การบรหิ ารจดั การการสรา้ งเรอื OPV2ดา้ นไฟฟา้ กำ� ลงั และแสงสวา่ ง
1 ภาพการตอ่ เรือลากจูงของการท่าเรือ ความเป็นมา
กฟฟ.อรม.อร. ตั้งอยู่ท่ีอู่ราชนาวีมหิดลอดุลยเดช
สตั หีบในอแู่ หง้ อู่ราชนาวมี หิดลอดลุ ยเดช กรมอู่ทหารเรือ (อรม.อร.) เป็นหน่วยงานที่ต้ังมาเมื่อ
ประมาณสบิ กวา่ ปที แี่ ลว้ มหี นา้ ที่ ซอ่ ม ดดั แปลง แกไ้ ข ตดิ ตง้ั
ร้อื ถอน เดินสาย ประกอบ ตรวจ ทดลอง ระบบเคร่ืองไฟฟา้
กำ� ลังและแสงสว่าง ตลอดจนอุปกรณ์ไฟฟ้าในเรือขนาดใหญ่
ที่มีคุณคา่ ทางยุทธการ จำ� นวนยสี่ ิบกวา่ ล�ำให้กบั กองทพั เรือ
กฟฟ.อรม.อร. มีก�ำลงั พลรวมประมาณ 70 นาย
ประกอบดว้ ย ขา้ ราชการ ลูกจ้างประจำ� และพนกั งาน
ราชการ ถึงแม้วา่ กฟฟ.อรม.อร. จะมีก�ำลังพลน้อย เมือ่
เทียบกับภารกิจที่ได้รับมอบหมาย แต่ก็ได้สร้างผลงาน
ในการสร้างเรือ ด้านไฟฟ้าก�ำลังและแสงสว่าง เป็นท่ี
ภาคภมู ใิ จใหก้ ับขา้ ราชการ ลูกจา้ งประจ�ำ และพนกั งาน
ราชการของ กฟฟ.อรม.อร. รวมทั้งกรมอู่ทหารเรือและ
กองทพั เรือ โดยในปี พ.ศ.2550 เป็นครงั้ แรกที่ อรม.อร.ซงึ่
ปกติจะมหี นา้ ท่ีซ่อมเรอื มาโดยตลอด ได้รับมอบหมายจาก
กองทัพเรอื ให้สร้างเรือลากจูง ฐท.สส.24 ขนาด 20 ตัน
ความยาว 27.5 เมตร กฟฟ.อรม.อร. ได้รบั มอบหมายให้
รับผดิ ชอบระบบไฟฟ้ากำ� ลงั และแสงสวา่ ง โดยด�ำเนินการ
ติดตงั้ Support เดนิ สาย ตอ่ หวั สาย ทดสอบ และทดลอง
นบั เป็นภารกิจทท่ี ้าทายกับความสำ� เร็จ จากการสอบถาม
ก�ำลงั พลทัง้ 70 นายว่ามผี ู้ใดบา้ งทม่ี ปี ระสบการณ์ในการ
สรา้ งเรอื พบว่า มีเพียง 3 นาย เปน็ ขา้ ราชการ 1 นาย และ
ลกู จา้ งประจ�ำ 2 นาย เทา่ นัน้ แตด่ ้วยความมุง่ ม่นั ดว้ ยความ
ต้งั ใจ และไม่ยอมแพ้ กฟฟ.อรม.อร.ไดใ้ ช้ก�ำลังพลจำ� นวน 15
นาย ภายใตก้ ารควบคมุ ดูแลโดย น.ต.บญุ ธรรม จำ� เรญิ ใหญ่
(ยศในขณะน้นั ) ใชร้ ะยะเวลาในการสรา้ งท้ังสนิ้ ประมาณ
6 เดือน และสามารถใช้ราชการได้อย่างมปี ระสิทธภิ าพมา
จนถึงปัจจุบัน
2 ภาพการตอ่ เรือลากจงู ของการทา่ เรอื สตั หบี ในอ่แู หง้ อ่รู าชนาวีมหิดลอดลุ ยเดช
102 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การบรหิ ารจดั การการสรา้ งเรอื OPV2ดา้ นไฟฟา้ กำ� ลงั และแสงสวา่ ง
ต่อมาปี พ.ศ.2552 กรมอู่ทหารเรือ (อร.) 3 ทีมงานสรา้ งระบบไฟฟ้าเรอื หลวงกระบ่ี
โดย อรม.อร. ได้รับมอบหมายจากกองทัพเรือให้
สร้างเรอื ตรวจการณไ์ กลฝง่ั ซึ่งเปน็ การสรา้ งเรอื รบท่ี
มีขนาดใหญ่ท่ีสุดที่ อร. ได้เคยสร้างมา โดยเรือ
ตรวจการณ์ไกลฝง่ั (เรอื หลวงกระบ)่ี ความยาวประมาณ
92 เมตร ระวางขับนำ�้ 1,900 ตนั กฟฟ.อรม.อร.ก็ได้รบั
มอบหมายให้รับผิดชอบในระบบไฟฟ้าก�ำลังและ
แสงสวา่ ง ถึงแม้วา่ กฟฟ.อรม.อร.มีข้าราชการ ลกู จา้ ง
และพนกั งานราชการ ท่ีมีประสบการณใ์ นการสรา้ งเรอื
จ�ำนวน 15 นายจากการสรา้ งเรือลากจงู ฐท.สส.24 แต่
ดว้ ยเรือตรวจการณ์ไกลฝ่ัง (เรอื หลวงกระบี)่ มีขนาดใหญ่
ระบบตา่ ง ๆ สลบั ซับซอ้ น รวมท้ังยงั มรี ะบบ Integrate
Platform Management System (IPMS) ซึง่ เปน็ ระบบ
ควบคมุ สัง่ การและรายงานผลในระบบตัวเรือ กลจกั ร
ไฟฟ้า และระบบปอ้ งกนั ความเสียหาย ซ่งึ เป็นระบบใหม่
ที่ติดต้งั ครงั้ แรกในเรือสรา้ งใหม ่ กฟฟ.อรม.อร.ได้ใชก้ �ำลัง
พลรวม 35 นาย โดยการควบคมุ ของ นาวาโท ธีรศักดิ์
ปาลวฒั น์ สามารถดำ� เนนิ การไดต้ ามแผน โดยใชร้ ะยะ
เวลาประมาณ 1 ปี 8 เดือน ซงึ่ เปน็ ความภาคภูมใิ จของ
กฟฟ.อรม.อร.อีกครั้ง ปจั จบุ นั เรอื หลวงกระบ่ี สามารถใช้
งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
4 การปล่อยเรอื หลวงกระบ่ลี งน้ำ� ในอู่แหง้ อรม.อร.
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 103
การบรหิ ารจดั การการสรา้ งเรอื OPV2ดา้ นไฟฟา้ กำ� ลงั และแสงสวา่ ง
การก�ำหนดแนวทางการบรหิ ารจดั การสรา้ งเรอื OPV2 1.5 การเดนิ สาย (Cable Laying)
1. การวางแผน 1.6 การตดิ ต้งั อุปกรณ์ (Installation Electric
กฟฟ.อรม.อร.ได้ก�ำหนดวางแผนละเอียด Equipment)
(Construction Plan) ในการสรา้ งเรอื OPV2 ด้านไฟฟ้า 1.7 การตอ่ หวั สาย (Connecting)
ก�ำลังและแสงสว่างท่ีสอดคล้องกับแผนการสร้างเรือหลัก 1.8 การตรวจสอบกอ่ นการจ่ายไฟ (Checking before
(Master Plan) ทก่ี �ำหนดไวใ้ นสญั ญา โดยแบง่ ออกเป็น 10 Electrify)
ขัน้ ตอน คอื 1.9 การจ่ายไฟ (Electrify)
1.1 การเตรยี มการในโรงงาน (Prepare at Factory) 1.10 การทดลอง (Setting to Work)
1.2 การหมายตำ� แหนง่ (Marking) โดยก�ำหนดเริ่มด�ำเนินการด้านไฟฟ้าก�ำลังและ
1.3 การตดิ ตั้ง Support สายไฟ (Installation Cable แสงสวา่ งในวันที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ.2559 และทดสอบ มี
Support) Power Supply จ่ายใหก้ บั ระบบต่าง ๆ ในเรอื ไดใ้ นวันที่ 4
1.4 การติดต้ัง Support อุปกรณ์ (Installation มกราคม พ.ศ.2561 รวมระยะเวลาการดำ� เนนิ การ 577 วนั
Equipment Support)
2. การจดั องค์กรบริหารจัดการสร้างเรือ OPV2
2.1 การจัดโครงสร้างฯ
หนว่ ยงานขา้ งเคยี งใน หน่วยงานขา้ งเคียงใน
อรม.อร. ทเี่ ก่ียวขอ้ ง อรม.อร. ท่เี กี่ยวขอ้ ง
เลขานุการ
ชดุ ปฏบิ ตั งิ าน ชดุ ปฏบิ ตั ิงาน ชดุ ปฏิบตั ิงาน
ชดุ ที่ 1 ชดุ ท่ี 2 ชุดที่ 3
104 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การบรหิ ารจดั การการสรา้ งเรอื OPV2ดา้ นไฟฟา้ กำ� ลงั และแสงสวา่ ง
2.2 ต�ำแหนง่ หน้าที่และผู้รับผิดชอบ
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 105
การบรหิ ารจดั การการสรา้ งเรอื OPV2ดา้ นไฟฟา้ กำ� ลงั และแสงสวา่ ง
106 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การบรหิ ารจดั การการสรา้ งเรอื OPV2ดา้ นไฟฟา้ กำ� ลงั และแสงสวา่ ง
3. การควบคุมและสัง่ การประจำ� วนั
ฝ่ายแผน
ทำ� แผนประจำ� สัปดาห์
ฝา่ ยแบบและวัสดุ ฝา่ ยสร้าง
จดั เตรียมแบบ วสั ดุ อุปกรณ์และเคร่ืองมอื ตรวจสอบความพรอ้ มของพนื้ ท่ใี นการตดิ ตง้ั
ตามแผนประจำ� สปั ดาหใ์ ห้กบั ฝ่ายสรา้ ง ตามแผนประจ�ำสัปดาห์
ตรวจสอบความพรอ้ มกับหนว่ ยท่ีเกย่ี วข้อง
เช่น การยกพสั ดุ อุปกรณ์ไฟฟ้าของเรือ ให้
สอดคล้องกับแผนประจำ� สปั ดาห์
ฝ่ายแผน
ท�ำแผนประจำ� วนั (ใบสงั่ งาน)
ฝ่ายสร้าง
- จา่ ยงานให้ชดุ ปฏบิ ัตงิ านท่ีเก่ยี วขอ้ ง
- ประสานกับหนว่ ยที่เกีย่ วขอ้ ง
ฝ่ายสรา้ ง
ชุดปฏบิ ตั ิงาน 3 ชุด
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 107
การบรหิ ารจดั การการสรา้ งเรอื OPV2ดา้ นไฟฟา้ กำ� ลงั และแสงสวา่ ง
4. ความคาดหวงั ของการสร้างเรือ OPV2 ด้านไฟฟ้า ปญั หาอปุ สรรคขอ้ ขดั ข้อง มาวิเคราะห์ หาทางป้องกันและ
ก�ำลงั และแสงสวา่ ง แกป้ ัญหา โดยได้กำ� หนดแนวทางข้ึนมาสำ� หรับสรา้ งเรือ
การสรา้ งเรือลากจงู ฐท.สส.24 เปน็ การสร้างเรอื OPV1 ด้านไฟฟ้าก�ำลังและแสงสว่าง ซึ่งหลังจากสร้าง
ครง้ั แรกของอรม.อร.ความไมพ่ รอ้ มของบคุ ลากร เครอ่ื งมอื และ แล้วเสร็จ อรม.อร.ได้มีการประชุมสัมมนาสรุปอุปสรรค
งบประมาณ งานบางสว่ นตอ้ งจา้ งเอกชนด�ำเนนิ การ ทำ� ให้ และขอ้ ขดั ขอ้ ง ทโี่ รงแรมไมห้ อม ตำ� บลสัตหบี อำ� เภอ
มผี ดู้ �ำเนนิ การและเก่ียวข้องหลายฝา่ ยขาดแบบละเอียดใน สัตหีบ จังหวดั ชลบรุ ี สรปุ ได้ว่างานด้านไฟฟ้าก�ำลังและ
การติดต้งั การทำ� งานในส่วนต่าง ๆ เช่น ตัวเรือ กลจกั ร แสงสว่างมีปัญหาอุปสรรคข้อขดั ขอ้ งน้อยมาก และได้
ไฟฟา้ สือ่ สารและอเิ ล็กทรอนิกส์ ยงั ไม่เป็นระบบ ไมเ่ ป็น รับค�ำชมเชยจาก Project Manager OPV1 ไว้ในวารสาร
ข้นั ตอนก่อนหลัง งานทที่ ำ� ไปแล้วกต็ ้องแกไ้ ข หรอื ทำ� ใหม่ กรมอ่ทู หารเรอื ปี พ.ศ. 2557 เรอ่ื ง เจตนารมณก์ ารตอ่
ส่งผลกระทบตอ่ การบรหิ ารจดั การเรอื ลากจงู ฐท.สส.24 เรือแบบพ่ึงพาตนเองของกองทัพเรือว่า“งานไฟฟ้ามี
ด้านไฟฟ้าก�ำลงั และแสงสว่างของ กฟฟ.อรม.อร. ซึ่งรบั ผิด ขบวนการผลิตท่ีมกี ารวางแผนเป็นอย่างดีและบริหาร
ชอบตดิ ตงั้ และทดสอบทดลอง มปี ัญหาอุปสรรคขอ้ ขดั ข้อง งานแรงงานได้อย่างลงตัว”(วทิ ยา ละออจนั ทร,์ 2557)
ในการด�ำเนินการมากมาย ดงั นัน้ กองโรงงานไฟฟ้าจึงคาดหวังไวว้ า่ การบรหิ าร
ต่อมา กฟฟ.อรม.อร. ได้รบั มอบหมายจาก จัดการตามแนวทางน้ี จะใช้ในการสร้างเรอื OPV2 ดา้ น
อรม.อร.ให้สรา้ งเรือ OPV1 กฟฟ.อรม.อร.จึงได้น�ำเอา ไฟฟ้าก�ำลังและแสงสว่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ และ
แนวทางการการบริหารจัดการเรือลากจงู ฐท.สส.24 และ ประสบความส�ำเร็จ
สรุป
ที่ผ่านมา กฟฟ.อรม.อร. “ได้ท�ำ” เรือลากจูง ฐท.สส.24 “สู่การท�ำได้” สร้าง OPV1
(เรือหลวงกระบ่ี) และคร้ังน้ีสร้างเรือ OPV2 ต้อง “ท�ำด้วยความช�ำนาญ” ซ่ึงหมายถึง ท�ำให้ถูกต้อง
ทันเวลา และมีคุณภาพจึงจ�ำเป็นที่จะต้องมีการบริหารจัดการท่ีได้มาตรฐาน โดยการวางแผนการ
ด�ำเนินการการจดั โครงสรา้ งองค์กรใหม่ ให้เหมาะสมกับการสร้างเรอื OPV 2 และก�ำหนดหน้าทีข่ องแต่ละ
ต�ำแหนง่ รวมทง้ั กำ� หนดวิธีการปฏบิ ัติ การสั่งการ การควบคุม และการตรวจสอบให้ชดั เจน และหวงั ว่า
สกั วันหนง่ึ เราก็ “พรอ้ มทจ่ี ะท�ำดว้ ยความเช่ยี วชาญ” ตามวลีทอง “To become the best” นโยบาย
ผบู้ ญั ชาการทหารเรือประจ�ำปีงบประมาณ 2559
เอกสารอา้ งอิง
1. นายชเู กยี รติ เนอื้ ไม้. (2555). แนวคิดและทฤษฎีการจดั การ ของ เฮนรี ฟาโยล (Henri Fayol)
http://adisony.blogspot.com/10/2012/henri-fayol.html
2. นาวาเอก วทิ ยา ละออจันทร์. (2557). เจตนารมณ์การต่อเรือแบบพ่งึ พาตนเองของกองทพั เรอื .
วารสารกรมอทู่ หารเรือ, 51-32
108 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอย
ดว้ ยการหลอ่ แบบ Patternless
นาวาโท นพดล ตนั วฒั นะ
หวั หน้านายชา่ ง โรงงานเคร่ืองกล แผนกโรงงานเคร่ืองกล
กองโรงงาน อูท่ หารเรอื ธนบรุ ี กรมอู่ทหารเรือ
กบทคัดยอ่
รมอู่ทหารเรือเป็นองค์กรหลักในการซ่อมและ และขนาดใหญด่ ังเชน่ ใบจักรเรือประเภท High Skew นนั้
สรา้ งเรือให้กับกองทพั เรอื โดยกรมอ่ทู หารเรือไดม้ ีการ ยงั ไมเ่ ปน็ ทแี่ พรห่ ลายในกระบวนการขนึ้ รปู แตใ่ นทางกลบั กนั
พฒั นาปรบั ปรงุ กระบวนการและวธิ กี ารซอ่ มทำ� อยา่ งตอ่ เนอ่ื ง ด้วยเทคโนโลยีการหล่อแบบ Patternless ชิ้นงานทไี่ ด้จาก
เพ่อื ให้ทนั กบั เทคโนโลยีของเคร่อื งจักร อุปกรณ์ ทท่ี ันสมัย การหล่อ แม้ว่าจะเป็นชนิ้ งานทม่ี ีรปู ร่างซบั ซ้อนและขนาด
มากขน้ึ หน่งึ ในกระบวนการนนั้ คอื การท�ำวิศวกรรมยอ้ น ใหญ่ ก็จะมีรปู รา่ งที่สมบูรณใ์ กล้เคยี งกับต้นแบบหรอื แบบ
รอยในการผลิตชนิ้ ส่วน อุปกรณ์เพอ่ื ทดแทนการน�ำเข้า พมิ พ์เขียว โดยการข้นึ รูปชน้ิ งานทไี่ ดจ้ ากการหลอ่ แบบ
จากตา่ งประเทศ ปัจจุบนั มเี ทคโนโลยีทีส่ ามารถสนบั สนนุ Patternless กจ็ ะเป็นการข้ึนรปู โดยทัว่ ไปเทา่ นั้น เชน่
การท�ำวศิ กรรมย้อนรอยใหม้ ีประสทิ ธภิ าพมากย่งิ ข้ึน ทัง้ การควา้ นรเู พลา การทำ� เกลยี ว การเจยี รนยั ผวิ การขดั ผวิ
ในกระบวนการตรวจวดั ขนาด กระบวนการทางวสั ดวุ ศิ วกรรม การหลอ่ แบบ Patternless จึงเป็นอีกทางเลือกหนึง่ ใน
และกระบวนการข้นึ รูปช้นิ งาน ซ่ึงกระบวนการตา่ ง ๆ การท�ำวิศวกรรมย้อนรอยส�ำหรับชิ้นส่วนและอุปกรณ์ที่มี
เหลา่ น้ีล้วนมคี วามสมั พนั ธ์ตอ่ เน่ืองกนั เชน่ การหลอ่ โลหะ รูปร่างซับซอ้ นและขนาดใหญ่ ใหก้ ับกรมอ่ทู หารเรอื เพื่อ
กบั การข้ึนรปู ชน้ิ งาน การข้ึนรปู ชน้ิ งานทีม่ รี ปู รา่ งซับซอ้ น ทดแทนการน�ำเข้าจากต่างประเทศ
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
เมื่อกล่าวถึงวิศวกรรมย้อนรอยกับกระบวนการ การข้ึนรปู ชิ้นงาน โดยการปฏิบัติงานกม็ ที ง้ั การลอกเลียน
ผลิตของกรมอู่ทหารเรือนั้นเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้น เพียงเพอ่ื ผลิตช้นิ งาน และการลอกเลียนเพื่อให้เกิดการ
อยู่เป็นประจำ� ตามสายงานปกติ เพยี งแต่ไม่ได้มีการกล่าว พัฒนาปรับปรงุ ชิน้ งานหรอื อปุ กรณเ์ ดมิ เช่น ชนิ้ สว่ นของ
ถึงเท่าน้ัน การท่ีกรมอู่ทหารเรือต้องผลิตหรือสร้าง Water Jet Jacuzzi 12YJ ซึ่งวสั ดตุ น้ แบบน้นั เป็นเหลก็
ช้ินส่วนของอุปกรณต์ ่าง ๆ มาทดแทนของเก่าซง่ึ ในบาง แต่ด้วยการท�ำวิศวกรรมย้อนรอยเพ่ือทดแทนการน�ำเข้า
คร้งั ไมส่ ามารถจดั หาไดท้ ันเวลา ไม่มกี ารผลติ จากบริษัท ของกรมอูท่ หารเรอื จึงไดม้ กี ารพฒั นาด้วยการผลิตชนิ้ ส่วน
ผู้ผลติ ตามสายการผลติ ปกตแิ ลว้ ซึง่ หากมกี ารส่งั ใหผ้ ลิตใน ของ Water Jet ดังกลา่ วดว้ ยวสั ดอุ ะลูมเิ นยี มซงึ่ มีน�ำ้ หนัก
ปริมาณน้อยก็อาจพิจารณาได้ว่าไม่คุ้มค่าเน่ืองจากมีราคา เบากวา่ การขึ้นรปู สะดวกและรวดเร็วกว่า โดยทค่ี ณุ สมบัติ
ตอ่ ชนิ้ งานที่สงู นอกจากน้ีการสง่ั ผลติ ชน้ิ ส่วนที่เลิกสายการ การทำ� งานยงั เหมือนเดิม การจัดหาเคร่อื งมอื ทที่ ันสมัย
ผลิตแล้วก็ย่อมใช้เวลาในการผลิตนาน ของกรมอู่ทหารเรอื นน้ั เปน็ ไปด้วยความจ�ำกัด ท�ำใหก้ าร
การผลติ ชิ้นสว่ น/อะไหล่ ของอปุ กรณต์ า่ ง ๆ ท่ี ทำ� งานด้านตา่ ง ๆ ต้องใช้ความช�ำนาญและทกั ษะของผู้
ดำ� เนินการโดยกรมอ่ทู หารเรือ เช่น พัดน้�ำ หม้อดบั ความ ปฏิบตั ิงานเป็นหลกั ซง่ึ ข้อจ�ำกดั นีเ้ ป็นอปุ สรรคอย่างยิ่งใน
รอ้ น (Heat Exchanger) คปั ปล้งิ (Flexible Coupling) การทำ� วิศวกรรมย้อนรอยให้ไดป้ ระโยชนส์ งู สุด แตใ่ นทาง
และใบจักรขนาดเลก็ มีกระบวนการของวิศวกรรมย้อน ตรงกันขา้ มกับภาคเอกชนในประเทศทม่ี กี ารพัฒนาทงั้ ด้าน
รอยเข้ามาเกีย่ วข้องทง้ั สิน้ โดยเรม่ิ ตน้ ดว้ ยการตรวจสอบ เทคนิคและอปุ กรณ์ส�ำหรบั การท�ำวศิ วกรรมย้อนรอยเป็น
ขนาด ประเภทของวัสด ุ ลักษณะเฉพาะการทำ� งาน อย่างมาก
110 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
ในปีงบประมาณ 2557 กรมอทู่ หารเรือไดส้ นบั สนนุ ภาคเอกชนโดย
ให้บริษัท สปีด ทรีดี โมลด์ จำ� กัด (SPEED 3D MOLD CO.,LTD) ทำ� การหล่อ
ใบจักรแบบ Keyless ของชดุ เรอื ต.991 ภายใต้แนวคดิ ของการทำ� วศิ กรรม
ยอ้ นรอยเพือ่ ผลิตอะไหลท่ ดแทนการน�ำเขา้ ซ่ึงมรี าคาสงู กระบวนการหลอ่
ใบจักรดังกล่าวเป็นตัวอย่างของการท�ำวิศวกรรมย้อนรอยท่ีดีในการ
กล่าวถึง เพราะมกี ารใช้เทคโนโลยกี ารหล่อแบบ Patternless ซงึ่ ประกอบ
ด้วยเทคโนโลย ี 3D Scanner Three Dimensional Printing (3DP) และ
3D Cast Modelling ท้งั นเ้ี พือ่ เปน็ ข้อมลู ให้ผ้อู า่ นไดส้ ามารถเข้าใจการท�ำ
วิศวกรรมยอ้ นรอยของการหลอ่ ใบจกั รชดุ เรอื ต.991 ไดด้ ี จงึ ไดม้ กี ารนำ�
เสนอหลกั การของการท�ำวศิ วกรรมย้อนรอยในสว่ นแรก จากนน้ั จงึ เป็นการ
นำ� เสนอกระบวนการหล่อใบจักรแบบ Patternless โดยเปรียบเทยี บกบั
กรรมวิธีการหล่อใบจักรแบบใช้ไม้แบบของกรมอู่ทหารเรือ
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 111
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
1. เทคโนโลยีการยอ้ นรอย จากผ้ผู ลติ ที่มีเทคโนโลยสี งู กวา่ ได้ดี (โดยสว่ นมากแลว้
การผลิตชิ้นส่วนเครอื่ งจกั รกลใหม้ ีรปู รา่ ง และ เป็นผลติ ภัณฑจ์ ากต่างประเทศ) การท�ำวิศวกรรมยอ้ น
คณุ สมบัตทิ งั้ ด้านทางกลและดา้ นวสั ดุทเ่ี หมือน หรือให้ รอยแล้วเพมิ่ ข้ันตอนการคดิ คน้ ออกแบบ (Inventive
ใกลเ้ คียงกบั ช้นิ ตน้ แบบ (Original Part) ให้มากท่สี ดุ Step) เพอื่ ให้กลายเปน็ นวัตกรรมใหม่ (Novelty) จะ
น้นั ก็คอื หลกั การของค�ำวา่ วศิ วกรรมการยอ้ นรอย สามารถชว่ ยใหภ้ าคอตุ สาหกรรมของประเทศไทยอยรู่ อด
(Reverse Engineering) [1] โดยท่ีมาและความจำ� เป็น โดยเฉพาะผ้ปู ระกอบการขนาดเลก็ ทไี่ ม่สามารถแขง่ ขนั
ของการท�ำวิศวกรรมย้อนรอยน้ันก็มีแตกต่างกันไป ด้านเงนิ ทนุ ในการพฒั นาวจิ ัยได้ [2]
เชน่ ตอ้ งการปรับปรงุ เครือ่ งมือ/อปุ กรณแ์ ต่เน่ืองจาก แตใ่ นความเปน็ จรงิ ยงั พบอยบู่ อ่ ยครง้ั วา่ ชนิ้ งาน
ขาดข้อมูลทางด้านการผลิตหรือข้อมูลทางด้านเทคนิค หรืออุปกรณ์ท่ีผลิตด้วยการท�ำวิศวกรรมย้อนรอยยัง
จากผู้ผลติ ต้องการผลติ เคร่อื งมือ อปุ กรณ์ท่ีทางบรษิ ทั มีคุณสมบัติที่ต�่ำกว่าช้ินงานหรืออุปกรณ์ต้นแบบ [1]
ผู้ผลิตไมไ่ ด้ด�ำเนนิ การผลิตแล้ว หรอื แม้แตก่ ารผลิต ท้ังนี้ก็เนื่องจากผู้ด�ำเนินการยังขาดการศึกษาข้อมูล
เพื่อทดแทนชิ้นส่วนเดิมท่ีช�ำรุดเสียหายซ่ึงเป็นชิ้นส่วน โดยละเอยี ดของช้นิ งานตน้ แบบ ซ่งึ ประกอบด้วย การ
ท่มี ีราคาแพง เทคโนโลยวี ศิ วกรรมย้อนรอยสามารถ ออกแบบทางวิศวกรรม คุณสมบัตขิ องวัสดุ กรรมวธิ ี
ช่วยวิศวกรในการออกแบบ หรือพัฒนาชิ้นส่วน การผลิต และลักษณะการใชง้ านของช้นิ งานตน้ แบบ
เครื่องมือ อปุ กรณ์ เชิงนวัตกรรมใหม่ ๆ ขึ้นมาไดเ้ ช่น เพื่อให้การท�ำวิศวกรรมย้อนรอยสามารถเรียนรู้ข้อมูล
กนั โดยเฉพาะองค์กรท่ีไม่มีการสนับสนุนหรือขาดทนุ ด้านเทคนิคท่ีส�ำคัญของผลิตภัณฑ์ต้นแบบได้ครบถ้วน
ในการวจิ ัย พัฒนา และสรา้ งสรรค์งานนวัตกรรมใหม่ ๆ ควรพิจารณาให้ความส�ำคัญกับกระบวนการต่าง ๆ
ออกมา แนวคิดของวิศวกรรมย้อนรอยจึงตอบโจทย์ ดังน้ี
เพราะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการได้มาซึ่งข้อมูลด้าน 1.1 การยอ้ นรอยรปู รา่ งตน้ แบบ ในการเรียนรถู้ งึ
เทคนคิ สำ� หรับการออกแบบและผลิตชิน้ งานต่าง ๆ รปู รา่ งต้นแบบทีถ่ กู ตอ้ งนนั้ สามารถกระทำ� ได้หลายวิธ ี
แต่ท้ังน้ีในการประยุกต์ใช้งานวิศวกรรม การหาข้อมลู จากเอกสาร คู่มือ แบบพมิ พเ์ ขยี วของชน้ิ
ย้อนรอยอาจท�ำให้เกิดปัญหาด้านลิขสิทธ์ิได้ งานตน้ แบบเป็นวธิ ีเบือ้ งต้น แต่ส่วนมากแล้วขอ้ มูลจาก
โดยเฉพาะถ้าวัตถปุ ระสงค์ของการดำ� เนนิ การนัน้ เปน็ ผู้ผลติ มกั ถกู จ�ำกดั จึงจ�ำเป็นตอ้ งใชก้ รรมวธิ กี ารตรวจ
ไปเพ่ือการพาณชิ ย ์ การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยเพ่ือให้ วดั อนื่ เพิม่ เติม ไดแ้ ก่
เกิดการพัฒนาน้ันจ�ำเป็นต้องมีการศึกษาถึงหลักการ 1.1.1 การอ่านจากแบบ พจิ ารณาไดเ้ ป็นวธิ ีท่ีงา่ ย
การท�ำงานและองค์ประกอบต่าง ๆ ใหค้ รอบคลมุ เพ่ือ ทีส่ ุด เพียงผ้ปู ฏบิ ัตงิ านต้องเขา้ ใจรปู แบบของระบบการ
ที่จะสามารถวิเคราะห์หาจุดบกพร่องของชิ้นงาน เขียนแบบ (ระบบภาพฉายในการเขยี นแบบ) รวมถงึ
ต้นแบบให้ได้แล้วน�ำมาพัฒนาต่อยอดสร้างสรรค์งาน สัญลักษณต์ ่างๆ ท่ีปรากฏในแบบ สัญลกั ษณท์ ่ีสามารถ
ตอ่ ไป โดยกระบวนการดงั กลา่ วก็คอื การลอกเลียน พบได้โดยทวั่ ไป เช่น ตำ� แหนง่ และขอ้ กำ� หนดความ
อย่างสร้างสรรค์ (Copy & Development) ซ่ึงในมมุ หยาบ-ละเอยี ดของผิวชนิ้ งาน สัญลักษณ์ทิศทางรอย
ของการพาณชิ ยพ์ จิ ารณาวา่ เปน็ กระบวนการทเี่ หมาะสม ความหยาบ สญั ลกั ษณ์ย่อของกระบวนการขึน้ รปู ซ่งึ
กับภาคอุตสาหกรรมของประเทศไทยในการพัฒนา จะเห็นได้ว่าในการอ่านแบบหากสามารถเข้าใจแบบ
ดา้ นการสร้างสรรคง์ านนวัตกรรมสิง่ ประดษิ ฐ์ ทง้ั นก้ี าร และสญั ลักษณ์กจ็ ะทำ� ใหเ้ ข้าใจถึงรปู รา่ งทถี่ ูกตอ้ งพรอ้ ม
วิจยั และพัฒนา (R&D) โดยเรม่ิ ตง้ั แตก่ ารวิจัยพื้นฐาน ท้ังกระบวนการในการขึ้นรูปของช้นิ งานต้นแบบได้ แต่
จำ� เปน็ ต้องใช้เวลาและเงนิ ทุนเปน็ จำ� นวนมาก [2] การ ถ้าหากไม่มีแบบพิมพ์เขียวของชิ้นงานต้นแบบก็จ�ำเป็น
ลอกเลียนอย่างสร้างสรรค์สามารถดูดซับเทคโนโลยี ต้องท�ำการวัด
112 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
1.1.2 Coordinate-Measuring Machine แสงจึงท�ำให้สามารถท�ำการตรวจวัดขนาดของชิ้นงาน
(CMM) เปน็ เคร่ืองมือทส่ี ามารถวัดขนาดของชิ้นงาน จากผิวภายนอกที่ไม่มีการปิดกั้นการเดินทางของแสง
ในทกุ มติ ิ โดยตวั เครื่องประกอบด้วยหวั อา่ น (Probe) ได้เทา่ นน้ั สว่ นพ้ืนผวิ ทีอ่ ยู่ภายในของชน้ิ งานสามารถ
ซึง่ สามารถเคลื่อนที่เขา้ ทำ� การวดั ชน้ิ งานได้ถงึ 6 แกน ใช้เทคนคิ อ่นื ประกอบ เชน่ การลอกแบบจากช้ินงาน
การเคลือ่ นที่ (Degree of Freedom) แต่กข็ ึน้ อยู่กบั (หากกระทำ� ได้) การใชค้ วามร้ดู า้ นวศิ วกรรมในการ
ความจ�ำเป็นในการใช้งานซึ่งอาจท�ำให้มีความสามารถ คำ� นวณเพ่ิมเติม เช่น ลักษณะของการเรยี วในของช้ิน
ในการวดั ตามแกนการเคลอื่ นท่ีต่างกนั ไป ปจั จุบนั หัว งาน ซึ่งขอ้ มลู ทงั้ หมดก็จะถูกน�ำไปสรา้ งเปน็ แบบ CAD
อ่านมีอยู่หลายประเภททั้งแบบท่ีต้องสัมผัสกับชิ้นงาน ต่อไป
โดยตรง เชน่ Mechanical Probe และแบบท่ีไม่ต้อง 1.2 การย้อนรอยคุณสมบัตขิ องวัสดุชิน้ งานตน้ แบบ
สัมผัสกับชนิ้ งาน เชน่ หัวอ่านแบบเลเซอร์ (Laser) การศกึ ษาถงึ คณุ สมบตั ขิ องวสั ดใุ นงานวศิ วกรรม
หวั อา่ นแบบแสง (Optical) การควบคุมหัวอ่านของ ย้อนรอยก็มีความส�ำคัญไม่ด้อยไปกว่าเรื่องรูปร่างของ
เคร่ือง CMM มที ง้ั แบบควบคมุ ด้วยมอื (Manual) ใน ช้ินงานตน้ แบบ คณุ สมบัตขิ องวัสดมุ ีความสมั พนั ธ์ตอ่
การวดั คา่ ตามท่ีมผี ู้ปฏบิ ตั งิ านบงั คับ และแบบอตั โนมัติ สภาพการใชง้ านของวสั ดุ เช่น งานทต่ี อ้ งรับแรงเค้น
(Automatic) ซึ่งสามารถทำ� การวดั ตามเส้นทางทม่ี กี าร อยตู่ ลอดเวลา งานท่ีต้องอยู่สภาพใต้สภาวะอณุ หภูมิ
ส่ังการไว้ ดว้ ยความเที่ยงตรงและความสะดวกในการ สงู งานท่ีต้องอยูใ่ นสภาพแวดล้อมทีม่ กี ารกดั กร่อนสูง
วดั เครอ่ื ง CMM จงึ เปน็ เครือ่ งมือหนึ่งทีน่ ยิ มใช้ในการ ซง่ึ จากตัวอย่างของลกั ษณะงานที่กล่าวมา การเลอื ก
ตรวจสอบขนาดของช้ินงานที่มีความซับซ้อนหลังการ ใชว้ ัสดุก็ตอ้ งพจิ ารณาให้มีความสัมพันธก์ ัน การศึกษา
ข้นึ รปู ชิน้ งาน ด้วยคุณสมบตั ิของเครื่อง CMM ท�ำให้ เร่ืองวัสดุเพ่ือการท�ำวิศวกรรมย้อนรอยนั้นจ�ำเป็นต้อง
การท�ำวิศวกรรมยอ้ นรอยสำ� หรบั ชิ้นงานต้นแบบที่ไมม่ ี ศึกษาว่า วสั ดุทใี่ ชเ้ ป็นวัสดุประเภทอะไร มีคณุ สมบัติ
แบบพิมพ์เขียวมีความสะดวกและเท่ียงตรงมากข้ึน ทางเคมีอย่างไร มีคณุ สมบตั ิทางกลอยา่ งไร มกี าร
1.1.3 เครื่องมอื 3D Scanner เป็นอีก ปรับปรุงโครงสร้างด้วยกรรมวิธีทางความร้อนหรือไม่
เคร่อื งมอื หน่งึ ทส่ี ามารถใช้ตรวจวดั ขนาดของชิ้นงานได้ ซง่ึ หากสามารถหาขอ้ มลู ที่จำ� เป็นต่าง ๆ ได้ครบถว้ นก็
หลักการของเคร่ือง 3D Scanner มคี วามคลา้ ยกับการ จะเป็นโยชนต์ อ่ การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอย โดยปกติ
ทำ� งานของกลอ้ งถ่ายรปู ซึ่งใช้หลักการของแสง กลอ้ ง ความรู้ด้านวัสดุเปน็ Know-How ท่มี ักไมม่ กี ารเปิดเผย
ถ่ายรูปท�ำการรวมแสงท่ีสะท้อนมาจากวัตถุมาสร้าง จึงท�ำใหก้ ารตรวจวเิ คราะห์เพ่อื หาชนดิ ของวสั ดุเป็นสิง่
เปน็ ภาพ แต่เคร่ือง 3D Scanner จะรวบรวมข้อมลู ที่ส�ำคญั ท้งั นส้ี ามารถท�ำการตรวจวเิ คราะห์ได้ดังนี้ [1]
ลักษณะการสะท้อนของแสงมาค�ำนวณเป็นระยะทาง 1.2.1 สว่ นผสมทางเคมี สามารถท�ำการตรวจ
จากตวั เครอ่ื ง 3D Scanner ถึงผวิ ของวตั ถุ ซ่ึงขอ้ มูล สอบด้วยเครื่องสเปกโทรมเิ ตอร์ (Spectrometer) ซ่ึง
ของระยะที่วัดได้น้นั เรยี กว่า จุดเมฆ (Point Could) มีคณุ สมบตั ใิ นการตรวจสอบประเภทและสว่ นผสมของ
โดยเป็นการอ้างองิ จากตำ� แหน่งของหวั อ่าน จะเหน็ ได้ โลหะของช้นิ งานตัวอยา่ ง เครื่องสเปกโทรมิเตอร์มหี ลกั
ว่าด้วยหลกั การท�ำงานของเครอื่ ง 3D Scanner จำ� เปน็ การท�ำงานด้วยการสปาร์กที่ผิวของชิ้นงานตัวอย่าง
ตอ้ งมกี ารสแกนหลายคร้ัง เพ่ือใหไ้ ดข้ ้อมลู ครอบคลุม แสงที่เกิดจากสปาร์กมีความเข้มต่างกันไปตามชนิด
ผิวของชิ้นงานทงั้ หมด โดยการสแกนในทกุ ครง้ั ตอ้ ง ธาตแุ ละปรมิ าณท่ีมอี ยู่ โดยแสงที่เกดิ จากการสปารก์ ก็
ท�ำการอา้ งองิ จากระบบอ้างองิ เดียวกนั ดว้ ยเพราะ จะถูกเซนเซอรต์ รวจจบั แลว้ ค�ำนวณเป็นปริมาณของ
เคร่อื ง 3D Scanner ทำ� การดว้ ยหลกั การสะท้อนของ ธาตุต่อไปได้
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 113
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
1.2.2 คุณสมบตั ิโครงสร้างดา้ นจลุ ภาค 1.2.3 คุณสมบตั ิทางกล
การตรวจส่วนผสมทางเคมีเพียงอย่างเดียว แม้ว่าการตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุด้วยการ
นั้นอาจไม่สามารถวิเคราะห์ถึงประเภทของวัสดุได้ทุก วิเคราะห์ส่วนผสมทางเคมีและการวิเคราะห์โครงสร้างทาง
คร้ังไป ท้งั น้เี นอ่ื งจากวัสดุบางประเภทมสี ่วนผสมทางเคมี จุลภาคจะสามารถบ่งบอกถึงส่วนผสมและกระบวนการ
ท่ีใกล้เคียงมากจนท�ำให้การวิเคราะห์ด้วยการตรวจส่วน ข้ึนรปู ได้ แตอ่ าจยังไม่เพียงพอต่อการขึน้ รูปชน้ิ งาน โดย
ผสมทางเคมนี นั้ ไม่สามารถแยกประเภทของวัสดนุ น้ั ได้ เชน่ เฉพาะอย่างยิ่งชิ้นงานที่มีลักษณะการใช้งานเฉพาะ
เหลก็ หลอ่ เทา (Gray Cast Iron) กับเหล็กแกรไฟตก์ ลม การตรวจวิเคราะห์ด้วยคุณสมบัติทางกลสามารถบ่งบอก
(Nodular Graphite Cast Iron) ถา้ หากมกี ารตรวจส่วน คุณสมบัติของวัสดตุ ามการใช้งาน เช่น ชิน้ งานทจี่ �ำเป็นต้อง
ผสมทางเคมีด้วยการสปาร์กอาจไม่สามารถวิเคราะห์ได้ มีการชุบแข็ง ช้นิ งานท่ตี ้องรับภาระแรงเปน็ วฏั จกั ร ด้วย
เพราะธาตุคาร์บอนอาจมีการกระจายตัวที่ไม่สม่�ำเสมอใน การตรวจสอบทางกล เชน่ การทดสอบแรงดงึ การทดสอบ
ระหว่างการหลอ่ แต่ถ้าหากนำ� มาวเิ คราะห์ด้วยการตรวจ แรงกระแทก การทดสอบความแขง็ การทดสอบความลา้
ดโู ครงสร้างกจ็ ะสามารถวเิ คราะหไ์ ดท้ ันทเี พราะโครงสร้าง ก็จะสามารถบ่งบอกถึงกระบวนการของการข้ึนรูปรวมถึง
ของโลหะทง้ั สองนนั้ ตา่ งกนั อยา่ งชดั เจน [2] นอกจากน้ี กระบวนการหลังการขนึ้ รูปไดเ้ ช่นกนั นอกจากนีค้ ุณสมบตั ิ
การวิเคราะห์โครงสร้างทางจุลภาคก็ยังท�ำให้ทราบถึง ทางกลยังสามารถใช้เป็นข้อมูลประกอบกับการวิเคราะห์
ลักษณะของการขึ้นรูปของช้ินงานได้อกี ด้วย เพราะการ ส่วนผสมทางเคมีในการบ่งชี้ถึงประเภทของวัสดุตาม
ขึ้นรูปดว้ ยแรงทางกล เชน่ การทุบขนึ้ รปู (Forging) การ มาตรฐานตา่ ง ๆ เชน่ ASTM (American Society Testing
อัดรีด (Extrusion) การรีดเป็นแผน่ (Rolling) ท�ำให้เกดิ and Materials)
การไหลของเกรนทีแ่ ตกตา่ งกันตามลกั ษณะแรงในระหวา่ ง
กระบวนข้นึ รูปน้นั ๆ
2. การเปรียบเทียบวธิ ีการหลอ่ ใบจักรแบบใชไ้ ม้แบบกับวิธหี ล่อแบบ Patternless
การหลอ่ แบบใช้ไม้แบบ การหล่อแบบไมใ่ ชไ้ มแ้ บบ
ใบจกั รตน้ แบบ แบบพมิ พ์เขยี ว ใบจกั รตน้ แบบ แบบพิมพ์เขยี ว
การถอดแบบ การถา่ ยแบบ การสแกน (Scan) การเขยี นไฟล์ CAD
การสร้างไม้แบบ การทาแบบหล่อทราย
(Pattern) (Mold)
การทาแบบหลอ่ ทราย การหลอ่ ใบจกั ร (Cast)
(Mold)
การหลอ่ ใบจักร (Cast)
1 เปรียบเทยี บวธิ กี ารหลอ่ ใบจกั รแบบใช้ไม้แบบและการหล่อแบบ Patternless
114 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
การเปรียบเทียบกรรมวิธีการหล่อใบจักรแบบ แบบ (Pattern) ท้งั นี้การกล่าวในรายละเอียดจะได้แสดง
ใช้ไม้แบบกบั วิธกี ารหลอ่ แบบ Patternless นั้น เพื่อ ต่อไป
ตอ้ งการแสดงถงึ ขน้ั ตอนทแ่ี ตกตา่ งระหวา่ งวธิ กี ารหลอ่ ใบจกั ร 2.1 การหล่อใบจักรแบบใชไ้ ม้แบบ
ทงั้ สอง โดยวธิ ขี องกรมอู่ทหารเรอื ซึง่ เปน็ แบบท่ีใชไ้ ม้แบบ ไมแ้ บบ (Pattern) สำ� หรับการหล่อชิ้นสว่ นคือ
(Pattern) เหมาะส�ำหรบั การหล่อใบจักรท่ีมมี ุมพชิ ท์ตำ�่ แบบไม้ซ่ึงสร้างให้มีรูปร่างเหมือนกับชิ้นงานต้นแบบ
และไม่มีการซอ้ นทับในส่วนของใบ ส่วนการหล่อใบจักร กระบวนการท�ำไม้แบบนั้นใช้เวลานานเพราะต้องเริ่ม
ชดุ เรอื ต.991 กรมอู่ทหารเรอื นนั้ ยงั ไม่สามารถท�ำได้ดว้ ย ต้นจากไม้แปรรปู โดยหากความหนาของไมแ้ ปรรปู ไมพ่ อ
ใบจักรมีน�้ำหนักเกินกว่าขนาดเตาหล่อหลอมท่ีใหญ่สุด ส�ำหรับการท�ำไม้แบบก็จ�ำเป็นต้องมีการประกบไม้แปรรูป
เพยี ง 500 กิโลกรัม แต่ใบจกั รมนี �ำ้ หนกั ถงึ 644 กโิ ลกรัม ดังกล่าวเข้าด้วยกันให้ได้ความหนาตามต้องการการ
นอกจากนีล้ กั ษณะของใบจักรยังไม่เหมาะสำ� หรับการหล่อ ท�ำงานก็ต้องเริม่ จากการถ่ายแบบลงบนเน้ือไม้จากน้ันก็ใช้
โดยใชไ้ ม้แบบ กลา่ วคือ ใบจกั รมีภาพแผนคล่ี (Expanded เครื่องมือตัดเฉอื นอย่างหยาบในชว่ งแรก เช่น เลื่อย ส่วิ
Blade Area Ratio) ถึง 1.1 (ทำ� ให้มสี ว่ นของใบซอ้ นกนั ) และเม่ือชิ้นงานมีรูปร่างที่ใกล้เคียงกับขนาดของไม้แบบ
ใบจกั รมี Pitch Ratio สูง โดยท่ี 0.7R มคี า่ เทา่ กบั 1.175 ที่ต้องการ จงึ ใชเ้ ครอื่ งมอื ตดั เฉือนละเอยี ด เช่น ตะไบ
จากรปู ที่ 1 จะเหน็ ได้วา่ การหล่อใบจักรของทง้ั สองวิธีน้นั กระดาษทราย จากนน้ั จงึ ทำ� การทาแชลแลคหรอื สเี พอื่ ใหไ้ ด้
สามารถอ้างองิ แบบหลอ่ ได้จากทั้งใบจกั รตน้ แบบหรอื แบบ ผิวทล่ี ื่นซึง่ จะทำ� ให้สามารถถอดแบบไดง้ ่ายในข้นั ตอนของ
พมิ พ์เขียวกไ็ ด้ โดยข้นั ตอนที่ต่างกนั ก็คือเรือ่ งการทำ� ไม้ การท�ำแบบหลอ่ ทราย (รูปท่ี 2)
2 การทำ� ไม้แบบของใบจักร
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 115
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
การท�ำไม้แบบส�ำหรับการหล่อใบจักรจะมีการ สามารถท�ำการถอดแบบออกได ้ นอกเหนือจากขน้ั ตอน
ท�ำไม้แบบเพียงใบเดียวเพื่อใช้ในการกดแบบในแบบหล่อ ของการท�ำแบบหลอ่ ทรายของใบจกั รตามทีก่ ล่าว ในขั้น
ทราย ท้ังนเ้ี พื่อลดเวลาในการสรา้ งไม้แบบ ในขัน้ ตอนการ ตอนของการท�ำแบบหล่อทรายจะต้องมีการออกแบบ
กดแบบ (การน�ำไม้แบบไปฝังลงในทรายเพอื่ ทำ� แบบหลอ่ ระบบการเทน�้ำโลหะ (ขนาด ความสูง รปู ร่างของรเู ท
ทราย) จึงตอ้ งทำ� ทีละใบ แลว้ หมุนเปลีย่ นมมุ องศาตาม รูดกั และรูลน้ ) ทง้ั นี้การกำ� หนดขนาดและต�ำแหน่งของรู
จำ� นวนใบของใบจกั รพวงนัน้ เชน่ ใบจกั รทีม่ ี 3 ใบ ก็จะ ต่าง ๆ เจ้าหน้าที่ของกรมอทู่ หารเรอื ต้องอาศัยความเข้าใจ
ต้องทำ� การหมนุ ตำ� แหนง่ การกดแบบตา่ งกนั 120 องศา ธรรมชาตขิ องโลหะ ผสมผสานกบั ประสบการณ์การท�ำงาน
(รูปท่ี 3) ซึ่งหากพิจารณาในขน้ั ตอนของการท�ำแบบหลอ่ ท่ีผา่ นมา เพ่ือให้ไดก้ ารเย็นตัวของโลหะทสี่ มบรู ณ์ จากท่ี
ใบจักรแล้วก็จะเห็นว่ามีความเสี่ยงในเร่ืองของการเสีย กลา่ วเก่ียวกับขัน้ ตอนของการท�ำไม้แบบ (Pattern) และ
สมมาตรในแนวแกน (มมุ ระหวา่ งใบ) และเสยี สมมาตรใน การสร้างแบบหลอ่ ทรายสำ� หรับการหล่อใบจกั รด้วยการใช้
แนวนอน (มมุ เอียงและระนาบของใบจกั รแต่ละใบ) แต่ ไม้แบบ จะเห็นได้ว่าเปน็ ข้ันตอนทีใ่ ชเ้ วลานานโดยเฉพาะ
การกดแบบใบจักรในลักษณะนี้จะท�ำให้การสร้างแบบ การสรา้ งไม้แบบ (Pattern) ซ่งึ ใชเ้ วลามากกวา่ ครง่ึ หนึ่ง
หล่อทรายใบจักรท�ำได้ง่ายกว่าการท�ำแบบหล่อของ ของกระบวนการหล่อใบจกั รทั้งหมด ด้วยเหตผุ ลดงั กลา่ ว
ใบจกั รท้งั พวง โดยเฉพาะอยา่ งยง่ิ ใบจกั รทมี่ ีส่วนของใบ กระบวนการหลอ่ ด้วยวธิ ีแบบ Patternless จงึ เหมาะสม
ซอ้ นกนั (Expanded Blade Area Ratio > 1) เพราะท�ำให้ กับการหลอ่ ช้นิ งานทม่ี รี ปู ร่างซับซ้อนดังเชน่ ใบจักรชดุ เรือ
ต้องท�ำแบบหล่อทรายเปน็ แบบทรายชัก (Under Cut) ซึง่ ต.991
จำ� เปน็ ตอ้ งแบ่งแบบหลอ่ ทรายออกเปน็ ส่วนยอ่ ย ๆ เพ่ือให้
3 การทำ� แบบหล่อทรายใบจกั ร
116 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
2.2 วิธีการหล่อใบจักรแบบ Patternless คือ ท่ีด�ำเนินงานนั้นไม่มีใบจักรใหม่ของเรือชุดน้ีเหลืออยู่ใน
การหล่อใบจักรด้วยแบบหล่อทราย (Mold) และไส้แบบ คลัง จึงท�ำให้ต้องท�ำการสแกนใบจักรส�ำรองท่ีผ่านการ
(Cores) ท่ีได้จากการปร้ินท์ข้ึนรูปด้วยทราย โดยใช้ไฟล์ ซ่อมท�ำมาแล้ว ซึ่งเป็นเหตุผลที่ท�ำให้ผิวจากการสแกนไม่
CAD ของใบจักรอ้างอิงในการปริ้นท์ กระบวนการหล่อ สมบูรณ์ บริษัท ฯ จึงได้น�ำข้อมูลด้านเทคนิคจากแบบ
ใบจักรแบบ Patternless ของใบจักรชุด เรือ ต. 991 น้ัน ของทางบริษัทผู้ผลิตมาประกอบกับการอ้างอิงต�ำแหน่ง
มีดังนี้ ของไฟล์ที่ได้จากการสแกน เพ่ือท�ำการปรับแก้ให้ได้ไฟล์
2.2.1 การสแกน ด้วยเพราะข้อมูลด้านเทคนิค CAD ของใบจกั รทส่ี มบรู ณด์ งั แสดงในรปู 4 ข โดยบรษิ ทั ฯ
ของใบจักรที่ทางผู้ผลิตให้มานั้นยังไม่เพียงพอต่อการน�ำ ได้ใช้ข้อมูลจากบริษัทผู้ผลิตใบจักรเขียนแบบใบจักร
ไปสร้างแบบหล่อได้ กล่าวคือไม่มีข้อมูลความโค้งของ ให้ได้มากท่ีสุด โดยมีการผสมผสานข้อมูลของแบบด้วย
ใบจักร ดังน้ันจึงได้ใช้กรรมวิธีการสแกนชิ้นงานแบบ 3D การอ้างอิงจากจุดขอบเขตจากไฟล์สแกน โปรแกรมที่
เพื่อเก็บข้อมูลขนาดของใบจักรชุดเรือ ต.991 เคร่ือง สามารถใช้ในงานลักษณะน้ีมีหลากหลาย เช่น NX, Rino,
สแกนที่ใช้เป็นระบบหัวอ่านแบบแสง (Optical) มีหลัก Geomagic, Rapidform การตรวจพบไฟล์จากการ
การท�ำงานโดยการยิงแสงเข้าไปกระทบกับช้ินงานและ สแกนที่ไม่สมบูรณ์นั้นเป็นสิ่งปกติที่พบอยู่เสมอ เน่ืองจาก
สะท้อนกลับมายังหัวอ่าน ระบบจะท�ำการประมวลผล ชิ้นงานที่ผ่านการใช้งานมาแล้วย่อมมีการสึกหรอหรือเสีย
ข้อมูลด้านระยะทางของแต่ละจุดท่ีท�ำการวัดแล้วท�ำการ รูปไป ถ้าหากไม่มีข้อมูลจากทางบริษัทผู้ผลิตมาประกอบ
สร้างเป็นรูปร่างเป็นพ้ืนผิวของชิ้นงาน (Surface) จาก ในการแก้แบบ ก็จ�ำเป็นต้องใช้ท้ังเทคนิคด้านการเขียน
การสแกนในเบื้องต้นพบว่าผิวของชิ้นงานที่ไม่สมบูรณ์ แบบวิศวกรรมผสมผสานกับความรู้ทางวิศวกรรมเพ่ือ
ดังแสดงในรูป 4 ก โดยมีการตรวจพบความผิดปกติของ ท�ำการออกแบบส่วนท่ีขาดหายไป[3]
ผิว (ไม่เรียบและไม่สม่�ำเสมอ) ท้ังน้ีเนื่องจากในช่วงเวลา
4 ใบจกั รชดุ เรอื ต.991 จากการสแกน 4ก
4ข
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 117
5 รปู การจ�ำลองการเย็นตัว (Casting Engineering)
2.2.2 การจ�ำลองการเย็นตัวของน้�ำโลหะ Shrinkage การเกดิ Hot tear, Crack และ Miss Run)
(Casting Simulation) เปน็ ขน้ั ตอนทน่ี �ำแบบ CAD โดยทั่วไปแล้วการเย็นตวั ของงานหลอ่ ควรจะเปน็ ไปใน
ของใบจักรมาท�ำการออกแบบระบบการเทน�้ำโลหะ ทศิ ทางเดยี วกัน โดยต้องทำ� ใหน้ ้ำ� โลหะบรเิ วณหัวน�้ำ
ของแบบหล่อ จากน้ันจึงท�ำการจ�ำลองการเย็นตัว เลี้ยงมีการเย็นตัวช้าท่ีสุดเพื่อให้สามารถป้อนน้�ำโลหะ
ของน้ำ� โลหะโดยใชโ้ ปรแกรม SOLID CAST (ปจั จุบันมี ให้กับชนิ้ งานไดเ้ พยี งพอ (รูปที่ 5) ในขนั้ ตอนของการ
หลายโปรแกรม MAGMA, NOVA CAST, PRO CAST, วิเคราะห์ผลการจ�ำลองประกอบด้วยข้ันตอนของการ
SolidCast, และ FLOW 3D CAST) การจ�ำลองการเย็น ปรับปรุงระบบการเทนำ้� โลหะ เพอื่ ไมใ่ หง้ านหล่อมจี ดุ
ตัวของน�้ำโลหะกเ็ พือ่ วิเคราะหโ์ อกาสการเกิดของเสียใน ร้อน (Hot spot) เกดิ ข้ึน ทง้ั น้จี �ำเป็นต้องพจิ ารณาค่า
งานหลอ่ (เนอื่ งจากการหดตัวทงั้ Macro และ Micro Temperature Gradient ของการเย็นตวั ประกอบ[3]
6 แบบหล่อทรายท่ีไดจ้ ากกระบวนการปรนิ้ ท์
2.2.3 การปร้ินท์แบบหลอ่ ทราย เป็นเทคโนโลยี ทำ� จากวสั ดุ NiAlCu เกรด C95800 ทรายทใ่ี ชใ้ นการปรน้ิ ท์
เดียวกับ Rapid Prototype ทม่ี กี ารปรน้ิ ท์ช้นิ งานจาก แบบหล่อทรายน้ันมีคุณสมบัติความคงทนต่อความร้อน
ไฟล์ CAD โดยมีการปรน้ิ ท์เปน็ ชนั้ บาง ๆ เติมความหนา ท่ีอณุ หภมู ไิ ม่ตำ่� กวา่ 1060 °C ซึ่งเปน็ อณุ หภมู ิหลอมเหลว
ข้ึนเร่ือย ๆ ตามลักษณะช้ินงานจนได้ความหนาของช้ิน ของวสั ดุดังกล่าว หลังจากปร้นิ ท์แบบหลอ่ ทราย (Mold)
งานสมบรู ณ ์ การปรน้ิ ทแ์ บบหลอ่ ทราย (Mold) และไส้ และไสแ้ บบ (Cores) ครบตามจำ� นวนแล้ว (ประกอบดว้ ย
แบบ (Cores) ทรายและสารยึดเหน่ยี ว (Binder) จะถกู แบบหลอ่ ทรายจำ� นวนทัง้ ส้ิน 28 ชนิ้ ) จึงท�ำการประกอบ
พ่นออกมาจากหัวปริ้นท์ออกมาพร้อมกันเป็นชั้นบาง ๆ แบบหลอ่ ทรายส�ำหรับการหลอ่ (รปู ท่ี 6) การออกแบบ
ตามลกั ษณะของแบบหล่อ โดยความหนากจ็ ะเพิ่มขึ้นตาม สำ� หรับการปรนิ้ ทแ์ บบหลอ่ ทรายจะใชไ้ ฟล์ CAD ของ
ล�ำดับของจ�ำนวนชน้ั ทท่ี ำ� การปร้นิ ท์ (บริษทั สปดี ทรดี ี ใบจกั รและระบบเทนำ�้ โลหะซงึ่ ไดท้ ำ� การจำ� ลองการเยน็ ตวั
โมลด์ จำ� กดั ใชเ้ ครื่องปริ้นทแ์ บบทรายร่นุ S-Max ซึ่งนำ� จาก ของน้�ำโลหะดงั ทไี่ ดก้ ลา่ วก่อนหน้านี้ โดยไม่จำ� เปน็ ต้อง
ประเทศเยอรมน)ี ประเภทของทรายทใี่ ชใ้ นการปรน้ิ ทแ์ บบหล่อ ค�ำนึงถึงการถอดไม้แบบออกเพราะไม่มีไม้แบบเข้ามา
ทรายกต็ ้องพิจารณาให้มคี วามเหมาะสมกับจดุ หลอมเหลว เกี่ยวข้องในข้ันตอนการเตรียมแบบหล่อทราย
ของโลหะท่จี ะท�ำการหลอ่ ส�ำหรบั ใบจักรชดุ เรอื ต.991 ซึ่ง
การทำ� วศิ วกรรมยอ้ นรอยดว้ ยการหลอ่ แบบPatternless
3. สรปุ
กรมอู่ทหารเรือมกี ารผลติ ชิ้นสว่ นหรอื อุปกรณ์
ขึ้นมาทดแทนของเดิมที่ช�ำรุดเสียหายอยู่เป็นประจ�ำ
ท้ังจากการผลิตของกรมอู่ทหารเรือเองหรือการว่าจ้าง
เอกชนใหด้ ำ� เนนิ การ แต่ในระหวา่ งกระบวนการผลิต
อาจยงั ไมไ่ ดค้ ำ� นงึ ถงึ หรอื ควบคมุ ใหเ้ ปน็ ไปตามหลกั การของ
การทำ� วศิ วกรรมย้อนรอยอยา่ งสมบูรณ์ ทัง้ นอ้ี าจเป็น
เพราะด้วย ลักษณะของชิน้ งานทม่ี ีการใช้งานโดยทวั่ ไป
โดยสามารถยอมรบั ความคลาดเคลอ่ื นได้ เชน่ การ 7 ใบจักรชดุ เรือ ต.991 ทห่ี ล่อด้วย
หลอ่ หน้าแปลนเพลาใบจกั ร การหล่อโยงโย ่ แต่ดว้ ย วิธไี ม่ใชไ้ มแ้ บบ (Patternless
เคร่ืองจักร/อุปกรณ์ที่ติดต้ังมากับเรือที่ต่อข้ึนใหม่ใน Sand Casting)
ระยะหลังน้ี ลว้ นมีการพัฒนาเพอื่ ให้มปี ระสิทธภิ าพการ เป็นกองทัพเรือช้ันน�ำในภูมิภาค” การท�ำวิศวกรรม
ทำ� งานสงู ขน้ึ สง่ ผลให้ระบบการท�ำงานของเครอื่ งจักร/ ย้อนรอยจึงเป็นส่ิงท่ีจ�ำเป็นต้องด�ำเนินการควบคู่ไปกับ
อุปกรณ์มีความซับซ้อนเพิ่มข้ึน ท�ำให้เครื่องจักร/ การซ่อมสร้างเรอื ของกรมอ่ทู หารเรอื และจ�ำเป็น
อุปกรณ์มีชิ้นส่วนหรืออะไหล่ท่ียากต่อการหล่อหรือ ต้องด�ำเนินการท�ำวิศวกรรมย้อนรอยให้สมบูรณ์
การข้ึนรูปด้วยเครื่องมือกลโดยทวั่ ไป ดงั ตัวอย่างของใบ เพื่อให้ได้ชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์ที่มีคุณภาพต่อการ
จักรชดุ เรือ ต.991 ทไ่ี ด้กลา่ วแลว้ ในขา้ งตน้ (รูปท่ี 7) ซ่อมสรา้ งเรือ การที่สามารถดำ� เนินการดา้ นวิศวกรรม
การท�ำวิศวกรรมย้อนรอยเพื่อวัตถุประสงค์ ย้อนรอยเพื่อผลิตช้ินส่วนหรืออะไหล่ในการซ่อม
ของการทดแทนการน�ำเข้าจากต่างประเทศจึงจ�ำเป็น สรา้ งเรอื ไมว่ า่ จะเป็นความร่วมมือจากภาคเอกชน
อย่างย่ิงท่ีต้องอาศัยความร่วมมือทางภาคเอกชน หรอื การด�ำเนินงานโดยกรมอู่ทหารเรือเองจะเป็นกลไก
ที่มีความพร้อมท้ังทางด้านองค์ความรู้และเทคโนโลยี ที่ส�ำคัญที่ท�ำให้การซ่อมสร้างเรือของกรมอู่ทหารเรือมี
ในการด�ำเนนิ การ เพื่อใหไ้ ด้ชนิ้ สว่ นหรอื อะไหล่ที่มี ประสิทธิภาพดว้ ยการขจัดขอ้ จ�ำกัดการรอช้ินสว่ นหรอื
ประสิทธิภาพไม่ด้อยไปกว่าชิ้นงานต้นแบบ ด้วย อะไหลท่ ่ตี ้องจัดหาจากต่างประเทศซง่ึ ใชเ้ วลานาน โดย
วิสัยทัศน์ของกรมอู่ทหารเรือท่ีว่า “กรมอู่ทหารเรือ เฉพาะอย่างยิ่งช้ินส่วนหรืออะไหล่ท่ีสร้างตามความ
จะเป็นเลิศในการซ่อมสร้างเรือ เพื่อให้ราชนาวีไทย ต้องการของลูกค้า
เอกสารอา้ งอิง
1. ศูนยเ์ ทคโนโลยโี ลหะและวัสดแุ หง่ ชาติ (MTEC) วิศวกรรมย้อนรอยเพื่อสรา้ งสรรค์ผลติ ภัณฑใ์ หม่และอะไหล่ทดแทน,
สมาคมสง่ เสรมิ เทคโนโลยี (ไทย-ญปี่ นุ่ ), กรุงเทพฯ, 2554
2. ดร.มณฑลี ศาสนนันทน์. การออกแบบผลติ ภัณฑเ์ พอ่ื การสร้างสรรคน์ วตั กรรมและวิศวกรรมย้อนรอย, สมาคม
สง่ เสรมิ เทคโนโลยี (ไทย-ญ่ีปุน่ ) กรุงเทพ 2546
3. สมั ภาษณ์ “นฎั ฐินี วลญั ชอ์ ารยะ” วศิ วกรออกแบบ บรษิ ทั สปดี ทรีดี โมลด์ จ�ำกดั , เมอ่ื วนั ที่ 22 ตุลาคม 2557
เอกสารอ้างองิ ทางอนิ เตอร์เน็ต
(1) www.speed3dmold.com สืบค้นเม่อื 19 ตลุ าคม พ.ศ.2557
(2) http://en.wikipedia.org/wiki/Coordinate-measuring_machine#cite_note5- สบื คน้ เมอื่ 19 ตลุ าคม พ.ศ.2557
(3) http://en.wikipedia.org/wiki/3D_scanner สืบคน้ เมอ่ื 20 ตุลาคม พ.ศ.2558
(4) http://www.astm.org/Standard/ http://www.astm.org/Standard/ สืบคน้ เมื่อ 22 ตลุ าคม พ.ศ.2558
120 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การหลอ่ เหวย่ี งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพนื้ ดว้ ยทรายหลอ่
การหลอ่ เหวย่ี งแบบแนวนอนแบบประหยดั
ด้วยปลอกเหลก็ รองพน้ื ดว้ ยทรายหลอ่
นาวาโท นพดล ตนั วฒั นะ
หวั หนา้ นายชา่ ง โรงงานเครอื่ งกล แผนกโรงงานเครอื่ งกล
กองโรงงาน อทู่ หารเรอื ธนบรุ ี กรมอทู่ หารเรอื
แบบหล่อเหว่ียงแบบปลอกเหล็ก
ท่ีมีการรองพ้ืนด้วยทรายหล่อท�ำให้สามารถ
ท�ำการถอดช้ินงานออกจากแบบได้ง่ายโดยไม่
จ�ำเป็นต้องใช้เครื่องมือเฉพาะในการท�ำงาน
การพฒั นาแบบหล่อเหวี่ยงฯ ประกอบด้วย
การทดลองใช้ทรายหล่อที่มีใช้ในการหล่อแบบ
กบทคัดย่อ คงที่ของกรมอทู่ หารเรอื จำ� นวน 3 ประเภท
ารหล่อเหว่ียงได้มีการใช้งานในหลายลักษณะแตกต่างกัน ทรายเรซน่ิ ทราย CO2 ทรายชื้น ซึ่งจากผล
การทดลองพบว่าแบบหล่อเหว่ียงท่ีรองพน้ื
ออกไปทงั้ นขี้ น้ึ อยกู่ บั รปู แบบและลกั ษณะของชน้ิ งาน กรมอทู่ หารเรอื ได้ ด้วยทรายช้ืนนน้ั ใหป้ ระสทิ ธิภาพในการหลอ่
สรา้ งเครือ่ งหล่อเหวี่ยงแบบแนวนอน (Horizontal True Centrifugal เหวยี่ งทีด่ ี สามารถขน้ึ รูปทรายในปลอกเหลก็
Casting) ข้นึ ไว้ใชง้ านสำ� หรบั การหลอ่ ชิ้นงานท่ีมีลกั ษณะกลวง เช่น ได้สะดวก ถอดไสแ้ บบและชิน้ งานได้ง่าย โดย
ปลอกรดั เพลาใบจกั ร โดยในกระบวนการสรา้ งเครอ่ื งหลอ่ เหวยี่ ง ฯ นนั้ ได้ ช้ินงานที่ได้จากการหล่อเหว่ียงด้วยแบบหลอ่
มีการพัฒนาแบบหล่อเหว่ียงให้มีความเหมาะสมกับลักษณะของ เหวยี่ งรองพน้ื ดว้ ยทรายชน้ื มผี วิ ทเ่ี รยี บสมำ�่ เสมอ
งานส�ำหรับกรมอู่ทหารเรือ ซ่ึงไม่ได้ตอ้ งการปรมิ าณการผลติ ชน้ิ เหมาะสำ� หรบั การนำ� เปน็ ขน้ึ รปู ดว้ ยเครอ่ื งมอื กล
งานในจำ� นวนมาก ดงั นัน้ จึงได้มีการพัฒนาแบบหลอ่ เหวีย่ งเป็นแบบ ต่อไป การพัฒนาแบบหลอ่ เหวยี่ งแบบปลอก
ปลอกเหลก็ ท่มี กี ารรองพ้นื ดว้ ยทรายหลอ่ แทนทีแ่ บบหลอ่ เหวย่ี ง เหล็กรองพื้นด้วยทรายช้ืนจึงช่วยประหยัด
เหล็กแบบท่ัวไป ซึ่งจ�ำเป็นต้องประกอบด้วยเครื่องมือเฉพาะใน งบประมาณอีกท้ังยังมีความเหมาะสมต่อการ
การถอดช้ินงานออกจากแบบ ใชง้ านเครอ่ื งหลอ่ เหวย่ี งของกรมอทู่ หารเรอื อกี ดว้ ย
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 121
การหลอ่ เหวยี่ งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพน้ื ดว้ ยทรายหลอ่
การหลอ่ เหวี่ยงถกู คิดคน้ ในปี ค.ศ.1918 โดยนาย เข้าแบบหล่อเหวี่ยง
Dimitri Sensaud Delavaud ซงึ่ เป็นชาวบราซิล โดย 1. True Centrifugal Casting (รปู ท่ี 1) เป็น
ปัจจุบันอัตราส่วนของการหล่อเหวี่ยงคิดเป็น 15% กระบวนการหล่อท่สี ามารถหลอ่ ไดใ้ นแนวตง้ั แนวนอน
ของกระบวนการหล่อท้ังหมดของโลก เมื่อพิจารณาถึง และแนวเอียงโดยการหล่อชนิดน้ีแม่พมิ พ์จะหมนุ รอบแกน
นำ้� หนักวสั ดทุ ใี่ ชใ้ นการหลอ่ โลหะทุกชนดิ ท่ีสามารถหล่อ ตวั เองทคี่ วามเรว็ สูงประมาณ 300-3,000 รอบ/นาที เพอ่ื
ด้วยการหล่อแบบคงท่ี (การหล่อโดยอาศัยน�ำ้ หนกั ของ ใหน้ ้ำ� โลหะถกู เหว่ียงไปอยทู่ ผ่ี นงั แมพ่ มิ พ์ การหล่อแบบ
โลหะหลอมเหลวในการไหลเขา้ ในแบบหล่อ) ได้กส็ ามารถ แรงเหวี่ยงชนิดน้ีถูกใช้ในการผลิตงานหล่อรูปทรง
ท�ำการหลอ่ ดว้ ยการหล่อเหวยี่ งได้ เช่น Carbon and กระบอก ทอ่ หรือวงแหวน ผลของการหล่อเหวีย่ งส่งผลให้
Alloy Steels, Gray Iron, Ductile and Nodular Iron, ชิน้ งานหล่อมีคุณสมบัติทางกลดีกวา่ ชน้ิ งานทหี่ ลอ่ ด้วยการ
High - Alloy Irons, Stainless Steels, Aluminum หลอ่ แบบคงที่ โดยมีคุณสมบตั ทิ างกลคงที่สม่ำ� เสมอใน
Alloys, Copper Alloys, Magnesium Alloys เป็นต้น แนวเส้นรอบวงและแนวแกนการหมนุ เหวย่ี ง แต่การหล่อ
เทคนคิ การหลอ่ เหวย่ี งถกู ใชอ้ ยา่ งแพรห่ ลายในการผลติ ชนิ้ งาน แบบคงทบี่ รเิ วณดา้ นลา่ งของชนิ้ งาน อาจมคี ณุ สมบตั ทิ างกลที่
ที่มลี ักษณะเปน็ รูกลวง (Hollow Components) โดยชน้ิ แตกต่างไปจากบริเวณส่วนบนของช้ินงานหลอ่
สว่ นตนั (Solid Part) กม็ ปี รากฏในการหลอ่ แบบแรงเหวยี่ ง ท้ังนี้เน่ืองจากน�้ำหนักของน้�ำโลหะบริเวณด้าน
แตพ่ บในปริมาณไม่มาก เคร่อื งหลอ่ เหวีย่ งสามารถแบง่ ล่างของชิ้นงานได้รับแรงดันที่มากกวา่ ดา้ นบน เน่อื งจาก
ออกเปน็ 3 ประเภท โดยแบ่งตามทิศทางแกนหมนุ และ น้�ำหนักของน้�ำโลหะท่ีเพ่ิมตามความสูงของแบบหล่อ
ลักษณะของการไหลของน้�ำโลหะหลอมเหลวในขณะไหล
1 True Centrifugal Casting
2. Semicentrifugal Casting (รูปที่ 2) ความบกพรอ่ ง เน่อื งจากนำ้� โลหะไมส่ ามารถไหลเข้าไปใน
เป็นการหล่อเหว่ียงท่ีแม่พิมพ์หมุนรอบแกนหมุนของ แบบหล่อได้อย่างสมบูรณ์
ตัวเอง แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเหว่ียงน�้ำโลหะให้
กระจายตัวไปยงั ผนงั ของแม่พิมพแ์ ละสามารถแทรกซึมเข้า
ถึงทุกส่วนของแมพ่ มิ พ์ไดด้ ี การหล่อเหวย่ี งในลักษณะนม้ี ี
ความเหมาะสมกับชิ้นงานท่ีมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก
ที่มีผนังบาง ช้นิ งานทม่ี ีรูปรา่ งซบั ซอ้ นอยู่บริเวณด้านผวิ
นอกสว่ นบรเิ วณด้านในนั้นมีลกั ษณะเรยี บ เช่น เรือนของ
มอเตอร ์ ใบพดั (Impeller) ซง่ึ หากท�ำการหลอ่ ช้นิ งาน
เหล่านดี้ ้วยการหล่อแบบคงทแ่ี ล้ว อาจท�ำใหบ้ รเิ วณชนิ้ งาน
Semicentrifugal Casting
2ท่ซี ับซ้อน เชน่ ครบี ระบายความรอ้ นของเรอื นมอเตอร์เกิด
122 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การหลอ่ เหวยี่ งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพนื้ ดว้ ยทรายหลอ่
3. Centrifugal Casting หรอื Centrifugal Die 3 Centrifugal Casting
(รปู ท่ี 3) การหลอ่ ในลกั ษณะนเ้ี หมาะส�ำหรับชน้ิ งานทมี่ ี
ความซบั ซ้อน มีขนาดเล็กถงึ ปานกลาง แบบหลอ่ เหวย่ี ง
ประเภทน้ีมีความซับซ้อนในเร่ืองระบบการไหลของ
นำ้� โลหะหลอมเหลวจากบรเิ วณแกนหมนุ เขา้ ไปยงั แบบหลอ่
แตล่ ะส่วนที่อย่ใู นแนวรศั มี น้�ำโลหะหลอมเหลวจะถกู
เหวย่ี งใหไ้ หลตามชอ่ งทางวง่ิ ทไี่ ดอ้ อกแบบไปยงั แบบหลอ่
ซง่ึ วางตวั อยโู่ ดยรอบของแกนหมนุ ดว้ ยการจดั เรยี งแบบหลอ่
ของการหล่อของชิ้นงานท่ีสามารถกระจายตัวอยู่
โดยรอบ ทำ� ให้การหล่อดว้ ยวิธี Centrifugal Casting
สามารถหลอ่ ชน้ิ งานไดเ้ ปน็ จำ� นวนมากตอ่ การหลอ่ 1 ครง้ั
กรมอู่ทหารเรือได้รับการสนับสนุนทุนวิจัย น�ำสว่ นหนึง่ ของการด�ำเนินงานมาเผยแพร่ โดยขอกล่าวถงึ
จากส�ำนักงานวิจัยและพัฒนาการทางทหารกองทัพเรือ การสร้างแบบหล่อเหวี่ยงซึ่งพิจารณาได้ว่าเป็นหัวใจของ
เพอ่ื สรา้ งเครอื่ งตน้ แบบของเครอื่ งหลอ่ เหวย่ี งแบบแนวนอนส�ำหรบั งานหล่อเหวีย่ งแบบ True Centrifugal Casting แบบ
การหลอ่ เหวี่ยงประเภท True Centrifugal Casting ท่ี หลอ่ เหวี่ยงท่ีไดร้ ับการพฒั นาในระหวา่ งการสรา้ งเคร่อื งตน้
โรงงานหล่อหลอมและไมแ้ บบ แผนกโรงงานเครอ่ื งกล แบบ ฯ เปน็ แบบหล่อเหวีย่ งแบบประหยดั ที่สรา้ งข้ึนจาก
กองโรงงาน อู่ทหารเรือธนบุรี กรมอู่ทหารเรือ (รูปที่ 4) ปลอกเหล็กรองพน้ื ดว้ ยทรายหล่อ (ทรายทีใ่ ชใ้ นงานหลอ่
จุดประสงค์ของการวิจัยก็เพ่ือพัฒนาคุณภาพงานหล่อ แบบคงที่ ซ่งึ มหี ลายประเภท เชน่ ทรายเรซ่นิ (Resin-
ส�ำหรับชน้ิ งานประเภททรงกระบอกกลวง เชน่ ปลอกรัด Sกaาnรใdช)้แ, บทรบาหยลC่อOเห2วแี่ยลงะเหทลร็กาทย่ีตช้อื้นงม(Gีกrาeรeขnึ้นSรaูปnใหd)้ได) ้ข แนทาดน
เพลาใบจกั ร ซ่ึงบอ่ ยคร้งั ทชี่ ิน้ งานประเภทนมี้ กี ารตรวจ
พบปัญหาการบกพร่องของชิ้นงานจากการหล่อแบบ ตามตอ้ งการ อกี ทงั้ ยังจำ� เปน็ ต้องใชเ้ คร่อื งมือเฉพาะในการ
คงท่ี ผู้แต่งในฐานะนายทหารโครงการของงานวจิ ัยนจี้ งึ ขอ ถอดช้ินงานออกจากแบบหล่อ
4 เครอ่ื งหลอ่ เหว่ยี งตน้ แบบที่โรงงานหล่อหลอมและไมแ้ บบ
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 123
การหลอ่ เหวย่ี งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพน้ื ดว้ ยทรายหลอ่
1. การด�ำเนนิ งาน ข้ึนรูปทรายหล่อจะมีการถอดออกหลังจากท่ีท�ำการ
การด�ำเนินงานประกอบด้วยการศึกษาคุณสมบัติ บรรจุทรายหลอ่ เขา้ จนเตม็ ช่องว่างแล้ว โดยรายละเอยี ด
และรปู แบบของการน�ำทรายหลอ่ ประเภทต่าง ๆ มาใช้ ของการด�ำเนินการส่วนนี้จะแตกต่างกันไปตามประเภท
ในงานหล่อเหวย่ี ง โดยมีวตั ถุประสงคข์ องการน�ำทรายหล่อ ของทรายหลอ่ ท้งั นจี้ ะไดก้ ล่าวในเนอื้ หาสว่ นต่อไป
มาใชร้ องพน้ื ในปลอกเหล็ก เพ่อื เปน็ แบบในการหล่อเหว่ยี ง 1.1 ปลอกเหล็กรองพืน้ ดว้ ยทรายเรซ่นิ คือ
คุณสมบัติที่ส�ำคัญของทรายหล่อที่ส�ำคัญประกอบ แบบหลอ่ เหวยี่ งทใี่ ชป้ ลอกเหลก็ แลว้ รองพน้ื ดว้ ยทรายเรซนิ่ ซ่ึง
ด้วย ความโปรง่ อากาศ (Permeability) ความแข็งแรงใน ต่อไปจะขอเรียกแบบหล่อนี้เพ่ือความกระชับว่า “แบบ
สภาพท่ีมคี วามชื้นอยู่ (Green Strength) ความแข็งแรงใน หลอ่ ทรายเรซน่ิ ” แนวคิดจากใช้แบบหลอ่ ทรายเรซิ่นน้นั
สภาพแห้ง (Dry Strength) และคณุ สมบตั ิความคงทนตอ่ คอื การใชค้ ุณลักษณะเฉพาะของทรายเรซนิ่ (Resin -
ความรอ้ น (Refractoriness) ทรายหล่อทท่ี ำ� การศึกษา Sand) ซงึ่ มีสว่ นผสมของทรายซิลิกากบั เรซน่ิ เมื่อไดร้ บั
ประกอบดว้ ย ทรายเรซ่ิน (Resin - Sand), ทราย CO2 และ ความร้อนที่ประมาณ 230 °C - 315 °C ทรายเรซนิ่ ก็จะ
ทรายชนื้ (Green Sand) ท้ังน้ีทรายหล่อท้งั 3 ประเภทนี้ เกิดการแข็งตวั (Curing) ทรายเรซิน่ มกั นิยมใชก้ ับงานหลอ่
เปน็ ทรายหลอ่ ทม่ี กี ารใชง้ านปกตใิ นการหลอ่ แบบคงที่ทโี่ รงงาน ที่ชน้ิ งานมีรูปทรงซับซอ้ น เชน่ งานหล่อของทีร่ ะลึกจ�ำพวก
หลอ่ หลอมและไมแ้ บบ ฯ การดำ� เนนิ การสรา้ งแบบหลอ่ เหวย่ี ง รูปเสมอื น ทรายเรซ่ินมีคุณสมบัติทสี่ ามารถท�ำการร้อื แบบ
แบบปลอกเหลก็ รองพนื้ ดว้ ยทรายหล่อ เริม่ ต้นจากการ (การร้ือท�ำลายแบบหล่อเพื่อแกะช้ินงานออกจากแบบ
พิจารณาปลอกเหล็กให้มีขนาดที่เหมาะสมกับชิ้นงาน หลอ่ ) ได้งา่ ย เพราะแบบทรายเรซ่นิ ทีไ่ ดร้ บั ความรอ้ นจาก
โดยเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลางโตในของปลอกเหลก็ ควรตอ้ งมขี นาด นำ�้ โลหะในกระบวนการหลอ่ จะมลี กั ษณะทรี่ ว่ น จงึ ทำ� ให้
ท่ีมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางโตนอกของช้ินงานประมาณ สามารถร้ือแบบได้ด้วยการเคาะหรือกระแทกที่แบบหล่อ
5 -7 ซ.ม. ท้งั นเี้ พอ่ื ใหม้ ีพนื้ ทวี่ า่ งรอบตัวทเ่ี พียงพอต่อการ เท่านั้น ทรายเรซน่ิ กจ็ ะแตกออกเป็นชิน้ เล็ก ๆ นอกจากนี้
ขนึ้ รปู ทรายหลอ่ ภายในปลอกเหลก็ การขนึ้ รปู ทรายหลอ่ จ�ำเปน็ การสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงก็สามารถท�ำให้ทรายเรซ่ิน
ต้องมไี ส้แบบ (ชิ้นส่วนทใี่ ชใ้ นการขนึ้ รูปทรายหลอ่ โดย แตกตวั และหลุดออกจากแบบไดเ้ ชน่ กนั ในข้ันตอนการ
ท�ำให้เกิดช่องว่างภายในแบบหล่อของชิ้นงานท่ีมีลักษณะ ใหค้ วามร้อนเพื่อให้ทรายเรซนิ่ เกดิ การแขง็ ตวั ได้มกี ารให้
กลวง) ที่มขี นาดเส้นผ่านศูนยก์ ลางโตนอกทใ่ี หญ่กวา่ ขนาด ความร้อนท้ังด้านนอกและด้านในของแบบหล่อทรายเรซ่ิน
เสน้ ผา่ นศูนย์กลางโตในของชนิ้ งาน 1-1.5 ซ.ม. ทัง้ นีเ้ พ่อื (รปู ที่ 5) เมอ่ื สงั เกตเหน็ วา่ ทรายเรซน่ิ ไดแ้ ขง็ ตวั อยา่ งทว่ั ถงึ แลว้
ให้มีเนื้อช้ินงานเหลือเพียงพอในการขึ้นรูปช้ินงานด้วย ก็เลิกทำ� การให้ความร้อน และดำ� เนินการถอดไส้แบบออก
เครอ่ื งมือกลให้ไดต้ ามขนาดท่ีต้องการ ไส้แบบที่ใชใ้ นการ จากแบบหล่อทรายเรซ่ินก่อนที่จะท�ำการหล่อเหว่ียง
5 การทำ� แบบหล่อทรายเรซนิ่
124 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การหลอ่ เหวยี่ งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพนื้ ดว้ ยทรายหลอ่
คขตณออุ่ งจสกามากบรนตัใ้จีชข1ิ อะ้ท.2งขรท อารยเารปยียลกCอวCOก่าO2เห2“ลมแ็กซบางร่ึ รเบอปอหงน็งพลทพอ่รืน้ื้นาทดปยร้วทลายมอี่ ยทสีกว่รเนหCาผลยOสก็ 2ม”นขั้นCอกแงOนน็ด2ำ้�ว้วแยคซกทิดว้ึง่ ่ี ขต้นึวั แรลปู ะไดไม้ง่าส่ ยามแาตร่ขถ้อนจำ� ก�ำกลัดบั ขมอางใชท้ไรดา้ใยหมC่Oซ2ง่ึ ท �ำคใอื หเรก้ อื่างรกร้ืาอรแแบขบง็
กระท�ำได้ยากโดยเฉพาะช้ินงานที่มีรูปทรงซับซ้อนเพราะ
ทราย CO2 จะฝังตัวแน่นตามซอกและมุมอับต่าง ๆ ซ่ึงใน
(Liquid Silica Binder) โดยจะแขง็ ตัวเมอื่ มกี ารฉีดกา๊ ซ ทางปฏบิ ตั ขิ องการหล่อแบบคงทีจ่ งึ มกั มกี ารใช้ทราย CO2
โCดOย2ทัว่ เไขป้าใไนปโใรนงทหรลา่อยตทา่ ่ีผงสมๆนำ�้ เแพกรว้าแะลคว้วามทสระาดยวกCในOก2 ารมทใี ช�ำ้ เท่าท่ีจ�ำเป็นเท่าน้ัน
ดว้ ยชนิ้ งานตวั อยา่ งสำ� หรบั การสรา้ งเครอ่ื งหลอ่ เหวย่ี ง
แบบหล่อโดยสามารถสร้างแบบหล่อได้โดยการสร้าง ในงานวจิ ัยนีค้ ือ ปลอกรดั เพลาใบจกั รของเรอื หลวงเทพา
แบบหล่อจากทรายทผี่ สมน�้ำแก้ว (ยงั ไมแ่ ข็งตวั แต่มคี วาม ซง่ึ เปน็ ช้ินงานทีม่ คี วามยาว 85 ซ.ม. จงึ ทำ� ใหก้ ารฉีดกา๊ ซ
เหนยี วและสามารถปนั้ ขน้ึ รปู ได้งา่ ย) เมือ่ ขน้ึ รปู จนไดร้ ปู CO2เข้าในเนื้อทรายหล่อที่บรรจุในปลอกเหล็กแล้วจึง
ทรงตามท่ตี อ้ งการแล้ว กท็ ำ� การฉีดก๊าซ CO2 เขา้ ไปในเนื้อ ท�ำได้ไมท่ ัว่ ถงึ และการท่ีจะฉดี ก๊าซผ่านเนื้อของทราย CO2
ใอทชยร้สาู่ร�ำยอห บ รกับๆ๊าซทท�ำCรแOาบย2บตจหะกทผลลำ�่อปกึมฏแีคลกิุณะิรลเิยกักาดิ ษกกบัณานระ�้ำแทแขี่โกง็ดว้ตดทวั เ ดำ� ใ่นทหใร้ซนาิลเยรกิ ่ือาCงเOจขล2อททง่ีี่ โทดกดงัรี่บนยะรน้ัทจิเวจ�าำณงึยกไดตาด้าัรวพ้ นเไจิจดปาา้ลคระารณรยอูใาทบหเ้ังจค้กสาลรอะุมะรงดทูจพ้าีป่าื้นนยลทกเอ่ีเตไ็ กนม็มเ้ือส่หพาขล้ืนมอ็กาทงเรพ่ีทขถ่อือรทฉาง�ำีดยปใกหลา๊้กอCซา๊ กOซเห2CCลไOO็กด22 ้
กคาวราทมำ�แแขบ็งบแหรงลแอ่ ลทะปี่ กระารกยอึดบเดกว้ ายะแไบดบ้ดหี ทลอ่รจายำ� นCวOนห2ลจางึ ยนชิยน้ิ มใชโดใ้ นย (รูปท่ี 6) ขอ้ ควรระวงั ในข้นั ตอนของการฉดี ก๊าซ CO2 คือ
การประกอบแบบหล่อแต่ละช้ินจ�ำเป็นต้องมีการจัดเรียง ใหก้ ำ� หนดระยะหวั ฉดี กา๊ ซ CO2 ใหฝ้ งั ตวั ลกึ เขา้ ไปในเนอื้ ทราย
เพื่อให้ได้ต�ำแหน่งการประกอบท่ีเหมาะสม ทั้งน้หี ากเปน็ ที่ระยะกงึ่ กลางของความหนา เพือ่ ป้องกันไมใ่ ห้เกดิ การรัว่
ทรายหล่อประเภทอ่ืนก็อาจแตกหักหรือเสียหายได้เม่ือ ไหลของน้�ำโลหะเหลวในขั้นตอนของการหล่อเหวี่ยง
ทำ� การเคลื่อนยา้ ย ทราย CO2 ยงั มีคุณสมบัตเิ ด่นในการปั้น
6 การทำ� แบบหลอ่ ทราย CO2 125
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การหลอ่ เหวย่ี งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพนื้ ดว้ ยทรายหลอ่
1.3 ปลอกเหลก็ รองพ้นื ด้วยทรายชน้ื (Green ทรายเรซน่ิ และทราย CO2 แตท่ งั้ นที้ รายชน้ื กย็ งั มขี อ้ จำ� กดั
Sand) หรอื “แบบหล่อทรายช้นื ” เปน็ แนวคิดทีไ่ ด้จาก ในเร่อื งความช้ืนทตี่ กค้างในแบบทราย ดังน้นั การใชง้ าน
การพิจารณาคุณสมบัตขิ องทรายชนื้ ทห่ี ลงั จากไดร้ ับความ ทรายชื้น จึงจ�ำเป็นต้องมีการอบแบบในเตาอบเพ่ือไล่
รอ้ นจากนำ�้ โลหะหลอมเหลวในกระบวนการหล่อ สามารถ ความช้ืนออก
ทำ� ให้แตกหักได้ง่าย ด้วยแนวคดิ นก้ี ารรือ้ แบบของแบบ การสร้างแบบหล่อทรายช้ืนเร่ิมต้นด้วยการอัด
หล่อทรายชนื้ ก็สามารถทำ� ไดง้ ่ายกวา่ แบบหลอ่ ทราย ทรายชนื้ ใหแ้ นน่ ภายในชอ่ งวา่ งระหวา่ งปลอกเหลก็ และไสแ้ บบ
CO2 ทรายชนื้ เป็นทีน่ ยิ มในการหลอ่ แบบคงท่ี เนื่องจาก ซ่งึ ถูกบังคบั ใหอ้ ยใู่ นต�ำแหนง่ ศนู ยก์ ลางร่วมกบั ปลอกเหลก็
มตี น้ ทนุ ตำ�่ ทำ� แบบงา่ ย อกี ทงั้ ทรายชน้ื ทผี่ า่ นการใชง้ านแลว้ (รูปที่ 7) โดยใส่ทรายชนื้ ทผ่ี สมเรียบรอ้ ยแล้วลงในแบบที
ยังสามารถน�ำกลบั มาใช้งานใหมไ่ ด้อีก ส่วนผสมหลกั ของ ละนอ้ ยสลบั กับการอดั แนน่ กอ่ นท่ีจะเตมิ ทรายชน้ื ในช้นั ตอ่
ทรายชื้น ประกอบดว้ ยทราย ตัวประสาน (Binder) นำ�้ ไป เม่ือทรายชน้ื ถูกอดั แนน่ จนเตม็ ปลอกเหลก็ แล้วก็ทำ� การ
และสารเสรมิ คณุ สมบัติ (Special Additives) ท่ีโรงงาน แทงรรู ะบายไอ ทีต่ �ำแหน่งของรูท่ีได้เจาะไว้บนแบบหล่อ
หล่อหลอมและไม้แบบ ฯ ส่วนผสมของทรายช้นื ทใี่ ชใ้ นการ เหล็ก (รูท่อี อกแบบไวส้ �ำหรับการฉดี ก๊าซ CO2 ในกรณขี อง
ทำ� แบบหล่อประกอบดว้ ย เบนโทไนต์ 7 % แป้งข้าวโพด แบบหล่อทราย CO2) จากนั้นจึงดำ� เนินการถอดไส้แบบ
3 % น้�ำ 2 % โดยแปง้ ข้าวโพดเป็นสว่ นท่ีทำ� ใหท้ ราย ออก การอบแบบหล่อทรายชืน้ ใชอ้ ณุ หภมู ใิ นการอบท่ี
ชนื้ เกดิ การยึดตัวกนั เบนโทไนตเ์ มอ่ื ผสมกับนำ�้ กช็ ว่ ยเพม่ิ 200 °C เปน็ เวลา 6 ช.ม. (การผง่ึ อากาศกส็ ามารถกระทำ�
ความแขง็ แรงของทรายช้นื ตามรปู ทรงที่ถกู อัดแนน่ ด้วย ได้แต่ใช้เวลานานกว่าแบบหล่อทรายจะแห้ง)
สว่ นผสมทไ่ี มย่ งุ่ ยากจงึ ทำ� ใหท้ รายชน้ื มรี าคาตน้ ทนุ ทถ่ี กู กวา่
7 การทำ� แบบหล่อทรายชืน้
126 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การหลอ่ เหวย่ี งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพนื้ ดว้ ยทรายหลอ่
2. ผลการทดลอง ได้ง่ายเพียงการกระแทกหรือเคาะโดยรอบปลอกเหล็ก
แ บบใชท้ แราบยบรหอลงพอ่ ทื้นรทา่ีใยห้ผCลOกา2รเหปลน็ ่อหทนดี่ งึ่ ีในแบโดบยหคลณุ ่อเสหมวบ่ียัตงิ การร้ือแบบของการหล่อเหวี่ยงด้วยแบบหล่อทรายเรซิ่น
และทรายช้ืนน้ันกระท�ำได้ง่ายและสะดวกโดยเฉพาะ
ของทราย CO2 จะมีการแขง็ ตวั หลงั จากทีม่ กี ารฉดี ก๊าซ อย่างยงิ่ แบบหลอ่ ทรายเรซน่ิ ทีเ่ พยี งเปดิ ฝาปิดหัว-ทา้ ยของ
CO2 ท�ำให้การนำ� ไสแ้ บบออกจากแบบหลอ่ ทราย CO2 แบบหล่อออก แลว้ ยกแบบหล่อขึ้นตามแนวยาวชิ้นงานก็
สามารถกระทำ� ไดง้ า่ ย ไสแ้ บบสามารถดงึ ออกไปพรอ้ ม ๆ สามารถหลุดออกมาได้เอง ส่วนแบบหล่อทรายชื้นน้ัน
ทถกกบอาั๊่ีผซยก่าไานสรCก้แฉOาบดี ร2กบ ฉ๊าอ ีดซอแแกกลCไส๊ ปะOยถ2งั อตC ดำ� Oแไโสดห2 ้แยนเงบต่ กกอ้บดิางรใกมฉหาดีกี้สรแาแัมกรขพสล๊ ็งัน�ำตCดธัวOับ์กก2ขั่อน้นันถเพดตัทไื่ออจี่ปนใะหกทแ้ทาตำ� รทร่กฉางาั้ นดียรี้ หลังจากเปิดฝาปิดหัวท้ายออกจากน้ันท�ำการเคาะท่ีปลอก
เหลก็ ใหท้ ัว่ ช้ินงานก็สามารถหลุดออกมาเองได้ (รูปท่ี 8)
แม้ว่าขั้นตอนการหล่อเหวี่ยงด้วยแบบทรายหล่อท้ัง
สองประเภทมีความสะดวกในการปฏิบัติงานทั้งในเร่ือง
การหลอ่ เหวยี่ งดว้ ยแบบหลอ่ ทราย CO2 มขี อ้ จ�ำกดั ในเร่อื ง การถอดไส้แบบและการรือ้ แบบ แตล่ กั ษณะของชนิ้ งานท่ี
กแาทรรรกอ้ื ตแับวอบยเพู่รระาหะทว่ราางยชิ้นCงาOน2 แ ซ่งึ แขง็ คลา้ ยหนิ ทรายและ ได้จากแบบหล่อทรายเรซน่ิ มีขอ้ บกพรอ่ ง (Defect) เกิดข้นึ
ละปลอกเหล็กจึงท�ำให้ ในทางตรงกนั ข้าม ชิน้ งานจากการหลอ่ ด้วยแบบทรายชืน้
ร้ือแบบได้ยาก ซึ่งขอ้ จ�ำกัดนี้แตกตา่ งจากการหล่อเหวีย่ ง ใหผ้ ลดี ซงึ่ ความแตกตา่ งของชิ้นงานมดี ังนี้
ด้วยแบบหล่อทรายเรซิ่นและทรายชื้นท่ีสามารถร้ือแบบ
8 การร้ือแบบหล่อทรายชื้นและแบบหลอ่ ทรายเรซิ่น
ชนิ้ งานจากการหลอ่ ดว้ ยแบบทรายเรชนิ่ มลี กั ษณะ เรซิ่นไม่สามารถทนต่อแรงปะทะจากน้�ำโลหะที่ไหลเข้าไป
ความผดิ ปกตทิ ผี่ วิ ดา้ นนอกของช้นิ งาน โดยมลี ักษณะ ในแบบหล่อทรายเรซิน่ และประการท่ีสอง คอื แรงสน่ั
เหมือนเนื้อโลหะ สามารถแทรกซึมเข้ามายังเน้ือทราย สะเทือนของแบบหล่อเหวี่ยงสูงเกินที่ทรายเรซ่ินจะทนได้
เรซ่นิ ได้ดังแสดงในรปู ที่ 9 โดยมีลกั ษณะการแทรกของ จึงท�ำให้ผิวหน้าของทรายเรซิ่นเกิดความเสียหายใน
โลหะเป็นไปอย่างกระจัดกระจาย โดยภายหลังของ ระหว่างการหล่อเหว่ียง
การขจดั ทรายเรซนิ่ แลว้ กจ็ ะพบวา่ สว่ นของโลหะทมี่ กี าร
แทรกตวั ในทรายนนั้ มลี กั ษณะเปน็ ใยเชอ่ื มประสานตอ่ กนั
เสมือนกับว่าน้�ำโลหะได้มีการแทรกซึมเข้าไปในทราย
เรซนิ่ ตลอดความยาวของช้นิ งาน นอกจากนี้ยังพบวา่
บรเิ วณทนี่ ำ�้ โลหะตกจากอ่างเทแล้วปะทะส่แู บบหล่อทราย
เรซน่ิ เป็นบริเวณท่ีเกดิ ความผดิ ปกติมากสุด จากการศึกษา
ถึงลักษณะของความผิดปกติดังกล่าวพบว่าเป็นความ
9ผิดปกติท่เี รยี กวา่ “Sand and Slag Inclusions” โดยมี
ขอ้ บกพรอ่ งจากการหลอ่ ดว้ ยแบบหลอ่ ทรายเรซน่ิ
ความเป็นได้จาก 2 สาเหตุ ประการแรก คอื ผวิ หนา้ ทราย
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 127
การหลอ่ เหวยี่ งแบบแนวนอนแบบประหยดั ดว้ ยปลอกเหลก็ รองพน้ื ดว้ ยทรายหลอ่
แต่สำ� หรับการหลอ่ ดว้ ยแบบหล่อทรายชน้ื น้นั ช้ินงานมีความสมบูรณ์ท้ังดา้ นนอกและดา้ นใน ไม่มปี รากฏความ
ผิดปกติเกิดขนึ้ (รูปที่ 10) จากที่กลา่ วในขา้ งต้นจงึ พิจารณาไดว้ า่ แบบหลอ่ ทรายชน้ื นน้ั มีคณุ สมบัตทิ ี่ดีทสี่ ุดจากแบบหลอ่
ทไ่ี ดท้ ำ� การทดลองในครงั้ น้ี อกี ทง้ั ยงั เปน็ แบบหลอ่ เหวยี่ งทที่ ำ� งานสะดวกทง้ั ในขน้ั ตอนของการถอดไสแ้ บบ และการรอ้ื แบบ
10 ช้ินงานท่ไี ด้จากการหลอ่ ดว้ ยแบบทรายชนื้
3. วเิ คราะหแ์ ละสรปุ ผล แทรกตวั ลงไปในเนอื้ ของทรายเรซิน่ ได้ ส่วนแบบหล่อ
จากการทดลองแบบหล่อเหวี่ยงแบบปลอกเหล็ก ทรายชื้นพบวา่ สามารถรองรับการหลอ่ เหวย่ี งไดด้ ี สะดวก
รองพืน้ ด้วยทรายหล่อจ�ำนวน 3 ประเภท แบบหล่อทราย ในการข้นึ รูป โดยมีความเหนียวในขณะทำ� การข้ึนรปู และ
CO2 แบบหล่อทรายเรซนิ่ แบบหลอ่ ทรายชื้น ซึง่ ครอบคลมุ สามารถคงรูปได้ดีทง้ั ในสภาวะชนื้ และแหง้ ทนความรอ้ น
ตั้งแต่การศึกษาด้านคุณสมบัติของทรายหล่อประเภท ของนำ�้ โลหะได้ การถอดไสแ้ บบสามารถกระท�ำได้ง่าย
ต่าง ๆ ก ารขนึ้ รปู แบบหลอ่ การถอดไสแ้ บบและการรอ้ื แบบ การร้ือแบบก็สามารถกระท�ำได้ง่ายด้วยการใช้ค้อนเคาะที่
เซร่ึงือ่ ผงลกจาารกรกอ้ื าแรบทบดทล่ีทอำ� งไพดบ้ยวาา่กเแพบราบะหทลรอ่ าทยรายCOCO2 2 มีปัญหา ปลอกเหล็กโดยรอบ ชนิ้ งานกจ็ ะหลวมจากทรายชน้ื และ
ตดิ แน่น สามารถเคลอื่ นตวั ออกจากแบบหลอ่ ไดโ้ ดยงา่ ย นอกจากนี้
ระหวา่ งชนิ้ งานกบั ปลอกเหลก็ แต่ชิน้ งานท่ีไดจ้ ากแบบ ในมุมด้านเศรษฐกิจแบบทรายชื้นมีราคาต้นทุน
หล่อทราย CO2 นน้ั มรี ปู รา่ งท่ีสมบรู ณ์ ไม่มีข้อบกพรอ่ ง ต่�ำมากกวา่ แบบหลอ่ เหวย่ี งประเภทอนื่ ๆ ทไ่ี ดก้ ลา่ วในขา้ งตน้
ทเ่ี หน็ ชดั ไดจ้ ากการสงั เกตดว้ ยสายตา แบบหลอ่ ทรายเรซนิ่ อีกด้วย ดงั น้ันจงึ พจิ ารณาไดแ้ บบหลอ่ เหวี่ยงชนดิ แบบ
มีปัญหาที่คุณภาพชิ้นงานหล่อมีลักษณะการแทรกของ หล่อทรายชื้นเป็นแบบหล่อเหว่ียงที่ประหยัดทั้งในเร่ือง
นำ�้ โลหะกบั เนอื้ ทรายเรซน่ิ ทง้ั นไ้ี ดพ้ จิ ารณาวา่ ทรายเรซน่ิ ขาด ตน้ ทนุ ต�ำ่ และการนำ� กลบั มาใช้ใหม่ มีประสทิ ธภิ าพท้งั ใน
คณุ สมบตั ิด้านความแข็งแรงในสภาพแหง้ (Dry Strength) เร่อื งขน้ั ตอนการปฏบิ ัติงาน การขน้ึ รูป การถอดไสแ้ บบ
โดยเฉพาะเม่ือต้องรับการสั่นสะเทือนภายใต้การหมุนของ การร้ือแบบ และท่ีส�ำคญั คือมีคุณสมบตั ทิ เี่ หมาะสมในการ
เคร่ืองหล่อเหวย่ี ง จึงทำ� ให้เปน็ สาเหตุของการทีม่ ีน้�ำโลหะ หล่อเหว่ียง
เอกสารอ้างอิง
1. Sufei Wei, Centrifugal Casting, The Centrifugal Casting Machine Company and Steve Lampman,
ASM International, Vol.5, p.2008 ,673-667
2. Nathan Janco, Centrifugal Casting, American Foundry Society, Iiliois USA, 1988
128 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การผลติ และซอ่ มแซมใบจกั รเรอื แบบแมงกานสิ อะลมู เิ นยี มบรอนซเ์ พอื่ ทดแทนการนำ� เขา้
การผลติ และซอ่ มแซมใบจกั รเรอื
แบบแมงกานสิ อะลมู เิ นยี มบรอนซเ์ พอื่ ทดแทนการนำ� เขา้
บทคัดยอ่ นาวาโท เสวยี ง เถอื่ นบุญ
หัวหนา้ นายช่าง โรงงานหลอ่ หลอมและไม้แบบ แผนกโรงงานเครอ่ื งกล
กองโรงงาน อทู่ หารเรอื ธนบุรี กรมอู่ทหารเรือ
โ ความเค้นและปรับปรุงความแข็งแรงของใบจักรเรือแบบ
ครงวจิ ัยการผลิตและซ่อมแซมใบจกั รเรอื แบบ Voith Schneider 4. อทิ ธพิ ลของการเชอื่ มซ่อมตอ่ การ
แมงกานิสอะลูมิเนียมบรอนซ์เพ่ือทดแทนการน�ำเข้า กัดกร่อนของใบจักรแมงกานิสอะลูมิเนียมบรอนซ์
มวี ตั ถปุ ระสงคเ์ พอ่ื ศกึ ษา วเิ คราะห์ และผลติ ใบจกั รเรอื ผลการด�ำเนนิ งานท�ำใหส้ ามารถ 1. พัฒนาวธิ ีการขึ้นรูป
แบบ Voith Schneider ด้วยแมงกานีสอะลมู เิ นียม ใบจักรด้วยวิธีการหล่อแล้วกลึงข้ึนรูปโดยสามารถ
บรอนซ์เกรด G-CuAl8Mn8 เพอื่ ทดแทนการนำ� เขา้ จาก ผลิตใบจักรต้นแบบซึ่งมีมิติตามแบบของใบจักร VSP
ต่างประเทศ และ ศึกษาให้เขา้ ใจถึงอิทธพิ ลของการเช่อื ม 2. วิเคราะหค์ วามเคน้ โดยใช้แบบจำ� ลองทางคณติ ศาสตร์
ซ่อมต่อการกัดกร่อนที่เกิดข้ึนในใบจักรเรือแบบ Voith และการทดลองกับใบจักรแบบย่อส่วนพบว่า ความเค้น
Schneider เพ่อื ใชเ้ ปน็ แนวทางในการเชอ่ื มซ่อมใบจกั รใน สูงสุดเกิดขึ้นบริเวณรอยต่อระหว่างด้ามใบจักรกับตัวใบ
อนาคต โดยเปน็ โครงการรว่ มวจิ ยั ระหว่าง กรมอทู่ หารเรอื 3. แนวทางการเช่ือมซอ่ มใบจกั ร VSP โครงการวจิ ัยฯ
มหาวทิ ยาลยั มหดิ ล มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้า ท�ำการเชื่อมซ่อมโดยใช้เครื่องเชื่อมมิกและใช้ลวดเช่ือม
ธนบุรี และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า AMPCO-TRODE 40 (AWS 5.7 Class CuMnAl) 4.
พระนครเหนือ การดำ� เนินการได้แบ่งงานเปน็ โครงการย่อย ทดลองตขี นึ้ รปู ชนิ้ งานทดสอบของวสั ดแุ มงกานสิ อะลมู เิ นยี ม
จ�ำนวน 4 กิจกรรม ไดแ้ ก่ 1. การตีขึ้นรปู ร้อนใบจกั รเรือ บรอนซ์ ดว้ ยการตีแบบ Cogging ทอี่ ณุ หภูม ิ ตามหลักการ
แบบแมงกานิสอะลูมิเนยี มบรอนซ์ (VSP) 2. กระบวนการ ของ Severe Plastic Deformation (SPD)
หลอ่ ใบจักรแมงกานสิ อะลมู ิเนียมบรอนซ์ 3. การวเิ คราะห์
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 129
การผลติ และซอ่ มแซมใบจกั รเรอื แบบแมงกานสิ อะลมู เิ นยี มบรอนซเ์ พอื่ ทดแทนการนำ� เขา้
บท นำ� ทุ่นระเบิดท่ีจะด�ำเนินการย้ายหรือท�ำลายทุ่นระเบิดให้
สงครามทุ่นระเบิดมีความส�ำคัญท้ังในด้าน หมดไปจากพ้นื ท่ที ต่ี อ้ งการ เพ่ือเปิดเสน้ ทางการเดินเรอื ท่ี
ยทุ ธศาสตร์ ยทุ ธวิธี และสงครามจิตวทิ ยาในการรบทาง ส�ำคัญ
น�้ำเปน็ อย่างมาก โดยหากมกี ารวางทนุ่ ระเบดิ ในตำ� แหน่ง เรือหลวงลาดหญ้าและเรือหลวงท่าดินแดงเป็น
การเดินเรือที่ส�ำคัญจะท�ำให้การคมนาคมทางน�้ำของเรือ เรอื ล่าท�ำลายทุ่นระเบดิ ที่มีสมรรถนะและทันสมัยมากทีส่ ุด
พาณิชยแ์ ละการเคลื่อนก�ำลังของเรอื รบไมส่ ามารถกระท�ำ ชดุ หนึ่งของกองทัพเรือไทย โดยเรอื ชดุ นี้ได้ตดิ ตงั้ ระบบใบ
ไดอ้ ย่างมปี ระสทิ ธภิ าพ หรอื แมแ้ ต่การปล่อยข่าวลวงถึง จักรแบบ Voith Schneider Propeller (VSP) ซง่ึ มจี ดุ เด่น
การวางทุ่นระเบิดในต�ำแหนง่ การเดินเรอื ต่าง ๆ ก็จะสง่ ผล ในการบังคับเรือให้สามารถเลี้ยวหรือกลับล�ำเรือได้อย่าง
ทางจิตวิทยาและการเคล่ือนก�ำลังของเรือรบเช่นเดียวกัน รวดเร็ว ระบบ VSP จงึ มคี วามเหมาะสมกับเรอื ล่าทำ� ลาย
การกวาดหรือการล่าท�ำลายทุ่นระเบิดเป็นวิธีการต่อต้าน ทุ่นระเบิดซึ่งต้องการความคล่องตัวสูงในขณะปฏิบัติงาน
ใบจักรแบบ VSP ของกองทพั เรือไทยผลติ จาก การหักของใบจักรแบบ VSP คร้งั แรกมสี าเหตุของความเสีย
วัสดุแมงกานีสอะลูมิเนียมบรอนซ์เกรด G-CuAl8Mn8 หายจากการสูญเสียธาตอุ ะลูมเิ นยี ม (Dealuminification)
(Cu8-Al8-Mn1.5-Ni2-Fe) โดยเรอื หนง่ึ ล�ำประกอบดว้ ย ออกไปจากแมงกานีสอะลูมิเนียมบรอนซ์ ท�ำให้เนื้อ
ใบจักรแบบ VSP จำ� นวน 2 ชดุ ชุดละ 5 ใบ รวมทัง้ หมด โลหะบริเวณที่สูญเสียธาตุอะลูมิเนียมเกิดโพรงขนาดเล็ก
10 ใบ ดงั แสดงในรปู ที่ 1 หลงั จากท่ีเรือชดุ น้ีเข้าประจำ� การ กระจายอยทู่ ั่วเนือ้ โลหะและกลายเปน็ จดุ สแี ดง (รปู ท่ี 2)
เป็นเวลาประมาณ 14 ปี ใบจักรแบบ VSP หกั บรเิ วณโคน ซ่งึ มผี ลทำ� ใหค้ วามแข็งแรงของใบจักรลดลง โดยเฉพาะ
ใบจักรจำ� นวน 3 ครั้งๆ ละ 1 ใบ ซึง่ มลี กั ษณะความเสยี บรเิ วณโคนใบจกั รแบบ VSP ซ่ึงเปน็ บรเิ วณท่ีเกิดความเค้น
หายแบบ Corrosion Fatigue (รูปที่ 2) ทั้ง 3 ครงั้ โดย ในขณะใชง้ านสูงทีส่ ุด (รปู ท่ี 3)
1 ใบจักรแบบ VSP ของเรอื หลวงลาดหญ้า
2 สภาพความเสยี หายและการเกิด Dealuminification ของใบจักรแบบ VSP ครง้ั ท่ี 1
130 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การผลติ และซอ่ มแซมใบจกั รเรอื แบบแมงกานสิ อะลมู เิ นยี มบรอนซเ์ พอ่ื ทดแทนการนำ� เขา้
ใบจกั รแบบ VSP ที่เหลอื อีก 19 ใบท่ยี ังไม่หัก เสียหายแบบ Corrosion fatigue (รปู ที่ 4) ตอ่ มากรมอู่
เสียหายกรมอูท่ หารเรือไดว้ ่าจา้ งบรษิ ัทภายในประเทศเพอื่ ทหารเรอื ไดส้ ง่ ใบจกั รแบบ VSP ทย่ี ังอยู่ในสภาพดไี ปเชือ่ ม
ซ่อมใบจกั รใหส้ ามารถใชร้ าชการได้เหมอื นเดิม การซอ่ ม ซอ่ มทีป่ ระเทศสงิ คโปร์ โดยมคี ่าบรกิ ารและค่าขนส่งไป-
ใบจักรกระท�ำโดยการก�ำจัดเนื้อบริเวณท่ีเกิดการสูญเสีย กลับ รวมมูลค่ามากกวา่ สบิ ลา้ นบาท แต่เมอื่ นำ� มาใบจักร
ธาตุอะลูมิเนียมออกและท�ำการเชื่อมซ่อมให้พื้นผิวของ แบบ VSP กลบั มาใชง้ านได้ไม่นาน ใบจกั รก็หกั อีกเป็นครั้ง
ใบจักรกลับสู่สภาพปกติ แต่เม่ือน�ำใบจักรกลับมา ที่ 3 บริเวณโคนใบจักรใต้แนวเชื่อมซอ่ มด้วยลกั ษณะความ
ใชร้ าชการไดร้ ะยะหนง่ึ ใบจกั รแบบ VSP กห็ กั เปน็ ครงั้ ที่ 2 เสยี หายแบบ Corrosion fatigue เช่นเดิม (รปู ท่ี 4)
บริเวณโคนใบจักรใต้แนวเชื่อมซ่อมด้วยลักษณะความ
3 แสดงตำ� แหน่งทเี่ กิดความเคน้ สูงสุดบนใบจกั รที่ได้จากการคำ� นวณเบื้องตน้
4 สภาพผวิ หนา้ รอยขาดของใบจกั รแบบ VSP ครัง้ ท่ี 2 (ซ้าย) และครงั้ ที่ 3 (ขวา)
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 131
การผลติ และซอ่ มแซมใบจกั รเรอื แบบแมงกานสิ อะลมู เิ นยี มบรอนซเ์ พอ่ื ทดแทนการนำ� เขา้
วตั ถุประสงค์ ยังขาดองคค์ วามรู้ดา้ นโลหะวทิ ยา กระบวนการผลติ
1. ศึกษา วิเคราะห์ และผลิตใบจักรเรือแบบ การเชื่อม การกัดกรอ่ น และการวิเคราะห์ความเค้นที่เกดิ
Voith Schneider ด้วยแมงกานสี อะลมู ิเนยี มบรอนซ์เกรด ขนึ้ บนใบจักรขณะใช้งาน ท�ำใหย้ งั ไม่สามารถผลติ และ
G-CuAl8Mn8 เพื่อทดแทนการน�ำเข้าจากต่างประเทศ ซอ่ มแซมใบจักรแบบ VSP ได้เอง กรมอู่ทหารเรอื จงึ ได้
2. ศึกษาให้เขา้ ใจถึงอิทธิพลของการเช่ือมซ่อมตอ่ ร่วมมือกับอาจารย์และผู้เช่ียวชาญของมหาวิทยาลัย
การกัดกรอ่ นทเ่ี กดิ ขนึ้ ในใบจกั รเรอื แบบ Voith Schneider เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี มหาวทิ ยาลยั มหิดล และ
เพื่อใช้เป็นแนวทางในการเชื่อมซ่อมใบจักรในอนาคต ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวสั ดุแหง่ ชาติ เพอื่ ทำ� การวจิ ัย
แนวทางการดำ� เนนิ งาน แบบบูรณาการในการแกป้ ัญหาของใบจกั รแบบ VSP ทกุ
การแกป้ ญั หาใบจักรแบบ VSP โดยทกี่ รมอู่ ดา้ นในระยะยาว โดยได้รบั การสนบั สนุนงบประมาณใน
ทหารเรือสามารถพ่ึงพาตนเองได้ทั้งในด้านการผลิต การวิจัยจากส�ำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.)
และการซ่อมแซมใบจกั ร จงึ นา่ จะเปน็ การแก้ปัญหาใน สญั ญาเลขท่ี RDG5330019 ระยะเวลาการดำ� เนนิ การ 2 ปี
ระยะยาวท่ีดที ่สี ดุ แต่เนื่องจากปจั จุบนั กรมอูท่ หารเรอื (2557-2558)
ผลการด�ำเนินงาน ผสมทางเคมีของใบจกั ร VSP ซง่ึ ไดจ้ ากการน�ำช้นิ สว่ นของ
1. ผลวิเคราะหค์ วามเสียหายของใบจกั ร VSP ซ่งึ ใบจักรท่ีได้รับความเสียหายมาวิเคราะห์ส่วนผสมโดย
เป็นองค์ความรู้ส�ำคัญส�ำหรับการหาทางป้องกันความ ใช้เครอื่ งตรวจวเิ คราะห์โลหะหลายธาตุ (Spectrometer)
เสียหายท่ีจะเกิดข้ึนกับใบจักร ซ่ึงจากการตรวจสอบ ดังนนั้ คณุ สมบตั ิทางกล ส่วนผสมทางเคมี และคุณสมบัติ
โครงสร้างทางจุลภาคของใบจักรพบว่าใบจักรสูญเสียธาตุ อื่น ๆ ของใบจักร VSP จงึ สามารถอ้างอิงมาตรฐาน
อะลมู เิ นียม (Dealuminification) ออกไปจากแมงกานีส WL 2.0957 หรือ C95700 ได้ นอกจากน้ียังพบวา่
อะลูมิเนียมบรอนซ์ ท�ำให้เน้อื โลหะบริเวณท่ีสญู เสียธาตุ แมงกานิสอะลูมเิ นยี มบรอนซต์ ามมาตรฐาน WL 2.0957
อะลูมเิ นยี มเกิดโพรงขนาดเลก็ กระจายอย่ทู ่วั เนือ้ โลหะและ ของเยอรมัน เปน็ มาตรฐานทใ่ี ชส้ ำ� หรบั งานหลอ่ ดงั นน้ั ใบจกั ร
ทำ� ให้ความแข็งแรงของใบจักรลดลง โดยเฉพาะบรเิ วณ VSP โครงการวจิ ยั ฯ จงึ ได้มีความเห็นวา่ การผลติ ใบจกั ร VSP
โคนใบจักร ซึ่งเปน็ บริเวณท่เี กดิ ความเคน้ ในขณะใช้งาน น้ันท�ำการข้ึนรูปโดยวิธีการหล่อ
สงู ทสี่ ดุ เมอ่ื ใบจักรต้องรบั แรงแบบ cyclic load จงึ ทำ� ให้ การดำ� เนนิ การหล่อใบจกั ร มดี ังนี้
ใบจกั รหักเนอ่ื งจากความล้า (fatigue) โดยมจี ุดก�ำเนดิ 1. การสร้างแบบหล่อโดยน�ำใบจกั ร VSP ของ
ความลา้ บริเวณโคนใบจกั ร จงึ อาจกลา่ วไดว้ า่ ใบจกั ร VSP กรมอู่ทหารเรือมาสแกนเพอื่ สรา้ งแบบ 2. น�ำแบบหล่อมา
ไดร้ ับความเสยี หายจากการเกดิ corrosion fatigue สรา้ งแบบหลอ่ ทราย 3. ตรวจสอบสว่ นผสมของนำ�้ โลหะ
แนวทางการปอ้ งกนั มดี งั น้ี 1. การตดิ ตง้ั อะลมู เิ นยี ม ใหเ้ ป็นไปตามสว่ นผสมของใบจกั ร VSP แลว้ เทนำ้� โลหะเขา้
กันกร่อน 2. การทาสีบรเิ วณโรเตอร์ซง่ึ ท�ำดว้ ยเหล็กกลา้ สแู่ บบ 4. การอบใบจักรที่อณุ หภมู ิ 500 องศาเซลเซยี ส
ไรส้ นมิ เพ่อื ลดอทิ ธพิ ลของ galvanic corrosion ระหวา่ ง 2 ชม. แลว้ ให้เย็นตวั ในน้�ำ เพื่อปรับโครงสร้างเพ่ิมความ
โรเตอร์และตัวใบจกั ร 3. การก�ำหนดความเร็วใชง้ านสูงสุด เหนียวและการยืดตัว 5. การกลึงขึน้ รปู ใบจักร ซ่งึ จะใช้
ท่ี 10 นอต เพอื่ ไม่ใหค้ วามเคน้ ที่กระท�ำต่อใบจกั รสงู เกิน เครอื่ งกลงึ กลงึ ด้ามใบจักร ส่วนตัวใบจักรใช้เคร่ือง CNC
เกณฑ์ กัดใหต้ วั ใบจกั รมีมติ ทิ ่ถี กู ตอ้ งตามแบบของใบจกั ร VSP 6.
2. วิธีการข้ึนรูปใบจักร VSP ด้วยวิธีการหล่อแล้ว การตรวจสอบมติ โิ ดยใช้เครื่อง CMM เพ่อื ตรวจสอบวา่ ใบ
กลึงขนึ้ รปู โครงการวิจยั ฯ ไดศ้ ึกษาสว่ นผสมทางเคมีของ จักรหลังจากการกลงึ ข้ึนรปู มีขนาดเป็นไปตามแบบหรอื ไม่
แมงกานิสอะลมู เิ นยี มบรอนซต์ ามมาตรฐาน WL 2.0957 ผลการด�ำเนนิ การสามารถหลอ่ ใบจักรซึง่ มมี ติ เิ ปน็ ไปตาม
ของเยอรมนั และ C95700 ของสหรฐั ฯ (Cu8-Al8-Mn- แบบของใบจกั ร VSP
1.5Ni2-Fe) พบวา่ มสี ่วนผสมทางเคมีใกล้เคยี งกบั ส่วน
132 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การผลติ และซอ่ มแซมใบจกั รเรอื แบบแมงกานสิ อะลมู เิ นยี มบรอนซเ์ พอ่ื ทดแทนการนำ� เขา้
3. นวตั กรรมเครือ่ งทดสอบ corrosion fatigue 5. แบบใบจักรซึ่งปรับปรุงความแข็งแรง โครง
ใบจักร VSP ไดร้ บั ความเสยี หายจาก corrosion fatigue การวิจยั ฯ ไดป้ รับปรุงแบบใบจักร VSP โดยเติมเน้ือวัสดุ
ดงั นัน้ นอกจากการทดสอบสมบตั ิทางกล เชน่ ความเค้น บรเิ วณรอยต่อดา้ มใบจกั รเพยี งเลก็ นอ้ ย จากการจ�ำลองใน
แรงดึง ความแขง็ ซง่ึ สามารถทดสอบโดยใชเ้ คร่ืองมือซ่ึงมี คอมพวิ เตอร์พบว่า ความเค้นสงู สุดลดลงประมาณ 16 %
ใชง้ านทว่ั ไป แต่การทดสอบ corrosion fatigue จำ� เป็น ในขณะท่ีปริมาตรเพ่มิ ข้ึนเพยี ง 0.2 % หรอื ประมาณ 0.44
ต้องออกแบบเคร่ืองทดสอบเพ่ือใช้งานเองเนื่องจาก กโิ ลกรัมเทา่ นนั้ ในขณะท่ีสัมประสทิ ธิ์แรงยกเปล่ียนแปลง
ยังไม่มผี ู้ผลติ โครงการวจิ ยั ฯ จึงออกแบบเครื่องทดสอบ ไปจากเดิมไม่มากนัก ดังน้ันแบบท่ีผ่านการปรับปรุง
corrosion fatigue โดยชิ้นงานทดสอบจะถกู กดดว้ ยสปริง ความแขง็ แรง จงึ นา่ จะนำ� ไปใชไ้ ดโ้ ดยไมส่ ่งผลกระทบต่อ
และหมุนในชุดอุปกรณ์ซึ่งบรรจุน�้ำทะเล เป็นการจ�ำลอง สมรรถนะของเรือโดยรวม
สภาวะการใช้งานเสมือนจริง การวดั ผลจะนับจ�ำนวนรอบ 6. แนวทางการเช่ือมซ่อมใบจักร VSP โครงการ
จนชิ้นงานขาด วิจัยฯ ท�ำการเชื่อมซ่อมโดยใช้เครื่องเช่ือมมิกและใช้ลวด
ผลการทดลองพบว่าโลหะผสมแมงกานิส เช่ือม AMPCO-TRODE 40 (AWS 5.7 Class CuMnAl)
อะลูมิเนียมบรอนซ์ซึ่งหล่อโดยโครงการวิจัยสามารถใช้ การด�ำเนนิ การเชอื่ มโดยเจ้าหนา้ ทีข่ องกรมอทู่ หารเรือ จาก
งานได้เฉลย่ี 2.5 ล้านรอบ ในขณะใบจกั ร VSP ซง่ึ จัดซ้อื การตรวจสอบโครงสร้างทางจลุ ภาคของชิน้ งานวิจยั พบว่า
จากต่างประเทศเม่ือน�ำมาทดสอบแล้ววา่ สามารถใช้งานได้ มีโครงสร้างทางจุลภาคใกลเ้ คยี งกับงานเชอื่ มซ่อมจากตา่ ง
ประมาณ 1 ล้านรอบ ประเทศ
4. ผลการวิเคราะหค์ วามเคน้ โดยใชแ้ บบจ�ำลอง 7. ผลการทดลองตขี ึ้นรปู ชน้ิ งานทดสอบของวัสดุ
ทางคณิตศาสตร์และการทดลองกับใบจักรแบบย่อส่วน แมงกานิสอะลมู ิเนยี มบรอนซ์ ด้วยการตแี บบ Cogging ท่ี
พบว่าความเค้นสูงสุดเกิดข้ึนบริเวณรอยต่อระหว่างด้าม อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซยี ส ตามหลกั การของ Severe
ใบจกั รกบั ตวั ใบ โดยเกดิ ข้ึนในช่วงเวลาสน้ั ๆ ในทุกรอบ Plastic Deformation (SPD) โดยภายหลังจากการทุบ
การหมุนของพวงใบจกั ร เนื่องจากใบจักรต้องเปล่ยี นมุม ข้นึ รูป ขนาดเกรนของ MAB มขี นาดเลก็ กวา่ ขนาดเกรน
ปะทะอย่างรวดเร็ว โดยคา่ เฉลีย่ สงู สดุ เกดิ ข้นึ เม่อื เรอื แลน่ ของชน้ิ งานหล่อ ทำ� ให้มคี า่ Tensile Strength, Yield
ดว้ ยความเร็วเตม็ ที่ 15 นอต และใช้รอบใบจักรสงู สุด 115 Strength และ Hardness ท่สี ูงกว่า แตค่ ่า % Elongation
รอบตอ่ นาที ความเคน้ สูงสุดทเี่ กิดขนึ้ ในช่วงเวลาสนั้ ๆ นี้ ลดลง ดงั นนั้ จงึ มีความเป็นไปได้ทจ่ี ะปรับปรุงคุณสมบัติ
อาจมากถึง 400 MPa แตค่ วามเคน้ สูงสุดจะลดลงอย่าง ทางกลของวัสดแุ มงกานิสอะลมู เิ นยี มบรอนซ์ ใหด้ ขี ้นึ ด้วย
รวดเรว็ โดยลดลงมากกวา่ ครึง่ เหลอื เพยี ง 160 MPa หาก หลกั การของ SPD โดยภายหลังการทุบขนึ้ รูปอาจจะต้อง
ลดความเรว็ ลงจาก 15 นอต เป็น 10 นอต ดงั น้นั การใช้ นำ� ช้นิ งานไปผ่านกระบวนการทางความรอ้ นเพือ่ เพิ่มความ
ความเร็วในช่วงที่ต่ำ� กว่า 15 นอต จะท�ำให้ใบจักรมีอายุ เหนียวและคุณสมบัติทางแม่เหล็กก่อนที่จะน�ำไปกัดเป็น
การใช้งานที่ยาวนานขึ้น ใบจักรหรอื ช้ินสว่ นทางวิศวกรรมอ่ืน ๆ ตอ่ ไป
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 133
การผลติ และซอ่ มแซมใบจกั รเรอื แบบแมงกานสิ อะลมู เิ นยี มบรอนซเ์ พอื่ ทดแทนการนำ� เขา้
สรุป ซ่ึงนักวิจัยสามารถวิเคราะห์สาเหตุของความเสียหาย
เรือหลวงลาดหญ้าและเรือหลวงท่าดินแดงเป็น ตลอดจนแนวทางการป้องกันความเสียหายของใบจักร
เรือล่าท�ำลายทุ่นระเบิดท่ีมีศักยภาพสูงของกองทัพเรือ VSP และวิเคราะหห์ าความเคน้ ทก่ี ระท�ำตอ่ ใบจักรโดย
การทีใ่ บจักรแบบ VSP หกั ชำ� รุด และทางกรมอ่ทู หารเรือ ใช้แบบจ�ำลองทางคณิตศาสตร์ท�ำให้ทราบว่าความเค้น
หรือเอกชนในประเทศไมส่ ามารถผลติ ทดแทนหรือเชื่อม สูงสุดเกิดขึ้นบริเวณรอยต่อระหว่างด้ามใบจักรกับตัว
ซ่อมใบจกั รเองได้ ทำ� ให้ศักยภาพและความพรอ้ มในการ ใบ และควรใชค้ วามเร็วไม่เกิน 10 นอต จะท�ำให้ใบจักร
ปอ้ งกนั ประเทศลดลง หรือหากใบจักรแบบ VSP เกดิ มอี ายุการใช้งานยาวนานขน้ึ กรณีใบจกั รทม่ี ปี ัญหาการ
หกั ในภาวะสงครามจะยิ่งสง่ ผลเสียกับประเทศชาติอยา่ ง กัดกร่อนนักวิจัยได้ศึกษาแนวทางการเช่ือมซ่อมใบจักร
ใหญห่ ลวง ดังน้นั การวจิ ัยนีจ้ งึ เปน็ การวจิ ยั เพอื่ แก้ปญั หา VSP ซ่ึงสามารถน�ำไปใช้เช่อื มซ่อมใบจกั รทำ� ให้ใบจักรมี
ให้กองทัพเรือพ่ึงพาตนเองได้และมีความพร้อมในการ ความแขง็ แรงขึน้ นอกจากนน้ี กั วจิ ัยได้ทดลองผลติ ใบจกั ร
ปอ้ งกันประเทศ โดยใชน้ ักวจิ ยั ของกรมอทู่ หารเรอื และ VSP โดยวธิ ีการหลอ่ แล้วกลึงขนึ้ รปู ให้ไดม้ ิตติ ามแบบ ซง่ึ
นักวิจัยของมหาวิทยาลัยร่วมกันวิจัยเพ่ือแก้ปัญหา สามารถสร้างใบจักรต้นแบบได้ส�ำเร็จ
เอกสารอา้ งองิ
1. Robert J.F. and Thomas E.C, Review of Dealloying of Cast Aluminum Bronze and Nickel-
Aluminum Bronze Alloys in Sea Water Service, Material Performance, Vol. 34-30 ,1982 ,431.
2. Carliton J.S., Marine Propellers & Propulsion, Butterworth-Heinemann Ltd, Linacre House,
Jordan Hill, Oxford, 1994.
3. Ajeel S.A., Ibraheim A.N., Salam A., and Fadhil A., Study on Improvement of Casting
Conditions for Some Aluminum Bronze Alloys, Eng& Technology, Vol. 727-711 ,2007 ,25.
4. Copper Development Association, Equilibrium Diagrams of Copper Alloys, Introductory
notes for the use of students / Copper Development Association, London:, 1965.
5. Wharton, J.A. and Stokes, K.R., The Influence of Nickel-Aluminum Bronze Microstructure and
Crevice Solution on the Initiation of Crevice Corrosion, ElectrochemicaActa, Vol. 2473-2463 ,2008 ,53.
6. E.A. Culpan and G. Rose, Corrosion Behaviour of Cast Nickel Aluminium Bronze in Sea Water,
Br. Corros. J., Vol. 14, No. 3, Pages 166-160
134 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
แบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ้�
และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ�้
นาวาโท ยุทธภูมิ ศรสี ุข
กองออกแบบไฟฟ้า กรมแผนการช่าง กรมอทู่ หารเรือ
แบทคัดยอ่ พนื้ ท่อี นั จำ� กดั มีพ้นื ทส่ี ำ� หรบั ผ้ปู ฏิบัติการเพ่ือเข้าไปทำ� การ
บตเตอร่เี ป็นส่ิงทีส่ ำ� คัญอย่างยง่ิ ในเรือดำ� นำ�้ ดเี ซล บ�ำรุงดูแลรักษาไม่มาก ประกอบด้วยงานบางอย่าง
ไฟฟ้า เน่ืองจากแบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานหลกั ของเรือ ในห้องแบตเตอรี่หากต้องท�ำโดยไม่มีระบบอัตโนมัติมา
ดำ� นำ้� ซ่ึงเรือด�ำน�้ำจะใช้แบตเตอรใ่ี นการขบั เคลอื่ นมอเตอร์ ช่วยเหลอื ในการท�ำงานจะตอ้ งเสยี เวลามาก มีความเสย่ี ง
เพื่อหมุนใบจักร อีกทั้งแบตเตอรี่ยังเป็นแหล่งพลังงาน ตอ่ การเกดิ ความผดิ พลาด ห รอื ไมส่ ามารถกระทำ� ไดเ้ ลยเชน่
ของระบบไฟฟา้ ตา่ ง ๆ ในเรอื ซ่ึงกระแสไฟฟ้าทีจ่ ่ายออกมา การวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าในทุกเซลล์ของแบตเตอรี่
จากแบตเตอรี่เป็นรูปแบบของไฟฟ้ากระแสตรง (Direct ดงั นน้ั จงึ จำ� เปน็ ตอ้ งมรี ะบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอร่ี
Current : DC) และจะถูกแปลงไปเปน็ รูปแบบกระแสตรง บทความน้ีจะกล่าวถึงคุณลักษณะเฉพาะ และ
ท่มี คี า่ ศักยไ์ ฟฟา้ นอ้ ยลง หรือ ถกู แปลงไปเป็นไฟฟ้ากระแส สว่ นประกอบตา่ ง ๆ ของแบตเตอร่เี รอื ดำ� นำ�้ การใช้งาน
สลับ (Alternating Current : AC) เพือ่ ใช้งานกับอปุ กรณ์ และการชาร์จแบตเตอร่ีเรือด�ำน�้ำเม่ือเรืออยู่ท่ีฐานทัพ
ตา่ ง ๆ ในเรือด�ำนำ้� และในทะเล รวมท้ังคุณลักษณะเฉพาะ ความส�ำคัญ
การทำ� งานของแบตเตอรใี่ นเรอื ดำ� นำ้� นนั้ แบตเตอรี่ การท�ำงานและส่วนประกอบของระบบช่วยต่าง ๆ ท่ี
จ�ำนวนหลาย ๆ เซลล์ถูกบรรจุอยู่ในห้องแบตเตอรี่ท่ีมี จ�ำเป็นในการท�ำงานของแบตเตอรี่
ภาพเรือด�ำน้�ำ ทม่ี า: http://en.trend.az/iran/politics/2383914.html
แบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ้� และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ�้
แบตเตอรเ่ี ปน็ สง่ิ ทส่ี ำ� คญั อยา่ งยงิ่ ในเรอื ดำ� นำ้� ดเี ซล คา่ ศกั ย์ไฟฟ้านอ้ ยลง หรอื ถกู แปลงไปเป็นไฟฟ้ากระแส
ไฟฟา้ เนอ่ื งจากแบตเตอรเ่ี ปน็ แหล่งพลงั งานหลกั ของเรือ สลบั (Alternating Current : AC) เพอ่ื ใชง้ านกบั อปุ กรณ์
ดำ� น้ำ� ซง่ึ เรอื ด�ำนำ้� จะใช้แบตเตอรีใ่ นการขับเคลอ่ื นมอเตอร์ ตา่ ง ๆ ในเรือดำ� น้�ำ แบตเตอรีท่ ี่ใชใ้ นเรือดำ� น�้ำเป็นแบตเตอร่ี
เพือ่ หมุนใบจกั ร อกี ทง้ั แบตเตอรีย่ งั เปน็ แหลง่ พลังงานของ ชนิดตะกว่ั กรด (Lead Acid Battery) ต้องมกี ารเติมน้�ำ
ระบบไฟฟ้าตา่ ง ๆ ในเรอื ซึ่งกระแสไฟฟา้ ที่จ่ายออกมา กล่ันเข้าไปในแบตเตอร่ีเช่นเดียวกับแบตเตอรี่ท่ีใช้งานใน
จากแบตเตอรเ่ี ป็นรปู แบบของไฟฟา้ กระแสตรง (Direct รถยนต์ ตัวอย่างของแบตเตอรที่ ่ีใชใ้ นเรือดำ� น�ำ้ แสดงอยใู่ น
Current : DC) และมคี ่าความต่างศกั ยใ์ นชว่ ง 450 ถึง รูปที่ 1
900 V จะถูกแปลงไปเป็นรูปแบบไฟฟ้ากระแสตรงท่ีมี
ส่วนประกอบท่ีเห็นในรูป 1 แบตเตอร่ที ใ่ี ช้ในเรอื ด�ำนำ้�
ท่ี 1 จะเห็นขวั้ บวก และ ขั้วลบของ
แบตเตอรี่ซ่ึงจะประกอบไปด้วยแกน
4 แกน (Cell Poles) โดยขวั้ บวกจะมี
2 แกน และ ข้วั ลบจะมี 2 แกน ทางดา้ น
บนยังมีอุปกรณ์ตรวจวัดระดับน้�ำกลั่น
(Acid Level Indicator) ช่องเตมิ นำ้�
กล่ันและกรองอากาศชนิดป้องกันการ
ตดิ ไฟ (Service Plug with Flame
Retardant Filter) สว่ นทางด้านล่าง
จะมีแผ่นรองเพ่ือติดต้ังบนรางในห้อง
แบตเตอร่ี
แบตเตอร่ีในเรือด�ำน�้ำน้ันบรรจุอยู่ในห้องแบตเตอร่ี ในหอ้ ง โดยคา่ เฉลี่ยของความตา่ งศกั ย์จะ
แบตเตอร่ปี ระกอบไปด้วยแบตเตอร่ีจ�ำนวนมาก ซ่ึงแต่ละหนว่ ยเรยี กวา่ อยทู่ ี่ 2.4 V ตอ่ เซลล์ แบตเตอร่ยี ่อย
แบตเตอรเ่ี ซลล์ (Battery Cell) ในรปู ที่ 2 และรปู ที่ 3 แสดงใหเ้ หน็ ถึงห้อง สามารถน�ำมาต่ออนกุ รม หรือตอ่ แบบ
เก็บแบตเตอร่ีและแบตเตอรี่เซลล์ในห้องแบตเตอร่ี เซลลจ์ ำ� นวนหนึ่งจะ ขนานในกรณีที่ต้องการกระแสไฟฟ้า
ถูกนำ� มาต่อกนั ในลกั ษณะอนกุ รมเพอ่ื ประกอบเป็นแบตเตอรี่ย่อย (Partial สูง แบตเตอรท่ี กุ เซลล์มเี ซน็ เซอรต์ ่อ
Battery) ซ่ึงเรือแต่ละล�ำจะมีจ�ำนวนแบตเตอร่ีย่อยแตกต่างกันไป อยู่กับเซลล์เพื่อวัดค่าความต่างศักย์
ไฟฟา้ อยู่ตลอดเวลา และจะมบี างเซลล์
ซึ่งกระจายอยู่ในห้องแบตเตอรี่ เซลล์
เหล่านี้จะมีเซ็นเซอร์เพิ่มเติมเพ่ือวัด
อุณหภูม ิ (Pilot Cells) โดยอณุ หภูมิ
ท่ใี ช้งานจะอยใู่ นชว่ ง 0 ºC ถึง 45 ºC
2 หอ้ งเกบ็ แบตเตอรข่ี องเรอื ดำ� นำ้�
ก่อนบรรจแุ บตเตอร่ี
136 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
3 แบตเตอรใ่ี นหอ้ งเกบ็ แบตเตอรข่ี องเรอื ดำ� นำ�้ 4 แบตเตอร่สี วทิ ช์
การเชื่อมต่อพลังงานจากแบตเตอรี่ไป
ยังระบบต่าง ๆ ในเรือ (Load) จะเชอื่ มต่อโดย
สวทิ ช ์ (Switch) และ ตสู้ วทิ ช์ (Switchboard)
ดงั ท่แี สดงในรปู ที่ 4 และ รูปท่ี 5
สวิทช์นอกจากจะท�ำหน้าท่ีตัดต่อ
พลังงานจากแบตเตอรีไ่ ปยงั ระบบตา่ ง ๆ ใน
เรือแล้ว ยังท�ำหน้าท่ีป้องกันในกรณีที่มีการ
เกิดไฟฟ้าลัดวงจรไม่ให้กระแสไฟฟ้าลัดวงจร
ไปทำ� ความเสยี หายกับแบตเตอร่ี ตสู้ วทิ ช์ของ
แบตเตอรี่ยังมีหน้าที่ในการต่อเชื่อมกระแส
ไฟฟา้ จากแหล่งอนื่ ๆ มายังแบตเตอรี่ เช่น
จากบนบก (Shore Connection) จากเครื่อง
ก�ำเนดิ ไฟฟ้า (Charging Generator) ในกรณที ่ี
ตอ้ งการอัดกระแสไฟฟา้ กลบั เข้าไปยังแบตเตอร่ี
5 ตูส้ วทิ ช์ของแบตเตอร่ี 137
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
แบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ�้ และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ้�
การอดั กระแสไฟฟา้ เขา้ ไปในแบตเตอรี่ (Battery Charging) Voltage จะเกดิ ก๊าซจากการชาร์จแบตเตอรี่ ณ จุดน้ี
เรียกวา่ การชาร์จแบตเตอรี่ เชน่ เดยี วกับแบตเตอรี่ การชารจ์ แบตเตอรีจ่ ะเปล่ียนไปเป็นการชาร์จในระดบั 2
ที่ใช้ทั่วไป เช่น ในรถยนต์หรือในโทรศัพท์มือถือ การชาร์จแบตเตอรใ่ี นระดับที่ 1 แสดงอยู่ในรปู ที่ 7
เม่อื แบตเตอรี่ถูกใช้พลงั งานจนพลังงานท่มี อี ยหู่ มดลงต้อง
มีการชาร์จแบตเตอรเี่ พอื่ การใช้งานในคร้ังตอ่ ไป สำ� หรบั
แบตเตอร่ีในเรือด�ำน�้ำสามารถท�ำการชาร์จได้จากสอง
แหลง่ คือ
1. เมื่ออยู่ทีท่ า่ เรอื สามารถใชไ้ ฟฟา้ จากบนบกตอ่
เข้าไปชาร์จแบตเตอรี่ในเรือได้ ท้ังน้ีท่ีท่าเรือต้องมีระบบ
ไฟฟา้ กระแสตรงรองรบั ในการชารจ์ แบตเตอรข่ี องเรอื ดำ� นำ�้
2. เม่ืออยู่ระหว่างการออกปฏิบัติการในทะเล
ในเรือด�ำน้�ำจะมีเคร่ืองก�ำเนิดไฟฟ้าเพ่ือใช้ในการชาร์จ 7 การชาร์จแบตเตอรใ่ี นระดบั ที่ 1
แบตเตอรี่ การชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้เครื่องก�ำเนิดไฟฟ้า
น้ันเรือด�ำน้�ำจะต้องอยู่บนผิวน�้ำ (Surface) หรือด�ำอยู่ การชาร์จในระดบั ท่ี 2 (Stage 2) จะชารจ์ ทีค่ า่
ในความลึกทีส่ ามารถใชก้ ลอ้ ง Periscope (Periscope ความตา่ งศักย์คงที่ซึง่ มีคา่ นอ้ ยกวา่ Gassing Voltage
Depth) เน่อื งจากเครอ่ื งก�ำเนดิ ไฟฟ้าจะถกู ขับเคล่อื นดว้ ย กระแสไฟฟ้าในแต่ละเซลล์จะลดลงเร่ือย ๆ จนถึงจุดที่
เคร่ืองยนต์ดีเซล ดังน้ันจึงต้องใช้อากาศจากภายนอก เรียกว่า Gassing Current ณ จดุ น้ีการชาร์จแบตเตอรีจ่ ะ
โดยดดู อากาศจากบนผิวนำ้� เม่อื เรืออย่บู นผวิ น้ำ� หรือดดู เปลี่ยนไปเปน็ การชาร์จในระดับ 3 การชาร์จแบตเตอรีใ่ น
อากาศจากบนผิวนำ้� ผา่ นท่อ Snorkel (Snorkel Mast) ระดบั ท่ี 2 แสดงอยู่ในรปู ที่ 8
เมือ่ เรือด�ำอยใู่ นความลึกทีส่ ามารถใชก้ ลอ้ ง Periscope
ตวั อยา่ งของท่อ Snorkel แสดงอยใู่ นรปู ที่ 6
8 การชาร์จแบตเตอรใ่ี นระดบั ท่ี 2
การชาร์จในระดบั ท่ี 3 (Stage 3) สามารถทำ� ได้
เมอ่ื เรอื อยู่ทีท่ า่ เรือเทา่ นน้ั การชารจ์ ในระดับนี้ คา่ ความ
6 ท่อ Snorkel ( Snorkel Mast ) ต่างศกั ย์ของแบตเตอรจ่ี ะเพ่มิ ขนึ้ และค่อย ๆ คงที่เม่อื
ชารจ์ ใกล้เตม็ ในขณะทก่ี ระแสจะอยคู่ งที่ ณ จดุ Gassing
การชารจ์ แบตเตอรีใ่ นเรือด�ำน�ำ้ แบง่ ออกเป็น 3 ระดับ คือ Current ในระดับนีค้ า่ ความตา่ งศักยไ์ ฟฟ้าในแบตเตอร่ี
การชารจ์ ในระดับท่ี 1 (Stage 1) จะชารจ์ ที่กระแสไฟฟ้า จะเพม่ิ ข้นึ เกินค่าความตา่ งศักย์ Gassing Voltage ดงั นน้ั
(I) จะมคี ่าสูงและคงทใ่ี นข้นั ตอนนคี้ า่ ความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า จะมกี ารเกิดก๊าซจากการชาร์จแบตเตอรใ่ี นระดบั นี้ การ
(V) ในแบตเตอรจี่ ะเพม่ิ ขนึ้ เรอ่ื ย ๆ จนใกล้ถงึ จดุ ท่เี รยี กว่า ชารจ์ แบตเตอรใี่ นระดับท่ี 3 ใหเ้ ตม็ จะต้องใช้เวลา 10-12
Gassing Voltage ถ้าคา่ ความตา่ งศกั ยเ์ กินค่า Gassing ชั่วโมง การชารจ์ แบตเตอรใี่ นระดับที่ 3 แสดงอย่ใู นรปู ที่ 9
138 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
แบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ�้ และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ�้
2. การชาร์จพลังงานในระดับปานกลาง
(Intermediate Charge) เป็นวิธีการชาร์จแบตเตอรี่
ท่ีท�ำให้พลังงานในแบตเตอร่ีสามารถกลับคืนมาเกือบ
ถงึ 100 % การชารจ์ แบตเตอร่ีในวธิ ีนีจ้ ะท�ำได้ใน 2
ลกั ษณะคอื สามารถท�ำการชาร์จแบตเตอร่ีจนถึงช่วง
ปลายของการชาร์จในระดบั ท่ี 2 ซง่ึ เรียกว่าการชารจ์ ใน
ลกั ษณะมาตรฐาน (Standard) หรือสามารถทำ� การชารจ์
แบตเตอรตี่ อ่ จากช่วงปลายของการชาร์จในระดับที่ 2 ไป
9 การชารจ์ แบตเตอรี่ในระดับที่ 3 อกี 2 ชั่วโมง เรียกวา่ การชาร์จในลกั ษณะสงู สดุ (Maximal)
ซึ่งจะกระท�ำการชาร์จในลักษณะสูงสุดน้ีทุก 2 สัปดาห์
คา่ Gassing Voltage จะมคี ่าแตกตา่ งไปตาม การชาร์จพลังงานในระดับปานกลางแสดงอยู่ในรูปท่ี11
อุณหภูมิของน้�ำกรดในแบตเตอร่ี นอกจากระดับใน
การชารจ์ แบตเตอรีแ่ ล้ว การชารจ์ แบตเตอรยี่ งั มีวิธกี าร
ชารจ์ ที่แตกต่างกัน ซ่ึงจะขึ้นอยู่กับสถานการณ์และช่วง
เวลาที่เออื้ อ�ำนวย เช่น ระหว่างการปฏิบตั กิ ารเวลาท่ี
สามารถขน้ึ มาอยใู่ นความลึกทส่ี ามารถใช้ทอ่ Snorkel ได้
หรือ เวลาทีเ่ รอื อยบู่ นผิวนำ้� วิธีการชารจ์ สามารถแบ่งเปน็
4 วิธี คอื
1. การชาร์จพลังงานเพียงบางส่วน (Partial
Charge) เป็นวธิ ีการชารจ์ แบตเตอรี่ที่กระทำ� บ่อยมาก
ที่สุดในระหว่างการปฏิบัติการ การชาร์จแบตเตอรี่วิธีน้ี
11จะเร่ิมจากการชารจ์ ในระดบั ที่ 1 ซึ่งสามารถหยดุ ได้ ณ
เวลาใด ๆ ข้ึนอยู่กบั เวลาทอี่ ำ� นวยในการปฏิบัติการของ การชารจ์ พลงั งานในระดบั ปานกลาง
(Intermediate Charge)
เรือดำ� นำ�้ เชน่ หากเวลาทเี่ รือสามารถขึ้นมาอยทู่ ค่ี วามลึกที่
สามารถใช้ท่อ Snorkel ได้มนี ้อย ก็ใชเ้ วลาอันจำ� กดั ที่มใี น 3. การชาร์จพลังงานในระดับเต็ม (Full
การชารจ์ พลงั งานเพยี งบางสว่ น และขึ้นอยู่กบั สภาวะของ Charge) เป็นวิธีการชาร์จแบตเตอร่ีท่ีท�ำให้พลังงานใน
แบตเตอร่กี ่อนท�ำการชาร์จ หากพลังงานถูกใช้ไปมากก็ แบตเตอรี่สามารถกลับคืนมาจนเต็มความจุของแบตเตอร่ี
ต้องใช้เวลาในการชาร์จนาน หากเวลามีเพียงพอควรจะ การชาร์จพลังงานในระดับเต็มจะท�ำการชาร์จแบตเตอร่ี
ชาร์จแบตเตอรจี่ นถงึ ช่วงกลางของการชาร์จในระดับท่ี 2 จนถึงการชาร์จในระดับที่ 3 เม่ือแบตเตอร่ีถูกชาร์จจน
การชารจ์ พลังงานเพียงบางส่วนแสดงอยใู่ นรปู ท่ี 10 ไดร้ ับพลังงานใกลเ้ ต็มความจุของแบตเตอร่ี คา่ ความต่าง
ศกั ยใ์ นแตล่ ะเซลลจ์ ะเร่มิ มีค่าคงท่ี การส้ินสุดการชารจ์
พลังงานในระดบั เต็มจะดจู ากจุดสำ� คญั คือ หากในระยะ
เวลา 2 ช่ัวโมงของชว่ งปลายการชาร์จในระดบั ที่ 3 เมอ่ื
ค่าความต่างศักย์ของแต่ละเซลล์มีค่าคงที่ สามารถสิ้น
สดุ การชารจ์ พลงั งานในระดับเต็มได้ คา่ ความต่างศกั ย์ใน
การชารจ์ แบตเตอรีจ่ ะลดลงตามอณุ หภูมิ คือ จะลดลง
5 mV/ ºC/เซลล์ การชาร์จพลังงานในระดับเตม็ จะใชเ้ วลา
10 การชาร์จพลังงานเพยี งบางสว่ น (Partial Charge) 10 -18 ชวั่ โมง การชารจ์ พลงั งานในระดบั เตม็ แสดงอยใู่ นรปู ท่ี 12
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 139
แบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ�้ และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ�้
แบตเตอร่ีหากตอ้ งท�ำโดยไม่มีระบบอตั โนมัตมิ าช่วยเหลือ
ในการท�ำงานจะต้องเสียเวลามาก มีความเสี่ยงต่อการ
เกดิ ความผิดพลาด หรือไมส่ ามารถกระท�ำไดเ้ ลย เช่น การ
วัดคา่ ความต่างศักยไ์ ฟฟ้าในทุกเซลล์ของแบตเตอร่ี ดงั นั้น
จึงจ�ำเป็นต้องมีระบบช่วยในการท�ำงานของแบตเตอร่ี
ประกอบดว้ ย
1. ระบบตรวจการท�ำงานของแบตเตอร่ี
(Battery Monitoring System) ดงั ท่กี ลา่ วข้างต้น
12 เซ็นเซอร์จะถกู ตดิ ต้ังเพ่อื วดั ค่าความตา่ งศักยแ์ ละบางเซลล์
การชาร์จพลงั งานในระดับเต็ม (Full Charge) จะมเี ซ็นเซอรเ์ พื่อวัดอณุ หภูมิ หากคา่ ความตา่ งศกั ย์น้อย
กว่าคา่ ที่ใชง้ านได้ หรือคา่ อณุ หภูมสิ ูงกว่าค่าปกติระบบ
4. การชาร์จพลังงานให้แต่ละเซลล์มีพลังงาน ตรวจการท�ำงานของแบตเตอร่ีก็จะส่งสัญญาณเตือน
ใกล้เคียงกัน (Equalizing Charge) เป็นการชาร์จ (Warning and Alarm) ส�ำหรบั เซ็นเซอร์ทีใ่ ช้ในการวัด
แบตเตอร่ีให้แต่ละเซลล์มีระดับพลังงานท่ีใกล้เคียงกัน กระแสไฟฟ้า จะทำ� การวดั กระแสของแบตเตอรีย่ ่อยแตล่ ะ
การชาร์จแบตเตอรี่โดยวิธีนี้จะเริ่มข้ึน 1 ชั่วโมงหลังการ กลมุ่ เซลล์ เซน็ เซอร์และตวั รับสญั ญาณจากเซ็นเซอร์ (Data
ชาร์จในระดับที่ 3 โดยจะมีวงรอบการชารจ์ ดังนี้ คือจะ Transmit and Receiver) จะถกู ตดิ ต้งั อยู่ในหอ้ งแบตเตอรี่
ทำ� การชารจ์ ทรี่ ะดบั กระแสไฟฟา้ ท่ีทำ� ให้เกิดกา๊ ซ (Gassing เซ็นเซอร์ท่ีใช้เพื่อวัดค่าความต่างศักย์จะส่งสัญญาณผ่าน
Current) เปน็ ระยะเวลา 2 ชว่ั โมงและหยุดพัก 1 ช่วั โมง สายสญั ญาณ เซ็นเซอรท์ ีใ่ ชเ้ พ่ือวดั อณุ หภมู จิ ะส่งสัญญาณ
คิดเปน็ 1 วงรอบ จะทำ� การชาร์จวธิ ีน้ที ้งั หมด 5 วงรอบ แบบไร้สาย (Wireless) เซน็ เซอร์และตวั รบั สญั ญาณจะ
เพื่อให้พลังงานในแต่ละเซลล์มีระดับพลังงานใกล้เคียง รับสัญญาณผ่านทางการแพร่คลื่นในอากาศจากเซ็นเซอร ์
กัน การชาร์จพลังงานใหแ้ ต่ละเซลล์มพี ลงั งานใกล้เคียงกัน เซ็นเซอร์ทใ่ี ชเ้ พอื่ วดั อณุ หภมู ิ ตวั รบั สัญญาณและเซน็ เซอร์
แสดงอย่ใู นรปู ที่ 13 วัดค่าความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าแสดงอยู่ในรูปท่ี
14 15 16 17
14 เซ็นเซอร์ส�ำหรับวดั อุณหภูมิ
13 การชารจ์ พลงั งานให้แต่ละเซลล์มีพลงั งาน 15 ตัวรบั สญั ญาณจากเซ็นเซอร์สำ� หรับวัดอุณหภมู ิ
ใกล้เคยี งกนั (Equalizing Charge)
ระบบช่วยการท�ำงานของแบตเตอรี่
การทำ� งานของแบตเตอรใ่ี นเรอื ดำ� นำ�้ นน้ั แบตเตอร่ี
จ�ำนวนหลาย ๆ เซลล์ถูกบรรจุอยู่ในห้องแบตเตอร่ีที่มี
พืน้ ทีอ่ ันจ�ำกัด มพี น้ื ที่ส�ำหรบั ผปู้ ฏิบัติการเพือ่ เขา้ ไปท�ำการ
16บำ� รุงดแู ลรักษาไม่มาก ประกอบด้วยงานบางอย่างในห้อง
เซน็ เซอรส์ ำ� หรบั วดั คา่ ความตา่ งศกั ยแ์ ละกระแสไฟฟา้
140 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
แบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ้� และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ�้
ซ่ึงนอกจากจะแสดงผลของค่าที่วัดได้และ
สัญญาณเตอื นต่าง ๆ แลว้ บนจอแสดงผลยังสามารถ
เลอื กให้แสดงผลอ่นื ๆ เชน่ จ�ำนวนพลังงานที่ถูกใช้ไปใน
แบตเตอร่ี เวลาที่เหลืออยู่ท่ีสามารถใช้แบตเตอรี่ได้ใน
อัตราสิ้นเปลืองพลังงาน ณ เวลาปัจจุบัน เวลาท่ีต้องใช้ใน
การชาร์จแบตเตอรี่จนเตม็ รปู ของจอแสดงผลและตวั อยา่ ง
ของผลบนจอแสดงอยู่ในรปู ท่ี 18
17สายตอ่ จากขวั้ แบตเตอรี่ (ในวงกลมสแี ดง) ไปยงั 18 รปู ของจอแสดงผลและตวั อยา่ งของผลบนจอ
เซน็ เซอรส์ ำ� หรบั วดั คา่ ความตา่ งศกั ยแ์ ละกระแสไฟฟา้
นอกจากน้ียังมีเซ็นเซอร์เพื่อวัดค่ากระแสไฟฟ้า
ของแตล่ ะแบตเตอรย่ี อ่ ยเชน่ กนั ถา้ กระแสไฟฟ้าของแตล่ ะ
แบตเตอร่ยี ่อยไม่อยู่ในช่วงของค่าปกติ เช่น ระบบตรวจ
การท�ำงานของแบตเตอร่ีก็จะส่งสัญญาณเตือนให้ทราบ
เช่นกัน โดยค่าทว่ี ัดไดแ้ ละสัญญาณเตือนจะถกู สง่ ไปยัง
จอแสดงผล (Monitor)
2. ระบบระบายความร้อนของแบตเตอรี่ ระบบ แบตเตอรี่มีอุณหภูมิสูงเกินช่วงท่ีเป็นอุณหภูมิใช้งานของ
น้�ำกล่ัน และระบบวัดค่าความน�ำไฟฟ้าของน�้ำกล่ัน แบตเตอรี่ ซงึ่ ไม่ควรเกนิ 30ºC และเพ่ือให้สามารถชารจ์
(Battery Cooling System Distillated Water and แบตเตอร่ีไดจ้ นเต็มประสทิ ธิภาพ ระบบระบายความรอ้ น
Conductivity Measuring System) ของแบตเตอรจ่ี ึงถกู นำ� มาใช้ ซึ่งระบบดงั กล่าวจะใชน้ �้ำกล่ัน
เมอื่ มกี ารชารจ์ หรอื มกี ารใชพ้ ลงั งานจากแบตเตอรี่ เพื่อดับความร้อนโดยจะมีท่อต่อน�้ำกลั่นเข้าทางข้ัวของ
จะเกิดความร้อนท�ำให้อุณหภูมิในแบตเตอรี่มีค่าสูงข้ึน แบตเตอร่ีซ่ึงแบตเตอร่ีของเรือด�ำน้�ำจะมีขั้วบวกสองขั้ว
ตอ้ งมกี ารระบายความรอ้ น และในการชารจ์ แบตเตอร่จี น และข้วั ลบสองข้วั อยบู่ นเซลลแ์ บตเตอรี่ โดยขัว้ บวกทั้งสอง
เต็มแบตเตอรี่ทุกเซลลจ์ ะตอ้ งมอี ณุ หภูมิท่เี ทา่ กนั ซึง่ โดย จะเช่ือมต่อกนั และ ขวั้ ลบทง้ั สองก็เช่อื มตอ่ กนั เช่นกนั ใน
ปกตเิ ซลลแ์ บตเตอรี่ทอี่ ยู่บริเวณมมุ หอ้ งแบตเตอรี่ และ แกนกลางของข้ัวจะมีท่อเดินเข้าไปในเซลล์ของแบตเตอรี่
เซลล์แถวริมรอบห้องแบตเตอร่ีจะมีอุณหภูมิต�่ำกว่าเซลล์ เม่ือน�้ำกล่ันได้เข้าไปลดอุณหภูมิในเซลล์แล้วก็จะออกมา
แบตเตอรีท่ ่อี ย่ใู นบรเิ วณกลางหอ้ ง หากมีความแตกตา่ ง ทางอีกข้ัวหน่ึง ตัวอย่างของการไหลของน้�ำกล่ันเข้าข้ัว
ในอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอร่ีมากจะไม่สามารถชาร์จ ของเซลล์แบตเตอร่ีแสดงในรูปที่ 19
แบตเตอรจ่ี นมพี ลงั งานเตม็ ทกุ เซลล์ได้ ดังนนั้ เพื่อไม่ให้
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 141
แบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ้� และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ้�
19 ตวั อยา่ งของการไหลของนำ้� กลนั่ เขา้ ขว้ั ของเซลลแ์ บตเตอร่ี
ทุกเซลลข์ องแบตเตอรี่จะมรี ะบบดับความร้อนของแบตเตอรี่ตอ่ 20 Ion Exchanger
อยเู่ พื่อใหน้ �้ำกลัน่ สามารถเขา้ ไปในแต่ละเซลล์ ระบบจะใช้อากาศอดั ทีม่ ี
ความดนั 3 bar เพื่อใหน้ �้ำกล่ันไหลวนเข้าไปในเซลล์ เมอ่ื น้ำ� กล่นั รับความ
รอ้ นภายในเซลล์แล้วน�้ำกล่ันทมี่ อี ุณหภูมสิ ูงจะถูกนำ� ไปลดอุณหภูมิโดยใช้
นำ้� ทะเล เน่อื งจากระบบดับความรอ้ นของแบตเตอรี่ต้องมีการสมั ผัสของน้�ำ
กล่ันกับข้วั ของแบตเตอร่จี ึงต้องมกี ารวัดคา่ ความน�ำไฟฟ้าของน�้ำกลัน่ ค่า
ปกติจะอยูท่ ่รี ะดบั ไม่เกนิ 10 µS ถ้ามคี ่าสูงเกนิ นีน้ ำ้� กลัน่ จะถูกน�ำไปลดค่า
ความนำ� ไฟฟ้าโดยอุปกรณ์ท่ีเรียกว่า Ion Exchanger ในรปู ท่ี 20 ก่อนจะนำ�
กลับมาใชใ้ นระบบดบั ความร้อนของแบตเตอร่ตี ่อไป
เม่อื ระดับน�้ำกรดในเซลลแ์ บตเตอรม่ี ีระดบั ต�่ำกว่าคา่ ปกติโดยแตล่ ะเซลลจ์ ะมีชอ่ งแสดงระดับและชอ่ งเตมิ น�้ำ
กล่นั ในแบตเตอร่ี รูปท่ี 21 แสดงตัวอย่างของช่องส�ำหรับแสดงระดับและเติมน�้ำกลั่นในแบตเตอรี่ นอกจากน้ีน�้ำกลั่น
ยังถูกนำ� มาใช้ เพ่อื ทำ� ความสะอาดแบตเตอรีใ่ นห้องแบตเตอร่ีอีกดว้ ย
21
ชอ่ งสำ� หรบั แสดง
ระดบั และเตมิ นำ�้
กลน่ั ในแบตเตอร่ี
142 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
แบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ้� และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ�้
หลังจากน้�ำกลั่นดูดซับความร้อนจาก
ภายในแบตเตอรี่แล้ว หากอุณหภูมิของน�ำ้ กล่นั
มีค่าเกิน 33 ºC น้�ำกลั่นจะถูกน�ำไปดับความ
ร้อนโดยน้ำ� ทะเลอกี ทีหนง่ึ ก่อนนำ� วนกลบั ไป
ดดู ซบั ความรอ้ นในแบตเตอรี่ โดยน้�ำกลน่ั จะถูก
นำ� ไปผา่ นถงั ดบั ความร้อนแบตเตอรี่ (Battery
Cooler) ในรูปที่ 22 เพ่ือดับความร้อนโดย
นำ้� ทะเล น้�ำทะเลจะถูกปมั๊ สบู เขา้ มาในถังดับ
ความร้อนของแบตเตอร่ี เพอ่ื ดดู ซบั ความรอ้ น
จากน้�ำกล่ันและถูกสูบออกไปยังภายนอก
22 ถงั ดบั ความรอ้ นแบตเตอรี่ (Battery Cooler)
3. ระบบการไหลวนของนำ้� กรดใน 23 แผนภาพแสดงการไหลวนของนำ้� กรด
เซลลแ์ บตเตอรี่ (Acid Circulation System)
ถ้าน้�ำกรดในเซลล์แบตเตอรี่มีการ ใ4น. กราะรบชบารก์จาแรกบำ�ตจเดตั กอา๊รซใี่ นไฮรโะดดรบั เจทน่ี 3(H(C2 hEalirmgiinngatSiotangeSy3s)teหmร)ือ
ตกตะกอนประสิทธิภาพในการคายพลังงาน
ของเซลลแ์ บตเตอร่ีจะลดลง ดังน้ันจึงตอ้ งมี เม่ือแบตเตอรี่มีการคายพลังงานจะมีการเกิดก๊าซไฮโดรเจนขึ้น
การป้องกันไม่ให้เกิดการตกตะกอนของ เน่ืองจากกา๊ ซไฮโดรเจนมีความไวไฟจงึ เป็นอนั ตรายอย่างยิ่งโดยเฉพาะ
น้�ำกรด โดยแต่ละเซลลจ์ ะมีทอ่ ต่ออากาศ ในระบบอากาศปดิ เช่นเรอื ด�ำน้�ำ จึงจำ� เปน็ ต้องมกี ารนำ� ระบบการก�ำจดั
อัด ท่อน้ีจะต่อลงไปยังด้านล่างของเซลล์ ก๊าซไฮโดรเจนมาใช้ ระบบนป้ี ระกอบไปดว้ ยอปุ กรณห์ ลัก คอื ตวั เร่ง
แบตเตอร่ี อากาศอดั จะลงไปคนใหน้ �ำ้ กรด ปฏิกิริยา ( Catalytic ) ตัวอยา่ งอยู่ในรูปท่ี 24
เกิดการไหลวนโดยฟองอากาศทีอ่ อกจากท่อ
จะลอยขึ้นบนผิวน�้ำกรดและถูกระบายออก วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 143
จากเซลล์แบตเตอร่ีมายังอากาศในตัวเรือ
แผนภาพแสดงการไหลวนของน้�ำกรดแสดง
อยใู่ นรูปท่ี 23
อากาศอัดน้ีจะถูกส่งมาจากเคร่ือง
อัดอากาศ (Air Compressor) ซึ่งใช้เฉพาะ
ส�ำหรบั ระบบการไหลวนของน�้ำกรด และจะ
มีความดันอากาศในท่ออยู่ที่ 1.3 bar โดย
แต่ละเซลลจ์ ะใช้อากาศอดั 45-105 ลิตรต่อ
ชั่วโมงข้ึนอยู่กับสถานภาพวา่ เซลล์แบตเตอรี่
มีการใช้งานอยู่อย่างไร หรืออยู่ในช่วง
การชาร์จแบตเตอรี่ เมื่อฟองอากาศลอย
ออกจากแบตเตอรี่ กจ็ ะกลับเขา้ มารวมกับ
อากาศในตวั เรือต่อไป
แบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ�้ และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ้�
การท�ำงานคือ เมอื่ กา๊ ซไฮโดรเจนเขา้ มาสัมผสั กบั
ตัวเร่งปฏกิ ริ ยิ า กา๊ ซไฮโดรเจนจะถกู รวมกับกา๊ ซออกซเิ จน
ทม่ี ีอย่ใู นตวั เรือด�ำน�้ำ และรวมกันกลายเป็นไอน้�ำ ตวั เร่ง
ปฏิกริ ิยามีลกั ษณะเปน็ ตะแกรง และติดตงั้ กระจายอยู่ใน
เรอื ด�ำนำ�้ ระบบนไ้ี ม่ตอ้ งใชพ้ ลงั งานในการสรา้ งปฏกิ ริ ยิ าจึง
ไม่มีการสูญเสียพลังงานจากแบตเตอร่ี
5. ระบบช่วยในการบ�ำรุงรักษา ใช้งาน และ
เปล่ียนแบตเตอร่ี (Battery Servicing System)
เนื่องจากหอ้ งแบตเตอรเ่ี ป็นห้องท่ีมพี ้ืนทีจ่ ำ� กัด การเขา้ ไป
บำ� รงุ รักษาใช้งานกระท�ำไดย้ าก จึงจ�ำเป็นต้องมีระบบชว่ ย
ในการบ�ำรุงรักษาใช้งาน และเม่ือจ�ำเป็นต้องมีระบบ
ช่วยในการเปลี่ยนแบตเตอรี่ ในการบ�ำรุงรักษาในห้อง 24 ตวั เรง่ ปฎกิ ริ ยิ า ( Catalytic )
แบตเตอร่ีจะมีรถเลื่อน (Trolley) พาดอยู่บนเซลล์
แบตเตอรซี่ ง่ึ อยกู่ ลางหอ้ งดังท่ีแสดงในรูปท่ี 25
25 รถเลอื่ น (Trolley) ในหอ้ งแบตเตอร่ี
ผู้ปฎิบัติงานสามารถใช้รถเลื่อนเพ่ือเข้าไป ตามแนวยาวของตวั เรอื ทงั้ สองข้างจะมรี างเพื่อใหค้ านของ
บ�ำรุงรักษา เช่น เติมน้�ำกล่ัน หรือ ท�ำความสะอาด เครนพาดทางปลายทั้งสองในแนวขวาง คานของเครนจะ
เซลล์แบตเตอรี่ต่างๆ ในห้องแบตเตอรี่ได้ ในการเปล่ียน สามารถเคล่ือนทต่ี ลอดแนวยาวของหอ้ งแบตเตอรี่ โดยจะ
แบตเตอร่ี เมื่อมีการน�ำเซลล์แบตเตอรี่ลงไปติดตั้งในห้อง มีรอกเพ่ือยกเซลล์แบตเตอร่ีไปยังต�ำแหน่งต่าง ๆ ในห้อง
แบตเตอรี่ทางเข้าออกของเซลล์แบตเตอร่ีมีอยู่ช่องทาง โดยจะติดตั้งเซลล์เร่ิมจากริมทั้งสองข้างมายังกลางห้อง
เดียวซึ่งพอดีกับเซลล์หน่ึงเซลล์และต�ำแหน่งของช่องทาง แบตเตอรี่ ดังน้ันหากต้องการเปลี่ยนเซลล์ที่อยู่ด้านใน
น้ีจะอยู่บริเวณกลางห้องแบตเตอรี่ ดังน้ันเม่ือน�ำเซลล์ ต้องมีการยกเซลล์แบตเตอร่ีที่อยู่ตรงกลางห้องออก และ
แบตเตอรล่ี งไปติดต้ังในห้องแบตเตอรีเ่ ซลล์ทีอ่ ยดู่ า้ นริมจะ เซลลแ์ บตเตอร่ีที่อยู่ถัดไปเรื่อย ๆ จนถึงเซลล์ท่ีต้องการ
ถูกน�ำลงไปกอ่ น การเคลอื่ นเซลล์แบตเตอร่จี ากกลางหอ้ ง เปล่ียนเครนและตัวอย่างการยกเซลล์แบตเตอรี่แสดงใน
ไปยังริมห้องจ�ำเป็นต้องใช้เครน ซ่ึงเครนน้ีมีลักษณะเป็น รูปท่ี 26 และ รูปที่ 27
คานแบบตดิ ตัง้ ชั่วคราว โดยทางด้านรมิ ของห้องแบตเตอร่ี
144 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
แบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ้� และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ้�
26 เครนสำ� หรบั ยกเซลลแ์ บตเตอร่ี
27 การบรรจเุ ซลลแ์ บตเตอรโ่ี ดยใชเ้ ครน
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 145
แบตเตอรเ่ี รอื ดำ� นำ้� และระบบชว่ ยในการทำ� งานของแบตเตอรเี่ รอื ดำ� นำ้�
บทสรปุ
ท่ีกล่าวมาขา้ งต้นเป็นระบบการทำ� งานและระบบช่วยในการทำ� งานของแบตเตอรใี่ นเรือดำ� นำ้� ซ่ึงเปน็ ลกั ษณะ
เฉพาะส�ำหรับเรือด�ำน้�ำดีเซลไฟฟ้าซึ่งใช้พลังงานจากแบตเตอร่ีเป็นหลัก ในการออกแบบระบบเหล่าน้ีจ�ำเป็นต้อง
พิจารณาถึงขอ้ จ�ำกดั ท้งั ในดา้ นพน้ื ท่ีปฏบิ ัติงานในเรือ ความสามารถในการควบคมุ ใช้งานไดโ้ ดยกำ� ลังพลที่มีจ�ำนวนจ�ำกัด
และการปฏิบัติการของเรือด�ำน้�ำซึ่งเวลาในการปฏิบัติภารกิจจะอยู่ใต้น้�ำเป็นหลัก
เอกสารอ้างอิง
1. http://www.systems-sunlight.com/
2. Schnell, A. Battery Monitoring System [PowerPoint Slides]. Presented at Submarine Technology
and Knowledge Training for Royal Thai Navy, ThyssenKrupp Marine Systems, Kiel, Germany, July ,4
2013.
3. Schnell, A. Battery Cooling System[PowerPoint Slides]. Presented at Submarine Technology and
Knowledge Training for Royal Thai Navy, ThyssenKrupp Marine Systems, Kiel, Germany, July 2013 ,4.
4. Schnell, A. Acid Circulating System [PowerPoint Slides]. Presented at Submarine Technology and
Knowledge Training for Royal Thai Navy, ThyssenKrupp Marine Systems, Kiel, Germany, July 2013 ,4.
5. Schnell, A. Battery Service System [PowerPoint Slides]. Presented at Submarine Technology and
Knowledge Training for Royal Thai Navy, ThyssenKrupp Marine Systems, Kiel, Germany, July 2013 ,4.
146 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การใชเ้ ทคโนโลยเี ครอ่ื งยนตส์ เตอรล์ งิ กบั ระบบ AIP ในเรอื ดำ� นำ้�
การใชเ้ ทคโนโลยเี ครอ่ื งยนตส์ เตอรล์ งิ
กบั ระบบ AIP ในเรอื ดำ� นำ�้
นาวาเอก ชลมั พ์ โสมาภา
หวั หน้าแผนกเคร่ืองกล กองออกแบบกลจกั ร
กรมแผนการชา่ ง กรมอทู่ หารเรอื
เ ปน็ ทท่ี ราบกนั ดวี า่ มแี นวความคดิ ทจ่ี ะมเี รอื ดำ� นำ้� ขอ้ มลู เรอ่ื งเรอื ดำ� นำ�้ ไว้ จงึ เปน็ ความจำ� เปน็ ของกรมอทู่ หารเรอื
ไว้ใช้ในกองทัพเรืออีกครั้งหน่ึง เพราะเรือด�ำน้�ำไม่ว่าจะ จะเป็นหน่วยงานหลักท่ีท�ำหน้าท่ีซ่อมแซมบ�ำรุงรักษา
เป็นประเทศใดก็ตามหากมีไว้ในครอบครองแล้วจะเป็น เรอื ด�ำนำ้� หากจะตอ้ งมีเรือด�ำน�ำ้ ไวใ้ ช้งานขน้ึ มาจรงิ ๆ สัก
ยุทโธปกรณ์ท่ีมีคุณค่าทางยุทธการสูงในทางทหารและ วันหน่ึงในอนาคตก็เป็นได้ ในบทความนีใ้ นฐานะท่ผี ู้เขยี น
ปจั จุบันเรือด�ำน้�ำกก็ �ำลังเปน็ ทีต่ ้องการของบรรดาประเทศ ท�ำงานอยู่ในกรมอู่ทหารเรือและเก่ียวข้องกับงานทางด้าน
เพื่อนบ้านของเราอีกหลายประเทศซ่ึงบางประเทศ เทคนคิ ที่เกยี่ วข้องกบั ระบบเครื่องยนตก์ ลไกต่าง ๆ ในเรอื
ก็มีการจัดหาเรือด�ำน้�ำไว้ใช้แล้วไม่ว่าจะเป็นประเทศ จึงอยากจะขอน�ำเสนอเนื้อหาเฉพาะในด้านเทคโนโลยีท่ี
มาเลเซยี อนิ โดนเี ซยี หรอื แมแ้ ตพ่ มา่ กก็ ำ� ลงั มกี ารเตรยี ม น่าสนใจในเรือด�ำน�้ำซึ่งผู้ผลิตเรือด�ำน้�ำให้ความส�ำคัญเป็น
การจัดหาเรือด�ำน�้ำไว้ใช้งานแล้วเช่นกันสักวันหน่ึงใน พิเศษ ซ่ึงกค็ ืออปุ กรณท์ ่จี ะช่วยใหเ้ รือดำ� นำ้� มีความสามารถ
อนาคตหากรัฐบาลเห็นความส�ำคัญของการมีเรือด�ำน้�ำไว้ ในการปฏบิ ตั กิ ารใตน้ ำ้� ทยี่ าวนานขน้ึ โดยไมจ่ ำ� เปน็ ตอ้ งขนึ้ มา
ใช้และประชาชนจะมีความเข้าใจมากขึ้นถึงความต้องการ ที่ผวิ นำ้� เป็นระยะเวลาทีย่ าวนาน ซงึ่ กค็ ือระบบสนบั สนนุ
ของกองทัพเรือในการมีเรือด�ำน้�ำไว้ใช้เพ่ือปกป้องคุ้มครอง การขบั เคลอ่ื นเรอื ดำ� นำ�้ แบบไมต่ อ้ งอาศยั อากาศ หรอื ทเ่ี รยี ก
ผลประโยชน์ของชาติทางทะเลได้กองทัพเรือก็อาจมี เป็นภาษาอังกฤษวา่ ระบบ Air Independent Propulsion
เรอื ดำ� นำ�้ เหมอื นประเทศเพื่อนบ้านของเราบา้ งกไ็ ด้ การมี (AIP) นั่นเอง
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 147
การใชเ้ ทคโนโลยเี ครอื่ งยนตส์ เตอรล์ งิ กบั ระบบ AIP ในเรอื ดำ� นำ้�
การพฒั นาระบบ AIP นเ้ี กดิ ขนึ้ มาตงั้ แต่สมยั หรือความร้อนจากเครื่องยนต์ สง่ ผลใหเ้ กดิ ความพยายาม
สงครามโลกครง้ั ทส่ี องแลว้ ซงึ่ ในสมยั นนั้ เรอื ดำ� นำ�้ เครอื่ งยนต์ หาแนวทางและวธิ กี ารในการท�ำให้เรือด�ำน้�ำสามารถดำ� อยู่
ดีเซลจะต้องขึ้นมาท่ีผิวน�้ำอยู่บ่อยครั้งในระหว่าง ใตน้ �ำ้ และปฏิบัติงานใต้นำ�้ ได้ยาวนานข้ึน นจี่ งึ เปน็ เหตผุ ล
การท�ำสงคราม เพ่ือทำ� การ Recharge แบตเตอรี่ด้วย ส�ำคญั ที่ท�ำไมระบบ AIP ถึงได้รับการพฒั นาข้นึ มา นบั
การเดินเครื่องยนต์ที่ผิวน้�ำเพราะต้องอาศัยอากาศในการ ตง้ั แตย่ คุ สงครามโลกครง้ั ท่สี องจวบจนปัจจุบนั น้ี ระบบ Air
ท�ำงานผลิตกระแสไฟฟ้าและเก็บบรรจุไว้ในแบตเตอรี่ Independent Propulsion ได้รบั การพฒั นาข้นึ ไปอย่าง
ใช้ในระหว่างการด�ำใต้น้�ำ ซึ่งปัญหาท่ีเกิดขึ้นก็คือเม่ือ รวดเร็วจากหลายประเทศโดยเฉพาะจากประเทศ
เรือด�ำน�้ำโผลข่ ึ้นมาลอยอยูเ่ หนอื ผวิ นำ�้ หรอื ก�ำลังดำ� ใต้น้�ำ ในสหภาพยุโรปหรือประเทศสหรัฐอเมริกาก็มีการคิดค้น
แบบ Snorkeling ก็ตามอาจจะเกิดความเสี่ยง ระบบ AIP ขน้ึ มาแบบต่าง ๆ กนั ไปซง่ึ จะสามารถจำ� แนก
ตอ่ การตรวจจบั จากเรอื ของฝา่ ยขา้ ศึกได้ จากคล่นื ที่ผิวนำ�้ ระบบ AIP แบบตา่ ง ๆ ไดด้ ังน้ี
ชนิดของระบบ AIR INDEPENDENT PROPULSION ท่ี การระเหยหรอื เกดิ การเดอื ดอย่างรวดเรว็ ในทส่ี ุดกย็ กเลกิ
มใี ช้ในปจั จบุ นั การใชง้ านในปี ค.ศ. 1970 แมว้ า่ ระบบ AIP แบบ CCD จะ
a) ระบบพลงั งานนวิ เคลยี ร์ (Nuclear Propulsion) เป็นเทคโนโลยีที่ง่ายแต่ความทา้ ทายทยี่ ากกค็ อื การจัดเกบ็
พลังงานนิวเคลยี ร์เป็นชนิดของ AIP ที่สามารถ ออกซิเจนให้มีความปลอดภัยและมีความเสี่ยงต�่ำในการ
ท�ำใหเ้ รอื ด�ำน�้ำด�ำอย่ใู ตน้ ้�ำได้นานทีส่ ดุ แตม่ ีราคาสงู มาก ใช้งาน เชื้อเพลงิ เหลวทมี่ คี วามเสถยี ร และสามารถสลาย
และไม่เหมาะสมกับสถานการณ์โลกที่มีความเปราะบาง ตัวแบบเรง่ ปฏกิ ิรยิ า จงึ เป็นทางเลอื กที่ดที ่ีสุดสำ� หรบั ระบบ
ด้านการใช้นิวเคลียร์เป็นอย่างมากท้ังในแง่ทางการเมือง CCD ในปัจจุบันระบบ AIP แบบ CCD ทีผ่ ลิตขึน้ โดยบรษิ ทั
และในด้านความปลอดภัยและการควบคุมดูแลรักษา Thyssen Marine Systems จากประเทศเยอรมนจี ะมี
b) ระบบดเี ซลแบบวัฏจกั รวงจรปดิ (Closed การใช้เชือ้ เพลงิ ดีเซล LOX และอารก์ อนเปน็ ส่วนประกอบ
Cycle Diesel Systems; CCD) ของระบบ
ในระบบ CCD จะมกี ารจดั เกบ็ ออกซิเจนสำ� หรับ c) ระบบเทอร์ไบน์แบบวัฏจักรวงจรปิด
ใช้ในการท�ำงานของเคร่ืองยนต์ดีเซลเม่ือเรือด�ำน�้ำ (Closed Cycle Steam Turbine)
อยใู่ ตน้ ำ้� เทคโนโลยนี ไ้ี ดร้ บั การทดสอบในเบอ้ื งตน้ โดยกองทัพ ระบบ AIP วฏั จกั รเทอร์ไบน์แบบวงจรปดิ เมื่อ
เรือนาซี ของประเทศเยอรมนี (Kriegsmarine) และถูกน�ำ เปรียบเทียบกับระบบนิวเคลียร์ในด้านความร้อน
มาใช้ในภายหลังโดยกองทัพเรือของสหภาพโซเวียตใน แล้วอาจมีคุณสมบัติดีเทียบเท่าในการผลิตไอน้�ำผ่าน
เรือ Quebec Class จำ� นวน 30 ล�ำ ระบบ AIP แบบน้ี กงั หันเคร่ืองก�ำเนิดไฟฟา้ หรอื ระบบเทอร์โบไดรฟเ์ พือ่ ใช้
ต้องมีการจัดเก็บออกซิเจนในรูปแบบออกซิเจนเหลว ขับระบบขบั เคล่อื น กลา่ วคอื ระบบนวิ เคลยี ร์ทงั้ ชดุ จะถูก
(Liquid Oxygen; LOX) โดยออกซิเจนจะต้องผสมกับ แทนท่ีด้วยแหล่งเชื้อเพลิงออกซิเจนส�ำหรับการเผาไหม้
ก๊าซไอเสียหรือก๊าซเฉื่อยเพ่ือปกป้องช้ินส่วนของ ให้เกดิ ความร้อน มกี ารใชร้ ะบบของ MESMA (Module
เคร่อื งยนต์ปรากฏวา่ ในการใชง้ านเรอื ดำ� น�ำ้ ของสหภาพ d E› nergie Sous - Marin Autonome) จากประเทศ
โซเวียตประสบกับความยากล�ำบากมากในการท�ำงานอีก ฝร่ังเศสในเรอื ด�ำน�้ำ Scorpene Class ซึ่งตอ้ งเพิ่มความ
ท้งั ยังมีแนวโนม้ ทีจ่ ะเกดิ เพลิงไหม้ได้ง่ายด้วย และยงั มีข้อ ยาวของตวั เรือออกไปอกี 8.5 เมตร และมีน�้ำหนักเพิ่มขนึ้
จำ� กดั ในการด�ำน้�ำเนอื่ งจาก LOX (Liquid Oxygen) เกดิ อีก 305 ตนั
148 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การใชเ้ ทคโนโลยเี ครอื่ งยนตส์ เตอรล์ งิ กบั ระบบ AIP ในเรอื ดำ� นำ้�
ระบบ Air Independent Propulsion ของ MESMA
ซงึ่ ระบบการเผาไหมข้ อง MESMA จะใชเ้ อทานอล Class มากกวา่ ถงึ 3 เท่า หรอื ด�ำน�้ำไดน้ านถงึ 18 วนั โดย
โดยมี LOX จะทำ� หนา้ ท่เี ปน็ Oxidizer ส่วนผสมจะถูกเผา ไม่ต้องโผล่ข้ึนมาที่ผิวน้�ำเลย
ไหม้ท่ีความดันสูงกว่าความดันบรรยากาศถงึ 60 เท่า อยา่ งไรกต็ ามระบบของ MESMA กย็ ังคงถกู จ�ำกัด
บริษทั ฯกล่าวว่าระบบนส้ี ามารถทำ� ให้เรือด�ำน้�ำสามารถดำ� ดว้ ยความจ�ำเปน็ ทีต่ ้องจัดเก็บและจดั การ LOX เช่นเดียว
ไดน้ านกวา่ ระบบ AIP แบบ Diesel - electric Scorpene กับระบบของ CCD
d) ระบบเซลลเ์ ชอ้ื เพลงิ (Fuel Cells System) ระบบเซลลเ์ ชอ้ื เพลิง คอื ไม่มสี ่วนประกอบทเี่ คล่ือนไหวใน
ระบบ AIP ทีใ่ ชเ้ ซลลเ์ ชือ้ เพลิงจะใชอ้ อกซเิ จนและ ชนิ้ สว่ นทส่ี ำ� คญั ๆ เลย ทำ� ใหเ้ ซลลเ์ ชอื้ เพลงิ มคี วามเงยี บเป็น
ไฮโดรเจนในการสร้างกระแสไฟฟา้ การใช้เซลลเ์ ชือ้ เพลงิ พิเศษโดยเฉพาะเสียงของเครื่องจักรเมื่อเปรียบเทียบกับ
ได้รับความนิยมมานานหลายทศวรรษในยานพาหนะ ระบบวัฏจกั รวงจรปดิ ของเครอื่ งยนต์ดีเซลและเทอร์ไบน์
ทางอวกาศซึ่งจะใช้ LOX และไฮโดรเจนเหลวเปน็ เชือ้ เทคโนโลยที ่ีเปน็ ที่นยิ มไดแ้ ก่เซลล์เช้ือเพลิงประเภท PEM
เพลิงหลักของเครือ่ งยนต์ ส่งิ สำ� คัญในการใช้ระบบเซลล์ (Proton Exchange Membrane) ใช้อยู่ในระบบเซลล์
เชอ้ื เพลิงนั้นคอื ต้องมีการจดั เก็บออกซเิ จนและไฮโดรเจน เช้อื เพลงิ ของ Siemens ในเรือด�ำน้�ำชนิด U221A และ
ไว้กอ่ นทจี่ ะน�ำเขา้ สู่เซลลเ์ ช้ือเพลิง เซลล์เชือ้ เพลิงจะผลิต 214 SSK ของกองทพั เรอื เยอรมนี
นำ�้ กล่ันออกมาเป็น by product สง่ิ ทนี่ า่ สนใจท่ีสำ� คัญใน
เรือด�ำน้ำ� Type 212 ของประเทศเยอรมนใี ช้เซลล์เชื้อเพลงิ ในระบบขับเคลือ่ น
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 149
การใชเ้ ทคโนโลยเี ครอ่ื งยนตส์ เตอรล์ งิ กบั ระบบ AIP ในเรอื ดำ� นำ�้
แผนภาพการท�ำงานของ
ระบบเซลล์เชือ้ เพลงิ ไฮโดรเจน
e) ระบบเครอ่ื งยนตส์ เตอรล์ งิ (Stirling Engines) ภายนอกของน�ำ้ มนั เชอื้ เพลงิ กบั Oxidizer ระบบ AIP ของ
เทคโนโลยีเคร่ืองยนตส์ เตอรล์ งิ ก�ำเนดิ เมือ่ ปี ค.ศ. บริษัท Kockums ประเทศสวีเดนจะใช้ LOX (Liquid
1816 แตต่ อ้ งรอจนกระทั่งเม่อื ไมน่ านมานจ้ี งึ เรม่ิ มกี ารผลติ Oxygen) เปน็ Oxidizer และใชด้ เี ซลเป็นเช้ือเพลิงในการ
ขึ้นส�ำหรับการใช้งานจริงอย่างเป็นรูปธรรมในทางทหาร เผาไหม้ภายใต้ความดันสูงซึ่งจะสูงกว่ามวลน้�ำโดยรอบ
ในระบบ AIP สำ� หรบั ใช้ในเรอื ดำ� น�ำ้ เครื่องยนต์สเตอร์ลิง ท�ำใหส้ ามารถปล่อยไอเสยี ส่ทู ะเลได้โดยตรง เครอ่ื งยนต์
มักได้รับการเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ไอน้�ำแบบลูกสูบ สเตอร์ลิงน้ีจะถูกต่อเข้ากับกับเครื่องก�ำเนิดไฟฟ้าซึ่งจะ
ว่าคล้ายกันท่ีมีการใช้กระบอกสูบและลูกสูบแต่ท่ีจริงแล้ว ส่งตอ่ ไปทรี่ ะบบไฟฟ้าหลกั ของเรือด�ำน�้ำ และ เครอ่ื งยนต์
หลักการท�ำงานจะแตกต่างกนั อยู่พอสมควร สารท�ำงาน สเตอร์ลิงต้องการการเผาไหมข้ องเช้อื เพลิงดเี ซลกับ LOX
ในเครื่องยนต์สเตอร์ลิงจะถูกซีลและถูกแยกออก จงึ มีความจำ� เป็นตอ้ งจัดหา LOX ดว้ ยซึง่ อาจเป็นขอ้ จ�ำกดั
จากแหล่งก�ำเนิดความร้อนในลักษณะวัฏจักรวงจรปิด อยา่ งหนง่ึ ของระบบนเ้ี หมือนกับระบบ AIP อืน่ ๆ ที่กล่าว
ความร้อนให้กับเคร่ืองยนต์สเตอร์ลิงด้วยการเผาไหม้ มาข้างต้น
และปัจจัยอืน่ ๆ ทจ่ี ะตามมาซง่ึ จะมคี วามแตกต่างกนั
ในแตล่ ะระบบ แมว้ ่าระบบ AIP ชนดิ ใช้เซลล์เชื้อเพลงิ ดู
เหมือนจะเป็นระบบทด่ี ีท่ีสดุ ท่ีไดร้ ับการยอมรบั จากบรรดา
ผผู้ ลิตและผ้ใู ชใ้ นหลายประเทศ แต่ในบทความน้ผี ู้เขียน
จะขอกลา่ วถึงระบบ AIP แบบเครือ่ งสเตอร์ลิงเพราะเปน็
ระบบท่ีมคี วามน่าสนใจอยไู่ ม่น้อยและเป็นระบบ AIP ท่ีมี
ใช้ในเรือด�ำน�้ำจากสาธารณรัฐประชาชนจีนท่ีกองทัพเรือ
ไทยเคยมคี วามสนใจจะจัดซ้อื โดยจะขอกลา่ วถงึ ตน้ กำ� เนิด
ระบบ Air Independent Propulsion (AIP) และประวตั ิความเป็นมาคร่าว ๆ ของเครือ่ งยนต์สเตอร์ลงิ
ท�ำงานด้วยเครื่องจกั รสเตอร์ลิง ลกั ษณะการท�ำงานของเคร่ืองยนต์สเตอร์ลงิ องค์ประกอบ
จะเหน็ ว่าระบบ AIP ที่กลา่ วมาทั้งหมดนน้ั มขี อ้ ดี และส่วนประกอบท่ีส�ำคัญต่าง ๆ ทฤษฎกี ารทำ� งานของ
ข้อเสยี แตกตา่ งกันไป ในการพิจารณาจะเลอื กใช้ระบบใด วฏั จักรสเตอร์ลงิ และเปรียบเทียบเครอื่ งยนต์สเตอร์ลิง
นั้นมีจะความส�ำคัญอย่างย่ิงยวด เพราะนั่นหมายถึง กับเครื่องยนต์สันดาปภายในว่ามีข้อดีข้อเสียแตกต่างกัน
การซอ่ มบำ� รงุ และการดแู ลรกั ษา ความคมุ้ คา่ ในการใชง้ าน อย่างไรบ้าง
150 วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559
การใชเ้ ทคโนโลยเี ครอ่ื งยนตส์ เตอรล์ งิ กบั ระบบ AIP ในเรอื ดำ� นำ�้
ประวัตคิ วามเปน็ มาของเครอ่ื งยนต์สเตอร์ลงิ ทางอุณหพลศาสตร์ที่สารท�ำงานอยู่ในระบบอย่างถาวร
เครอ่ื งยนต์สเตอร์ลงิ (Stirling Engine) เปน็ และค�ำว่า Regenerative เป็นอุปกรณ์แลกเปล่ยี น
เครื่องยนตค์ วามร้อน (Heat Engine) ชนดิ สันดาป ความร้อนภายในแบบพิเศษสามารถกักเก็บความร้อน
ภายนอกท่ที ำ� งานเป็นวฏั จักร (Cycle) โดยอาศัยการ ได้เรียกวา่ Regenerator ซงึ่ การมอี ุปกรณน์ ีใ้ นระบบ
อัดและขยายตวั ของอากาศหรือสารท�ำงานชนดิ อื่น ๆ ที่ ทำ� ให้เคร่ืองยนตส์ เตอร์ลงิ มคี วามพเิ ศษ และแตกตา่ งจาก
อุณหภูมิท่ีแตกต่างกันและเปล่ียนพลังงานความร้อนเป็น เคร่ืองยนต์วัฏจักรอากาศร้อนแบบปิดชนิดอ่ืน
กำ� ลงั งานในการทำ� งานของเครอ่ื งจกั ร เครอื่ งยนตส์ เตอรล์ งิ เครอ่ื งยนตส์ เตอรล์ งิ เปน็ เครอื่ งยนตท์ ม่ี ปี ระสทิ ธภิ าพ
ไดร้ ับการประดษิ ฐ์คดิ ค้นขนึ้ มานานแลว้ ตามหลังยคุ สมัย สงู กว่าเคร่อื งจกั รไอนำ้� (Steam Engines) ทีท่ �ำงาน
เครื่องจักรไอน�้ำแต่ไม่ได้รับความนิยมในการน�ำมาใช้ เงียบและใช้แหลง่ ความรอ้ น (Heat Source) ไดห้ ลาก
ในระบบเคร่ืองต้นก�ำลังขับมากนักแม้จะมีการพัฒนามา หลายซ่ึงแหล่งพลังงานความรอ้ นจากภายนอกของเคร่อื ง
อย่างตอ่ เนอ่ื งก็ตาม โดยอาจเพราะความไมเ่ หมาะสมใน ยนต์สเตอร์ลิงมีความแตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาป
การใชง้ านด้วยขนาดนำ�้ หนกั ที่ใหญ่ และตอ้ งใช้วัสดุทีท่ น ภายใน (Internal Combustion Engine) เช่น เครื่องยนต์
ตอ่ ความรอ้ นสงู สง่ ผลใหต้ น้ ทนุ การผลิตสงู กว่าเม่ือเปรยี บ วฏั จกั รออตโต (Otto Cycle) หรอื วัฏจกั รดเี ซล (Diesel
เทียบกับเคร่ืองยนต์สันดาปภายใน Cycle) เคร่ืองยนต์สเตอร์ลิงยังมีความเหมาะสมและ
อย่างไรก็ตามเคร่ืองยนต์สเตอร์ลิงมีข้อดีอยู่หลาย สามารถใช้ได้กับแหล่งพลังงานทางเลือกหรือพลังงาน
ประการซ่ึงเป็นท่ีได้รับความสนใจอย่างมากโดยเฉพาะ ทดแทนอีกดว้ ย (Renewable Energy) โดยเฉพาะอย่าง
การน�ำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าเพราะเครื่องยนต์สเตอร์ลิง ยิ่งปัจจุบันราคาน้�ำมันเชื้อเพลิงราคาสูงขึ้นเร่ือย ๆ
สามารถใช้แหล่งความร้อนไดห้ ลากหลาย เช่น พลงั งาน ย่ิงท�ำให้ผู้คนเร่ิมตระหนักถึงปัญหาและให้ความส�ำคัญ
แสงอาทิตย์ และพลังงานชวี มวล เป็นต้น ท่ีน่าสนใจคือมี เร่ืองน�้ำมันที่ใกล้จะหมดไปจากโลกรวมถึงปัญหาการ
การใช้เคร่ืองยนต์สเตอร์ลิงในระบบขับเคลื่อนแบบ เปล่ียนแปลงของภูมอิ ากาศโลกดว้ ย (Climate Change)
ไม่อาศยั อากาศ (Air Independent Propulsion System) เครอ่ื งยนตส์ เตอร์ลิงปจั จบุ นั ได้รับความสนใจมาก
หรือ เรยี กอีกอยา่ งว่าระบบ AIP โดยบริษัท Kockums ข้ึนในฐานะท่ีเป็นส่วนประกอบหลักส�ำคัญของระบบผลิต
ส�ำหรบั เรือด�ำนำ�้ ของประเทศสวเี ดน โดยแหลง่ ความรอ้ นที่ ไฟฟา้ แบบความรอ้ นร่วมขนาดเลก็ (Micro Combined
ได้นั้นมาจากการเผาไหม้ออกซเิ จนเหลวกบั น�้ำมันดีเซลใน Heat and Power Units : Micro – CHP) ซ่งึ เป็นระบบท่ี
ห้องเผาไหม้แรงดันสูง มีปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสูงเมื่อเปรียบเทียบกับ
เครื่องยนต์สเตอร์ลิงเป็นเครื่องยนต์ความ เคร่ืองจักรไอน�้ำ (Steam Engine)
ร้อนแบบ Closed - Cycle Regenerative อาศัยกา๊ ซ
เปน็ สารทำ� งาน ค�ำวา่ Closed – Cycle คือกระบวนการ
ภาพเคร่ืองยนต์สเตอรล์ งิ สมัยโบราณ
วารสารกรมอทู่ หารเรอื ประจำ� ปี 2559 151
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
วารสารกรมอู่ทหารเรือ ประจำปี 2559
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search