♦ จะเชื่อมท่อแสตนเลส 304L ติดกับท่อสแตนเลส 316L จะใช้ลวดเชื่อมเกรดไหนดี ระหว่าง 308L กับ 316L

สองสามวันก่อนผมมีคำถามจากเพื่อนนักเรียนเก่า เกี่ยวกับการเชื่อมโลหะสแตนเลส เรื่องมีอยู่ว่าเพื่อนผมมีงานที่จะต้องเชื่อมซ่อมท่อน้ำยาเคมี ซึ่งมีความกัดกร่อน แต่เดิมท่อนี้ทำจากสแตนเลสเกรด 316L แต่เนื่องจากไม่สามารถหาท่อสแตนเลส เกรด 316L ได้ จำเป็นต้องใช้ท่อสแตนเลสเกรด 304L มา

เชื่อมซ่อมไปก่อน  จึงต้องการทราบว่าควรจะใช้ลวดเชื่อมเกรดใด ระหว่างลวดเชื่อม 308L หรือ ลวดเชื่อม 316L

เป็นคำถามที่น่าสนใจดีนะครับ  โดยทั่วไป โลหะสแตนเลสกลุ่ม 304L นั้น หากอ้างอิงตามหลักการและมาตรฐานแล้วนั้น จะมีลวดเชื่อมให้เลือกใช้คือเกรด 308 หรือ 308L ส่วนโลหะสแตนเลสกลุ่ม 316L นั้น ตามมาตรฐานก็จะให้ใช้ลวดเชื่อมเกรด 316 หรือ 316L  เพราะโดยปกติพื้นฐานแล้ว ลวดเชื่อมที่จะนำมาเชื่อมกับโลหะใดๆ นั้น ก็ควรจะมีส่วนผสมทางเคมีและคุณสมบัติทางเชิงกลใกล้เคียงหรือดีกว่าโลหะที่ต้องการเชื่อม แต่ในกรณีนี้ โลหะสองชิ้น ถึงแม้ว่าเป็นโลหะสแตนเลสเหมือนกัน แต่ต่างเบอร์กัน จึงถือว่าชิ้นงานทั้งสองชิ้นนั้นมีส่วนผสมทางเคมีที่ต่างกัน ประเด็นคือจะเลือกใช้ลวดเชื่อมที่อิงกับสแตนเลสที่เป็นชิ้นงานฝั่งใดดี ระหว่าง 304L กับ 316L  โดยแนวเชื่อมยังสามารถคงคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนไว้ได้อย่างดีพอ

เอาละ.. หลักการมีดังนี้ครับ  หากพิจารณาตามาตรฐานของท่อตามมาตรฐาน ASTM A312 (Standard Specification for Seamless and Welded Austenitic Stainless Steel Pipes) – ดังข้อมูลในตารางที่ 1 ก็จะพบว่าส่วนผสมทางเคมีของท่อทั้งเกรด 304L และ 316L นั้นต่างกัน โดยเฉพาะธาตุโครเมี่ยม (Cr) นิคเกิล (Ni) และโมลิบดีนั่ม (Mo)  ชึ่งธาตุทั้งสามตัวนี้ เป็นธาตุที่ส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของโลหะสแตนเลส

ส่วนในฝั่งของลวดเชื่อม หากเลือกใช้กระบวนการเชื่อมแบบอาร์คด้วยลวดเชื่อมไฟฟ้าหุ้มฟลักซ์ (ธูปเชื่อม) ก็จะต้องพิจารณาส่วนผสมทางเคมีของลวดเชื่อมตามมาตรฐาน AWS A5.4   หากใช้การเชื่อมแบบทิกหรือมิก ก็จะต้องพิจารณาส่วนผสมทางเคมีของลวดเชื่อมตามมาตรฐาน AWS A5.9  เช่นเดียวกัน หากต้องการใช้กระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์ ก็จะต้องพิจารณาส่วนผสมทางเคมีของลวดเชื่อมตามมาตรฐาน AWS A5.22 ครับ  ตามข้อมูลในตารางที่ 2

จากที่กล่าวแล้วว่า ธาตุโครเมี่ยม (Cr) นิคเกิล (Ni) และโมลิบดีนั่ม (Mo) เป็นธาตุที่ส่งผลต่อคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของโลหะสแตนเลส ซึ่งหากพิจารณาข้อมูลในตารางทั้งสอง ก็จะพบว่าลวดเชื่อมทั้งเกรด 304L และ 316L  มีปริมาณขั้นต่ำของธาตุ Cr และ Ni ที่มีแนวโน้มสูงกว่าปริมาณขั้นต่ำของธาตุ Cr และ Ni  ที่อยู่ในท่อสแตนเลสทั้งสอง  จากข้อมูลนี้ จึงสามารถช่วยยืนยันได้ว่าแนวเชื่อมที่ได้จะสามารถมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนอย่างน้อยที่สุดก็เทียบเท่ากับท่อที่เป็นตัวชิ้นงานหลักได้

อย่างไรก็ตาม  หากต้องการแนวเชื่อมที่ให้ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ก็ควรเลือกใช้ลวดเชื่อมเกรด 316 จะดีกว่า เนื่องจากสแตนเลสเกรด 316 จะมีส่วนผสมทางเคมีที่มากกว่าสแตนเลสเกรด 304 จึงให้คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่า แต่หากใช้ลวดเชื่อมเกรด 304 แม้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนของรอยต่อจะไม่ได้ดีไปกว่าความต้านทานการกัดกร่อนของท่อด้าน 304 มากนัก แต่ถ้าอย่างน้อยความต้านทานการกัดกร่อนของแนวเชื่อมเทียบเท่ากับความต้านทานการกัดกร่อนของท่อ 304 แล้ว ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนของแนวเชื่อมก็ควรจะเพียงพอสำหรับการใช้งานที่วางแผนไว้  ตราบใดที่ตัวท่อทั้งสองยังสามารถใช้งานได้อย่างดีพอ

จึงสามารถสรุปได้ว่า กรณีเชื่อมท่อสแตนเลส 304 ต่อกับท่อสแตนเลส 316  เช่นนี้ สามารถเลือกลวดเชื่อมเกรดใดก็ได้ระหว่าง 316L หรือ 308L ถ้าหากไม่ติดปัญหาเรื่องราคาลวดเชื่อมที่ต่างกันครับ