งาน Fabrication ท่อลมสแตนเลสสำหรับ Recuperator เตา BAF:

หลักวิศวกรรมการผลิตชิ้นงานสแตนเลสในอุตสาหกรรมเหล็ก

บทคัดย่อ

เตาอบอ่อนแบบกะ (Batch Annealing Furnace — BAF) เป็นอุปกรณ์สำคัญในกระบวนการผลิตเหล็กแผ่นรีดเย็น (Cold-Rolled Steel) ทำหน้าที่อบอ่อนเหล็กเพื่อคืนสภาพโครงสร้างจุลภาค (Microstructure) หลังการรีดเย็น ระบบ Recuperator ที่ติดตั้งร่วมกับเตา BAF เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่นำพลังงานความร้อนจากก๊าซไอเสียกลับมาใช้อุ่นอากาศเผาไหม้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานของเตา ท่อลม (Duct) ที่เชื่อมต่อระบบ Recuperator จำเป็นต้องผลิตจากวัสดุที่ทนอุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน เช่น สแตนเลส SUS 304 บทความนี้นำเสนอความรู้เกี่ยวกับเตา BAF ระบบ Recuperator หลักวิศวกรรมการผลิตชิ้นงานสแตนเลส และตัวอย่างผลงานจริงของ WCE

1. เตา BAF และระบบ Recuperator ในอุตสาหกรรมเหล็กรีดเย็น

1.1 บทบาทของเตา BAF

เตา Batch Annealing Furnace (BAF) ใช้ในกระบวนการอบอ่อน (Annealing) เหล็กแผ่นรีดเย็นเป็นกะ (Batch) โดยม้วนเหล็ก (Steel Coil) หลายม้วนจะถูกวางซ้อนกันบนฐาน (Base) คลุมด้วยฝาครอบภายใน (Inner Cover) และฝาครอบเตา (Furnace Cover) จากนั้นให้ความร้อนอย่างช้า ๆ จนถึงอุณหภูมิอบอ่อนที่กำหนด (ประมาณ 600–720°C สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ) แล้วค่อย ๆ เย็นตัวลง กระบวนการนี้ช่วยคืนความอ่อนตัว (Ductility) และลดความแข็ง (Hardness) ของเหล็กที่แข็งตัวจากการรีดเย็น [1]

1.2 ระบบ Recuperator (เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบนำกลับ)

Recuperator เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanger) ที่ติดตั้งในระบบไอเสียของเตา BAF ทำหน้าที่ดึงพลังงานความร้อนจากก๊าซไอเสียที่ร้อน (Flue Gas) มาอุ่นอากาศเผาไหม้ (Combustion Air) ก่อนป้อนเข้าหัวเผา (Burner) ระบบ Recuperator ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงลงได้ 10–30%, ลดอุณหภูมิก๊าซไอเสียก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ, เพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ เนื่องจากอากาศที่อุ่นแล้วช่วยให้การเผาไหม้สมบูรณ์ขึ้น และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก [2]

1.3 ท่อลม (Duct) และอุปกรณ์แขวนยึด (Hanger Metal)

ท่อลมที่เชื่อมต่อระหว่างเตา BAF กับ Recuperator ต้องทนทานต่อสภาวะที่รุนแรง ได้แก่ อุณหภูมิสูง (ก๊าซไอเสียอาจมีอุณหภูมิ 400–800°C), การกัดกร่อนจากก๊าซเผาไหม้ (Combustion Gas) ที่มีทั้ง SO₂ และความชื้น, การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (Thermal Expansion), และการสั่นสะเทือนจากระบบเตาและพัดลม ส่วน Hanger Metal คือชิ้นส่วนโลหะที่ใช้แขวนและรองรับท่อลม ต้องออกแบบให้รับน้ำหนักท่อและรองรับการเคลื่อนตัวจากการขยายตัวทางความร้อนได้ [3]

2. หลักวิศวกรรมการผลิตชิ้นงานสแตนเลส SUS 304

2.1 คุณสมบัติของ SUS 304

SUS 304 (เทียบเท่า AISI 304 หรือ EN 1.4301) เป็นสแตนเลสออสเทนิติก (Austenitic Stainless Steel) ที่มีองค์ประกอบหลักคือ Cr 18% และ Ni 8% มีคุณสมบัติเด่นคือ ทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมหลากหลาย, ทนอุณหภูมิได้ดีถึงประมาณ 870°C สำหรับการใช้งานต่อเนื่อง, มีความสามารถในการขึ้นรูปและเชื่อมที่ดี, ไม่เป็นแม่เหล็กในสภาพที่ผ่านการ Solution Annealing และมีผิวสวยงาม ทำความสะอาดง่าย ตาม ASTM A240 [4]

2.2 ข้อพิจารณาในการผลิต (Fabrication)

การผลิตชิ้นงานสแตนเลส SUS 304 สำหรับงานอุณหภูมิสูงมีข้อพิจารณาเฉพาะหลายประการ:

• การตัดและขึ้นรูป: ใช้เครื่องตัดพลาสมา เลเซอร์ หรือ Waterjet เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนคาร์บอน (Carbon Contamination) จากเครื่องมือตัดเหล็กคาร์บอนทั่วไป [5]
• การเชื่อม: ใช้กระบวนการ GTAW (TIG) หรือ GMAW (MIG) ด้วยลวดเชื่อม ER308 หรือ ER308L ใช้ก๊าซปกป้อง Argon ป้องกันการออกซิเดชันของแนวเชื่อม ตาม AWS D1.6 [6]
• การป้องกัน Sensitization: ในกรณีที่ใช้งานที่อุณหภูมิ 425–870°C ต้องระวังปัญหา Sensitization (การตกตะกอนของ Chromium Carbide ที่ขอบเกรน) ซึ่งลดความต้านทานการกัดกร่อน ใช้เกรด L (Low Carbon) เช่น 304L เพื่อลดความเสี่ยง [7]
• การป้องกันการปนเปื้อน: แยกพื้นที่ทำงานสแตนเลสออกจากเหล็กคาร์บอนอย่างเคร่งครัด ใช้เครื่องมือเฉพาะสำหรับสแตนเลส ป้องกันการปนเปื้อนเหล็ก (Iron Contamination) ที่ทำให้เกิดสนิม [5]
• การทำความสะอาดหลังเชื่อม (Post-Weld Cleaning): ขัดทำความสะอาด Passivation แนวเชื่อมเพื่อคืนชั้นออกไซด์ป้องกัน (Passive Layer) ของสแตนเลส [7]

2.3 มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

• ASTM A240: Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General Applications [4]
• AWS D1.6: Structural Welding Code — Stainless Steel [6]
• ASME Section IX: Welding, Brazing, and Fusing Qualifications — มาตรฐานคุณสมบัติช่างเชื่อมและกระบวนการเชื่อม [8]
• ASTM A480: Standard Specification for General Requirements for Flat-Rolled Stainless and Heat-Resisting Steel Plate, Sheet, and Strip [9]

3. กระบวนการผลิตท่อลม Recuperator

กระบวนการผลิตท่อลมสแตนเลสสำหรับ Recuperator ประกอบด้วยหลายขั้นตอน ได้แก่ การตรวจสอบแบบวิศวกรรม (Drawing Review) เพื่อยืนยันขนาด รูปทรง และข้อกำหนดวัสดุ, การจัดหาวัสดุสแตนเลส SUS 304 พร้อม Mill Certificate, การตัดและขึ้นรูป (Cutting & Forming) ตามแบบ, การประกอบและเชื่อม (Assembly & Welding) ด้วย TIG/MIG ตาม WPS ที่ได้รับการรับรอง, การตรวจสอบแนวเชื่อม (Weld Inspection) ด้วย VT และ NDT, การทำความสะอาดและ Passivation, การตรวจสอบมิติขั้นสุดท้าย (Final Dimensional Inspection) และการบรรจุหีบห่อและขนส่ง (Packing & Delivery) [10]

ตัวอย่างผลงาน: งาน Fabrication ท่อลมสแตนเลสสำหรับ Recuperator เตา BAF

รายละเอียดโครงการ

จุดเด่นของโครงการ

1. งาน Fabrication สแตนเลส SUS 304 คุณภาพสูง ท่อลมสำหรับระบบ Recuperator ต้องผลิตจากสแตนเลส SUS 304 เพื่อทนอุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนจากก๊าซไอเสีย ทีมงาน WCE ดำเนินการผลิตด้วยกระบวนการเชื่อมที่ได้มาตรฐาน ในพื้นที่ผลิตสแตนเลสเฉพาะที่ป้องกันการปนเปื้อน

2. ปรับปรุง Hanger Metal ตามความต้องการ นอกจากผลิตท่อลมใหม่แล้ว ทีมงานยังดำเนินการปรับปรุง (Modify) Hanger Metal ซึ่งเป็นอุปกรณ์แขวนยึดท่อลม ให้เหมาะสมกับ Recuperator ตัวใหม่

3. ส่งมอบตรงตามกำหนด ชิ้นงานทั้งหมดผลิตแล้วเสร็จและส่งมอบถึงหน้างานของลูกค้าตรงตามกำหนดเวลา

แหล่งอ้างอิง (References)

[1] Roberts, W.L. (1978). Cold Rolling of Steel. Marcel Dekker, Inc. New York.

[2] Trinks, W., Mawhinney, M.H., Shannon, R.A., Reed, R.J. & Garvey, J.R. (2004). Industrial Furnaces, 6th Edition. John Wiley & Sons, Inc.

[3] SMACNA. (2005). HVAC Duct Construction Standards — Metal and Flexible, 3rd Edition. Sheet Metal and Air Conditioning Contractors’ National Association.

[4] ASTM International. (2022). ASTM A240/A240M — Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip. West Conshohocken, PA.

[5] IMOA (International Molybdenum Association). (2014). Practical Guidelines for the Fabrication of Stainless Steels. London.

[6] AWS. (2019). AWS D1.6/D1.6M — Structural Welding Code — Stainless Steel. American Welding Society.

[7] ASM International. (2005). ASM Specialty Handbook: Stainless Steels. ASM International, Materials Park, OH.

[8] ASME. (2021). ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section IX — Welding, Brazing, and Fusing Qualifications. American Society of Mechanical Engineers.

[9] ASTM International. (2022). ASTM A480/A480M — Standard Specification for General Requirements for Flat-Rolled Stainless and Heat-Resisting Steel Plate, Sheet, and Strip. West Conshohocken, PA.

[10] Bhadeshia, H. & Honeycombe, R. (2017). Steels: Microstructure and Properties, 4th Edition. Butterworth-Heinemann, Elsevier.

ติดต่อเรา

WCE พร้อมให้บริการงาน Fabrication ชิ้นงานสแตนเลสและเหล็กกล้า ท่อลมอุตสาหกรรม อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน และงานผลิตโครงสร้างเหล็กทุกประเภท ด้วยโรงงานที่ได้มาตรฐาน ทีมช่างเชื่อมที่ผ่านการรับรอง และระบบควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด

📞 โทร: +66 65-937-6283 📧 อีเมล: international@wce.co.th 🌐 เว็บไซต์: www.wce.co.th

We engineer your success.