Friday, September 28, 2012

ทำความรู้จักการตรวจสอบแบบไม่ทำลายชิ้นงาน

การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย  เป็นที่รู้จักในภาษาอังกฤษว่า Non-destructive Testing / Inspection / Evaluation หรือ NDT, NDI, NDE โดยเป็นกรรมวิธีที่ใช้ตรวจหารอยบกพร่อง ความไม่สมบูรณ์หรือความผิดปกติใด ๆ ที่มีอยู่ในชิ้นงาน เช่น การแยกชั้น (Lamination) รอยแตก โพรงอากาศ ฟองอากาศ ฯลฯ โดยไม่ทำให้เกิดการความเสียหาย หรือทำลายชิ้นงาน [1]

หลักการในการตรวจสอบของวิธีการตรวจสอบแบบไม่ทำลายนั้นอาศัยหลักการและปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ เช่น รังสีแกมม่าหรือรังสีเอ๊กซ์ คลื่นเสียงความถี่สูง การสร้างเส้นแรงแม่เหล็ก หลักการแทรกซึมของของเหลวในช่องแคบ (Capillary action) เป็นต้น โดยผลที่ได้จะเป็นการสังเกตการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของปรากฏการณ์ต่างๆที่เป็นไปตามความผิดปกติของรอยบกพร่องหรือความไม่สมบูรณ์ของชิ้นงานที่ทำการทดสอบ โดยลักษณะของรอยบกพร่อง/ความไม่สมบูรณ์สามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภท คือ รอยบกพร่อง/ความไม่สมบูรณ์ที่เกิดบริเวณผิว และรอยบกพร่อง/ความไม่สมบูรณ์ที่เกิดภายในชิ้นงาน

เทคนิคการให้บริการตรวจสอบแบบไม่ทำลายที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ [2], [3]
  •  การตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึม
  •  การตรวจสอบโดยใช้อนุภาคแม่เหล็ก 
  •  การตรวจสอบโดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูง
  •  การตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสี
  1. การตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึม (Liquid Penetrant  Testing, PT) เป็นวิธีการตรวจสอบโดยใช้ของเหลวที่มีความสามารถในการแทรกซึมเข้าไปในช่องเปิดขนาดเล็กๆ เมื่อทำการกำจัดส่วนที่เกินออกไปแล้วและใช้สารเคมีอีกชนิดหนึ่งที่มีความสามารถในการดึงเอาของเหลวที่แทรกตัวออกมาสู่ภายนอกจึงทำให้สามารถมองเห็นความไม่ต่อเนื่องที่มีอยู่ได้ วิธีการตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึมนี้เหมาะสำหรับการตรวจหารอยบกพร่องที่อยู่บนผิวหรือที่มีปากเปิดออกสู่ผิวชิ้นงาน
  2. การตรวจสอบโดยใช้อนุภาคแม่เหล็ก (Magnetic Particle Testing, MT) เป็นวิธีการตรวจสอบทีใช้ได้กับวัสดุที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก (Magnetic materials) เท่านั้น  เมื่อสร้างสนามแม่เหล็กให้กับชิ้นงานพบว่าบริเวณที่มีความบกพร่องหรือความไม่ต่อเนื่องจะเกิดการรั่วของเส้นแรงแม่เหล็ก จึงสามารถดูดผงแม่เหล็กขนาดเล็กให้เข้ามารวมตัวกันในบริเวณที่มีรอยบกพร่องหรือความไม่ต่อเนื่อง ทำให้สามารถตรวจสอบหารอยบกพร่องดังกล่าวได้ วิธีการตรวจสอบนี้เหมาะสำหรับใช้ตรวจสอบหารอยบกพร่องที่อยู่บนผิวหรือที่อยู่ใกล้ผิวชิ้นงานโดยไม่จำเป็นจะต้องมีปากเปิดออกสู่ผิวชิ้นงานเหมือนการตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึม
  3. การตรวจสอบโดยคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic Testing, UT) เป็นการตรวจสอบหารอยบกพร่องภายในชิ้นงาน โดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูงผ่านเข้าไปยังชิ้นงานทดสอบ เมื่อคลื่นเสียงกระทบกับสิ่งกีดขวางจะเกิดการตรวจวัดสัญญาณเสียงที่สะท้อนกลับมาทำให้สามารถตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องได้ นอกจากนั้นยังสามารถใช้ตรวจวัดความหนาของชิ้นงานได้เช่นกัน
  4. การตรวจสอบโดยใช้ภาพถ่ายรังสี (Radiographic Testing, RT) เป็นการตรวจสอบหารอยบกพร่องภายในชิ้นงานจากภาพถ่ายรังสี โดยใช้รังสีผ่านชิ้นงานไปยังฟิล์มที่อยู่อีกด้านหนึ่งของชิ้นงาน และจากการที่ชิ้นงานสามารถดูดซับรังสีได้แตกต่างกันตามความหนา การที่มีความไม่ต่อเนื่องอยู่ในชิ้นงานเปรียบเสมือนชิ้นงานบางกว่าบริเวณรอบข้างจึงเกิดความแตกต่างของความเข้มของฟิล์มทำให้สามารถตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องในชิ้นงานได้ 
ข้อดีของการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย
  • สามารถทำการตรวจสอบได้โดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายใดๆ กับชิ้นงาน ดังนั้นหลังการตรวจสอบจึงสามารถนำชิ้นงานกลับมาใช้ได้อีก
  • สามารถทำการตรวจสอบทุกชิ้นงานและแบบสุ่มตัวอย่าง
  • ใช้ในการตรวจสอบหลายชนิดกับงานชิ้นเดียวกันได้เพื่อความถูกต้องของการตรวจสอบ
  • สามารถทำการตรวจสอบซ้ำกับชิ้นงานเดิมได้
  • สามารถตรวจสอบชิ้นงานขณะใช้งาน (ใช้ได้ในบางกระบวนการ )
  • สามารถตรวจสอบชิ้นงานตามระยะเวลาการใช้งานได้ จึงทำให้ทราบการเปลี่ยนแปลงสภาพของชิ้นงานหลังผ่านการใช้งานแล้ว
  • มีอุปกรณ์ที่ใช้ในงานภาคสนามได้สะดวก
  • ในการตรวจสอบชิ้นงานที่เหมือนกัน อาจออกแบบการตรวจสอบให้เป็นระบบอัตโนมัติได้
  • ไม่ต้องเตรียมชิ้นงานเพื่อการตรวจสอบหรือบางครั้งอาจทำเพียงเล็กน้อย
ข้อจำกัดของการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย

การตรวจสอบโดยไม่ทำลายเป็นการตรวจสอบความไม่ต่อเนื่องที่ซ่อนอยู่ เปรียบเทียบได้กับการคลำวัตถุในที่มืดจึงอาจทำให้เกิดการแปลผลการตรวจสอบที่ผิดพลาดได้ ดังนั้นจึงต้องใช้ผู้ตรวจสอบที่มีความชำนาญเป็นพิเศษ นอกจากนั้นการแปลผลการตรวจสอบมักต้องกระทำผ่านสื่อกลางจึงทำให้ความไว (Sensitivity) ในการตรวจสอบต่ำลงและอาจส่งผลให้เกิดการแปลผลที่แตกต่างกันระหว่างผู้ทำการตรวจสอบแต่ละราย


ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งคือผลการตรวจสอบที่ได้มักเกิดจากการเปรียบเทียบกับสิ่งที่ทราบค่ามาก่อนหน้าที่แล้ว ดังนั้นจึงมักต้องมีการเตรียมชิ้นงานจำลองที่มีความไม่ต่อเนื่องที่ทราบค่า เช่น ขนาด ตำแหน่งที่แน่นอนเพื่อผลการตรวจสอบที่ถูกต้อง จึงเป็นการเสียเวลาและค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น


เอกสารอ้างอิง
[1] Nondestructive testing
[2] NDT-Nondestructive Testing
[3] The open Access NDT Database


สงวนลิขสิทธิ์ตาม พ.ร.บ.ลิขสิทธิ์ ห้ามมิให้คัดลอก ทำซ้ำ หรือเผยแพร่ส่วนใดส่วนหนึ่งของบทความนี้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้โดยมิได้รับอนุญาต