การตรวจสอบรอยแตกหักจากความล้าของเพลาเทอร์โบชาร์จเจอร์ในเครื่องยนต์ดีเซล
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาสาเหตุของความเสียหายของเพลาเทอร์โบชาร์จเจอร์ในเครื่องยนต์ดีเซลที่ผ่านการใช้งาน 100,000 กิโลเมตร เพลาเทอร์โบทำมาจากเหล็กกล้าผสมคาร์บอนปานกลาง เกรด AISI 4140 ที่ผ่านกระบวนการชุบแข็ง การทดลองมีหลายขั้นตอนดังนี้ การตรวจสอบผิวของรอยแตกด้วยสายตา และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของวัสดุด้วยเครื่องออฟติคอลอีมิสชันสเปคโตมิเตอร์ และกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (OM) การทดสอบสมบัติทางกลด้วยเครื่องทดสอบความแข็ง ผลสรุปของพื้นผิวการแตกหักของเพลาเทอร์โบนี้เกิดจากความล้าและความล้านั้นเป็นกลไกสำคัญของการแตกหักของเพลาเนื่องจากบริเวณผิวของรอยแตกตรวจพบรอยชายหาด (Beach marks) และเส้นริ้วจากการล้า (Fatigue striations) ซึ่งผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าโหมดการแตกหักที่ผิวของขอบนอกเพลานั้นเป็นการแตกหักแบบเปราะ (Brittle fracture) บริเวณรอยแตกตรงกลางเพลาพบว่าเป็นการแตกแบบหลุม (Dimples) รอยแตกชนิดนี้เป็นตัวบ่งบอกถึงการล้มเหลวแบบเฉือนซึ่งอยู่ในโหมดการแตกหักแบบเหนียว (Ductile fracture) ตรวจพบความผิดปกติในผลของการทดสอบความแข็งบริเวณรอยแตก ค่าความแข็งที่ผิวเท่ากับ 334 HV และค่าความแข็งสูงสุดที่บริเวณแกนกลางของเพลาเท่ากับ 365 HV ซึ่งโดยทั่วไปแล้วค่าความแข็งบริเวณผิวของเพลาต้องมีค่าที่มากกว่าบริเวณแกนกลางของเพลา ในขั้นตอนสุดท้ายพบว่าโครงสร้างจุลภาคที่ผิวของเพลาเทอร์โบมีส่วนประกอบของมาร์เทนไซต์ที่ซ้อนกันเป็นชั้นๆ ที่มีกระบวนการผลิตจากการอัดขึ้นรูป
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Xu X., Yu Z. Failure analysis of a locomotive turbocharger main shaft. Engineering Failure Analysis. 2009;16(1): p. 495-502.
Sivaprasad S., Narasaiah N., Das S. K., Das G., Tarafder S., Gupta K K., Ghosh R. N. Investigation on the failure of air compressor. Engineering Failure Analysis. 2010;(17): p. 150-157.
Swati B., MD G., Jivan K., VN S. K. Failure Analysis of a Compressor Blade of Gas Turbine Engine. 1st International Conference on Structural Integrity. 2014;(86): p. 933-939.
Thiago F. A., Raphael C. C., Paulo R. T. S., Abraao S. S., Sandro G. Analysis of turbo impeller rotor failure. Engineering Failure Analysis. 2016;(63): p. 12-20.
Mohommed N. Q., Sumit S. K., Baloni B. D., Channiwala S.A. Failure Analysis of Turbocharger. 4th International Conference on Multidisciplinary Research & Practice. 2017: p. 214–219.
Sajjad S., Ahmad M. P., Mojtaba K. A high-cycle fatigue failure analysis for the turbocharger shaft of BELAZ 75131 mining dump truck. Engineering Failure Analysis. 2020;(116):104752.
Rodrigo S. M., Clarissa C., Noé C., Adilto P. A. C. Fatigue Failure Analysis of a Speed Reduction Shaft. Materials. 2021;(11):856.
Hao G., Haitao D., Jianzhong L., Dongfeng W., Sanming D., Yongzhen Z., Zongye D. Failure analysis of automobile engine pump shaft bearing. Advances in Mechanical Engineering. 2021;4(13): p. 1-9.
Mojtaba E., Maryam D., Seyedeh M. A., Ahmad A., Rouhollah F., Mohsen R., Hasan B., Farhad G., Amir S., Mohsen S. Fracture Analysis of Compressor Impellers in Olefin Units: Numerical and Metallurgical Approach. Advances in Materials Science and Engineering. 2022;(2022): p. 1-16.
Thiago F. A., Weslley R. V. S., Eduardo C. B. C., Gustavo D. L., Wisnner F. S. S., Simone S. Failure analysis of a sugarcane loader rear shaft. Engineering Failure Analysis. 2019;(109):104326.
AZO MATRIALS. AISI 4140 Alloy Steel (UNS G41400). Available from: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=6769 [Accessed from 11th Mar 2023]
