เหล็กรางรถไฟกับสนิม

      เหล็กที่เราเห็นจนคุ้นตากันทุกวันคุณทราบหรือไม่ว่าแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ เหล็ก หรือ Iron และ เหล็กกล้า หรือ Steel เหล็กทั้ง 2 ประเภทนี้มีข้อแตกต่างกันอยู่หลายข้อทีเดียว แต่คนส่วนใหญ่ก็มักจะเรียกเหมารวมว่าเป็น “เหล็ก”

     เหล็ก (Iron) - สามารถพบได้ตามธรรมชาติ โดยจะอยู่ในรูปของแร่เป็นส่วนใหญ่ การจะนำเหล็กมาใช้ต้องผ่านขั้นตอนที่เรียกว่า “การถลุง” ก่อนถึงจะนำเหล็กบริสุทธิ์นั้นมาใช้ได้

     เหล็กกล้า (Steel) - ไม่สามารถพบได้ตามธรรมชาติ เพราะเป็นเหล็กที่มนุษย์เป็นคนสร้างขึ้นมา มีคุณสมบัติในการยืดหยุ่นสูง ทนทาน แข็งแรงและสามารถทนต่อแรงกระแทกและภัยทางธรรมชาติได้อย่างดี เหล็กกล้าจึงเป็นวัตถุดิบชั้นดีที่ในปัจจุบันมักจะถูกนำมาใช้เป็นโครงสร้างในการก่อสร้างต่าง ๆ หรือที่เรา ๆ คุ้นหูกันในชื่อ เหล็กรูปพรรณ

     ส่วนเหล็กรางรถไฟ หรือ เรียกว่าเหล็กรางเดินเครน (Light Rail Steel) ผู้คนอาจจะรู้จักกัรน้อย แต่เป็นเหล็กที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก เป็นเหล็กรางคุณภาพที่มีความทนทานต่อการรับน้ำหนัก และแรงเสียดทานที่สูง เหมาะแก่การนำไปใช้ในการทำรางเดินเครนหรือรอก นำไปทำรางรถไฟ ทำแท่นเครื่องโดยเหล็กรางรถไฟของเราเป็นสินค้าที่มีคุณภาพสูง และมั่นใจได้ถึงระยะเวลาการใช้งาน

คำถามยอดฮิตว่าเพราะอะไร “เหล็กรางรถไฟ” ทำไมถึงจะไม่เป็นสนิม เราได้รวบรวม คำตอบมาให้ท่านผู้สนใจดังนี้

1. ประเภทเหล็กที่ใช้ในรางรถไฟมีส่วนทำให้ไม่เกิดสนิม

     เนื่องจากเหล็กที่ใช้ในรางรถไฟ คือ 1084 หรือ เราสามารถเที่ยบเท่ากับเหล็กรีดร้อน โดยเฉพาะสมัยใหม่เรามักใช้รางสมัยใหม่ที่ใช้เหล็กรีดร้อนที่มีโปรไฟล์ของคานโค้งมนแบบอสมมาตร เหล็กกล้านี้เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่มีอัตราส่วนคาร์บอน 0.7% - 0.8% และอัตราส่วนแมงกานีส 0.7% - 1% เหล็กชนิดนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนเหนียวผ่านการชุบแข็ง และปลอมแปลงได้ รวมถึงต้องใช้เวลาหลายสิบปีเพื่อพพัฒนาในการปรับปรุงคุณภาพของวัสดุ รวมถึงการเปลี่ยนจากเหล็กเป็นเหล็กกล้า เหล็กที่ใช้ในรางยิ่งแข็งแรงมากขึ้น ส่วนที่เหลือของรางรถไฟก็จะสามารถบรรทุกรางได้เร็ว และหนักขึ้นเท่านั้น แต่ในที่ ๆ มีอุณหภูมิต่ำมากจะมีการใช้โลหะผสมเหล็กคาร์บอนรุ่นเก่าสำหรับรางแทนโลหะผสมที่ทันสมัย และมีประสิทธิภาพสูงกว่า เนื่องจากรางโลหะผสมที่ทันสมัยอาจเปราะได้ที่อุณหภูมิต่ำมาก

     ดังนั้นเราจะเห็นได้ว่าตัวแปรที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางวัสดุของเหล็กรางรถไฟ ส่วนใหญ่ผลิตจากเหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel) หรือ เหล็กกล้า แมงกานีสต่ำ พร้อมกับมีการควบคุมปริมาณ ธาตุผสม เช่น โครเมียม แมงกานีส เป็นต้น เพื่อให้มีสมบัติเหมาะกับการใช้งาน โดยสามารถพิจารณาได้จาก การแบ่งเกรดชั้นคุณภาพ (Classification) เหล็กรางรถไฟ ซึ่งเราสามารถปรับปรุงสมบัติของเหล็กกล้ารางรถไฟให้ สอดคล้องกับเงื่อนไข และความต้องการใช้งานสามารถดำเนินการได้ดังนี้

• การเติมธาตุผสม เช่น แมงกานีส (Mn) ซิลิคอน (Si) นิกเกิล (Ni) โครเมียม (Cr) โมลิบดีนัม (Mo) และ วาเนเดียม (V) เพื่อปรับปรุงสมบัติทางกล เพิ่ม ความสามารถในการชุบแข็ง (hardenability) และเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ และการกัดกร่อนโดยธาตุผสมแต่ละตัวมีอิทธิพลต่อการ เปลี่ยนแปลงสมบัติทางวัสดุ

• การควบคุมอัตราการเย็นตัวในขั้นตอนการผลิต เป็นอีกปัจจัยสำคัญต่อการ เปลี่ยนแปลงสมบัติ ทางกลของเหล็กรางรถไฟ สําหรับ เหล็กเพิร์ลลิติก (Pearlitic Steel) การควบคุมระยะ ห่างระหว่างแถบจะส่ง ผลกระทบโดยตรง ต่อการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านแรงดึงอย่าง มีนัยสำคัญ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับการควบคุมอัตรา การเย็นตัวในขั้นตอนการรีดเหล็กกล้ารางรถไฟ

• การอบทางความร้อน เป็นขั้นตอนพิเศษที่ออกแบบไว้สำหรับการเพิ่มค่าความแข็งของเหล็กกล้า รางรถไฟในขั้น ตอนการผลิตเหล็กกล้ารางรถไฟ แบ่งออกเป็น 2 แบบดังนี้

        1) การอบทางความร้อนแบบแยกจาก กระบวนการผลิต (Off-line Heat Treatment) ทำโดยการอบให้ความร้อนกับรางรถไฟที่ อุณหภูมิ 850-950 C ในระยะเวลาประมาณ 2-6 นาที จากนั้นให้เฉพาะส่วนหัวรางเย็น ตัวอย่างงรวดเร็วด้วยการฉีด น้ำหรืออากาศอัดเพื่อลดอุณหภูมิมาที่ 650-500 C ทำให้ได้ โครงสร้างเพิร์ลไลต์ละเอียดสูง (very fine pearlitic microstructure) ที่ช่วยเพิ่มค่า ความแข็ง และความต้านแรงดึงของเหล็ก กล้ารางรถไฟ

        2) การอบทางความร้อนแบบเชื่อมต่อกับ กระบวนการผลิต (In-line Heat Treatment) เหล็กกล้ารางรถไฟหลังจากผ่านขั้นตอน การรีดขึ้นรูปยังคงมีอุณหภูมิสูงกว่า 800 C จากนั้นทำให้เฉพาะส่วนหัว ของราง เย็นตัวอย่างรวดเร็ว โดยการจุ่ม ชุบ ลงในอ่างน้ำเป็นเวลา 2-3 นาที จนกระทั่งอุณหภูมิ ของรางอยู่ที่ 60 C ก่อนนําไปสู่ขั้นตอน การผลิตต่อไป

2. ปัจจัยที่ทำให้เหล็กรางรถไฟทนต่อการกัดกร่อนน้อยลง และไม่เป็นสนิม

• ขนาดของชิ้นส่วน ส่งผลให้อัตราการกัดกร่อน มีความไวต่อการกัดกร่อนน้อยกว่า ต่างจากเหล็กที่ใช้สำหรับอาคาร เหล็กชนิดนี้ผสมด้วยโลหะ และเหล็กคุณภาพสูง เนื่องจากหน้าตัดที่หนาขึ้นสนิมที่ก่อตัวขึ้นบนหน้ารางจึงสามารถทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่สามารถชะลออัตราการกัดกร่อนได้

• การสึกหรอ เหล็กรางรถไฟส่วนใหญ่มักเจอแรงเสียดสี และการสึกหรอมักเกิดขึ้นที่ด้านบน ซึ่งทำให้เกิดเงา และไม่เกิดสนิม การเบรกของรถไฟอาจทำให้เกิดความไม่สมบูรณ์ของพื้นผิว

• รางเคลือบ เหล็กรางรถไฟไม่มีการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนกับรางเหล็กเนื่องจากการเคลือบจะซ่อนการแตกหักหรือข้อบกพร่องที่กำลังพัฒนา บางครั้งการเคลือบจะถูกนำไปใช้กับสายการขนส่งสำหรับการบรรทุกแร่เกลือที่ต้องการการป้องกันจากเกลือที่มีฤทธิ์กัดกร่อนตกลงบนเส้น

• การเปลี่ยนราง เหล็กรางรถไฟจะเป็นรางรูปแบบโค้งมีการสึกหรอสูงกว่ารางแบบตรงโดยทั่วไปควรเปลี่ยนรางตรงส่วนที่ใช้งานหนัก ทุก ๆ 15 - 20 ปี เหตุผลในการเปลี่ยนเกิดจากการสึกหรอมากกว่าการกัดกร่อน

     จากข้อมูลข้างต้น เราจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า เหล็กรางรถไฟกับสนิม เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นได้ยากไม่ว่าจะเป็นปัจจัยของประเภทของเหล็ก หรือ ปัจจัยที่ทำให้เหล็กรางรถไฟเป็นเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อน ดังนั้นการศึกษาหาข้อมูลทั้งข้อดี และข้อจำกัดของเหล็กก่อนการนำไปใช้งานจริง เป็นสิ่งที่ควรทำเป็นอย่างยิ่ง เพราะนอกจากเราจะได้ใช้งานเหล็กอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดแล้ว เราจะสามารถลดต้นทุนการก่อสร้างลงได้อีกเยอะเลย และสำหรับวิศกร สถาปนิก นักออกแบบหรือบริษัทผู้รับเหมาก่อสร้างที่กำลังมองหาเหล็กรูปพรรณที่ได้มาตรฐานผ่านการรับรอง บริษัท ไวต้า ธานี จำกัด ยินดีให้บริการแก่ลูกค้าทุก ๆ ท่าน ปัจจุบันเราได้มีการขยายศูนย์บริการลูกค้าให้ทั่วถึงทั้งภาคกลางและภาคตะวันออก มีจุดบริการ ขึ้นสินค้าขนาดใหญ่ได้มาตรฐาน มีการตรวจเช็คคุณภาพสินค้า และเพื่อให้เป็นประโยชน์ในการรวบรวมผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของบริษัทฯ ในการขนส่งที่สะดวก รวดเร็วยิ่งขึ้น สามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้า

สอบถามเพิ่มเติมได้ที่
บริษัท ไวต้า ธานี จำกัด
Tel : 094-4122337 (สายด่วน)
E-mail : vita.steel18@gmail.com
LINE : https://line.me/ti/p/%40edo4950u
Facebook : บจก.ไวต้า ธานี