแตกร้าวของรอยบกพร่องมาตรฐานที่นำเข้ามาจากต่างประเทศสำหรับการทดสอบโดยไม่ทำลายด้วยวิธีกระแสไหลวน เพื่อประเมินการเกิดรอยบกพร่องในชิ้นส่วนใช้งานและระดับความซับซ้อนในการตรวจสอบ ขั้นตอนที่ 2 สร้างรอยบกพร่องชิ้นงานต้นแบบในงานชิ้นส่วนอากาศยานด้วยวิศวกรรมย้อนการผลิตความแม่นยำสูง เพื่อจำลองการเกิดรอยรอยบกพร่องชิ้นงานให้มีขนาดและลักษณะใกล้เคียงกับรอยบกพร่องจริงและที่นำเข้าจากต่างประเทศและขั้นตอนที่ 3 ทดสอบความสามารถในการตรวจสอบรอยบกพร่องต้นแบบตามมาตรฐานสากล โดยขั้นตอนนี้ทำการชี้วัดจากการเปรียบเทียบความสามารถในการตรวจสอบ เช่น มาตรฐาน ISO 9712, ASNT-SNT-TC-1A และต้นทุนการผลิตในขั้นต้นแบบระหว่างชิ้นงานรอยบกพร่องต้นแบบและชิ้นงานนำเข้าจากต่างประเทศ ผลการวิจัยพบว่าการเปรียบเทียบลักษณะสัญญาณของกระแสไหลวนจากแท่งรอยบกพร่องสอบเทียบมาตรฐาน (Reference Standard Block) ระหว่างที่นำเข้ามาจากต่างประเทศและผลิตเองภายในประเทศ โดยสัญญาณของกระแสไหลวนจะขึ้นอยู่กับผลกระทบของชนิดวัสดุอากาศยาน (Aircraft Components) ผลกระทบของชั้นการเคลือบผิว (Coating) ค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุ เป็นต้น สามารถพิจารณาว่ามีความสอดคล้องและเทียบเท่ากันของสัญญาณกระแสไหลวน ซึ่งบ่งชี้ว่าความสามารถในการผลิตชิ้นงานต้นแบบภายในประเทศได้มาตรฐานใกล้เคียงกัน ขณะผลการทดลองสามารถเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียในแต่ละวิธีการสร้างรอยบกพร่องมาตรฐานต้นแบบดังนี้ 1. ชิ้นส่วน Turbine Blade สร้างรอยบกพร่องจากแรงกระทำวัฏจักรเฉพาะจุด (Local Fatigue) ทำให้มีความแม่นยำสูงในการควบคุมขนาดของรอยแตกร้าวตามจำนวนรอบวัฏจักร แต่ใช้เวลาค่อนข้างมากกว่าวิธีการอื่น และ 2. ชิ้นส่วน Aircraft Wheel hub 3. ชิ้นงานรอยเชื่อมเหล็กกล้า (Welded Joints of Steel 4340) 4. รอยเชื่อมแบบหมุดย้ำ (Riveted Joints) รอยบกพร่องถูกสร้างด้วยวิธีการแปรรูปแบบเคมีไฟฟ้าจุลภาค (Micro-EDM) ซึ่งสามารถควบคุมขนาดของร่องบากจุลาค (Micro Notch) ได้ง่าย มีความแม่นยำและเที่ยงตรง ขณะที่เมื่อทำการเปรียบเทียบลักษณะสัญญาณกระแสไหลวน เช่น อิมพีแดนซ์และมุมเฟสล้าหลัง พบว่ามีลักษณะใกล้เคียงกับลักษณะสัญญาณที่มาจากรอยแตกร้าวที่เกิดจากการล้า (Fatigue Crack) และกระบวนการเชื่อมอาร์คทังสเตนแก๊สปกคลุม (TIG Welding) นอกจากนี้ 5. ชิ้นงานรอยเชื่อมอลูมิเนียม (Welded Joints of Al 6063) รอยบกพร่องถูกสร้างด้วยวิธีการเปลี่ยนแปลงความร้อนเฉพาะจุดอย่างทันที่ทันใดจากกระบวนการเชื่อมอาร์คทังสเตนแก๊สปกคลุม ซึ่งสามารถควบคุมอิทธิพลจากความร้อนนำเข้า (Heat input) ที่ส่งผลต่ออัตราส่วนความลึกต่อความกว้าง (D/W) ของรอยเชื่อม อย่างไรก็ตามวิธีการนี้การควบคุมปัจจัยที่ส่งผลต่อความลึกรอยแตกร้าวต่ำกว่า 1 มม. ได้ค่อนข้างยากในการควบคุม แต่ลักษณะสัญญาณอิมพีแดนซ์และมุมเฟสล้าหลังมีความใกล้เคียงรอยแตกร้าวจริงมากกว่ารอยแตกร้าวจากวิธี Micro-EDM โดยข้อมูลเหล่านี้จะนำไปใช้ประโยชน์ในการจัดทำคู่มือการเรียนการสอนสำหรับมาตรฐานฝึกทักษะสูงในการประเมินรอยบกพร่องในชิ้นส่วนอากาศยานและอุตสาหกรรมการทดสอบโดยไม่ทาลายด้วยวิธีกระแสไหลวน (ECT-Educational Kit) และทดลองใช้ฝึกอบรมจากผู้เชี่ยวชาญในอุตสากรรม และทำการวิเคราะห์ความสามารถในการตรวจสอบเชิงมิติ (Defect Sizing) เชิงสัญญาณอิพีแดนซ์ (Impedance Signal) เชิงสถิติ สามารถแสดงให้เห็นว่าความสามารถของการตรวจสอบของผู้เชี่ยวชาญมีทักษะและความแม่นยำในการระบุขนาดรอยบกพร่องไม่แตกต่างกันระหว่างชิ้นงานนำเข้าจากต่างประเทศและชิ้นงานต้นแบบผลิตเองภายในประเทศ ซึ่งจะขยายผลเชิงพานิชย์ต่อไปคำสำคัญ : ชิ้นส่วนใบพัดเครื่องยนต์, ชิ้นส่วนล้อ, ชิ้นส่วนรอยต่อหมุดย้ำ, ชิ้นส่วนรอยเชื่อม, การทดสอบด้วยวิธีกระแสไหลวน, สัญญาณอิมพีแดนซ์, มุมเฟสล้าหลัง, รอยบกพร่อง, รอยแตกร้าว

คำสำคัญ