เจาะลึกร่าง มอก.เหล็กข้ออ้อยใหม่ของไทย ยกสเปกเทียบชั้นญี่ปุ่น-จีน

บทความชิ้นแรกของผม อยากชวนทุกท่านร่วมเจาะลึกร่าง มอก.เหล็กข้ออ้อยใหม่ของไทยครับ

หลายท่านอาจไม่ทราบว่า มอก.เหล็กเส้นไทยไม่ได้ปรับปรุงสาระสำคัญมานานกว่า 25 ปี ในขณะที่มาตรฐานเหล็กเส้นที่นำมาอ้างอิง เช่นของญี่ปุ่นและของจีน มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ประเทศไทยมีมาตรฐานที่ไม่ทันกับการพัฒนาวิศวกรรมโครงสร้างปัจจุบัน จึงเป็นโอกาสอันดีที่จะปรับปรุง มอก.เหล็กเส้นไทยในครั้งนี้

ในร่าง มอก.เหล็กข้ออ้อยใหม่ของไทยนี้จึงยกระดับขึ้นเทียบเท่ามาตรฐานเหล็กเส้นอ้างอิงคือ ของญี่ปุ่นและจีน

หากดูในตาราง 1 ร่าง มอก.ฉบับใหม่ กำหนดคุณสมบัติด้านความแข็งแรงเทียบเท่ามาตรฐานญี่ปุ่น JIS ยกตัวอย่าง จากปัจจุบันเกรดสูงสุด 50 เพิ่มเกรด 60 70 และ 80 และกำหนดค่าธาตุมลทิน คือ ฟอสฟอรัสและกำมะถัน อย่างเข้มงวดเท่ากับญี่ปุ่น (หมายเหตุ : เครื่องหมายถูก คือข้อกำหนดที่มีในมาตรฐาน ส่วน C คือ คาร์บอน P คือ ฟอสฟอรัส S คือ กำมะถัน)

ทั้งนี้ ในตาราง 2 ร่าง มอก.ของไทยได้ดึงข้อกำหนดของคุณสมบัติทางกลและการทดสอบเทียบเท่ามาตรฐานจีน GB โดยเพิ่มการทดสอบ อัตราส่วนคราก การดัดโค้งซ้ำ ความล้า (Fatigue) มากกว่าการทดสอบของญี่ปุ่น JIS

นอกจากนี้ ร่าง มอก.ฉบับใหม่ได้เพิ่มข้อกำหนดด้านการต้านความล้า(fatigue resistance) มีความสำคัญต่อโครงสร้างที่รับแรงสั่นสะเทือนและแผ่นดินไหว โดยกำหนดให้ควบคุม ‘อัตราส่วนคราก’ และ ‘การทดสอบความล้า (fatigue)’ สูงสุดเท่ามาตรฐานจีน ข้อกำหนดการควบคุมอัตราส่วนครากของร่าง มอก.ใหม่ มีจุดประสงค์สำหรับกรณีเหล็กได้รับแรงกระทำจนเกินจุดครากแล้ว และสามารถรับแรงต่อไปได้อีกอย่างน้อย 20-25% ก่อนขาดออกจากกัน ถือเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นอย่างยิ่งของเหล็กต้านทานแผ่นดินไหว

อย่างไรก็ตาม แม้ร่าง มอก.เหล็กเส้นใหม่ ดึง “ข้อกำหนดที่เข้มงวดที่สุด” จากทั้งมาตรฐานญี่ปุ่นและจีน แต่ไม่ได้นำ “ข้อกำหนดทางกรรมวิธีการผลิต” ของมาตรฐานอ้างอิงมาประกอบการกำหนดในร่าง มอก.ใหม่

เมื่อข้อกำหนดทางด้านคุณสมบัติของเหล็กเส้นถูกยกระดับขึ้นจนเทียบเท่าญี่ปุ่นและจีน ข้อกำหนดทางกรรมวิธีการผลิตก็จำเป็นต้องได้รับการยกระดับอย่างสอดคล้องกันมาตรฐานเหล็กเส้นญี่ปุ่น ถึงแม้ไม่เป็นมาตรฐานบังคับ และกำหนดกรรมวิธีไว้เพียงสั้นๆ ว่า เหล็กเส้นต้องผลิตจากเหล็กแท่ง ส่งมอบในสภาพรีดร้อน (as rolled) ในทางปฏิบัติที่ญี่ปุ่นใช้ BO และ EF เป็นฐานการผลิต จึงได้เหล็กที่มีความสะอาดของเนื้อเหล็กในทางโลหะวิทยาสูง หมายถึงมีธาตุมลทิน เช่น ฟอสฟอรัส กำมะถัน ทองแดง ดีบุก และสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะในปริมาณต่ำ

มาตรฐานเหล็กเส้นของจีน GB 1499.2-2024 เป็นมาตรฐานบังคับ กำหนดให้เหล็กเส้นต้องผลิตด้วยกรรมวิธี BO หรือ EF เท่านั้น หลังจากที่ประเทศจีนผ่านประสบการณ์แก้ปัญหาเหล็กเส้นไม่ได้มาตรฐานและได้ยกเลิกการผลิตเหล็กเส้นจากเตา IF ทั้งหมดในปี 2017 และยังกำหนดให้เหล็กเกรดแผ่นดินไหว ต้องผ่านการปรุงนอกเตา (external refining) และกำหนดให้เป็นการผลิตเหล็กที่มีเม็ดผลึกเล็กละเอียด (fine grain) ด้วยการรีดร้อนแบบควบคุมอุณหภูมิและควบคุมการเย็นตัว (controlled rolling and controlled cooling) เพื่อรองรับการใช้งานต้านแรงสะเทือนจากแผ่นดินไหว

สำหรับ มอก.เหล็กเส้นไทย เป็นมาตรฐานบังคับมาตั้งแต่ปี 2515 เดิมกำหนดให้ต้องผลิตจากเหล็กแท่งที่มาจากกรรมวิธี OH (โอเพนฮาร์ต), BO และ EF ต่อมาในปี 2559 ได้เพิ่มกรรมวิธี IF

ร่าง มอก.ฉบับใหม่ ไม่อนุญาตให้ใช้การเพิ่มความแข็งแรงแบบชุบแข็งผิวเช่น Tempcore หรือ T การที่คุณสมบัติของเหล็กเส้นตาม มอก.เหล็กข้ออ้อยฉบับใหม่จะสูงขึ้นได้ มิได้มาจากการเปลี่ยนกรรมวิธีการหลอมเพียงอย่างเดียว แต่ต้องเป็นการปรับปรุงในกระบวนการผลิตทั้งหมด ตั้งแต่วัตถุดิบ การปรุงเหล็ก (refining) การออกแบบส่วนผสมทางเคมีของเหล็ก และการควบคุมโครงสร้างจุลภาค (microstructure) ของเนื้อเหล็กอย่างเข้มงวด ในกระบวนการรีดร้อน

การได้คุณสมบัติความแข็งแรงตามร่าง มอก.ฉบับใหม่ เทคโนโลยีหลักที่ใช้ คือการผลิตเหล็กความแข็งแรงสูงชนิดเติมธาตุอัลลอยปริมาณน้อย (High Strength Low Alloy Steel) ที่ต้องผ่านกระบวนการควบคุมการรีดและการทำให้เย็นตัวอย่างเหมาะสมเช่นเดียวกับที่มีการกำหนดไว้ในมาตรฐานจีน

ด้วยเหตุที่ร่าง มอก.ฉบับใหม่ ได้ดึงเอา “ข้อกำหนดที่เข้มงวดที่สุด” ของมาตรฐานอ้างอิงทั้งญี่ปุ่นและจีนมาใช้ แต่ “ไม่ได้ดึงข้อกำหนดของกรรมวิธีการผลิต” มาด้วย จึงควรกำหนดกระบวนการต้นทาง เป็น BO และ EF เช่นเดียวกับมาตรฐานอ้างอิง และควรเพิ่มข้อกำหนดกรรมวิธีผลิตเหล็กเกรดแผ่นดินไหว ให้ต้องผ่านการปรุงนอกเตา (external refining) และกำหนดให้เป็นการผลิตเหล็กที่มีเม็ดผลึกเล็กละเอียด (fine grain) ด้วยการรีดร้อนแบบควบคุมอุณหภูมิและควบคุมการเย็นตัว (controlled rolling and controlled cooling) ให้ชัดเจนด้วย

จะเห็นว่า ความท้าทายที่จะเกิดกับผู้ผลิตเหล็กเส้นของไทยคือระดับเทคโนโลยีของการผลิตจะเปลี่ยนไปอย่างมากอาจต้องรับการถ่ายทอดเทคโนโลยี และมีการลงทุนปรับปรุงเครื่องจักรและการวิจัยพัฒนาเพิ่มเติม การควบคุมคุณภาพเศษเหล็กและกรรมวิธีการหลอมเป็นเพียงจุดเริ่มต้น

ด้วยระดับของ มอก.เหล็กเส้นฉบับปัจจุบัน ความเชื่อที่ว่าหากควบคุมคุณภาพเศษเหล็กที่นำมาหลอมด้วยกรรมวิธีใดก็ได้ จะผลิตเหล็กได้คุณภาพตาม มอก. อาจใช้ไม่ได้กับระดับคุณภาพเหล็กข้ออ้อยตามร่าง มอก.ใหม่ หากไม่กำหนดกรรมวิธีการผลิตที่จำเป็นภายใต้ข้อจำกัดด้านปริมาณและคุณภาพเศษเหล็กของประเทศไทย

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยที่ไม่สามารถตรวจสอบคุณภาพจากการใช้งานจริงได้ จำเป็นต้องกำกับกระบวนการผลิตควบคู่กับการกำหนดคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์สินค้าบางประเภท อาจผ่านการทดสอบได้ทุกชิ้น ผู้ใช้สัมผัสคุณภาพได้เอง แต่กรณีเหล็กเส้น ผู้ใช้ไม่สามารถสัมผัสถึงคุณภาพเองได้ เมื่อเหล็กเส้นเข้าไปอยู่ในโครงสร้างแล้วก็จะไม่สามารถตรวจสอบอะไรได้อีก

การแก้ไข มอก.ครั้งนี้ให้ครบถ้วนในสาระสำคัญ ต้องยกระดับมาตรฐานทั้งระบบ ตั้งแต่วัตถุดิบ กรรมวิธีการผลิต การควบคุมคุณภาพ และการทดสอบ สู่ระดับมาตรฐานชั้นนำ สอดคล้องกับการพัฒนาวิศวกรรมโครงสร้างปัจจุบัน

สรุปแล้วประโยชน์สูงสุดของ มอก.เหล็กข้ออ้อยฉบับใหม่ ตามร่างฉบับล่าสุด หากได้มีการแก้ไขให้ครบถ้วน จะทำให้ มอก.ฉบับใหม่มีความสมบูรณ์ สามารถยกระดับความปลอดภัยสาธารณะของโครงสร้างพื้นฐาน และสิ่งก่อสร้างต่างๆ

ผู้ใช้จะได้ประโยชน์จากการลดน้ำหนักเหล็กในโครงสร้างเพราะสามารถใช้เหล็กเกรดที่แข็งแรงสูงขึ้น ขณะที่ผู้กำกับดูแลของภาครัฐจะสามารถลดภาระการตรวจติดตามจากที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน ด้วยจุดแข็งด้านคุณภาพเหล็กเส้นที่ถูกกำหนดตั้งแต่กระบวนการต้นทางสามารถยกระดับความปลอดภัยของโครงสร้างพื้นฐานไทย ความปลอดภัยสาธารณะ

เพื่อยกระดับอุตสาหกรรมเหล็กเส้นไทยให้แข่งขันในระดับมาตรฐานชั้นนำได้ในระยะยาว!!