การประยุกต์ใช้ DMAIC ในการเชื่อมซ่อมโครงสร้างเตาเผาสุญญากาศที่ทำจากเหล็กกล้าไร้สนิม SS310S
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
กรณีศึกษาการปรับปรุงกระบวนการเชื่อมซ่อมผนังเตาเผาสุญญากาศเกรด SS310S ที่ผ่านการใช้งานที่อุณหภูมิสูง ซึ่งประสบปัญหาการแตกร้าวขณะร้อนหลังการเชื่อมซ่อม โดยได้ประยุกต์ใช้กรอบแนวคิด Lean Six Sigma (DMAIC) เพื่อวิเคราะห์และแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ ระยะวิเคราะห์ (Analyze) พบว่าการใช้โลหะเติม ER310 ซึ่งเป็นโลหะเติมที่มีองค์ประกอบใกล้เคียงกับกลุ่มวัสดุ SS310S ยังทำให้เกิดการแตกร้าว เนื่องจากแนวเชื่อมมีแนวโน้มประกอบด้วยโครงสร้างแบบออสเทนไนต์ทั้งหมด ซึ่งไวต่อการแตกร้าว โดยเฉพาะเมื่อเชื่อมบนวัสดุฐานที่เสื่อมสภาพ (Aged Material) ระยะปรับปรุง (Improve) จึงได้นำเสนอการใช้โลหะเติมแบบผสม โดยใช้ ER309L เป็นชั้นบัฟเฟอร์ในแนวเชื่อมชั้นที่ 1-3 เพื่อสร้างโครงสร้างออสเทนไนต์กับเฟอไรต์ (AF Mode) ที่ต้านทานการแตกร้าว จากนั้นจึงเชื่อมปิดผิวหน้าในชั้นที่ 4 ด้วยโลหะเติม ER310 เพื่อให้ได้สมบัติทนอุณหภูมิสูงที่ผิวหน้า ซึ่งการเชื่อมด้วย ER310 ในชั้นนี้ไม่เกิดการแตกร้าวเนื่องจากผลของชั้นบัฟเฟอร์ ER309L ที่อยู่ข้างใต้ ในระยะควบคุม (Control) ผลการใช้งานจริงต่อเนื่องเป็นระยะเวลา 1 ปี สนับสนุนว่าแนวทางการเชื่อมซ่อมดังกล่าวสามารถใช้งานได้อย่างมีเสถียรภาพโดยไม่พบการแตกร้าวหรือการหยุดเสียของเตาเผา (Breakdown) ใดๆ แนวทางที่ได้รับการสนับสนุนจากผลการใช้งานจริงนี้จึงถูกจัดทำเป็นมาตรฐานขั้นตอนปฏิบัติงาน (SOP) สำหรับการซ่อมบำรุงเตาเผาอื่นภายในโรงงานต่อไป จากการคาดการณ์ด้วยแผนภาพแชฟฟ์เลอร์ พบว่าสภาวะ ER310 + SS310S ที่การเจือจางเท่ากับ 30% มีแนวโน้มให้โครงสร้างออสเทนไนต์ทั้งหมด หรือมีเดลต้าเฟอร์ไรต์ต่ำมาก (<3%) ขณะที่สภาวะ ER309L + SS310S ให้โครงสร้างออสเทนไนต์กับเฟอไรต์ ที่มีเดลต้าเฟอร์ไรต์ประมาณ 8% และหลังการปรับปรุงโดยควบคุม อุณหภูมิระหว่างชั้นแนวเชื่อมไม่เกิน 150°C ไม่พบรอยแตกร้าวจากการทดสอบด้วยสารแทรกซึมและไม่พบ Breakdown ตลอดการติดตามผล 1 ปี
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of Technology and Engineering Progress is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information
เอกสารอ้างอิง
ตรีเนตร ยิ่งสัมพันธ์เจริญ, & นครินทร์ ศรีสุวรรณ. (2012). อิทธิพลของกระแสไฟเชื่อมในกระบวนการเชื่อมอาร์กทังสเตนที่มีผลต่องานเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201. วารสารวิชาการพระจอมเกล้าพระนครเหนือ, 22(1), 39–41.
Rao, V. A., & Deivanathan, R. (2014). Experimental investigation for welding aspects of stainless steel 310 for the process of TIG welding. Procedia Engineering, 97, 902–908. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.365
Subhani, S. M., Kumar, D. S., Haq, A. U., & Satyanarayana, K. (2019). Evaluation of mechanical properties for TIG welding aspects of SS 310 and MS materials. Materials Today: Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.121
บรรเลง ศรนิล, กอบบุญ หล่อทองคำ, & Hartung, F. (2016). การเชื่อมเหล็กกล้าผสมต่ำและเหล็กกล้าผสมสูง (Black-White Welding). The Journal of Welding Institute of Thailand, 2(1), 7–13.
Kobe Steel, Ltd. (2015). Arc welding of specific steels and cast irons. Kobe Steel, Ltd., Chapter 3.
ASTM International. (2023). ASTM A240/A240M-23a: Standard specification for chromium and chromium-nickel stainless steel plate, sheet, and strip for pressure vessels and general applications. ASTM International. https://doi.org/10.1520/A0240_A0240M-23a
American Welding Society. (2017). AWS A5.9/A5.9M: Specification for bare stainless steel welding electrodes and rods. American Welding Society.
Shalchi Amirkhiz, B., Xu, S., & Scott, C. (2019). Microstructural assessment of 310S stainless steel during creep at 800 °C. Materialia, 6, 100330. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2019.100330
Tavares, S. S. M., Moura, V., da Costa, V. C., Ferreira, M. L. R., & Pardal, J. M. (2009). Microstructural changes and corrosion resistance of AISI 310S steel exposed to 600–800 °C. Materials Characterization, 60, 573–578. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2008.12.005
Almomani, A., Mourad, A.-H. I., & Barsoum, I. (2022). Effect of sulfur, phosphorus, silicon, and delta ferrite on weld solidification cracking of AISI 310S austenitic stainless steel. Engineering Failure Analysis, 139, Article 106488. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106488
Kadoi, K., Ueno, S., & Inoue, H. (2023). Effects of ferrite content and concentrations of carbon and silicon on weld solidification cracking susceptibility of stainless steels. Journal of Materials Research and Technology, 25, 1314–1321. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.06.018
Ma, G., Xian, W., Bi, H., & Li, M. (2022). Effect of short-time aging on the sensitization characteristics of 310S stainless steel. International Journal of Electrochemical Science, 17(9), Article 22097. https://doi.org/10.20964/2022.09.34
Ma, Y., Zhang, J., Yu, Z., Li, M., Cai, Z., Feng, D., Ren, S., Zheng, W., & Yang, J. (2025). Influence of overlay welding process on the morphology, microstructure, and performance of the overlay layer. Metals, 15(9), 987. https://doi.org/10.3390/met15090987
Daniyan, I., Adeodu, A., Mpofu, K., Maladzhi, R., & Kana-Kana Katumba, M. G. (2022). Application of lean Six Sigma methodology using DMAIC approach for the improvement of bogie assembly process in the railcar industry. Heliyon, 8(3), e09043. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09043
กาญจนา ลายวิเชียร, & ศุภรัชชัยวรรัตน์. (2565). การลดของเสียในกระบวนการผลิตแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยวิธีซิก ซิกม่า. ใน เอกสารการประชุมวิชาการ/วารสารบัณฑิตศึกษา มหาวิทยาลัยธุรกิจบัณฑิตย์, 166–177.
