ความหมายและประเภทของการสึกหรอ วิธีการป้องกันและแก้ไข

การสึกหรอเป็นศัพท์ที่ใช้อธิบายการเสื่อมสภาพของผิวหน้าวัสดุจากการเสียดสีที่สัมผัสกันระหว่างสองผิวหน้าที่อันใดอันหนึ่งมีการเคลื่อนที่ เเละอุณหภูมิจะมีผลต่ออัตราการสึกหรอ เนื่องจากการเสียดสีก่อให้เกิดความร้อน ส่งผลต่อโครงสร้างจุลภาคของวัสดุเเละทำให้เพิ่มความไวต่อการเสื่อมสภาพด้วย ซึ่งชิ้นส่วนจำพวกเเบริ่ง เฟือง เเละลูกเบี้ยว เป็นวัสดุที่มักเกิดการสึกหรอได้ง่าย การสึกหรอมีหลายรูปเเบบ เช่น Adhesive Wear, Abrasive Wear, Corrosive Wear, Surface Fatigue Wear, Impact Wear เเละ Fretting Wear ซึ่งจะกล่าวในลำดับต่อไป

1.การสึกหรอเเบบยึดติด (Adhesive Wear)

เป็นการสึกหรอที่เกิดจากการสัมผัสของผิวหน้าชิ้นงาน ที่มีการเคลื่อนที่อันส่งให้เกิดความเค้นสัมผัส (Contact Stress) เเละเกิดขึ้นเนื่องจากธรรมชาติของความหยาบของผิวหน้าวัสดุ หรือกล่าวได้ว่าวัสดุ 2 ชนิดเสียดสีกันทำให้เกิดความเครียดเกินจุดครากของวัสดุ เนื้อวัสดุบริเวณที่ถูกเสียดสีจะเกิด plastic zone เมื่อชิ้นงานเคลื่อนที่ไปชิ้นงานที่มีความเเข็งเเรงมากกว่าจะพาเอาเนื้อวัสดุของชิ้นงานที่มีความเเข็งเเรงน้อยกว่าไปด้วย ทำให้เกิดความสึกหรอขึ้น ถ้าผิวหน้าที่เคลื่อนที่มีการเสียดสีกันอย่างต่อเนื่อง ค่าความเค้นเเรงเฉือนที่บริเวณพันธะอะตอมมิคจะเพิ่มขึ้นจนมีค่าเกินขีดจำกัดของอีกวัสดุหนึ่ง เเละทำให้จุดที่สัมผัสกันเกิดการเเตก พร้อมทั้งนำชิ้นส่วนติดมาด้วย ชิ้นส่วนที่เกิดการเเตกสามารถหลุดออกมาเป็นเศษชิ้นโลหะหรือยังคงเหลือพันธะอะตอมมิคไว้บนผิวชิ้นงานฝั่งตรงข้าม การสึกหรอเเบบยึดติดยังมีชื่อเรียกอื่นๆ คือ Scoring, Scuffing, Galling หรือ Seizure

2. การสึกหรอเเบบขัดสี (Abrasive Wear)

ประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ของการสึกหรอเกิดจากการเคลื่อนไหว สัมผัสเเละขัดสีกัน เกิดการเซาะร่อง การขัดหยาบ การกระเเทก เเละการขูดผิว หรือเกิดจากการที่มีเศษวัสดุที่มีความเเข็งเเรงเข้ามาเเทรกระหว่างผิวหน้าวัสดุ ทำให้ผิวหน้าด้านที่อ่อนกว่าเกิดการฉีกขาดเเละเสียหาย ส่วนวัสดุที่มีความยืดหยุ่นจะสามารถทนการสึกหรอเเบบขัดสีได้ดี

3. การสึกหรอจากการกัดกร่อน (Corrosive Wear)

เมื่อปฏิกิริยาการกัดกร่อนเเละการสึกหรอเกิดขึ้นร่วมกัน ทำให้การเสื่อมสภาพของผิวหน้าวัสดุอาจเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้น การสร้างฟิล์มหรือชั้นเคลือบจะนิยมนำมาประยุกต์ใช้เพื่อปกป้องโลหะพื้นหรือโลหะผสมจากสิ่งเเวดล้อมที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน ถ้าผิวหน้าของชั้นเคลือบอยู่ภายใต้สภาวะการรับเเรงจากการสึกหรอเเบบขัดสีเเละเเบบยึดติด จะทำให้เกิดการสูญเสียชั้นเคลือบจากผิวหน้าของวัสดุได้ ในขณะเดียวกันผิวหน้าของโลหะที่สูญเสียชั้นเคลือบก็สามารถเกิดการกัดกร่อนต่อเนื่องไปได้อีก ในอีกนัยหนึ่ง ผิวหน้าที่เกิดการกัดกร่อนหรือเกิดออกซิไดซ์อาจจะทำให้สมบัติทางกลลดลงเเละมีอัตราการสึกหรอสูงขึ้น นอกจากนั้นชิ้นส่วนที่ถูกออกซิไดซ์ที่หลุดออกมาจากผิวหน้าวัสดุสามารถทำตัวเป็นอนุภาคที่ทำให้เกิดการเสียดสีต่อไปได้เช่นกัน

4. การสึกหรอร่วมกับการล้าบนผิวหน้า (Surface Fatigue Wear)

การล้าที่ผิวหน้าหรือการล้าจากการสัมผัสจะเกิดขึ้นเมื่อผิวหน้าของวัสดุ 2 ชิ้น ที่สัมผัสกับวัสดุอีกอันหนึ่งที่กำลังกลิ้งหรือร่วมกับการกลิ้งเเละการเคลื่อนที่เเบบเลื่อน ทำให้เกิดเเรงเเบบสลับหรือการวางตัวของเเรงเค้นให้ทิศทางที่ตั้งฉากกับผิวหน้าของวัสดุ ความเค้นสัมผัส (Contact Stress) ที่เกิดขึ้นบนผิวหน้าเริ่มต้นจากการฟอร์มตัวของรอยร้าวภายใต้ผิวหน้าของวัสดุ เเละขยายกลับมาที่ผิวหน้าอีกครั้งทำให้เกิดมีลักษณะเป็นหลุม (Pit) การล้ารูปเเบบนี้มักจะพบในวัตถุที่มีการรีดซ้ำๆผ่านผิวหน้าของวัสดุ ส่งผลให้เกิดความเค้นตกค้างที่สูงในเเต่ละจุด ซึ่งจะเป็นเเนวยาวบนผิวหน้าของวัตถุ เช่น เฟือง

5. การสึกหรอจากการกระเเทก (Impact Wear)

การสึกหรอจากการกระเเทกเกิดขึ้นจากวัสดุรับเเรงกระเเทกเเบบซ้ำๆจากมวลของเเข็งอีกอัน นำมาสู่การเสื่อมสภาพทีละเล็กทีละน้อยของผิวหน้าชิ้นงาน การกระแทกของมวลที่มีขนาดใหญ่เเละเล็กหรืออนุภาคที่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนเเปลงรูปร่างของวัสดุที่ถูกกระเเทกได้ การเปลี่ยนเเปลงรูปร่างสามารถเกิดขึ้นได้จากการพุ่งชนของอนุภาคที่หลุดจากผิวหน้าของวัสดุเองหรือจากการฟอร์มตัวของรอยเเตกภายใต้ผิวหน้าชิ้นงาน (Subsurface Crack) ที่อยู่ภายใต้บริเวณที่ถูกกระเเทกซ้ำๆ ทำให้เกิดเศษวัสดุหลุดออกมาจากการเเตก ในกรณีที่วัสดุถูกกระเเทกจากอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดของวัสดุที่ถูกกระเเทก การสึกหรอที่เกิดขึ้นดังกล่าวสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นรูปแบบ Erosive Wear ซึ่งการเสียหายด้วยรูปแบบดังกล่าวเป็นการเสื่อมสภาพที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของวัสดุ เกิดจากของไหลที่มีอนุภาคของเเข็งเจือปน เมื่อของไหลไหลผ่านในทิศทางทำมุมตั้งฉากกับผิวหน้าของวัสดุ ถือว่าเป็นการเสียหายเเบบ Impact Wear

6. การสึกหรอเเบบถูครูด (Fretting Wear)

ผิวหน้าของวัสดุที่มีการสัมผัสอย่างเเนบเเน่นกับวัสดุอื่นในบริเวณเเคบๆ ประมาณ 1 – 100 ไมครอน เเละมีธรรมชาติการเคลื่อนที่เป็นคาบเเละมีเเอมพลิจูดสูงมาก เช่น การสั่นสะเทือนระหว่างการใช้งานทำให้เกิดกลไกต่อเนื่อง การสึกหรอจากการถูครูดมักเกิดร่วมกับการกัดกร่อนหรือการเกิดออกซิเดชันของเศษชิ้นส่วนที่หลุดออกมากับบริเวณที่สึกหรอ กลไกการสึกหรอจะมีเศษชิ้นส่วนโลหะที่หลุดออกมาในปริมาณเล็กน้อยจากระบบเเทนที่จะมีเศษชิ้นส่วนตกค้างภายในผิวหน้าที่สัมผัสกับผิวหน้าอีกด้านหนึ่งเกิดสึกเป็นร่องเล็กๆที่ผิว เเละผิวใหม่สัมผัสกับอากาศเกิดปฏิกิริยาออกไซด์ เมื่อเกิดการสั่นสะเทือน/สวมอัดหลวมก็จะเกิดเป็นวัฏจักรเเบบเดิมไปเรื่อยๆ มักเกิดกับคู่โลหะที่สวมอัดกันเเน่น เช่น เพลาที่อัดกับเเบริ่ง ลิ่มอัด ข้อต่อต่างๆในเครื่องยนต์ ซึ่งมีเเนวโน้มที่จะเกิดการสึกหรอได้

ดังนั้นจากบทความที่กล่าวไว้ข้างต้นจะสังเกตว่าการสึกหรอสามารถเกิดได้หลายรูปแบบ ความเสียหายของการสึกหรอจะเกิดมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการป้องกันหรือปรับปรุงปัญหาการเสื่อมสภาพของผิวหน้าวัสดุ ซึ่งมีหลายวิธีการ เช่น การใช้สารหล่อลื่นเเละการปรับปรุงผิวหน้าชิ้นงาน เป็นต้น การเลือกใช้วัสดุที่ต้านทานต่อการสึกหรอ เช่น วัสดุที่มีความเเข็งเเรงอย่าง เซรามิกส์ นอกจากนั้นยังรวมถึงการเคลือบผิวเเข็งด้วยทังสเตน คาร์ไบต์ โคบอลท์ ซึ่งสารเคมีเหล่านี้สามารถที่จะเพิ่มความเเข็งให้กับวัสดุได้ โดยเฉพาะวัสดุที่มีผิวหน้านิ่ม การปรับปรุงผิวหน้าหรือการอบชุบสามารถใช้ในการเพิ่มความเเข็งหรือเพิ่มความเรียบให้กับวัสดุ เช่น การทำคาร์บูไรซิ่ง การเตรียมผิวที่ดี

หากคุณกำลังมองหาหรือต้องการคำปรึกษาเกี่ยวกับสเปรย์อุตสาหกรรม รถโฟล์คลิฟท์ รถลากพาเลทไฟฟ้า Electric Pallet Tuck ทาง บริษัท นารา เอนเตอร์ไพรส์ จำกัด มีจำหน่ายพร้อมนำส่งและยินดีให้คำปรึกษา นอกจากนี้เราเป็นผู้จำหน่าย ให้เช่า บริการซ่อมโฟล์คลิฟท์ รถยก Forklift Truck ทุกรุ่นทุกยี่ห้อ พร้อมรับประกันหลังการซ่อม และจัดหาอะไหล่รถโฟล์คลิฟท์ นำเข้าอะไหล่จากต่างประเทศโดยตรง จำหน่ายในราคาที่เหมาะสม

สามารถติดต่อสอบถามเพิ่มเติมได้ทาง