จุดอ่อนของโครงสร้างเหล็กไม่ได้อยู่ที่ตัววัสดุ แต่อยู่ที่รอยต่อ เหล็กรูปพรรณจากโรงงานมีคุณสมบัติค่อนข้างสม่ำเสมอและตรวจสอบย้อนกลับได้จากใบรับรองวัสดุ ส่วนรอยเชื่อมเกิดขึ้นหน้างานภายใต้ฝีมือช่าง สภาพอากาศ และท่าเชื่อมที่ต่างกันในแต่ละจุด คุณภาพจึงไม่เท่ากันทุกรอย และต้องมีการตรวจสอบ

ความลึกของรอยบกพร่องในรอยเชื่อมกับวิธีตรวจ VT PT MT UT RT ที่มองเห็นได้ถึงแต่ละระดับ ภาพซ้ายเป็นหน้าตัดรอยเชื่อมชนร่อง V ระหว่างเหล็กแม่สองแผ่น แบ่งความลึกเป็นสามระดับด้วยเส้นประ ระดับที่หนึ่งคือผิวรอยเชื่อม มีรอยร้าวที่เปิดถึงผิวและรอยกัดขอบ ระดับที่สองคือใต้ผิวตื้น มีรอยแยกเล็กใต้ผิว ระดับที่สามคือภายในเนื้อรอยเชื่อม มีโพรงอากาศ การหลอมไม่สมบูรณ์ตามผิวร่อง และสแลกฝังใน ภาพขวาเป็นแท่งแสดงว่าแต่ละวิธีมองเห็นได้ลึกถึงระดับใด ใช้มาตราความลึกเดียวกับหน้าตัด VT การตรวจด้วยสายตาและ PT สารแทรกซึม เห็นเฉพาะรอยที่เปิดถึงผิว MT ผงแม่เหล็ก เห็นถึงใต้ผิวตื้นและใช้ได้เฉพาะเหล็กที่เป็นแม่เหล็ก UT คลื่นเสียงความถี่สูง และ RT ถ่ายภาพรังสี ตรวจได้ตลอดความหนา แถบด้านล่างสรุปว่าต้องตรวจด้วยสายตาก่อนเสมอ สิ่งที่เครื่องมือพบคือความไม่ต่อเนื่องซึ่งจะเป็นข้อบกพร่องเมื่อเกินเกณฑ์ยอมรับ และให้เลือกวิธีจากความลึกของรอยที่ต้องการตรวจ รอยบกพร่องอยู่ลึกแค่ไหน → เลือกวิธีตรวจให้ตรง แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน หน้าตัดรอยเชื่อมชนร่อง V แต่ละวิธีมองเห็นได้ลึกถึง เหล็กแม่ เหล็กแม่ รอยร้าวเปิดถึงผิว รอยกัดขอบ รอยใต้ผิวตื้น หลอมไม่สมบูรณ์ โพรงอากาศ สแลกฝังใน VT PT MT UT RT ผิว ใต้ผิวตื้น ภายในเนื้อ รอยเชื่อม VT สายตา · PT สารแทรกซึม · MT ผงแม่เหล็ก UT คลื่นเสียงความถี่สูง · RT ถ่ายภาพรังสี MT ใช้ได้เฉพาะเหล็กที่เป็นแม่เหล็ก เส้นประ = ขอบระดับความลึก 1 VT ก่อนเสมอ ต้นทุนต่ำ เห็นรูปทรงผิดทันที 2 พบ ≠ ต้องซ่อมเสมอ เทียบเกณฑ์ยอมรับในสเปก 3 เลือกจากความลึก ไม่ใช่จากความสะดวกหน้างาน
รอยบกพร่องในรอยเชื่อมเกิดได้ทั้งที่ผิว ใต้ผิว และในเนื้อ วิธีตรวจแต่ละแบบมองเห็นได้ไม่เท่ากัน จึงต้องเลือกให้ตรงกับสิ่งที่อยากรู้

การทดสอบรอยเชื่อมแบบไม่ทำลาย คืออะไร?

การทดสอบรอยเชื่อมแบบไม่ทำลาย (Weld Non-Destructive Testing, Weld NDT) คือการตรวจหาความไม่ต่อเนื่องในรอยเชื่อมโดยไม่ตัดหรือทำให้ชิ้นงานเสียหาย แล้วนำผลที่ได้ไปเทียบกับเกณฑ์ยอมรับที่ระบุไว้ในข้อกำหนดของโครงการ

คำสองคำที่ต้องแยกให้ชัดคือ ความไม่ต่อเนื่อง (discontinuity) กับ ข้อบกพร่อง (defect)

  • ความไม่ต่อเนื่อง คือสิ่งที่เครื่องมือตรวจพบ
  • ข้อบกพร่อง คือความไม่ต่อเนื่องที่มีขนาดหรือตำแหน่งเกินเกณฑ์ยอมรับจนต้องซ่อม

รอยเชื่อมที่เครื่องมือจับสัญญาณได้จึงไม่ได้แปลว่าใช้งานไม่ได้เสมอไป ต้องผ่านการตัดสินโดยผู้ตรวจสอบที่มีคุณสมบัติก่อน

ความไม่ต่อเนื่องที่พบบ่อยในงานเชื่อมโครงสร้างเหล็กมี 6 แบบ ได้แก่ รอยแตก (crack) การหลอมไม่สมบูรณ์ (incomplete fusion) การซึมลึกไม่ถึง (incomplete joint penetration) โพรงอากาศ (porosity) สารฝังใน (slag inclusion) และรอยกัดขอบ (undercut) แต่ละแบบอยู่คนละความลึก จึงต้องใช้วิธีตรวจที่ต่างกัน

ทำไมต้องตรวจรอยเชื่อมโครงสร้างเหล็ก?

ต้องตรวจเพราะรอยเชื่อมคือจุดที่ถ่ายแรงระหว่างชิ้นส่วน และเป็นจุดที่คุณภาพขึ้นกับฝีมือช่างและสภาพหน้างานมากที่สุดในโครงสร้างเหล็ก เหตุผลหลักมี 3 ข้อ

  • รอยบกพร่องภายในมองไม่เห็นด้วยตา — รอยเชื่อมที่ผิวเรียบสวย อาจมีโพรงหรือการหลอมไม่สมบูรณ์ซ่อนอยู่ข้างในได้
  • รอยแตกขยายตัวได้ภายใต้แรงกระทำซ้ำ — โครงสร้างที่รับแรงสลับไปมา เช่น รางเครน สะพาน หรือแท่นเครื่องจักร รอยเล็ก ๆ อาจโตขึ้นตามรอบการใช้งาน
  • เป็นข้อกำหนดของสัญญา — งานโครงสร้างเหล็กส่วนใหญ่ระบุขอบเขตการตรวจสอบรอยเชื่อมไว้ในเอกสารสัญญา ผลตรวจใช้เป็นหลักฐานประกอบการส่งมอบงาน
การควบคุมคุณภาพงานเชื่อมสามช่วง ก่อนเชื่อม ระหว่างเชื่อม และหลังเชื่อม โดย NDT อยู่ในช่วงสุดท้าย เส้นเวลาด้านบนแบ่งงานเชื่อมเป็นสามช่วง มีจุดอาร์กแรกคั่นระหว่างช่วงก่อนเชื่อมกับระหว่างเชื่อม แถบสีเขียวใต้เส้นเวลาครอบช่วงก่อนเชื่อมและระหว่างเชื่อม คือช่วงที่ป้องกันข้อบกพร่องได้ แถบสีส้มครอบช่วงหลังเชื่อม คือช่วงที่ตรวจพบแล้วต้องซ่อมหรือยืนยันผล ช่องที่หนึ่ง ก่อนเชื่อม ตรวจเอกสารวิธีเชื่อม WPS ตรวจคุณสมบัติช่างเชื่อม ตรวจการเตรียมรอยต่อ และตรวจลวดเชื่อมกับการอบ ภาพประกอบเป็นเอกสาร WPS รอยต่อที่ลบมุมพร้อมช่องว่างโคนร่อง และตู้อบลวดเชื่อม ช่องที่สอง ระหว่างเชื่อม ควบคุมอุณหภูมิอุ่นชิ้นงาน ควบคุมกระแสและความเร็ว ทำความสะอาดระหว่างชั้น และตรวจลำดับการเชื่อม ภาพประกอบเป็นลวดเชื่อมบนร่องที่เชื่อมเป็นชั้นและเทอร์โมมิเตอร์ ช่องที่สาม หลังเชื่อม ตรวจด้วยสายตาก่อน ตรวจผิวด้วย PT หรือ MT ตรวจภายในด้วย UT หรือ RT และออกรายงานผลตรวจ ภาพประกอบเป็นแว่นขยายและหัวตรวจ UT บนแนวเชื่อม กล่องด้านล่างสรุปว่ารอยเชื่อมที่คุมขั้นตอนดีตั้งแต่ต้นจะเจอปัญหาในขั้น NDT น้อยกว่ามาก NDT คือด่านสุดท้าย ไม่ใช่ด่านเดียว แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน จุดอาร์กแรก ป้องกันข้อบกพร่องได้ที่ช่วงนี้ ตรวจพบ → ซ่อม / ยืนยันผล 1 ก่อนเชื่อม ตรวจเอกสารวิธีเชื่อม (WPS) ตรวจคุณสมบัติช่างเชื่อม ตรวจการเตรียมรอยต่อ ตรวจลวดเชื่อมและการอบ 2 ระหว่างเชื่อม ควบคุมอุณหภูมิอุ่นชิ้นงาน ควบคุมกระแสและความเร็ว ทำความสะอาดระหว่างชั้น ตรวจลำดับการเชื่อม 3 หลังเชื่อม ตรวจด้วยสายตา (VT) ก่อน ตรวจผิว: PT หรือ MT ตรวจภายใน: UT หรือ RT ออกรายงานผลตรวจ WPS อบ ร่อง + ช่องว่างโคน เชื่อมเป็นชั้น + อุ่นชิ้นงาน UT VT ก่อน แล้วค่อยใช้เครื่องมือ รอยเชื่อมที่คุมขั้นตอนดีตั้งแต่ต้น จะเจอปัญหาในขั้น NDT น้อยกว่ามาก
NDT ตรวจได้แค่ผลลัพธ์สุดท้าย การควบคุมคุณภาพจริงเริ่มตั้งแต่ก่อนจุดอาร์กแรก

ทดสอบรอยเชื่อมมีวิธีอะไรบ้าง?

วิธีหลักมี 5 วิธี เรียงจากตรวจได้ตื้นไปลึก คือ VT และ PT ตรวจผิว MT ตรวจผิวและใต้ผิวตื้น ส่วน UT และ RT ตรวจภายในเนื้อรอยเชื่อม

1. การตรวจด้วยสายตา (Visual Testing, VT)

VT คือการตรวจรอยเชื่อมด้วยสายตาโดยผู้ตรวจสอบที่มีคุณสมบัติ ร่วมกับเครื่องมือวัดอย่างเกจวัดขนาดรอยเชื่อมและแว่นขยาย เป็นวิธีที่ต้องทำก่อนเสมอ เพราะเห็นรอยกัดขอบ ขนาดขารอยเชื่อมไม่ได้ตามแบบ รอยเชื่อมล้น และรูปทรงผิดปกติได้ทันทีด้วยต้นทุนต่ำที่สุด ข้อจำกัดคือเห็นเฉพาะสิ่งที่อยู่บนผิวเท่านั้น

2. การตรวจด้วยสารแทรกซึม (Penetrant Testing, PT) — PT Test รอยเชื่อม

PT คือการทาสารแทรกซึมลงบนผิวรอยเชื่อมที่ทำความสะอาดแล้ว ปล่อยให้ซึมเข้ารอยที่เปิดถึงผิว จากนั้นเช็ดผิวและทาสารแสดงผล (developer) เพื่อดูดสารแทรกซึมกลับขึ้นมาเป็นรอยสีที่มองเห็นได้ แนวทางอ้างอิงคือ ASTM E165 และ ASTM E1417

PT ใช้ได้กับวัสดุแทบทุกชนิดที่ผิวไม่พรุน จึงเป็นทางเลือกหลักของวัสดุที่ไม่เป็นแม่เหล็กซึ่งใช้ MT ไม่ได้ เช่น สเตนเลสและอะลูมิเนียม ข้อจำกัดคือตรวจพบเฉพาะรอยที่เปิดถึงผิวจริง ๆ รอยที่ถูกปิดด้วยการขัดหรือสีทับจะตรวจไม่พบ

PT Test รอยเชื่อม ทำอย่างไร — 5 ขั้นตอนหลัก

  1. ทำความสะอาดผิว (Pre-cleaning) — ขจัดสะเก็ดเชื่อม สนิม น้ำมัน และสีออกจากรอยเชื่อมและพื้นที่ข้างเคียง แล้วปล่อยให้แห้งสนิท เพราะสิ่งสกปรกที่อุดปากรอยจะทำให้สารแทรกซึมเข้าไม่ถึง
  2. ทาสารแทรกซึม (Penetrant) และรอเวลาซึม (Dwell Time) — พ่นหรือทาสารแทรกซึมชนิดสีย้อม (Visible Dye) หรือชนิดเรืองแสง (Fluorescent) ให้คลุมทั่วรอยเชื่อม แล้วทิ้งไว้ตามเวลาที่มาตรฐานและผู้ผลิตกำหนด โดยทั่วไปประมาณ 5–30 นาที ขึ้นกับอุณหภูมิและชนิดรอยบกพร่องที่ต้องการหา
  3. เช็ดสารส่วนเกินออก (Excess Penetrant Removal) — เช็ดผิวด้วยผ้าแห้งก่อน แล้วตามด้วยผ้าชุบน้ำยาทำความสะอาดหมาด ๆ ห้ามฉีดน้ำยาลงบนผิวโดยตรง เพราะจะชะสารที่ซึมอยู่ในรอยออกมาด้วย
  4. ทาสารแสดงผล (Developer) และรอเวลาปรากฏ — พ่นสารแสดงผลสีขาวบาง ๆ ให้สม่ำเสมอ สารนี้จะดูดสารแทรกซึมที่ค้างในรอยกลับขึ้นมาบนผิวเป็นรอยสีแดง (หรือเรืองแสงใต้แสง UV) เวลาปรากฏโดยทั่วไปอย่างน้อย 10 นาที
  5. ตรวจ ประเมิน และบันทึกผล — ตรวจภายใต้แสงสว่างเพียงพอ (หรือแสง UV สำหรับชนิดเรืองแสง) แยกรอยบกพร่องจริง เช่น รอยแตก รอยหลอมไม่ติดที่เปิดถึงผิว ออกจากรอยหลอก ประเมินตามเกณฑ์ยอมรับของ AWS D1.1 หรือข้อกำหนดโครงการ ถ่ายรูปและบันทึกตำแหน่ง แล้วทำความสะอาดผิวหลังตรวจ (Post-cleaning)

PT ใช้เวลาต่อจุดนานกว่า MT เพราะต้องรอเวลาซึมและเวลาปรากฏ แต่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์สร้างสนามแม่เหล็ก จึงสะดวกสำหรับงานตรวจรอยเชื่อมที่สูงหรือในที่แคบ

3. การตรวจด้วยผงแม่เหล็ก (Magnetic Particle Testing, MT)

MT คือการสร้างสนามแม่เหล็กในชิ้นงาน แล้วโรยผงแม่เหล็กลงบนผิว หากมีรอยขวางแนวสนาม จะเกิดสนามรั่วดึงผงมาเกาะเป็นแนวให้เห็น ส่วนรอยที่วางขนานกับแนวสนามจะแทบไม่ปรากฏ จึงต้องตรวจแต่ละตำแหน่งอย่างน้อยสองครั้งโดยหมุนทิศสนามให้ตั้งฉากกัน แนวทางอ้างอิงคือ ASTM E709 และ ASTM E1444

MT ใช้ได้เฉพาะวัสดุที่เป็นแม่เหล็กได้ เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน ซึ่งเป็นวัสดุหลักของงานโครงสร้างเหล็กอยู่แล้ว จุดเด่นเหนือ PT คือเห็นรอยที่อยู่ใต้ผิวตื้น ๆ ได้ด้วย และทำได้เร็วกว่าเพราะไม่ต้องรอเวลาซึม

4. การตรวจด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic Testing, UT)

UT คือการส่งคลื่นเสียงความถี่สูงผ่านหัวตรวจเข้าไปในเนื้อเหล็ก แล้ววัดสัญญาณที่สะท้อนกลับจากขอบเขตหรือความไม่ต่อเนื่องภายใน แนวทางอ้างอิงคือ ASTM E164

จุดเด่นของ UT คืออ่านผลได้ทันทีหน้างาน ไวต่อรอยแตกและการหลอมไม่สมบูรณ์ในแนวตั้ง และเข้าถึงชิ้นงานด้านเดียวก็ตรวจได้ ข้อจำกัดคือผลขึ้นกับทักษะผู้ตรวจค่อนข้างมาก ต้องสอบเทียบเครื่องกับบล็อกอ้างอิงก่อนใช้ และผิวงานต้องเรียบพอให้หัวตรวจสัมผัสได้ดี

5. การถ่ายภาพรังสี (Radiographic Testing, RT)

RT คือการยิงรังสีทะลุผ่านรอยเชื่อมไปตกบนฟิล์มหรือแผ่นรับภาพดิจิทัล บริเวณที่มีโพรงหรือสารฝังในจะให้ความเข้มต่างจากเนื้อเหล็กปกติ แนวทางอ้างอิงคือ ASTM E94 และ ASTM E1032

จุดเด่นของ RT คือได้หลักฐานเป็นภาพที่เก็บไว้ตรวจซ้ำได้ และเห็นโพรงกับสารฝังในชัดเจน ข้อจำกัดคือต้องเข้าถึงชิ้นงานทั้งสองด้าน ต้องกั้นพื้นที่ควบคุมรังสีและหยุดงานรอบข้าง จึงมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและใบอนุญาตที่เข้มงวดกว่าวิธีอื่นมาก

สองภาพด้านล่างสรุปหลักการข้างต้น ภาพแรกเป็นแผนภาพ 2 มิติ ตั้งแต่ห้าขั้นตอนของ PT จนถึงสิ่งที่ MT UT และ RT มองเห็นหรือมองไม่เห็น ภาพที่สองเป็นแบบจำลอง 3 มิติของรอยต่อเสา-คานเหล็ก ชี้ว่ารอยเชื่อมแต่ละแบบควรตรวจด้วยวิธีใด

แบบจำลอง 2 มิติ หลักการตรวจรอยเชื่อม PT ห้าขั้นตอน และหลักการของ MT UT และ RT แถวบนเป็นรูปตัดรอยเชื่อมที่มีรอยแตกเปิดถึงผิว แสดงการตรวจด้วยสารแทรกซึม PT ห้าขั้น คือ ทำความสะอาดผิวและปล่อยให้แห้ง ทาสารแทรกซึมสีแดงแล้วรอเวลาซึมราว 5 ถึง 30 นาที เช็ดสารส่วนเกินด้วยผ้าแห้งแล้วผ้าหมาดโดยไม่ฉีดน้ำยาลงผิวตรง ๆ พ่นสารแสดงผลสีขาวแล้วรออย่างน้อย 10 นาทีจนสารในรอยซึมกลับขึ้นมาเป็นรอยสีแดง และตรวจประเมินบันทึกผลแล้วทำความสะอาดผิว แถวล่างมีสามกรอบ MT มุมมองด้านบน แท่งแม่เหล็กคร่อมรอยเชื่อม เส้นสนามแม่เหล็กตัดขวางรอยแตกตามแนวรอยเชื่อม ผงแม่เหล็กจึงมาเกาะเป็นแนว ส่วนรอยที่ขนานกับเส้นสนามจะไม่เห็น จึงต้องตรวจสองทิศตั้งฉากกัน UT รูปตัดรอยเชื่อมชน หัวตรวจแบบมุมวางบนแผ่นเหล็กข้างรอยเชื่อม คลื่นสะท้อนผิวล่างแล้วไปกระทบการหลอมไม่สมบูรณ์ที่ผนังร่อง สัญญาณสะท้อนกลับขึ้นเป็นยอดบนจอ RT ต้นกำเนิดรังสีอยู่ด้านบน ฟิล์มอยู่ใต้ชิ้นงาน โพรงอากาศทำให้ฟิล์มเข้มเป็นจุด รอยแตกที่ระนาบไม่ขนานแนวรังสีอาจไม่ปรากฏ หลักการตรวจแต่ละวิธี (2D) แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน PT สารแทรกซึม · 5 ขั้นตอน (รอยที่เปิดถึงผิว) ASTM E165 / E1417 1 ทำความสะอาด ขจัดสะเก็ด สนิม น้ำมัน ให้แห้ง 2 ทาสารแทรกซึม รอเวลาซึม ~5–30 นาที 3 เช็ดส่วนเกิน ผ้าแห้ง → ผ้าหมาด ห้ามฉีดตรง 4 สารแสดงผล พ่นบาง ๆ รอ ≥ 10 นาที 5 ตรวจ · บันทึก แยกรอยจริง/รอยหลอก MT ผงแม่เหล็ก (มุมบน) ผิว + ใต้ผิวตื้น · ASTM E709 / E1444 N S ✓ รอยขวางเส้นสนาม → ผงเกาะเป็นแนว ✕ รอยขนานเส้นสนาม → มองไม่เห็น ตรวจ 2 ทิศตั้งฉากกัน ใช้ได้เฉพาะวัสดุที่เป็นแม่เหล็ก ? UT คลื่นเสียง (รูปตัด) ภายในเนื้อ · ASTM E164 45°–70° หลอมไม่สมบูรณ์ เอคโค ไวต่อรอยแบบระนาบ (รอยแตก) เข้าถึงด้านเดียวได้ · อ่านผลทันที ต้องสอบเทียบกับบล็อกอ้างอิง RT ถ่ายภาพรังสี (รูปตัด) ภายในเนื้อ · ASTM E94 / E1032 ต้นกำเนิดรังสี ฟิล์ม/แผ่นรับภาพ: โพรง = จุดเข้ม ✓ เห็นโพรงอากาศ สารฝังในชัด ✕ รอยระนาบไม่ขนานรังสีอาจพลาด เข้าถึง 2 ด้าน · กั้นพื้นที่รังสี
แบบจำลอง 2 มิติ — แถวบน: PT ห้าขั้น ทำความสะอาด ทาสารแทรกซึมรอเวลาซึม เช็ดส่วนเกินโดยไม่ฉีดน้ำยาตรง พ่นสารแสดงผล แล้วตรวจบันทึก แถวล่าง: MT เห็นรอยที่ขวางเส้นสนามจึงต้องตรวจสองทิศ UT ไวต่อรอยแบบระนาบและเข้าถึงด้านเดียวได้ RT เห็นโพรงชัดแต่อาจพลาดรอยระนาบที่ไม่ขนานแนวรังสี (ภาพ: SPN Soil Engineering)
แบบจำลอง 3 มิติ จุดตรวจรอยเชื่อมบนรอยต่อเสา-คานเหล็ก และแผนผังเลือกวิธีตรวจจากสามคำถาม ภาพสามมิติของเสาเหล็กรูปตัว H บนแผ่นเหล็กฐานเสา มีคานเหล็กรูปตัว H ต่อเข้ากับปีกเสา ปีกบนและปีกล่างของคานเชื่อมชนแบบหลอมลึกเต็มหน้าตัดเข้ากับปีกเสา ผู้ตรวจวางหัวตรวจ UT บนปีกบนของคานข้างรอยเชื่อมเพื่อตรวจภายในเนื้อ เอวคานยึดด้วยรอยเชื่อมพอก ที่ฐานเสามีรอยเชื่อมพอกรอบเสา ใช้เครื่อง MT แบบแท่งแม่เหล็กตรวจรอยแตกที่ผิวและใต้ผิวตื้น ทุกรอยเชื่อมตรวจด้วยสายตาเป็นพื้นฐาน กรอบด้านขวาเป็นแผนผังเลือกวิธีตรวจสามคำถาม รอยที่กังวลอยู่ลึกแค่ไหน วัสดุเป็นแม่เหล็กหรือไม่ และหน้างานเข้าถึงได้แบบไหน พร้อมหมายเหตุว่าขอบเขตการตรวจและเกณฑ์ยอมรับต้องระบุในเอกสารสัญญา และผู้ตรวจระดับ II ขึ้นไปจึงตัดสินผลได้ แบบจำลอง 3 มิติ (3D) แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน ปีกคาน: เชื่อมชนเต็มหน้าตัด รับแรงดึงเต็ม → ตรวจในเนื้อ UT/RT หัวตรวจ UT บนปีกคาน ส่งคลื่นเข้ารอยเชื่อมจากด้านเดียว เอวคาน: รอยเชื่อมพอก VT + MT ตรวจผิว ฐานเสา: รอยเชื่อมพอกรอบเสา MT แท่งแม่เหล็กคร่อมรอย VT ตรวจด้วยสายตาทุกรอยเชื่อมก่อนเสมอ เกจวัดขนาดขา แว่นขยาย จอ A-scan เลือกวิธีตรวจ 3 คำถาม 1 รอยที่กังวลอยู่ลึกแค่ไหน? ผิว / ใต้ผิวตื้น → VT + MT หรือ PT ในเนื้อ (รอยเชื่อมชน) → UT หรือ RT 2 วัสดุเป็นแม่เหล็กได้ไหม? เหล็กกล้าคาร์บอน → MT (เร็วกว่า) สเตนเลส / อะลูมิเนียม → PT แทน 3 เข้าถึงหน้างานแบบไหน? ด้านเดียว / หยุดงานไม่ได้ → UT สองด้าน + กั้นพื้นที่รังสีได้ → RT (เสริม UT) ขอบเขต % และเกณฑ์ยอมรับ ต้องเขียนในสัญญา (เช่น AWS D1.1) ผู้ตรวจระดับ II ขึ้นไปตัดสินผล แนวทาง ASNT SNT-TC-1A
แบบจำลอง 3 มิติ — ปีกคานที่เชื่อมชนเต็มหน้าตัดรับแรงดึงเต็ม ตรวจในเนื้อด้วย UT หรือ RT ส่วนรอยเชื่อมพอกที่เอวคานและฐานเสาตรวจผิวด้วย VT ร่วมกับ MT กรอบขวาสรุปสามคำถามที่ใช้เลือกวิธี ส่วนขอบเขตและเกณฑ์ยอมรับจริงต้องมาจากเอกสารสัญญา (ภาพ: SPN Soil Engineering)

เปรียบเทียบ 5 วิธี ตรวจได้ถึงระดับไหน?

VT และ PT ตรวจได้เฉพาะผิว MT ตรวจได้ถึงใต้ผิวตื้น ส่วน UT และ RT ตรวจได้ถึงภายในเนื้อรอยเชื่อม ตารางด้านล่างสรุปความสามารถและข้อจำกัดของแต่ละวิธี เพื่อใช้ประกอบการวางขอบเขตงานตรวจสอบ

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

วิธีตรวจได้ถึงระดับใดข้อดีข้อจำกัดแนวทางอ้างอิง
VT ตรวจด้วยสายตาผิวรอยเชื่อมเท่านั้นเร็ว ต้นทุนต่ำ ทำได้ทุกรอยเชื่อมไม่เห็นสิ่งที่อยู่ใต้ผิวเลยAWS D1.1
PT สารแทรกซึมรอยที่เปิดถึงผิวใช้กับวัสดุที่ไม่เป็นแม่เหล็กได้ อุปกรณ์เรียบง่ายผิวต้องสะอาดมาก รอยที่ถูกปิดตรวจไม่พบASTM E165 / E1417
MT ผงแม่เหล็กผิวและใต้ผิวตื้นเร็วกว่า PT เห็นรอยใต้ผิวตื้นได้เฉพาะวัสดุที่เป็นแม่เหล็กได้ ทิศสนามต้องขวางรอยASTM E709 / E1444
UT คลื่นเสียงความถี่สูงภายในเนื้อรอยเชื่อมอ่านผลทันที เข้าถึงด้านเดียวได้ ไวต่อรอยแตกขึ้นกับทักษะผู้ตรวจสูง ต้องสอบเทียบเครื่องASTM E164
RT ถ่ายภาพรังสีภายในเนื้อรอยเชื่อมได้ภาพเป็นหลักฐานถาวร เห็นโพรงและสารฝังในชัดต้องเข้าถึงสองด้าน ต้องกั้นพื้นที่รังสี ค่าใช้จ่ายสูงASTM E94 / E1032

UT กับ RT แม้ตรวจได้ลึกถึงภายในเนื้อเหมือนกัน แต่แทนกันไม่ได้สนิท RT เด่นกับรอยแบบปริมาตร เช่น โพรงอากาศและสารฝังใน แต่อาจพลาดรอยแบบระนาบอย่างรอยแตกหรือการหลอมไม่สมบูรณ์ หากแนวรังสีไม่ขนานกับระนาบของรอย ส่วน UT ไวต่อรอยแบบระนาบมากกว่า งานที่ต้องการความมั่นใจสูงจึงมักใช้สองวิธีนี้เสริมกัน

เลือกวิธีตรวจอย่างไรให้เหมาะกับงาน?

เลือกโดยถาม 3 คำถามตามลำดับ คือ รอยที่กังวลอยู่ลึกแค่ไหน วัสดุเป็นแม่เหล็กได้หรือไม่ และหน้างานเข้าถึงได้แบบไหน ในโครงการจริง เอกสารสัญญาและมาตรฐานที่อ้างถึง เช่น AWS D1.1 มักกำหนดวิธีตรวจของรอยเชื่อมแต่ละประเภทไว้แล้ว สามคำถามนี้ช่วยให้เข้าใจเหตุผลเบื้องหลังข้อกำหนดเหล่านั้น

  1. รอยที่กังวลอยู่ลึกแค่ไหน? ถ้าเป็นรอยกัดขอบหรือรอยแตกที่ผิว ใช้ VT ร่วมกับ MT หรือ PT ก็เพียงพอ แต่ถ้าเป็นรอยเชื่อมชนแบบหลอมลึกเต็มหน้าตัดที่รับแรงดึง ต้องใช้ UT หรือ RT เพราะรอยที่สำคัญอยู่ในเนื้อ
  2. วัสดุเป็นแม่เหล็กได้หรือไม่? เหล็กกล้าคาร์บอนใช้ MT ได้และมักเร็วกว่า ส่วนสเตนเลสหรืออะลูมิเนียมต้องใช้ PT แทน
  3. หน้างานเข้าถึงได้แบบไหน? ถ้าเข้าได้ด้านเดียว หรือหยุดงานรอบข้างเพื่อกั้นพื้นที่รังสีไม่ได้ UT เป็นทางเลือกที่ปฏิบัติได้จริงมากกว่า RT
💡 ในทางปฏิบัติมักใช้หลายวิธีร่วมกัน

ตรวจด้วยสายตาทุกรอยเชื่อมเป็นพื้นฐาน แล้วเลือกรอยเชื่อมสำคัญตามที่ระบุในสัญญามาตรวจซ้ำด้วยวิธีที่เห็นได้ลึกกว่า การตรวจวิธีเดียวแล้วสรุปทั้งงาน มักตอบคำถามได้ไม่ครบ หลักคิดเดียวกันนี้ใช้กับงานตรวจสอบวัสดุอื่นด้วย ดูตัวอย่างการเลือกวิธีในงานคอนกรีตได้ที่ คู่มือ NDT ตรวจสอบโครงสร้างคอนกรีตแบบไม่ทำลาย

สำหรับรอยเชื่อมของเสาเข็มต่อท่อนซึ่งมีเงื่อนไขเฉพาะตัว ทั้งจำนวนรอยต่อที่ถี่และการเข้าถึงหน้างานที่จำกัด อ่านรายละเอียดแยกได้ที่ ตรวจรอยเชื่อมเสาเข็มสปันและไมโครไพล์ยังไง? 5 ข้อบกพร่องที่ต้องเช็ค

ต้องตรวจรอยเชื่อมกี่เปอร์เซ็นต์ของงาน?

ไม่มีตัวเลขสากลที่ใช้ได้กับทุกงาน ขอบเขตการตรวจต้องระบุไว้ในเอกสารสัญญาและข้อกำหนดของโครงการ โดย AWS D1.1 ซึ่งเป็นมาตรฐานงานเชื่อมโครงสร้างเหล็กที่ถูกอ้างถึงบ่อยที่สุด กำหนดให้เอกสารสัญญาเป็นตัวระบุว่าจะตรวจรอยเชื่อมใด ด้วยวิธีใด และในสัดส่วนเท่าไหร่

สิ่งที่ควรเขียนให้ครบในข้อกำหนดมี 4 อย่าง

  1. ประเภทรอยเชื่อมที่ต้องตรวจ
  2. วิธีที่ใช้กับรอยเชื่อมแต่ละประเภท
  3. สัดส่วนหรือจำนวนจุดที่ตรวจ
  4. เกณฑ์ยอมรับที่จะใช้ตัดสิน

ถ้าขาดข้อใดข้อหนึ่ง จะเกิดข้อโต้แย้งตอนส่งมอบงานได้ง่าย เพราะแต่ละฝ่ายจะตีความคนละแบบ

ในทางปฏิบัติ รอยเชื่อมที่รับแรงดึงเต็มหน้าตัด และโครงสร้างที่รับแรงกระทำซ้ำ มักถูกกำหนดให้ตรวจในสัดส่วนที่สูงกว่ารอยเชื่อมทั่วไป เพราะผลของความบกพร่องรุนแรงกว่า

⚠️ อย่ากำหนดสัดส่วนจากตัวเลขที่จำต่อกันมา

ให้ยึดฉบับปัจจุบันของมาตรฐานที่สัญญาอ้างถึง ร่วมกับดุลพินิจของวิศวกรผู้รับผิดชอบโครงการ เพราะเกณฑ์และสัดส่วนต่างกันตามประเภทรอยเชื่อมและลักษณะแรงที่กระทำ ตัวเลขที่ใช้ได้ในโครงการหนึ่งอาจไม่เหมาะกับอีกโครงการ

ผู้ตรวจสอบรอยเชื่อมต้องมีคุณสมบัติอะไร?

ผู้ตรวจต้องผ่านการรับรองความสามารถตามแนวทางที่โครงการกำหนด เช่น ASNT SNT-TC-1A และผู้ที่ตัดสินผลต้องเป็นระดับ II ขึ้นไป นอกจากตัวบุคคลแล้ว วิธีตรวจต้องมีเอกสารรองรับ และเครื่องมือต้องผ่านการสอบเทียบ ขาดข้อใดข้อหนึ่งรายงานก็ใช้อ้างอิงไม่ได้

  • คุณสมบัติผู้ตรวจ — แนวทางที่ใช้กันแพร่หลายคือ ASNT SNT-TC-1A ซึ่งแบ่งเป็นระดับ I II และ III โดยผู้ตรวจระดับ II ขึ้นไปจึงจะตัดสินผลได้ ระดับ I ทำได้เฉพาะการตรวจภายใต้การกำกับ
  • เอกสารวิธีการตรวจ — ต้องมีเอกสารระบุพารามิเตอร์การตรวจที่ผ่านการอนุมัติก่อนเริ่มงาน ไม่ใช่ตรวจตามความเคยชินของแต่ละคน
  • การสอบเทียบเครื่องมือ — เครื่อง UT ต้องสอบเทียบกับบล็อกอ้างอิงตามรอบที่กำหนด และแนบหลักฐานไว้ในรายงาน
  • รายงานที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ — ระบุตำแหน่งรอยเชื่อมที่ตรวจ วิธีที่ใช้ เครื่องมือ ผู้ตรวจ วันที่ และเกณฑ์ที่ใช้ตัดสิน

ในภาพรวมของการตรวจสอบอาคาร งานตรวจรอยเชื่อมเป็นการทดสอบเชิงวิศวกรรมที่แยกจากงานตรวจสอบอาคารตามกฎหมาย ความต่างของสองเรื่องนี้อธิบายไว้ที่ ผู้ตรวจสอบอาคาร 9 ประเภท กับการทดสอบโครงสร้าง ต่างกันอย่างไร ส่วนกรณีที่ต้องยืนยันกำลังรับน้ำหนักของโครงสร้างที่สร้างเสร็จแล้วด้วยน้ำหนักจริง ดูได้ที่ Load Test สะพาน ทดสอบกำลังรับน้ำหนักโครงสร้างพิเศษ

สรุป

การเลือกวิธีตรวจรอยเชื่อมโครงสร้างเหล็กเริ่มจากคำถามว่ารอยที่กังวลอยู่ลึกแค่ไหน ไม่ใช่วิธีไหนดีที่สุด VT และ PT ตอบเรื่องผิว MT ตอบเรื่องผิวและใต้ผิวตื้น ส่วน UT กับ RT เท่านั้นที่ตอบเรื่องภายในเนื้อรอยเชื่อมได้ จากนั้นจึงค่อยพิจารณาชนิดวัสดุและเงื่อนไขการเข้าถึงหน้างานเป็นตัวตัดสินสุดท้าย

ที่สำคัญไม่แพ้กันคือ ขอบเขตการตรวจและเกณฑ์ยอมรับต้องเขียนไว้ในสัญญาให้ชัดตั้งแต่ต้น และผู้ตรวจต้องมีคุณสมบัติตามแนวทางที่โครงการกำหนด มิฉะนั้นผลตรวจจะกลายเป็นเอกสารที่ใช้ตัดสินอะไรไม่ได้เมื่อเกิดข้อโต้แย้ง

⚠️ บทความนี้ให้ความรู้ทั่วไป

การกำหนดวิธีตรวจ ขอบเขต และเกณฑ์ยอมรับสำหรับโครงการใดโครงการหนึ่ง ต้องอ้างอิงมาตรฐานฉบับที่สัญญาระบุ และผ่านการพิจารณาของวิศวกรผู้รับผิดชอบโครงการนั้น ๆ ไม่ควรนำตัวเลขหรือแนวทางในบทความไปใช้กับงานจริงโดยตรง