เทคโนโลยีการปรับสภาพพื้นผิวโลหะ ช่วยปกป้องอุปกรณ์ทางทะเลจากการเกิดสนิม”

Thread Content

แนวทางและจุดสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์ด้านวิศวกรรมทางทะเลและเรือที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในอีกสิบปีข้างหน้า มีดังนี้: (1) อุปกรณ์สำหรับการพัฒนาทรัพยากรทางทะเล； (2) อุปกรณ์สำหรับการพัฒนาทรัพยากรในพื้นที่ทะเล ； (3) แพลตฟอร์มสำหรับการทดสอบและวิเคราะห์ข้อมูลแบบองค์รวม ； (4) เรือที่มีเทคโนโลยีขั้นสูง ； (5) อุปกรณ์สนับสนุนหลัก เพื่อให้บรรลุเป้าหมายทางยุทธศาสตร์ของ “Made in China 2025” และเร่งยกระดับทักษะทางอุตสาหกรรมด้านอุปกรณ์ก่อสร้างในทะเลและเรือที่มีเทคโนโลยีขั้นสูงของประเทศไทย จำเป็นต้องให้ความสำคัญกับความสามารถในการป้องกันการเกิดสนิมของอุปกรณ์ในทะเล เพื่อรับประกันคุณภาพและประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านั้น มหาสมุทรเป็นสภาพแวดล้อมที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้อย่างรุนแรง สาเหตุหลักก็คือในน้ำทะเลมีเกลือแร่อยู่ในปริมาณมาก ดังนั้นจึงทำให้เกิดการสร้างเซลล์ไฟฟ้าขึ้นระหว่างโลหะที่ใช้ทำอุปกรณ์ในทะเล ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนในระดับจุลภาคได้ นอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตจำนวนมากในทะเลยังสามารถเกาะติดอยู่บนตัวอุปกรณ์ได้อีกด้วย ซึ่งไม่เพียงแต่จะทำให้ความเร็วในการทำงานของอุปกรณ์ลดลงเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดกรดอินทรีย์ หรือสารที่มีความกัดกร่อนสูง เช่น ไดออกไซด์ของกำมะถัน และไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งจะสร้างความเสียหายให้กับตัวอุปกรณ์ในระดับต่างๆ ตั้งแต่ระดับจุลภาคไปจนถึงระดับมหภาค พื้นที่ที่เกิดการกัดกร่อนแตกต่างกัน ลักษณะของการกัดกร่อนก็จะแตกต่างกันไปด้วย รูปแบบการกัดกร่อนที่สำคัญ ได้แก่ การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ การกัดกร่อนจุด การกัดกร่อนในช่องว่าง การกัดกร่อนจากแรงกระแทก การกัดกร่อนจากฟองอากาศ การสึกหรอ การกัดกร่อนจากปฏิกิริยาไฟฟ้า เป็นต้น โดยรูปแบบการกัดกร่อนเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับการออกแบบโครงสร้างของอุปกรณ์ในทะเล หรือปัจจัยทางโลหวิทยา ส่วนปัจจัยที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนของอุปกรณ์ในทะเลนั้น มีทั้งปัจจัยทางเคมี ปัจจัยทางฟิสิกส์ ปัจจัยทางชีวภาพ ปัจจัยทางภูมิศาสตร์ ปัจจัยด้านแรงดัน และปัจจัยด้านการกัดเซาะ เป็นต้น นอกเหนือจากปัจจัยด้านการกัดกร่อนแล้ว เนื่องจากอุปกรณ์ทางทะเลยังต้องดำลงไปในทะเลในพื้นที่ต่างๆ อย่างต่อเนื่อง จึงต้องเผชิญกับปัญหาความเสียหายทางกลในรูปแบบต่างๆ อีกด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อความลึกในการดำน้ำเพิ่มขึ้น ค่าแรงกระทำแบบสลับกันก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่วัสดุพื้นฐานจะเกิดภาวะความเหนื่อยล้าในระดับความถี่ต่ำ และเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การกัดกร่อน ทำให้เงื่อนไขวิกฤตที่ทำให้วัสดุพื้นฐานเกิดความเสียหายทางกลนั้นลดลงเรื่อยๆ ดังนั้น เพื่อให้อุปกรณ์ทางทะเลสามารถทำงานและใช้งานได้อย่างปลอดภัย จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องใช้วิธีการทางเทคนิคที่เหมาะสมเพื่อปกป้องวัสดุที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์เหล่านั้น สำหรับการปกป้องพื้นผิวของวัสดุที่ใช้ในอุปกรณ์ทางทะเลนั้น สามารถทำได้ผ่านวิธีการ 3 วิธี ได้แก่ (1) การปรับปรุงพื้นผิวเพื่อเพิ่มความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนและความทนทานต่อแรงกระแทกของวัสดุนั้นเอง ； (2) ใช้วิธีการป้องกันด้วยขั้วลบเพื่อปกป้องวัสดุพื้นฐานจากการเกิดสนิม ； (3) ใช้วิธีการเคลือบผิวเพื่อปกป้องวัสดุพื้นฐานอย่างครบถ้วน 1. การใช้งานในการปรับสภาพพื้นผิวของวัสดุฐานนั้น มีการนำไปใช้กับวัสดุที่ใช้ในการสร้างอุปกรณ์ดำน้ำลึก เช่น ในประเทศของเรา โดยจะใช้เหล็กที่มีความแข็งแรงสูง มีความยืดหยุ่นดี และสามารถนำไปเชื่อมได้ โดยมีค่าความแข็งแรงไม่น้อยกว่า 785 MPa ด้วยเทคโนโลยีการปรับสภาพพื้นผิวโลหะพิเศษ จึงช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนจากน้ำทะเลและความสามารถในการรับแรงอัดของเหล็กได้ 2. การใช้วิธีการป้องกันด้วยขั้วลบ ด้วยคุณสมบัติเฉพาะของเหล็กเอง แม้ว่าจะสามารถต้านทานการกัดกร่อนได้ในระดับหนึ่ง แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการในการป้องกันการกัดกร่อนได้อย่างแท้จริง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันการกัดกร่อนอื่นๆ เพิ่มเติมสำหรับโครงสร้างของเหล็กด้วย วิธีการป้องกันด้วยขั้วลบ คือวิธีหนึ่งในการปกป้องวัสดุต่างๆ จากมุมมองทางอิเล็กโทรเคมี หลักการพื้นฐานคือการส่งอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งเข้าไปยังโลหะที่ต้องการปกป้อง เพื่อให้โลหะนั้นอยู่ในสถานะที่ถูกย่อยสลายน้อยที่สุด และด้วยวิธีนี้จึงสามารถปกป้องโลหะได้ 3. การใช้วิธีการป้องกันด้วยชั้นเคลือบ แม้ว่าวิธีการป้องกันด้วยแรงดันไฟฟ้าจะช่วยลดการกัดกร่อนทางอิเล็กโทรเคมีได้ในระดับหนึ่ง แต่ในหลายกรณีก็ยังไม่สามารถป้องกันการกัดกร่อนจากสิ่งมีชีวิตในทะเลได้ และไม่สามารถแยกวัสดุพื้นฐานออกจากสารที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้น การเคลือบผิวภายนอกจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง มาตรการป้องกันเรือในปัจจุบันก็ส่วนใหญ่ใช้วิธีการผสมผสานระหว่างการป้องกันด้วยกระบวนการแคโทดกับการป้องกันด้วยการเคลือบผิวเช่นกัน เนื่องจากมลพิษในทะเลเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ทำให้สภาพแวดล้อมในทะเลมีความซับซ้อนมากขึ้น และยังทำให้ปัญหาการกัดกร่อนของโลหะในน้ำทะเลรุนแรงขึ้นด้วย ในอนาคต จะมีการกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดยิ่งขึ้นเกี่ยวกับคุณสมบัติการป้องกันการเกิดสนิมของอุปกรณ์ทางทะเลอย่างแน่นอน