Ultrasonic Thickness Measurements (UTM)

งานบริการวัดความหนา ด้วยเครื่องวัดความหนา หรือ Ultrasonic Thickness Measurement หรือ ที่เรานิยมเรียกกันว่า UTM เป็นส่วนหนึ่งของงานพิจารณาตรวจสอบ เพื่อพิจารณาถึง ความหนาของชิ้นงาน/เนื้อ งาน ที่เราต้องการตรวจสอบความหนานั้นๆ โดยอาศัยหลักการของคลื่นเสียงความถี่สูง ส่งผ่านไปยังชิ้นงานที่ต้องการตรวจสอบ แล้วจึงอาศัยคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับจากอีกฝั่งหนึ่งของผิวชิ้นงาน นำมาคำนวณค่าของความหนาชิ้นงาน เพื่อแสดงผลออกมาให้เราทราบ

วัดความหนาได้เฉพาะเหล็กหรือไม่

คำตอบคือ…เรา สามารถวัดความหนาของชิ้นงาน ได้ในวัสดุเกือบทุกชนิดที่เราสามารถส่งคลื่นเสียงความถี่สูง ลงไปในชิ้นงานนั้นๆได้ ซึ่งหลักการทำงานตรงนี้ ถูกนำมาใช้ในการตั้งค่า หรือ set ค่า เครื่องวัดความหนาในส่วนใหญ่ (คือ หลักการทำงานของตัวเครื่อง จะใช้หลักการทำงานเดียวกัน) นั่นคือ set ค่าของความเร็วคลื่นเสียง ตามยาว (ในหน่วย เมตร/วินาที) ที่ส่งผ่านเข้าไปในวัสดุนั้นๆ หากเรารู้ว่าวัสดุนั้นๆ เป็นชิ้นงานอะไร เช่น หากเราต้องการนำไปวัดความหนาของ ท่อเหล็ก (Steel) การตั้งค่า เราจะ set ความเร็วของคลื่นที่ถูกส่งผ่าน เครื่องวัดความหนาไปที่ 5,920 m/s หรือ หากเราต้องการนำไปวัดชิ้นงานที่เป็น อลูมิเนียม (Aluminum) การตั้งค่า เราก็เพียงปรับ set ค่าความเร็วของคลื่นที่ถูกส่งผ่าน เครื่องวัดความหนาไปที่ 6,320 m/s เป็นต้น เช่นเดียวกันกับวัสดุอื่นๆครับ ไม่ว่าจะเป็น ทองแดง ทองเหลือง พลาสติก  PVC แก้วหรือ กระจก เราก็ล้วนใช้หลักการเดียวกันทั้งสิ้นครับ
การประยุกต์ใช้งาน หรือ การใช้งานภาคสนาม

สำหรับงาน Service เกี่ยว กับ งานบริการวัดความหนา ส่วนใหญ่เรานิยมใช้ ควบคู่ไปในงานพิจารณาตรวจสอบต่างๆ เพื่อพิจารณาความหนาที่เราอ่านค่าจริงได้ในขณะนั้นๆ นำไปเปรียบเทียบกับ รายการคำนวณ ตามแบบก่อสร้าง หรือตามข้อกำหนดตามแบบ ของงาน engineering design เพื่อที่จะพิจารณาว่าความหนาชิ้นงานในขณะนั้นๆ(เช่น ชิ้นงานเรานั้น อาจจะเป็นท่อ หรืออาจจะเป็นถัง หรือ container ผ่านการใช้งานมาแล้ว 5 ปี) ความหนาของวัสดุ หรือความหนาของชิ้นงานเรานั้น มีการสึกกร่อน(Corrosion) ลงไป มาก น้อยเพียงใด ยังอยู่ในเกณฑ์ที่ยังสามารถใช้งานได้ต่อไปโดยผ่าน ตามเงื่อนไขและข้อกำหนดของทางวิศวกรรมหรือไม่ เช่น ท่อ/ถัง/ภาชนะบรรจุแรงดัน/ถังเก็บน้ำมัน (Storage tank) เสียเป็นส่วนใหญ่ ยกตัวอย่างดังเช่น

–       งานวัดความหนาของท่อไฟใหญ่ ใน Fire tube boiler หรืองานวัดความหนาของ ท่อน้ำ ใน water tube boiler
–       งานวัดความหนาของท่อน้ำมัน ใน hot oil boiler
–       งานวัดความหนาของผนังถัง vessel หรือ ผนังของภาชนะบบรจุแรงดัน/ ผนังถังบรรจุก๊าซคลอรีน(Cl2)/ ผนังถังบรรจุก๊าซแอมโมเนีย(NH3)ผนังถังก๊าซ LPG/NGV
–       งานวัดความหนาถังลม/ ถัง Air compressor
–       งานวัดความหนาผนัง(Shell)/ วัดความหนาพื้นหลังคา(Roof plate) ถังเก็บน้ำมัน(Storage tank) เป็นต้น

ซึ่งค่าที่เราอ่านได้ หรือค่าที่เราวัดได้นี่ล่ะครับ จะถูกนำมาเปรัยบเทียบกับรายการคำนวณในทางวิศวกรรม เพื่อ พิจารณาความสามารถในการใช้งาน เช่น หากเป็นถังรับแรงดัน ก็จะนำมาพิจารณาว่า ผนังถังตามความหนาที่เราวัดค่าได้ สามารถใช้งานได้ต่อไป โดยปลอดภัยหรือไม่ ไม่ใช่ว่าใช้งานไปเรื่อยๆ ความหนาก็กร่อนลงเรื่อยๆ(อันสาเหตุมาจาก Corrosion ที่ ด้านใน ซึ่งเราไม่สามารถมองเห็นจากภายนอกได้) หากเป็นท่อ ก็เช่นเดียวกัน เพื่อพิจารณาความหนาของเนื้อท่อที่เหลืออยู่ อันสามารถเกิดการกัดกร่อนจากภายในได้ เช่นเดียวกันครับ ซึ่งหากไม่มีรายงานการคำนวณ วิศวกรผู้ทำการตรวจสอบ หรือทดสอบ ก็จำเป็นที่จะต้องจัดทำรายการคำนวณ ตามหลักการทางวิศวกรรมขึ้นมา เพื่อที่จะใช้เปรียบเทียบค่าที่อ่านได้ (ไม่อย่างนั้นเราจะทำการวัดค่า ทำไม จริงหรือไม่ครับ วัดค่า/อ่านค่ามา แต่ไม่รู้จะเอาไปเปรียบเทียบกับอะไร จะผ่าน หรือตก ก็ไม่รู้ เพราะไม่มีตัวเปรียบเทียบ….แล้วจะวัดความหนาไปทำไมครับ ต้องมีหลักการทางวิศวกรรมอ้างอิงครับ)

ข้อควรระวังเล็กๆน้อยๆครับ ในการใช้งานภาคสนาม

–  อุปกรณ์อิเลกทรอนิกส์ทุกชนิดครับ ไม่เน้นว่าจะต้องเป็นเครื่องวัดความหนา การใช้งานควรให้หลีกห่างจากความชื้นต่างๆ และควรทำความสะอาดเครื่องมือทุกครั้ง ทั้งตัวเครื่อง และหัว probe (ส่งคลื่นเสียง) ให้สะอาดอยู่เสมอ อีกทั้ง หากเราไม่ได้ใช้เครื่องวัดความหนาเป็นเวลานานๆ(ซักประมาณ 1 เดือนนี่ก็ถือว่านานแล้วครับ) ถอดแบตเตอรรี ออกทุกครั้งนะครับ
– หัวโพรบ(Probe) จะส่งผ่านคลื่นได้ดีนั้น ผิวชิ้นงาน ณ จุดที่ทำการตรวจสอบ ควรจะทำความสะอาด ให้ชิ้นงานปราศจากสิ่งสกปรก เช่น ฝุ่น/เขม่า/สนิม เป็นต้น อันสามารถเป็นตัวกำจัด ความสามารถในการส่งผ่านของคลื่น อันสามารถทำให้เกิด error ในการวัดค่าได้ และก่อนใช้งานจริง อย่าลืมทำการตั้งค่า หรือ Calibrate ทุกครั้งด้วยนะครับ
–   หัวโพรบ(Probe)ความ ถี่ต่ำ เหมาะสำหรับ ใช้กับชิ้นงานที่มีเกรนหยาบ(เช่น เหล็กหล่อ) สำหรับความถี่สูง เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีเม็ดเกรนละเอียด ซึ่งจะให้ resolution ที่ดีกว่าครับ โดยความถี่ของหัวโพรบ ส่วนใหญ่ของเครื่องวัดความหนาที่เรานิยมใช้ มักจะอยู่ที่ 1MHz/ 2.5MHz/ 5MHz และ 10 MHz เสียเป็นส่วนใหญ่ครับ

ขอบคุณที่มา: http://www.kakaengineering.com/1/post/2010/07/4.html

picture credit: http://www.bkksurveys.com/utm-ultrasonic-thickness-measurement/utm-ultrasonic-thickness-measurement-2/