ในชีวิตประจำวันของเรามีความเกี่ยวข้องกับโลหะทั้งทางตรงและทางอ้อม ตัวอย่างของโลหะที่รู้จักกันดี เช่น เหล็ก อลูมิเนียม สังกะสี ไทเทเนียม ทองแดง และนิกเกิล เป็นต้น  โลหะมักมีการใช้งานในลักษณะของโลหะบริสุทธิ์น้อย ส่วนมากจะเป็นโลหะผสมเสียมากกว่า อย่างไรก็ดีทั้งโลหะบริสุทธิ์และโลหะผสมโดยทั่วไปนำไฟฟ้าและความร้อนค่อนข้างดี ทนต่ออุณหภูมิได้สูง มีความแข็งแกร่งเหนียว และแข็งแรงสูง มีจุดหลอมเหลวสูง สามารถตีแผ่และดึงเป็นเส้นได้ มีการขึ้นรูปได้ดี สามารถเชื่อมต่อเป็นแผ่น หรือเป็นรูปร่างต่างๆ ได้ รวมทั้งกัด-กลึงได้ง่าย

ในการเชื่อมโลหะเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างต่างๆ เช่น ประกอบเป็นถังบรรจุก๊าซและของเหลว ชิ้นส่วนต่างๆ ในรถยนต์ เครื่องใช้ในครัวเรือน เป็นต้น รอยเชื่อมโลหะถือเป็นบริเวณที่สำคัญต่ออายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์และความปลอดภัยของผู้บริโภคอย่างมาก ดังนั้นการตรวจสอบรอยเชื่อมโลหะของผลิตภัณฑ์จัดเป็นสิ่งที่ควรคำนึงถึง จึงมีการตรวจสอบถังเพื่อหารอยรั่ว และความแข็งแรงของรอยเชื่อมโลหะด้วยความดันของเหลวและก๊าซ ซึ่งมีอยู่ด้วยกันหลายวิธี ตามที่จะกล่าวโดยพอสังเขปดังต่อไปนี้

1.           การทดสอบด้วยน้ำ (Hydrostatic test)  เป็นการตรวจสอบเพื่อหารอยรั่ว ตรวจสอบความแข็งแรงของรอยเชื่อมและข้อต่อของงานประกอบ โดยเติมน้ำเข้าไปในงานหรือถังที่ต้องการทดสอบจนเต็มแล้วอัดให้ได้ความดันตามต้องการ

2.           การทดสอบพิสูจน์ (Proof test)  เป็นการทดสอบว่ารอยเชื่อมจะสามารถทนต่อสภาพและภาระต่างๆ ได้หรือไม่เมื่อนำไปใช้งานจริง โดยไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง เสียหาย การทดสอบนี้ทำได้โดยให้งานถังที่ต้องการทดสอบรับความดันแบบข้อ 1 จนเกิดความเค้นสูงกว่าที่ต้องรับขณะใช้งานจริง แต่ต่ำกว่าค่า Yield strength ของงาน การทดสอบมีหลายแบบทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดรอยเชื่อมและการใช้งาน

3.           การทดสอบการรั่วไหล (Leak tests)  เป็นวิธีการทดสอบรอยรั่วหรือหาอัตราการไหลของก๊าซหรือของเหลวที่ทะลุผ่านความหนาของชิ้นงานทดสอบหรือรอยเชื่อมตรงบริเวณที่มีจุดบกพร่อง ซึ่งเป็นผลที่เกิดมาจากความดันบริเวณภายในและภายนอกถังทดสอบแตกต่างกัน ลักษณะดังกล่าวนี้เรียกว่า “การรั่วไหล”

การทดสอบแบบ Leak tests นั้นมีหลายวิธีด้วยกัน แต่ที่นิยมมากได้แก่ วิธีอัดด้วยน้ำ น้ำมัน อากาศ ก๊าซ และของเหลวเข้าในถังทดสอบ แล้วตรวจสอบดูรอยรั่วของวัสดุที่อัดเข้าถังดังกล่าว

4.           การทดสอบด้วยฟอง (Bubble tests)  เป็นการทดสอบหารอยรั่วแบบง่ายสำหรับถังหรือท่อรับความดันที่มีขนาดเล็ก โดยใช้อากาศหรือก๊าซใดๆ ก็ได้ที่ไม่เป็นอันตรายต่อวัสดุงาน อัดเข้าถังทดสอบด้วยแรงดันที่ต่ำกว่าแรงดันของการอัดของน้ำโดยทั่วไป ซึ่งแรงดันที่ใช้ไม่เกิน 50 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว แล้วจึงนำถังที่อัดแรงดันนี้ลงไปจุ่มลงในของเหลว และคอยสังเกตดูฟองของอากาศหรือก๊าซที่รั่วออกจากถังหรือท่อที่ทดสอบปุดขึ้นเป็นฟอง ลอยขึ้นสูงเบื้องบนของของเหลว

5.           การตรวจสอบหารอยรั่วด้วยก๊าซเฉพาะ (Specific Gas Detectors)   การตรวจสอบรอยรั่วด้วยก๊าซมีอยู่หลายวิธีด้วยกัน โดยอาศัยหลักการความแตกต่างของคุณสมบัติทางเคมีของก๊าซ ที่ประสาทสัมผัสของมนุษย์ตรวจสอบได้ ได้แก่การตรวจสอบรอยรั่วของก๊าซโดยเอาก๊าซที่มีกลิ่นฉุนอัดเข้าถังทดสอบ แล้วใช้จมูกดมกลิ่นก๊าซที่รั่วออก หรืออาจฟังเสียงของก๊าซที่รั่วออกจากถังหรือการตรวจสอบของก๊าซบางอย่างที่ต้องอาศัยอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ตรวจได้

ปัจจุบันมีอุปกรณ์ตรวจสอบหารอยรั่วของก๊าซ ซึ่งทำได้โดยก๊าซผสมฮาโลเจน ได้แก่ คลอรีน ฟลูออรีน โบรมีน หรือไอโอดีน ซึ่งโดยปกติแล้วจะผสมกับอากาศหรือไนโตรเจนเป็น Carrier gas อัดเข้าไปในถังที่ต้องการทดสอบ แล้วใช้หัวตรวจสอบ (Probe) ลากผ่านพื้นผิวหน้าด้านนอกของบริเวณที่ต้องการทดสอบเพื่อหารอยรั่วของก๊าซจากภายในถัง

การทดสอบเหล่านี้ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) โดยห้องปฏิบัติการทดสอบทางฟิสิกส์ให้บริการทดสอบแก่ภาครัฐ ภาคเอกชนทั่วไป ผู้สนใจสามารถติดต่อใช้บริการหรือขอคำปรึกษาได้ตลอดเวลาราชการ

ประศาลน์ บุญเพชร์, พรชัย สุขบุญส่ง, พงษศักดิ์ ตันวีระชัยสกุล

ศูนย์ทดสอบและมาตรวิทยา

สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.)