มาตรฐานการทดสอบทั้งสองกลุ่มนี้มีความแตกต่างกันที่ พฤติกรรมทางกลของวัสดุที่ต้องการวัด (Behavior Model) และ กลุ่มประเภทของวัสดุ (Material Group)
1. กลุ่มการทดสอบการคืบตัว (Creep Test)
หลักการ: ให้แรงกระทำหรือความเค้นคงที่ (Constant Stress/Load) แล้ววัดการยืด/เสียรูปที่เพิ่มขึ้นตามเวลา (Deformation vs Time)
- ISO 899-1: มาตรฐานสากลสำหรับวัดการคืบตัวภายใต้แรงแรงดึง (Tensile Creep) ของพลาสติก
- ASTM D2990: มาตรฐานฝั่งอเมริกา covering การทดสอบ Creep ทั้งแรงดึง (Tensile), แรงอัด (Compressive), และแรงดัด (Flexural Creep) ในพลาสติก
- JIS K7115: มาตรฐานญี่ปุ่นสำหรับการทดสอบ Tensile Creep ของพลาสติก ซึ่งอิงตามหลักการเดียวกับ ISO 899-1
การนำไปใช้งานและอุตสาหกรรม:
- อุตสาหกรรมที่ใช้: อุตสาหกรรมยานยนต์, ก่อสร้าง (พลาสติกวิศวกรรม/ท่อ), บรรจุภัณฑ์ และอากาศยาน
- เป้าหมาย: ประเมินว่าชิ้นส่วนพลาสติกที่ต้องรับน้ำหนักหรือแรงค้างไว้นานๆ (เช่น ท่อทนแรงดัน, เก้าอี้พลาสติก, ถังบรรจุสารเคมี, คานรับน้ำหนัก) จะเกิดการยืดตัวจนเสียรูปทรงหรือแตกร้าว (Creep Rupture) ในระยะยาวหรือไม่
ประโยชน์
- วิเคราะห์อายุการใช้งานชิ้นส่วน (Lifetime Prediction): ช่วยทำนายว่าชิ้นส่วนพลาสติกจะยืดจนย้วยหรือเกิดรอยแตกร้าว (Creep Rupture) ที่ระยะเวลาเท่าใด เมื่อต้องรับแรงดึง แรงอัด หรือแรงดัดต่อเนื่องหลายเดือนหรือหลายปี
- คำนวณ Creep Modulus ในการออกแบบ: ช่วยให้นักออกแบบคำนวณค่าความแข็งแรงที่ลดลงตามเวลา (Time-dependent Modulus) สำหรับนำไปใช้ในสมการออกแบบโครงสร้างพลาสติก เพื่อป้องกันไม่ให้โครงสร้างโก่งตัวเกินค่า Safety Factor ที่กำหนด
- การคัดเลือกวัสดุ (Material Selection): ช่วยเปรียบเทียบพลาสติกวิศวกรรมแต่ละเกรด (เช่น PA66, POM, PEEK) ว่าเกรดใดทนแรงค้างภายใต้ความร้อนหรือสภาวะแวดล้อมต่างๆ ได้ดีที่สุด
2. กลุ่มการทดสอบการคลายความเค้น (Stress Relaxation Test)
หลักการ: ให้การยืด/ระยะเสียรูปคงที่ (Constant Strain/Deformation) แล้ววัดแรงหรือความเค้นที่ค่อยๆ ลดลงตามเวลา (Force vs Time)
- ISO 3384: มาตรฐานสากลสำหรับวัดการคลายความเค้นของยาง (Vulkanized/Thermoplastic Rubber) ภายใต้แรงอัด (Compression Stress Relaxation)
- JIS K6263: มาตรฐานญี่ปุ่นสำหรับทดสอบ Stress Relaxation ของยาง ทั้งในสภาวะแรงอัดและแรงดึง
การนำไปใช้งานและอุตสาหกรรม:
- อุตสาหกรรมที่ใช้: อุตสาหกรรมยานยนต์, ปิโตรเคมี, ระบบท่อส่งน้ำ/แก๊ส, ซีลยางและชิ้นส่วนซีลลิ่ง (Seals & Gaskets)
- เป้าหมาย: ประเมินความสามารถในการคืนแรงกดของยาง โดยเฉพาะงาน O-ring, Gasket, และ Seal ที่ถูกอัดแน่นอยู่กับที่ตลอดเวลา เพื่อดูว่าเมื่อเวลาผ่านไป แรงกดซีล (Sealing Force) จะลดลงจนเกิดการรั่วซึม (Leakage) ของแก๊สหรือของเหลวหรือไม่
ประโยชน์จาก
- ป้องกันการรั่วซึมในระบบปิด (Sealing Integrity): ช่วยประเมินว่าปะเก็นหรือ O-ring ยาง จะยังคงมีแรงดันคืนตัว (Sealing Pressure) เหลือพอที่จะกั้นของเหลวหรือแก๊สไม่ให้รั่วซึมได้นานเท่าใด
- ประเมินความเสื่อมสภาพตามเวลาและอุณหภูมิ: วัดผลกระทบจากความร้อน โซเวนต์ หรือสารเคมี ที่มีผลต่อการเสื่อมสภาพของโครงสร้างโมเลกุลยาง ทำให้ทราบระยะเวลาที่ต้องทำการบำรุงรักษาเปลี่ยนชิ้นส่วน (Preventive Maintenance)
- พัฒนาสูตรยาง (Rubber Compounding): ช่วยนักวิจัยยางในการปรับปรุงสูตรการผสม (Vulcanization/Crosslinking) เพื่อลดอัตราการคลายตัวของแรง ให้ยางสามารถคงสภาพและคืนตัวได้ยาวนานขึ้น
| หัวข้อเปรียบเทียบ | Creep Test
(JIS K7115 / ASTM D2990 / ISO 899-1) | Stress Relaxation Test
(JIS K6263 / ISO 3384) |
| พารามิเตอร์คงที่ | แรงคงที่ (Constant Load/Stress) | ระยะคงที่ (Constant Strain/Deformation) |
| ตัวแปรที่ทำการวัด | ระยะยืด/ระยะเสียรูปที่เพิ่มขึ้นตามเวลา | แรงคืนตัวที่ลดลงตามเวลา (Retention Force) |
| เน้นประเภทวัสดุ | พลาสติก (Plastics / Polymers) | ยาง (Elastomers / Rubber) |
| ตัวอย่างการประยุกต์ | ท่อน้ำพลาสติก, ชิ้นส่วนโครงสร้างยานยนต์ | ปะเก็นยาง, O-ring, ซีลฝาสูบ |
ติดต่อเรา
ทำความรู้จักเราเพิ่ม