ข้อควรรู้เกี่ยวกับการใช้เหล็กเสริมที่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อน (Heat treatment) และการต่อเหล็กด้วย coupler ข้อต่อเหล็กเชิงกล เขาทำกันอย่างไร

เหล็ก SD50T

แม้ว่าเหล็กที่ใช้ในโครงสร้างประเภทคอนกรีตเสริมเหล็ก ที่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อน ( Heat treatment) จะมีใช้กันแพร่หลายในตลาดของประเทศไทยมาหลายปีแล้ว แต่ก็ยังมีข้อโต้แย้ง กันในเรื่องวิธีใช้ เรื่องคุณสมบัติของมัน ดังนั้นช่างมันส์บล็อค ตอนนี้เราจะมาเขียนถึงเรื่องเหล็กเสริมประเภทนี้อีกที่ครับ

ชื่อเรียกในท้องตลาดของเหล็กประเภทนี้จะต่อท้ายด้วยตัว T ซึ่งถ้าเป็นเหล็ก SD40 ที่ผ่านกระบวนการ Heat treatment ที่เรียกว่า Quench & Temper process ที่จะทำก็จะทำให้ผิวรอบนอกของเหล็กเส้นแข็งและกรอบมากขึ้น

ซึ่งจะมีชื่อทางการค้า เรียกว่า SD40T ถ้าเป็นเหล็ก SD50 ที่ผ่านกระบวนการ Heat treatment ก็เรียกว่า SD50T เป็นต้น

โดยมาตรฐานตามพระราชบัญญัติมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม หรือ ที่เรียกกันว่า มาตรฐาน มอก. นั้น ก็มีบัญญัติเอาไว้ ใน มอก. 24-2548  ถึงการรับรองการผลิตเหล็กชนิดนี้ โดยมีข้อแตกต่างระหว่างเหล็ก SD ปกติ กับ SDxT ไว้ที่ตรงชื่อทางการค้า แต่วิธีทดสอบ การรับกำลัง รูปร่าง และทดสอบอื่นๆ ใช้มาตรฐานเดียวกันเกือบทั้งหมด ยกเว้นในส่วนของการกระทำใดๆ กับส่วนผิวเหล็กรอบนอก ของเหล็ก SDxT ที่แตกต่างกัน

มอก.24-2548

ข้อแตกต่างในกระบวนการผลิตของเห็น SD40 และ SD40T นั้นอยู่ที่ว่า ในกระบวนการผลิตตรงที่ในกระบวนการผลิตของ SD40T นั้นจะมีการทำให้อุณหภูมิของเหล็กเย็นลงในทันทีที่รีดร้อน จึงทำให้บริเวณผิวนอกของเหล็กประเภทนี้ มักมีความแข็งสูงกว่าเนื้อในของมัน  แต่ก็ทำให้เหล็กนั้นมีคุณสมบัติทางกลที่สูงขึ้น  และความเห็นส่วนตัวผมเชื่อว่าทำการผลิตเหล็กวิธีนี้ทำให้ต้นทุนการผลิตเพื่อให้ได้เหล็กที่มีคุณสมบัติทางกลเทียบเท่า SD40 นั้นก็ถูกลงด้วย

SD50T

แม้เหล็กที่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อน Heat treatment จะถูกใช้มานานแล้ว แต่ก็ยังมีปัญหาข้อโต้แย้งสงสัยในหลายประการเช่น

ก. เรื่องของการดัดระหว่างเหล็ก SD40 กับ SD40T แตกต่างกันไหม

 ตอบว่า การดัดงอของเหล็กทั้งสองประเภทนั้น ผ่านการทดสอบด้วยวิธีเดียวกัน  จึงมีข้อจำกัด และข้อควรระวังที่เหมือนๆ กัน  แต่เนื่องจาก เหล็ก ประเภท SD40T นั้น มีผิวที่แข็งกว่า จึงมีโอกาสที่จะเกิดการแตกที่ผิวของเหล็กได้ง่ายกว่า

ข. เรื่องการเชื่อมด้วยไฟฟ้า ของเหล็กประเภท SD40 กับ SD40T แตกต่างกันไหม

ตอบว่า การเชื่อมด้วยไฟฟ้าสามารถเชื่อมได้ในเหล็กทั้งสองประเภท  ทั้งนั้นการเชื่อมเหล็กประเภท SD40T อาจจะเชื่อมได้ยากกว่า เหล็ก SD40 การ preheat ก่อนการเชื่อมจะช่วยทำให้การเชื่อมทำได้ง่ายขึ้น

ค. คุณสมบัติการทนไฟของเหล็ก SD40 กับ SD40T แตกต่างกันไหม

ตอบ  คือไม่ต่างกัน ไม่พบข้อมูลทดสอบทางวิชาการที่ระบุว่าการทนไฟของเหล็กที่ผ่านกระบวนการทางความร้อนจะลดลง  และเหล็กเสริมเหล่านี้อยู่ภายใต้เนื้อคอนกรีตที่ทำหน้าที่ป้องกันเหล็กจากความร้อนฺ อัตราความสามารถในการทนไฟของอาคารนั้นๆ ไม่น่าจะเกี่ยวข้องว่าใช้เหล็กเสริม SD40 หรือ SD40T


ง. การทำ ข้อต่อเชิงกล หรือที่เรียกว่า coupler นั้นทำได้หรือไม่

ตอบว่า สามารถทำได้โดยวิธีการที่ถูกต้อง  อย่างที่ทราบกันแล้วว่าผิวของเหล็ก SD40T มีความแข็งกว่าเนื้อในของมัน  และในกระบวนการทำ เกลียวจะมีการ Forging หรือการขยายหัวก่อนทำเกลียว ซึ่งในกระบวนการขยายหัวนี้อาจทำให้เหล็กแตกได้และรับแรงได้น้อยลง

วิธีการแก้ไขคือการใช้กระบวนการ Soft cold forging ที่สามารถทำให้หัวเหล็กใหญ่ขึ้น โดยไม่มีการแตกและเสียกำลังลง

และวิธีการทำเกลียวก็เช่นกัน ต้องเป็นวิธีที่ไม่กัดเนื้อเหล็กออกไป ทำให้พื้นที่การรับแรงตรงที่ทำเกลียวน้อยลง การทำเกลียวด้วยวิธีการรีดเนื้อเหล็กจนออกมาเป็นเกลียว ( Thread rolling)  ไม่ทำให้สูญเสียเนื้อเหล็กไป และพื้นที่หน้าตัดของเหล็กบริเวณที่ถูกเอามาทำเกลียวก็ยังมีพื้นที่เท่ากับ พื้นที่หน้าตัดของเหล็กก่อนการทำเกลียว

อนึ่ง ในปัจจุบัน ประเทศไทยยังไม่มีมาตรฐานในเรื่องการทำ ข้อต่อเชิงกล ( Coupler) นี้ ดังนั้นควรเลือกซื้อจากผู้ผลิตที่ได้มาตรฐานรองรับจากต่างประเทศ ตัวอย่างเช่น มาตรฐาน BSI  เป็นต้น และควรสนับสนุนผลักดันให้มีมาตรฐานการผลิต Coupler ของประเทศไทยออกมา

วิธีการทดสอบก็เช่นกัน ในปัจจุบันการทดสอบ Coupler นั้น จะทำโดยวิธีการทดสอบ Tensile test เท่านั้น ว่ารอยต่อไม่ถูกทำลาย  แต่ในมาตรฐานของสากลนั้น การทดสอบของ Coupler นั้น ได้รวมไปถึงการทดสอบอย่างอื่นด้วย เช่นการทดสอบ การล้า Fatigue test  และการทดสบ Slip test เป็นต้น

การทำเกลียว

การทดสอบ Tensile test

บทความนี้เป็นความเห็นของผู้เขียนเท่านั้นและไม่รับรองในความถูกต้องและการนำไปใช้อ้างอิง