การอบอ่อนท่อทองแดงหลัง brazing เป็นประเด็นสำคัญเมื่อต้องประเมินความสามารถในการรับแรงดันของระบบท่อ เพราะความร้อนจาก Brazing สามารถทำให้บริเวณใกล้รอยต่อของท่อที่เดิมเป็น Drawn หรือ Hard Temper อ่อนตัวลงเป็นสภาพ Annealed ได้ ดังนั้นหลัง Brazing ไม่ควรประเมินระบบจากค่าของท่อก่อนให้ความร้อนหรือจากชนิดลวดประสานเพียงอย่างเดียว แต่ต้องดู Temper ของท่อ อุณหภูมิใช้งาน ข้อต่อ รอยต่อ และข้อกำหนดการออกแบบร่วมกัน

Temper ของท่อทองแดงคืออะไร

Temper คือสภาพทางกลของโลหะ เช่น ท่อแบบ Drawn หรือ Hard ที่แข็งกว่าท่อแบบ Annealed หรือ Soft

ความแตกต่างนี้เกี่ยวข้องกับ allowable stress ที่ใช้ประเมิน Pressure Rating จึงไม่ควรถือว่าท่อชนิดและขนาดเดียวกันจะมีค่ารับแรงดันเท่ากันทุกสภาพ ก่อนใช้ตารางควรตรวจว่าเป็นค่าของ Drawn Tube หรือ Annealed Tube และใช้กับอุณหภูมิใด

ทำไม Brazing จึงทำให้ต้องพิจารณาสภาพ Annealed

Brazing ใช้ความร้อนทำให้วัสดุประสานหลอมและไหลเข้าสู่รอยต่อ โดยโลหะฐานไม่ได้หลอมรวมทั้งชิ้น แต่ความร้อนบริเวณรอยต่อยังสามารถเปลี่ยนสภาพทางกลของทองแดงได้ โดยเฉพาะบริเวณ Heat Affected Zone

Copper Development Association ระบุใน ข้อมูล Pressure Rating ของท่อทองแดงหลังการ Brazing ว่า allowable stress ของท่อสัมพันธ์กับ อุณหภูมิใช้งานและ Temper และเมื่อใช้ Welding หรือ Brazing ต่อท่อ ควรพิจารณาค่าของ Annealed Tube เพราะความร้อนสามารถทำให้ท่อแข็งบริเวณใกล้รอยต่ออ่อนตัวลง

การอบอ่อนท่อทองแดงหลัง brazing มีผลต่อ Pressure Rating อย่างไร

Pressure Rating ของท่อไม่ได้ถูกกำหนดจากชื่อวัสดุอย่างเดียว แต่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติวัสดุ ขนาดและความหนาท่อ อุณหภูมิใช้งาน และ Temper หากระบบเริ่มต้นด้วย Drawn Tube แล้วบริเวณรอยต่อได้รับความร้อนจาก Brazing การนำค่าของ Drawn Tube มาใช้ต่อโดยไม่ตรวจเงื่อนไขอาจไม่สะท้อนสภาพหลังประกอบ

เมื่อตรวจเอกสารควรแยกคำถามเป็น 3 ส่วน

• ท่อที่ใช้เป็น Type และ Temper ใด

• หลัง Brazing ต้องอ้างอิงข้อมูลท่อในสภาพใด

• Code หรือ Project Specification กำหนด Pressure Rating และข้อจำกัดอย่างไร

อย่าประเมินความแข็งแรงของระบบจาก Filler Metal เพียงอย่างเดียว

ความสามารถในการรับแรงดันของระบบท่อไม่ได้ขึ้นกับ Filler Metal เพียงองค์ประกอบเดียว ระบบจริงประกอบด้วยท่อ Fitting รอยต่อ วิธีประกอบ และเงื่อนไขการใช้งาน

ดังนั้นการระบุว่าใช้ BCuP-2 ไม่สามารถแปลงเป็น Pressure Rating ของระบบได้โดยตรง หากต้องการตรวจข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่ UDO ระบุสำหรับงานประสานทองแดง สามารถดู ข้อมูลลวดประสานทองแดงกลุ่ม BCuP-2 แยกจากข้อมูลการออกแบบท่อ โดย CHAMP BCuP-2 ในหน้าดังกล่าวเป็นลวดเชื่อมเงิน 0% ซึ่งไม่มีส่วนผสมของเงิน

Checklist ก่อนใช้ข้อมูล Pressure Rating หลัง Brazing

ก่อนอนุมัติแบบหรือทบทวนสเปกระบบท่อทองแดง ควรตรวจดังนี้

1. ระบุชนิด ขนาด และเอกสารอ้างอิงของท่อ

2. ตรวจ Temper ก่อนประกอบว่าเป็น Drawn หรือ Annealed

3. ตรวจว่ารอยต่อใช้ Brazing, Soldering หรือวิธีอื่น

4. หากใช้ Brazing ให้ตรวจข้อมูลที่รองรับสภาพท่อหลังได้รับความร้อน

5. ตรวจอุณหภูมิใช้งาน

6. ตรวจ Rating ของ Tube, Fitting และ Joint แยกกัน

7. ตรวจ Code, Project Specification และข้อมูลผู้ผลิตก่อนสรุปค่าที่ใช้จริง

Checklist นี้เป็นกรอบตรวจเอกสาร ไม่ใช่สูตรคำนวณ Pressure Rating

ข้อควรระวังในการตีความ

ไม่ควรสรุปว่าวัสดุประสานชนิดหนึ่งจะทำให้ Pressure Rating สูงขึ้นหรือต่ำลงโดยอัตโนมัติ เพราะความสามารถของระบบขึ้นกับ Temper ของท่อ Fitting Joint อุณหภูมิใช้งาน และข้อกำหนดของระบบ

งาน Brazing ที่ใช้เปลวไฟหรือแหล่งความร้อนควรมีอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล การควบคุมวัสดุไวไฟ การระบายอากาศ และปฏิบัติตาม Procedure กับข้อกำหนดความปลอดภัยของสถานที่ทำงาน

สรุป

การอบอ่อนท่อทองแดงหลัง brazing ทำให้การประเมิน Pressure Rating ต้องมองสภาพท่อหลังได้รับความร้อน ไม่ใช่อาศัยค่าของ Drawn Tube ก่อนประกอบเพียงอย่างเดียว ความร้อนจาก Brazing สามารถทำให้บริเวณใกล้รอยต่ออ่อนตัว จึงต้องตรวจ Temper อุณหภูมิใช้งาน มาตรฐานของท่อ และ Rating ขององค์ประกอบอื่นร่วมกัน

อย่าใช้ชื่อ Filler Metal เป็นตัวแทนค่ารับแรงดันของระบบ และอย่านำข้อมูลจากคนละสภาพวัสดุมาปะปนกัน หากต้องตัดสินค่าที่ใช้จริงให้ยึด Code, Project Specification และข้อมูลผู้ผลิตที่เกี่ยวข้อง

คำถามที่พบบ่อย

1. Brazing ทำให้ท่อทองแดงอ่อนลงทั้งเส้นหรือไม่

ผลจากความร้อนเด่นในบริเวณใกล้รอยต่อ จึงไม่ควรเหมารวมสภาพของท่อทั้งเส้น

2. Drawn Tube กับ Annealed Tube ใช้ Pressure Rating เดียวกันได้หรือไม่

ไม่ควรสรุปเช่นนั้น เพราะข้อมูลอ้างอิงสามารถแยกตาม Temper และอุณหภูมิใช้งาน

3. ใช้ BCuP-2 แล้วรู้ Pressure Rating ของระบบได้เลยหรือไม่

ไม่ได้ ต้องตรวจ Tube, Fitting, Joint อุณหภูมิใช้งาน และข้อกำหนดการออกแบบร่วมกัน

4. หลัง Brazing ควรใช้ค่าของท่อแข็งเดิมหรือไม่

Copper Development Association ระบุว่าสำหรับระบบที่ใช้ Brazing ต้องพิจารณา Annealed ratings เนื่องจากความร้อนจากกระบวนการอาจทำให้ท่อบริเวณใกล้รอยต่อเกิดการ anneal โดยยังต้องตรวจมาตรฐานและข้อกำหนดของโครงการด้วย

5. บทความนี้ใช้แทนการคำนวณ Pressure Design ได้หรือไม่

ไม่ได้ การกำหนดค่าความดันใช้งานต้องเป็นไปตาม Code, Specification และการออกแบบของระบบจริง