ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับมาตรฐานเหล็ก
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมได้กำเนิดมาหลาย มาตรฐาน เนื่องจากประเทศบริวารในเครือของตนเองหรือประเทศที่มีการจัดการอุตสาหกรรม แบบเดียวกันยอมรับและนำไปใช้ ซึ่งปรากฎว่าในปัจจุบันมีมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมที่นิยมนำมาใช้งานกัน มี 3 มาตรฐาน คือ
1. ระบบอเมริกัน AISI ( American Iron and Steel Institute )
การกำหนดมาตรฐานแบบนี้ ตัวเลขดัชนีจะมีจำนวนหลักและตัวชี้บอกส่วนประสมจะเหมือนกับระบบ SAE จะต่างกันตรงที่ระบบ AISI จะมีตัวอักษรนำหน้าตัวเลข ซึ่งตัวอักษรนี้จะ บอกถึงกรรมวิธีการผลิตเหล็กว่าได้ผลิตมาจากเตาชนิดใด
ตัวอักษรที่บอกกรรมวิธีการผลิตเหล็กจะมีดังนี้
- A คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นด่าง
- B คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นกรด
- C คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นด่าง
- D คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นกรด
- E คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาไฟฟ้า
2. ระบบเยอรมัน DIN (Deutsch Institute Norms)
การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานเยอรมันจะแบ่งเหล็กออกเป็น 4 ประเภทดังนี้
2.1 เหล็กกล้าคาร์บอน(หรือเหล็กไม่ประสม)
2.2 เหล็กกล้าผสมต่ำ
2.3 เหล็กกล้าผสมสูง
2.4 เหล็กหล่อ
2.5 เหล็กกล้าคาร์บอน (หรือเหล็กไม่ประสม)
เหล็กที่นำไปใช้งานได้เลยโดยไม่ต้องผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติโดยใช้ ความร้อน (Heat Treatment) เหล็กพวกนี้จะบอกย่อคำหน้าว่า St.และจะมีตัวเลขตามหลัง ซึ่งจะบอกถึงความสามารถที่จะทนแรงดึงสูงสุดของเหล็กชนิดนั้น มีหน่วยเป็น ก.ก/มม.2
หมายเหตุ การกำหนดมาตรฐานทั้งสองนี้ เหล็กที่มีความเค้นแรงดึงสูงสุดประมาณ 37 ก.ก/มม.2 จะสามารถใช้สัญลักษณ์แทนเหล็กชนิดนี้ได้ 2 ลักษณะ คือ เขียนเป็น St. หรือ C20
การกำหนดมาตรฐานเหล่านี้จะเห็นมากในแบบสั่งงาน ชิ้นส่วนบางชนิดต้องนำไปชุบแข็งก่อนใช้งาน ก็จะกำหนดวัสดุเป็น C นำหน้า ส่วนชิ้นงานที่ไม่ต้องนำไปชุบแข็ง ซึ่งนำไปใช้งานได้เลยจะกำหนดวัสดุเป็นตัว St. นำหน้า ทั้ง ๆ ที่วัสดุงานทั้งสองชิ้นนี้ใช้วัสดุอย่างเดียวกันเหล็กกล้าผสมต่ำ การกำหนด มาตรฐานเหล็กประเภทนี้จะบอกจำนวนคาร์บอนไว้ข้างหน้าเสมอ แต่ไม่นิยมเขียนตัว C กำกับไว้ ตัวถัดมาจะเป็นชนิดของโลหะที่เข้าไปประสม ซึ่งอาจมีชนิดเดียวหรือหลายชนิดก็ได้
ข้อสังเกต เหล็กกล้าประสมต่ำตัวเลขที่บอกปริมาณของโลหะประสมจะไม่ใช่จำนวนเปอร์เซ็นต์ ที่แท้จริงของโลหะประสมนั้นการที่จะทราบจำนวนเปอร์เซ็นต์ที่แท้จริงจะต้อง เอาแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมแต่ละชนิดไปหารซึ่งค่าแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมต่าง ๆ มีดังนี้
- หารด้วย 4 ได้แก่ Co, Cr, Mn, Ni, Si, W
- หารด้วย 10 ได้แก่ Al, Cu, Mo, Pb, Ti, V
- หารด้วย 100 ได้แก่ C, N, P, S
- ไม่ต้องหาร ได้แก่ Zn, Sn, Mg, Fe
การใช้สัญลักษณ์ดังตัวอย่างที่แล้ว เป็นการบอกส่วนผสมในทางเคมี แต่ในบางครั้งจะมีการเขียนสัญลักษณ์บอกกรรมวิธีการผลิตไว้ข้างหน้าอีกด้วย เช่น
- B = ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์
- E = ผลิตจากเตาไฟฟ้าทั่วไป
- F = ผลิตจากเตาน้ำมัน
- I = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดเตาเหนี่ยวนำ (Induction Furnace)
- LE = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดอาร์ค (Electric Arc Furnace)
- M = ผลิตจากเตาซีเมนต์มาร์ติน หรือ เตาพุดเดิล
- T = ผลิตจากเตาโทมัส
- TI = ผลิตโดยกรรมวิธี (Crucible Cast Steel)
- W = เผาด้วยอากาศบริสุทธิ์
- U = เหล็กที่ไม่ได้ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Unkilled Steel)
- R = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Killed Steel)
- RR = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน 2 ครั้ง
นอกจากนี้ยังมี สัญลักษณ์แสดงคุณสมบัติพิเศษของเหล็กนั้นอีกด้วย เช่น
- A = ทนต่อการกัดกร่อน
- Q = ตีขึ้นรูปง่าย
- X = ประสมสูง
- Z = รีดได้ง่าย
เหล็กกล้าผสมสูง (High Alloy Steel) เหล็กกล้าประสมสูง หมายถึงเหล็กกล้าที่มีวัสดุผสมอยู่ในเนื้อเหล็กเกินกว่า 8 % การเขียนสัญลักษณ์ของเหล็กประเภทนี้ เขียนนำหน้าด้วยต้ว X ก่อน แล้วตามด้วยจำนวนส่วนผสมของคาร์บอนจากนั้นด้วยชนิดของโลหะประสม ซึ่งจะมีชนิดเดียวหรือชนิดก็ได้ แล้วจึงตามด้วยตัวเลขแสดงปริมาณของโลหะประสม
ตัว เลขที่แสดงปริมาณของโลหะประสม ไม่ต้องหารด้วย แฟกเตอร์ (Factor) ใด ๆ ทั้งสิ้น(แตกต่างจากโลหะประสมต่ำ) ส่วนคาร์บอนยังต้องหารด้วย 100 เสมอ
3. ระบบญี่ปุ่น JIS (Japaness Industrial Standards)
การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานญี่ปุ่นซึ่งจัดวางระบบโดยสำนักงานมาตรฐาน อุตสาหกรรมญี่ปุ่น (Japaness Industrial Standards, JIS) จะแบ่งเหล็กตามลักษณะงานที่ใช้
ตัวอักษรชุดแรก จะมีคำว่า JIS หมายถึง Japaness Industrial Standards ตัวอักษรสัญลักษณ์ตัวถัดมาจะมีได้หลายตัวแต่ละตัวหมายถึงการจัดกลุ่ม ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น
- A งานวิศวกรรมก่อสร้างและงานสถาปัตย์
- B งานวิศวกรรมเครื่องกล
- C งานวิศวกรรมไฟฟ้า
- D งานวิศวกรรมรถยนต์
- E งานวิศวกรรมรถไฟ
- F งานก่อสร้างเรือ
- G โลหะประเภทเหล็กและโลหะวิทยา
- H โลหะที่มิใช่เหล็ก
- K งานวิศวกรรมเคมี
- L งานวิศวกรรมสิ่งทอ
- M แร่
- P กระดาษและเยื่อกระดาษ
- R เซรามิค
- S สินค้าที่ใช้ภายในบ้าน
- T ยา
- W การบิน
ถัดจากตัวอักษรจะเป็นตัวเลขซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 4 ตัว มีความหมายดังนี้ ตัวเลขตัวแรก หมายถึง กลุ่มประเภทของเหล็ก เช่น
- 0 เรื่องทั่ว ๆ ไป การทดสอบและกฎต่าง ๆ
- 1 วิธีวิเคราะห์
- 2 วัตถุดิบ เหล็บดิบ ธาตุประสม
- 3 เหล็กคาร์บอน
- 4 เหล็กกล้าประสม
ตัวเลขตัวที่ 2 จะเป็นตัวแยกประเภทของวัสดุในกลุ่มนั้น เช่น ถ้าเป็นในกรณีเหล็ก จะมีดังนี้
- 1 เหล็กกล้าประสมนิเกิลและโครเมียม
- 2 เหล็กกล้าประสมอลูมิเนียมแลโครเมียม
- 3 เหล็กไร้สนิม
- 4 เหล็กเครื่องมือ
- 8 เหล็กสปริง
- 9 เหล็กกล้าทนการกัดกร่อนและความร้อน
ตัวเลขที่เหลือ 2 หลักสุดท้ายจะเป็นตัวแยกชนิดของส่วนผสมที่มีอยู่ในวัสดุนั้น เช่น ถ้าเป็นเหล็กตัวเลข 2 หลักสุดท้ายจะเป็นตัวแยกชนิดเหล็กตาม ส่วนผสมธาตุที่มีอยู่ในเหล็กชนิดนั้น ๆ เช่น
- 01 เหล็กเครื่องมือ คาร์บอน
- 03 เหล็กไฮสปีด
- 04 เหล็กเครื่องมือประสม
4. มาตรฐาน ASTM
ที่ผ่านการรับรองของสมาคมฯ และประกาศใช้เป็นมาตรฐาน สามารถแบ่งตามเนื้อหา ออกได้เป็นประเภทต่างๆ ดังนี้
- Classification เป็นมาตรฐานของ ระบบการจัดการ และการจัดแบ่ง วัสดุผลิตภัณฑ์ การบริการ ระบบ หรือการใช้งาน ออกเป็นกลุ่มๆ โดยอาศัยคุณลักษณะ ที่เหมือนกัน เช่น แหล่งกำเนิด ส่วนประกอบ คุณสมบัติหรือประโยชน์ใช้สอย
- Specification เป็นข้อกำหนดที่ระบุแน่นอน ถึงคุณลักษณะและสมบัติต่างๆ ที่ต้องการของวัสดุ ผลิตภัณฑ์ ระบบหรือการใช้งาน ข้อกำหนดเหล่านี้ มักจะแสดงค่าเป็นตัวเลข และมีข้อจำกัดกำหนดไว้ พร้อมทั้งวิธีหาค่าเหล่านั้นด้วย
- Terminology เป็นเอกสารมาตรฐาน ที่กำหนดคำนิยาม คุณลักษณะ คำอธิบายของศัพท์ต่างๆ เครื่องหมาย ตัวย่อ คำย่อที่ใช้ในมาตรฐานต่างๆ
- Test method เป็นมาตรฐานเกี่ยวกับกรรมวิธี ที่กำหนดให้ใช้ในการตรวจสอบ พิสูจน์วัด และปริมาณคุณภาพ คุณลักษณะ คุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลายอย่างของวัสดุ ระบบหรือ การใช้งาน ซึ่งมีผลการทดสอบ ที่สามารถนำไปใช้ ในการประเมินค่าตามข้อกำหนด
- Guide เป็นคำแนะนำ หรือทางเลือก ให้ผู้ใช้เลือกใช้เทคนิคต่างๆ ที่มีอยู่ รวมทั้งสิ่ง ที่จะได้จากการประเมิน และการมาตรฐานที่ใช้นั้นๆด้วย
- Practice เป็นวิธีการปฏิบัติเฉพาะ สำหรับงานเฉพาะอย่าง ได้แก่ การเขียนรายงาน การสุ่มตัวอย่าง ความแม่นยำ ความละเอียด การเลือก การเตรียม การประยุกต์ การตรวจสอบ ข้อควรระวังในการใช้ การกำจัดทิ้ง การติดตั้ง การบำรุงรักษา ตลอดจนการใช้เครื่องมือทดสอบ
นอกจากนี้ ASTM มีการจัดแบ่งมาตรฐานออกเป็นกลุ่มๆ เฉพาะเรื่อง โดยใช้ตัวอักษร เป็นสัญลักษณ์แทนกลุ่มของเนื้อเรื่อง เรียงตามลำดับดังนี้
A : Ferrous Metals
B : Nonferrous Metals
C : Cementitious, Ceramic, Concrete, and Masonry Meterials
D : Miscellaneous Materials
E : Miscellaneous Subjects
F : Materials for Specific Applications
G : Corrosion, Deterioration, and Degradation of Materials
เดิม ASTM ได้แบ่งประเภทมาตรฐาน ตามลักษณะการกำหนดมาตรฐาน ออกเป็น 3 ชนิดคือ
- Standards เป็นมาตรฐานที่จัดทำขึ้น ตามมติเอกฉันท์ของสมาชิก และผ่านการรับรองตามขั้นตอน และกฎของสมาคมฯ เรียบร้อยแล้ว
- ES.(Emergency Standard) เป็นเอกสารที่จัดพิมพ์ตามความต้องการ เร่งด่วน แต่ยังไม่ผ่านการรับรองของสมาคมฯ เพียงแต่ผ่านการพิจารณา ของคณะอนุกรรมการบริหาร
- P. (Proposal) เป็นเอกสารมาตรฐานที่พิมพ์เพื่อเผยแพร่ แนะนำ ก่อนที่จะพิจารณาลงมติ ให้ใช้เป็นมาตรฐาน
แต่ในปี ค.ศ. 1995 สมาคม ASTM ได้กำหนดให้ใช้ PS. (Provisional Standards) ซึ่งเป็นเอกสาร ที่ถูกจัดพิมพ์ขึ้นมา ใช้แทน ES. และ P
5. มาตรฐาน TIS
เป็นคำย่อมาจาก”มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม” หมายถึงข้อกำหนดทางวิชาการที่ สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม(สมอ.)ได้กำหนดขึ้นเพื่อเป็นแนวทางแก่ ผู้ผลิตในการผลิตสินค้าให้มีคุณภาพในระดับที่เหมาะสมกับการใช้งานมากที่สุด โดยจัดทำออกมาเป็นเอกสารและจัดพิมพ์เป็นเล่ม
ภาย ในมอก.แต่ละเล่มประกอบด้วยเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์นั้นๆ เช่น เกณฑ์ทางเทคนิค คุณสมบัติที่สำคัญ ประสิทธิภาพของการนำไปใช้งาน คุณภาพของวัตถุที่นำมาผลิต และวิธีการทดสอบเป็นต้น
ปัจจุบันสินค้าที่สมอ. กำหนดเป็นมาตรฐานปัจจุบันมีอยู่กว่า 2,000 เรื่อง ครอบคลุมสินค้าที่เราใช้ อยู่ในชีวิตประจำวันหลายๆ ประเภท ได้แก่ ประเภทอาหาร เครื่องใช้ไฟฟ้า ยานพาหนะ สิ่งทอ วัสดุก่อสร้าง เป็นต้น
มอก. มีประโยชน์ต่อผู้เกี่ยวข้องในหลายด้านด้วยกัน ดังนี้
ประโยชน์ต่อผู้ผลิต
1. ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต
2. ลดรายจ่าย ลดเครื่องจักร ลดขั้นตอนการทำงานซ้ำซ้อน
3. ช่วยให้ได้สินค้าที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ
4. ทำให้สินค้ามีคุณภาพดีขึ้น และมีราคาถูกลง
5. เพิ่มโอกาสทางการค้า ในการจัดซื้อจัดจ้างของหน่วยงานราชการที่มีการกำหนดให้สินค้านั้นๆต้องได้รับมอก.
ประโยชน์ผู้บริโภค
1. ช่วยในการตัดสินใจเลือกซื้อสินค้า และ
2. สร้างความปลอดภัยในการนำไปใช้
3. ในกรณีที่ชำรุด ก็สามารถหาอะไหล่ได้ง่าย เพราะสินค้ามีมาตรฐานเดียวกัน ใช้ทดแทนกันได้
4. วิธีการบำรุงรักษาใกล้เคียงกัน ไม่ต้องหัดใช้สินค้าใหม่ทุกครั้งที่ซื้อ
5. ได้สินค้าคุณภาพดีขึ้นในราคาที่เป็นธรรมคุ้มค่ากับการใช้งาน
ประโยชน์ต่อเศรษฐกิจส่วนรวมหรือประโยชน์ร่วมกัน
1. ช่วยเป็นสื่อกลางเป็นบรรทัดฐานทางการค้า ทำให้ผู้ผลิตและผู้บริโภคมีความ เข้าใจที่ตรงกัน
2. ก่อให้เกิดความยุติธรรมในการซื้อขาย
3. ประหยัดการใช้ทรัพยากรของชาติ ทำให้มีการใช้ทรัพยากรอย่างเกิดประโยชน์สูงสุด
4. สร้างโอกาสทางการแข่งขันให้กับผู้ประกอบการไทย
5. ป้องกันสินค้าคุณภาพต่ำเข้ามาจำหน่ายในประเทศ
6. สร้างความเข้มแข็งให้กับอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจ
ขอบคุณข้อมูล จาก สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศไทย