การเลือกใช้วัสดุโลหะหรือเหล็กตามมาตรฐานและชั้นคุณภาพ (เกรดเหล็ก) สำหรับงานแปรรูปหรือผลิตชิ้นส่วนเชิงอุตสาหกรรม
(Selecting Metal Materials That Best Fit Your Metal Works)
การดำเนินธุรกิจใด ๆ ก็ตามล้วนต่างมีเป้าหมายในเรื่องของกำไรจากการค้าและธุรกิจให้ได้มากที่สุด (Profit Maximization) ทำให้ต้องเสาะแสวงหาวิธีต่าง ๆ เพื่อลดต้นทุนการผลิต หนึ่งในวิธีที่นิยมใช้ คือ การสั่งซื้อวัตถุดิบสำหรับผลิตสินค้าในปริมาณมาก บางรายอาจลดต้นทุนด้วยการใช้วัตถุดิบหรือวัสดุคุณภาพต่ำ อย่างไรก็ดี วิธีการดังกล่าวอาจไม่สามารถใช้ได้กับธุรกิจทุกประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุตสาหกรรมแปรรูปชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบจากวัสดุโลหะ (Metal Materials) เนื่องจากวัสดุโลหะแต่ละชนิดที่จะนำมาใช้ในการแปรรูปหรือผลิตจะถูกกำหนดและควบคุมคุณภาพโดยเกณฑ์มาตรฐานต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับประเภทอุตสาหกรรมของชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบที่นำชิ้นงานไปใช้ ด้วยเหตุนี้ จึงไม่สามารถเลือกคุณภาพและมาตรฐานวัสดุโลหะสำหรับแปรรูปหรือผลิตชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบได้ตามอำเภอใจเพื่อกำหนดต้นทุนหรือให้ได้ต้นทุนตามที่ต้องการ
ศิรินครโลหะกิจ ขอนำเสนอความรู้เบื้องต้นและแนวทางสำหรับการเลือกใช้วัสดุโลหะให้สอดคล้องกับคุณภาพและมาตรฐานต่าง ๆ รวมไปถึงคุณสมบัติของวัสดุโลหะสำหรับใช้ในงานแปรรูปชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบที่ต้องการ
ความรู้เบื้องต้นและแนวทางการเลือกวัสดุโลหะตามมาตฐานและคุณสมบัติของวัสดุสำหรับผลิตหรือแปรรูป
ความสำคัญอีกประการสำหรับการแปรรูปชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบจากโลหะ คือ การเลือกวัสดุโลหะที่จะนำมาใช้ในการทำงานหรือแปรรูป วัสดุจะต้องได้คุณภาพและได้มาตรฐานที่อ้างอิงหรือกำหนด คุณภาพและมาตรฐานของวัสดุโลหะสำหรับแปรรูปหรือผลิตชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบในที่นี้ หมายถึง วัสดุโลหะมีการผลิตตามมาตรฐานที่อ้างอิง นอกจากมาตรฐานการผลิต ยังมี “ชั้นคุณภาพ” หรือ “เกรด” ของวัสดุโลหะที่ต้องพิจารณา ชั้นคุณภาพของวัสดุโลหะจะมีหลายชั้นหรือหลายเกรด และเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของโลหะหรือเหล็กสำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรมหรือพาณิชย์ จะใช้เกรดโลหะชนิดไหนขึ้นอยู่กับกรรมวิธีหรือเทคนิคที่ใช้ในการแปรรูปชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบเป็นสำคัญ รวมไปถึงมาตรฐานที่โรงงานหรือผู้ผลิตอ้างอิงสำหรับดำเนินการผลิต
เกรดของวัสดุโลหะที่คนในวงการแปรรูปโลหะหรืออุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่คุ้นหูกันเป็นอย่างดี คือ เกรดเหล็ก SS400 SS41 SPHC SPCC หรือ SECC เป็นต้น ซึ่งเกรดเหล็กดังกล่าวเป็นเกรดเหล็กที่จำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานญี่ปุ่นโดยสำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น (Japanese Industrial Standards หรือ JIS คนในอุตสาหกรรมแปรรูปโลหะ รวมถึงผู้ผลิตหรือแปรรูปชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบของสินค้าญี่ปุ่นจะรู้จักเป็นอย่างดี SS400 SS41 ตามมาตรฐานญี่ปุ่น JIS G3101 ส่วน SPHC SPCC ตามมาตรฐานญี่ปุ่น JIS G3131 และบทความนี้จะอ้างอิงเกรดเหล็กตามมาตรฐานญี่ปุ่นโดยสำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่นเป็นหลัก)
แนวทางการเลือกใช้เกรดเหล็กให้ตรงกับงาน และคุณสมบัติของเหล็กที่ใช้ในอุตสาหกรรม
วัสดุโลหะหรือเกรดเหล็กที่ใช้ในการแปรรูป ขึ้นรูป หรือผลิตชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบสำหรับสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ จำเป็นต้องเลือกใช้เกรดเหล็กตามมาตรฐาน โดยมีแนวทางในการเลือกเกรดเหล็กตามคุณสมบัติ ดังต่อไปนี้
- เหล็กแผ่นรีดร้อน (Hot Rolled Steel Sheet) หรือเหล็กแผ่นดำ เป็นเหล็กที่ผลิตด้วยการนำเหล็กแผ่นหนา เข้าสู่กรรมวิธีรีดร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 1000 องศาเซลเซียส เพื่อให้ได้ขนาดของแผ่นเหล็กที่ต้องการ หลังจากนั้นจะนำไปม้วนขึ้นรูป
คุณสมบัติ: สามารถนำเหล็กแผ่นดำไปแปรรูปหรือใช้กับอุตสาหกรรมหนักได้หลากหลาย และมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน เหมาะกับเป็นส่วนประกอบในงานโครงสร้าง สะพานโครงสร้างเหล็ก งานปูพื้น เชื่อมต่อขึ้นโครงสร้างรถยนต์ ชิ้นส่วนต่อเรือ และงานขึ้นรูปทั่วไป
- เหล็กแผ่นดำขัดผิว (Pickled and Oiled Steel หรือ P/O) หรือเหล็กปิ๊กเกอร์ เป็นการนำเหล็กแผ่นดำที่ผ่านกระบวนการรีดร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียส เพื่อเพิ่มคุณภาพผิวให้สูง และใช้ลูกกลิ้งหรือแท่นรีดขนาดใหญ่เพื่อลดขนาดและได้ความหนาของแผ่นเหล็กที่ต้องการและนำไปม้วน เมื่อผ่านการกัดกรดหรือล้างผิวและเคลือบน้ำมัน จะทำให้ได้เหล็กแผ่นผิวด้านสีขาวเทา
คุณสมบัติ: เป็นเหล็กที่มีสีออกขาวเทา พื้นผิวสวยงามและละเอียด เหมาะกับงานขึ้นรูปชิ้นส่วนอุตสาหกรรมต่าง ๆ และงานโชว์ผิว มีความเหนียว คงทนและแข็งแรง ทนต่อการสึกกร่อน อายุการใช้งานยาวนาน มีคุณสมบัติการเชื่อมที่ดี สามารถพับหรือปั๊มขึ้นรูปได้ นำไปใช้ในงานวิศวกรรมโยธา งานผลิตถังก๊าซ ถังคอมเพรสเซอร์ (ระบบทำความเย็น) ถังแรงดัน งานชุบและงานทำสี ชิ้นส่วนรถยนต์ ชิ้นส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้า เฟอร์นิเจอร์ และงานโครงสร้างต่าง ๆ
- เหล็กแผ่นรีดเย็น (Cold Rolled Steel Sheet) หรือเหล็กแผ่นขาว เป็นเหล็กที่เกิดจากการนำเหล็กแผ่นดำผ่านกระบวนการรีดเย็น (Cold Rolling) ที่อุณหภูมิปกติเพื่อลดความหนา สามารถขจัดสนิมและทำให้ผิวของเหล็กแผ่นดำกลายเป็นสีขาวเทา และปิดท้ายด้วยการขัดเคลือบผิวและความเงาที่ต้องการ เหล็กแผ่นขาวจะมีลักษณะสี่เหลี่ยมผืนผ้า
คุณสมบัติ: มีพื้นผิวมันวาว อ่อนนุ่มกว่าเหล็กดำ (ง่ายต่อการขึ้นรูปหรือพับเป็นรูปทรงที่ต้องการ) คงทนต่อการกัดกร่อน และไม่เป็นสนิม เหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไป งานขึ้นรูปที่ต้องการความละเอียดสูง เช่น ตัวเครื่องใช้ไฟฟ้า งานก่อสร้างทั่วไป งานที่เน้นโชว์คุณภาพผิวของงาน เช่น ตัวถังรถยนต์ นอกจากนี้ เมื่อนำเหล็กแผ่นขาวไปเคลือบดีบุก สามารถแปรรูปหรือผลิตเป็นกระป๋องเครื่องดื่มได้ 
- เหล็กแผ่นสังกะสี (Galvanized Steel Sheet) สามารถแบ่งออกได้ 2 ชนิดตามกระบวนการเคลือบสังกะสี คือ เหล็กที่เคลือบสังกะสีด้วยการจุ่มร้อน (Hot-Dip Galvanization) และเหล็กที่เคลือบสังกะสีด้วยด้วยวิธีการทางไฟฟ้า (Electro- Galvanization)
4.1 เหล็กเคลือบสังกะสีด้วยการจุ่มร้อน (Hot-Dip Galvanized Steel): เหล็กชนิดนี้ผลิตจากการนำแผ่นเหล็กรีดเย็น (Cold-Rolled Steel) มาผ่านกระบวนการเคลือบสังกะสี (Zinc) ด้วยกระบวนการจุ่มร้อน (Hot Dip Galvanizing) พื้นผิวเรียบ มันวาว และเมื่อนำมาตัดซอยเป็นแผ่น มีลายดอกสีเงินบนแผ่น ขนาดของลายดอกอาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับความหนาของเหล็กแผ่นสังกะสี
คุณสมบัติ: ต่อการกัดกร่อนและสนิม ผิวเรียบ มันวาว เหมาะกับงานโชว์ผิวของสินค้า ทนทานต่อน้ำและความชื้น อายุการใช้งานยาวนาน เหมาะกับการใช้งานโครงสร้างเหล็ก เครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์เครื่องใช้ต่าง ๆ และ งานโครงสร้างทั่วไป เช่น กันสาด ราวบันได และรั้ว อย่างไรก็ดี เหล็กแผ่นสังกะสีชนิดนี้ไม่เหมาะกับงานเชื่อมต่อเนื่อง
4.2 เหล็กเคลือบสังกะสีด้วยวิธีการทางไฟฟ้า (Electro-Galvanized Steel): เป็นชนิดเหล็กที่ผลิตจากแผ่นเหล็กรีดเย็นผ่านกระบวนการเคลือบสังกะสีด้วยวิธีการทางไฟฟ้า เป็นวัสดุโลหะที่มีราคาไม่แพง นำความร้อนได้ดี
คุณสมบัติ: ป้องกันการสึกกร่อน ขึ้นสนิม สามารถนำไปใช้ได้ตั้งแต่งานโครงสร้างไปจนถึงงานขึ้นรูปลึก รวมถึงงานขึ้นรูปทั่วไป จนถึงงานที่ต้องการความแข็งสูง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เครื่องใช้ภายในบ้านหรือสำนักงาน เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศ เฟอร์นิเจอร์ กลุ่มยานยนต์ เช่น ตัวถัง ชิ้นส่วน อุปกรณ์ตกแต่ง และกลุ่มก่อสร้าง เช่น ประตู ป้ายโฆษณา
งานปั๊มขึ้นรูปโลหะ: เหล็กแผ่นดำ (เกรดเหล็ก SPHC, SPHD และ SPHE) และเหล็กแผ่นขาว (เกรดเหล็ก SPCC, SPCD, SPCE, SPCF และ SPCG) สามารถนำมาแปรรูปหรือผลิตชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์ด้วยการปั๊มขึ้นรูป (Stamping Process) ได้ทั้งสองชนิด แต่เหล็กแผ่นขาวหรือเหล็กแผ่นรีดเย็นมีคุณสมบัติที่เหมาะกับงานปั๊มขึ้นรูปได้ดีกว่าเหล็กแผ่นดำ โดยเฉพาะงานปั๊มขึ้นรูปที่ลึกมาก เพราะมีคุณสมบัติการยืดตัวที่สูงกว่าเหล็กแผ่นดำ
มาตรฐานเหล็กในงานอุตสาหกรรมของประเทศไทย
สำหรับประเทศไทยมีการอ้างอิงมาตรฐานการผลิตเหล็กอยู่หลายมาตรฐาน แต่มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในประเทศและระดับสากลมีอยู่ 5 มาตรฐาน ได้แก่ มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบอเมริกัน มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบเยอรมัน มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมญี่ปุ่น มาตรฐานเหล็ก ASTM และมาตรฐานเหล็ก TIS
(1) มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบอเมริกัน เป็นมาตรฐานเหล็กที่มี 2 ระบบ คือ ระบบ SAE หรือ Society of Automotive Engineer เช่น SAE 4320 และระบบ AISI หรือ American Iron and Steel Institute เช่น AISI E 3310
(2) มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบเยอรมัน DIN หรือ Deutsch Institute Norms เช่น ST37, C25, 20MnCr54 และ X20CrNi108 เป็นต้น
(3) มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมญี่ปุ่น หรือ Japanese Industrial Standards (JIS) แบ่งเหล็กตามลักษณะการใช้งานโดยมีตัวอักษร JIS นำหน้า ตามด้วย G ที่หมายถึง กลุ่มโลหะประเภทเหล็กและโลหะวิทยา และปิดท้ายด้วยตัวเลข 4 หลัก ตัวอย่างเช่น JIS G3141
(4) มาตรฐานเหล็ก ASTM หรือ American Society for Testing and Materials คือ มาตรฐานของสมาคมวิชาชีพด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่นิยมใช้และยอมรับกันทั่วโลก ตัวอย่างมาตรฐานเหล็ก ASTM เช่น ASTM A572
(5) มาตรฐานเหล็ก TIS หรือ มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (Thai Industrial Standards Institute) โดยมีสำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (สมอ.) กำหนดแนวทางการผลิตสินค้าให้มีคุณภาพและเหมาะกับการใช้งานมากที่สุด
เวลาเลือกเหล็กสำหรับแปรรูปหรือผลิตชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบที่ต้องการให้ยึดมาตรฐานของสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ที่อ้างอิงเป็นลำดับแรก หลังจากนั้น ค่อยพิจารณาเลือกเกรดเหล็กหรือชั้นคุณภาพของเหล็กที่เหมาะสมกับการใช้งานมากที่สุด อย่างไรก็ดี ผู้ผลิตหรือโรงงานแปรรูปเหล็กควรตกลงหรือพูดคุยกับลูกค้าในเรื่องชั้นคุณภาพของเหล็กที่จะทำมาใช้ให้ตรงกันเพื่อป้องกันความผิดพลาดและความเสียหายอันเกิดจากการเลือกชั้นคุณภาพของเหล็กไม่สอดคล้องกับงาน
ความสำคัญและคุณประโยชน์ที่ได้จากการใช้เหล็กตามมาตรฐานและชั้นคุณภาพ (เกรดเหล็ก)
การใช้เกรดเหล็กที่ผลิตตามมาตรฐานต่าง ๆ มีความสำคัญและประโยชน์เป็นอย่างมากต่อผู้ผลิต ผู้บริโภค และเศรษฐกิจของประเทศ สำหรับผู้ผลิต สิ่งสำคัญการใช้เกรดเหล็กตามมาตรฐาน คือ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต ลดรายจ่ายหรือลดต้นทุนในการผลิต ลดจำนวนเครื่องจักรที่ต้องใช้ในการผลิตหรือแปรรูป ลดขั้นตอนการทำงานที่ซ้ำซ้อน การเลือกใช้เกรดตามมาตรฐานช่วยให้ได้สินค้าที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ ทำให้สินค้ามีคุณภาพดีขึ้น และต้นทุนต่อหน่วยถูกลง ส่งผลให้สามารถตั้งราคาขายที่เหมาะสมได้มากขึ้น นอกจากนี้ คุณประโยชน์ที่จะได้จาการใช้เกรดเหล็กตามมาตรฐาน คือ การเพิ่มโอกาสทางการค้าในการจัดซื้อจัดจ้างทั้งจากหน่วยงานราชการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริษัทเอกชนที่มีมาตรฐาน
สำหรับผู้บริโภค มาตรฐานและชั้นคุณภาพมีส่วนช่วยในการตัดสินใจเลือกสินค้า สร้างความปลอดภัยในการนำไปใช้ ในกรณีชำรุดสามารถเปลี่ยนอะไหล่ได้ง่าย เพราะสินค้ามีมาตรฐานเดียวกัน สามารถใช้ทดแทนกันได้ วิธีการบำรุงรักษาใกล้เคียงกัน ไม่ต้องหัดใช้สินค้าใหม่ทุกครั้งที่ซื้อ ได้สินค้าคุณภาพดีขึ้นในราคาที่เป็นธรรม คุ้มค่ากับการใช้งาน ทางด้านเศรษฐกิจของประเทศ มาตรฐานและชั้นคุณภาพเหล็กทำหน้าที่เป็นสื่อกลางและบรรทัดฐานทางการค้า ช่วยสร้างความเข้าใจที่ตรงกันระหว่างผู้ผลิตและผู้บริโภค สร้างความยุติธรรมในการซื้อขาย ใช้ทรัพยากรของชาติน้อยลงและเกิดประโยชน์สูงสุด สร้างโอกาสทางการแข่งขัน ป้องกันสินค้าคุณภาพต่ำเข้ามาจำหน่ายในประเทศ และสร้างความเข้มแข็งให้กับอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจ
สรุป:
มาตรฐานและชั้นคุณภาพของวัสดุโลหะที่จะนำมาใช้ในการผลิตหรือแปรรูปชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบมีความสำคัญเป็นอย่างมากต่อสินค้าหรือผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป หากใช้วัสดุที่ไม่ได้มาตรฐานจะส่งผลต่อการประกอบชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์และการนำไปใช้งานเป็นอย่างมาก
_________________________________________
บริษัท ศิรินครโลหะกิจ จำกัด เป็นผู้ผลิตชิ้นส่วน และส่วนประกอบอะไหล่รถทุกประเภท รวมถึงการผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบตามความต้องการ (Made-to-Order) มากกว่า 30 ปี เชี่ยวชาญการผลิตและออกแบบชิ้นส่วน และส่วนประกอบด้วยงานปั๊ม งานพับ งานตัด งานกลึง และงานเชื่อม พร้อมเข้ารูป ด้วยเทคโนโลยีหุ่นยนต์และเครื่องจักรสมัยใหม่ พร้อมช่างระดับมืออาชีพ
Facebook : ศิรินครโลหะกิจ
Line : @sirinakorn (พิมพ์@ด้วย)
