STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(ฉบับที่ 39 สิงหาคม 2013)บทความตีพมิ พ์ ร่วมกันระหว่ างสหพันธ์ เหล็กและเหล็กกล้ าแห่ งประเทศญี่ปุ่นและสมาคมก่ อสร้ างโครงสร้ างเหล็กแห่ งประเทศญี่ปุ่นว า ร ส า ร ฉ บั บ แ ป ล ภ า ษ า อั ง ก ฤ ษ ข อ ง Steel
Construction Today & Tomorrow ได้ มีการตีพิมพ์ 3 ครัง้ ต่อปีและ มี ก ารจั ด ส่ ง ทั่ ว โลกใ ห้ แก่ ผู้ บริ หารข อง บริ ษั ทใ นทุ กภาคอุตสาหกรรมและองค์กรที่เกี่ยวข้ อง จุดประสงค์สาคัญในการ
ตีพิมพ์วารสารนี ้ก็คือนาเสนอมาตรฐานและข้ อกาหนดที่เกี่ยวกับ
การก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก ตัวอย่างของโครงการก่อสร้ างใหม่ ๆเทคโนโลยีและวัสดุก่อสร้ างที่ล ้าหน้ า ในส่วนที่เกี่ยวข้ องกับการ
ก่อสร้ างโครงสร้ างอาคารและวิศวกรรมโยธา
เพื่อช่วยให้ ผ้ อู ่านชาวไทยสามารถที่จะเข้ าใจบทความได้ ง่ายขึ ้น ได้ มีการจัดแปลบทความภาคภาษาไทย และแนบท้ ายกับฉบับภาษาอังกฤษ สาหรับรูปภาพ ไดอะแกรมและตาราง ได้มี ก ารจัด แปลเป็ นภาษาไทยเพี ย งส่ว นหัว เรื่ อ ง ผู้อ่ า นสามารถอ้ างอิงกับฉบับภาษาอังกฤษสาหรับเนื ้อหาที่เกี่ยวเนื่อง นอกจากนี ้ถ้ าผู้อ่านต้ องการทราบศัพท์ บรรยายหรื อ รายละเอียดทางด้ า นเทคนิค โปรดอ้ างอิงกับบทความภาษาอังกฤษ เช่นเดียวกัน

ฉบับที่ 39 สิงหาคม 2013: เนือ้ หาการบารุงรักษาสาธารณูปโภคท่าเรื อ1การบริ หารจัดการตลอดช่วงอายุการใช้ งานโครงสร้ างเหล็กของ
ท่าเรื อ
4ผลกระทบของตาหนิและสภาพแวดล้ อมต่อการเสือ่ มสภาพของ
วัสดุเคลือบผิวเนื่องจากการผุกร่อนในเสาเข็มและแผ่นเหล็กใน
สภาพสัมผัสทะเล
7การประเมินความสามารถในการรับน ้าหนักบรรทุกที่คงเหลืออยู่ส าหรั บ โครงสร้ างเหล็ ก ที่ เ สี ย หายจากการผุ ก ร่ อ นแลละการ
ประมาณสมรรถนะของโครงสร้ างในอนาคต
10เทคโนโลยีการประเมินสมรรถนะตลอดอายุการใช้ งานของ
โครงสร้ างเหล็กสาหรับท่าเรื อ โดยเน้ นที่สมรรถนะของโครงสร้ างภายหลังการซ่อมแซม
13วิธีการประเมินกาลังรับน ้าหนักทีค่ งเหลืออยูข่ องโครงสร้ างเหล็ก
ของท่าเรื อ
16ฉบับภาษาไทย: ©The Japan Iron and Steel Federation 2013
The Japan Iron and Steel Federation
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025,
Japanโทรสาร: 81-3-3667-0245
โทรศัพท์ : 81-3-3669-4815
ที่อยูอ่ ีเมล: sunpou@jisf.or.jpเวบไซต์: http://www.jisf.or.jp1(หน้ าที่ 1-3)

58 % หลังจากนี ้อีก 20 ปี ในช่วงปลายเดือนมีนาคม 2033 (รู ปที่1) เพราะว่าโครงสร้ างเหล่านี ้ได้ แสดงการเสื่อมสภาพและความ
เสียหายตามระยะเวลาที่ผ่านไปเป็ นจานวนมากขึ ้นเรื่ อย ๆ (รู ปที่2) จึงมีข้อกังวลไม่เพียงแต่การเสื่อมสภาพและความบกพร่ องในการใช้ งานแต่ยงั รวมไปถึงการเกิดอุบตั ิเหตุอีกด้ วยการบารุ งรักษาสาธารณูปโภคท่ าเรือ
โดยนาโอกิ เอนโด สานักงานบริ หารจัดการท่าเรื อ ส่วนวางแผน
ทางวิ ศ วกรรม การท่ า เรื อ กระทรวงที่ ดิ น สาธารณูป โภค การคมนาคมและการท่องเที่ยว

รูปที่ 1 การก่อสร้ างท่าเทียบเรื อในประเทศญี่ปนุ่
รูปที่ 2 ตัวอย่างของท่าเทียบเรื อที่ล้าสมัย

สารบัญ
โครงสร้ างสาธารณูปโภคท่าเรื อของประเทศญี่ ปนสุ่่ วนมากได้
ถูกสร้ างขึ ้นหรื อมีการปรับปรุงในระหว่างช่วงปี 1970s และ 1980sและได้ รับการคาดการณ์วา่ จะถูกเรี ยกว่าล้ าสมัยในอนาคตอันใกล้
เช่นเดียวกันกับสาธารณูปโภคอื่น ๆ ท่าเรื อเหล่านีจ้ าเป็ นต้ องมีการ
ตรวจสอบอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันปั ญหาสภาพการหมดอายุ
การใช้ งานประเทศญี่ ปุ่น ต้ องเผชิ ญกับปั ญหาเฉพาะหน้ าหลายอย่าง:งบประมาณที่จากัดอย่างยิ่งทัง้ ของรั ฐส่วนกลางและหน่วยงาน
ราชการส่วนท้ องถิ่น จานวนประชากรที่ลดลง อัตราการเกิดของ
ประชากรที่ ต่า ลง และสัง คมผู้สูงอายุที่ ม ากขึน้ ในสถานการณ์
เช่นนี ้ จึงเป็ นการยากลาบากที่จะนาวิธีการตรวจสอบทัว่ ไปมาใช้
สาหรับการวัดความล้ าสมัย ของสาธารณูปโภคในประเทศอย่างมี
ประสิ ท ธิ ภ าพได้ ในการแก้ ไขปั ญหาเหล่ า นี ้ กระทรวงที่ ดิ นสาธารณูปโภค การคมนาคมและการท่องเที่ยว (MLIT) ได้ จัดตัง้
คณะกรรมการในการบารุงรักษาสาธารณูปโภคและคณะกรรมการอื่ น ๆ เพื่ อ ศึก ษาวิ ธี ก ารป้ องกัน การล้ า หลัง ของสาธารณูป โภคเหล่า นี ้ บทความต่อ ไปนี แ้ สดงให้ เ ห็ น ถึ ง หนึ่ง ในวิ ธี ก ารป้ องกัน
แผนการบารุงรักษาสาหรับสาธารณูปโภคท่าเรื อต่าง ๆการเสื่อมสภาพตามเวลาของโครงสร้ างก่อให้ เกิดปั ญหาใหญ่
ๆ 2 ปั ญหา: ค่าใช้ จ่ายตลอดช่วงอายุการใช้ งานของโครงสร้ างที่
เพิ่มขึน้ (รายจ่ายในการบารุ งรั กษาและการปรับปรุ งในอนาคต)และความบกพร่ องในการใช้ งานเนื่องจากอุบัติ เหตุและปั จจัยที่เป็ นอุปสรรคอื่น ๆ ที่เกี่ยวเนื่องจากการมีอายุของโครงสร้ าง ในการ
เผชิ ญ หน้ ากับปั ญ หาเหล่า นี ้ เราพิจ ารณาได้ ว่า เป็ นสิ่ง จาเป็ นที่จะต้ องพัฒ นาแนวความคิ ด ใหม่ ใ นการบ ารุ ง รั ก ษา เช่ น การเปลีย่ นแปลงจากการบารุงรักษาภายหลังซึง่ มิได้ ให้ ความสาคัญใน
การตรวจวัดสภาพโครงสร้ างจนกระทัง่ งานบูรณะซ่อมแซมสร้ างขึ ้นใหม่เป็ นสิง่ จาเป็ นในการแก้ ปัญหา งานบารุงรักษาแบบป้องกัน
ซึ่ง ให้ ค วามสาคัญ ในการยื ด ระยะเวลาและลดราคาค่า ใช้ จ่ า ยตลอดระยะเวลาการใช้ งานของโครงสร้ าง (อ้ างอิงกับรูปที่ 3)เรายังพิจารณาว่าเป็ นสิ่งจาเป็ นอย่างยิ่งที่งานบารุงรักษาอย่าง
ต่อเนื่องตลอดการใช้ งานของโครงสร้ างควรที่จะมีการนาไปใช้ โดยองค์กรที่ดแู ลบริ หารจัดการท่าเรื อ และกลไกในการทางานเหล่านี ้ควรที่จะนามาใช้ ในการป้องกันอุบตั ิเหตุและการเสื่อมสภาพที่อาจ
เกิดขึ ้นในการใช้ งานตามสภาพ

จากการบ ารุ ง รั ก ษาภายหลั ง จนเป็ นการบ ารุ ง รั ก ษาแบบ
ป้องกันท่า เที ย บเรื อ ท าหน้ า ที่ ที่ สาคัญ ในโครงสร้ างสาธารณูป โภคท่า เรื อ ท่า เที ย บเรื อ สาธารณะทัง้ หมดที่ มี ก ารใช้ ง านอยู่ใ นช่ ว งปลายเดือนมีนาคม 2013 จานวน 8 % ได้ มีการใช้ งานมากว่า 50
ปี แล้ วนับจากที่เริ่ มก่อสร้ าง อย่างไรก็ตาม อัตรานี ้จะเพิ่มขึ ้นเป็ นรู ปที่ 3 รู ปภาพของการบารุ งรักษาแบบป้องกันและแบบก่อสร้ างภายหลัง
วิธีการตรวจวัดที่นามาใช้ โดยสานักงานสาธารณูปโภคท่ าเรือ
เพื่อที่จะส่งเสริ มแผนการบารุ งรักษาที่เหมาะสมเพื่อป้องกัน
การล้ าสมัยของโครงสร้ างท่าเรื อ สานักงานสาธารณูปโภคท่าเรื อ
2ได้ จดั ตังกฎหมายและข้
้อกาหนดและกาหนดวิธีการตรวจวัดต่าง ๆที่เกี่ยวกับเทคโนโลยีและงบประมาณโดยมีเป้าหมายเพื่อจัดเตรียม
แผนและดาเนินงานบารุงรักษาที่เหมาะสมตามแนวทางแผนงานนี ้ในขณะที่แผนงานบารุ งรักษาที่วางไว้ นนมีั ้ เนื ้อหาที่ใช้ ได้ ดีกับ
สาธารณูปโภคท่าเรื อในแต่ละแห่ง แต่ยงั มิได้ มีการศึกษาเกี่ยวกับ
โครงการที่ ล ดค่ า ใช้ จ่ า ยส าหรั บ สาธารณูป โภคท่ า เรื อ ทัง้ หมดโดยรวม หรื อระดับค่าใช้ จ่ายรายปี ของโครงการ เพราะเหตุนี ้ ทางสานัก งานจึง ได้ น าเสนอ “แผนงานบ ารุ ง รั ก ษาเพื่อ ป้องกัน ” ซึ่งส่งเสริ มให้ มีการศึกษาแผนของท่าเรื อแต่ละท่าเรื ออย่างละเอียด

“คู่มือในการทางาน” เป็ นสิ่งสาคัญที่จะต้ องตรวจสอบไม่เพียงแต่
สาธารณูปโภคที่ใช้ งานอยู่เท่านัน้ แต่ยงั รวมถึงสาธารณูปโภคที่
ควรจะมีการดัดแปลงการใช้ งานเพื่อใช้ งานอื่น หรื อมาตรการที่ไม่
ควรนามาใช้ ตอ่ ไป ตัวอย่างเช่น การบารุงรักษาแบบป้องกันไม่ควร
นามาใช้ สาหรับสาธารณูปโภคที่อยูใ่ นตาแหน่งสถานที่ที่กาหนดไว้ให้ มีการฟื น้ ฟูหรื อสาธารณูปโภคที่จะดัดแปลงไปใช้ งานประเภท
อื่น เพราะถื อ ว่า สถานที่ เหล่า นีไ้ ม่ได้ ท าหน้ าที่ เป็ นที่ จอดเรื อ อี กต่อไป ดังนัน้ จึงเป็ นสิง่ สาคัญที่จะต้ องใส่ใจกับงานบารุงรักษาแบบ
ป้องกันเพื่อที่จะพัฒนาแผนงานที่มีการคานึงถึงราคาตลอดอายุ
การใช้ งานของโครงสร้ างทังหมดของท่
้าเรื อที่น้อยที่สดุ นอกจากนี ้แผนงานที่กาหนดไว้ นี ้จะต้ องสามารถคงไว้ ซึ่ง ส่วนประกอบต่าง ๆของท่ า เรื อ ในขณะเดี ย วกัน กับ ที่ ค งไว้ ซึ่ ง การใช้ งานที่ ส าคัญทังหลาย
้เป็ นไปตามแผนงานและขันตอนที
้่กาหนดไว้

แผนการบารุ งรักษาเพื่อการป้องกัน
แผนการบ ารุ ง รั ก ษาเพื่ อ ป้ องกัน ได้ เ ล็ง ถึ ง โครงสรางต่ า ง ๆภายในท่าเรื อ และกาหนดวิธีการในการป้องกัน การล้ าสมัยหรื อเสื่ อ มสภาพลงของสาธารณู ป โภคต่ า ง ๆ และวางกรอบของ
โครงการไว้ เ กื อ บ 5 ปี ตามระบบการป้ องกัน ที่ มี ก ารกาหนดไว้
แผนงานได้ ถกู พัฒนาขึ ้นจากแต่ละท่าเรื อ หน่วยงานหลักที่เข้ าร่ วมในการจัดเตรี ยมแผนงานนี ้คือ รัฐบาลส่วนกลาง (องค์กรของรัฐที่ดูแ ลในการบริ ห ารจัด การท่ า เรื อ ) และองค์ ก รที่ ท าหน้ า ที่ ดูแ ลจัดการท่าเรื อโดยเฉพาะ แผนงานนี ้ได้ ผ่านการยอมรับจากทังสอง
้หน่วยงานหลักนี ้ แผนงานได้ กาหนดไว้ ใน “คูม่ ือในการทางาน” ถึงนโยบายพื ้นฐานในการพิจารณาว่าจาเป็ นจะต้ องใช้ วิธีการในการ
ตรวจวัด การเสือ่ มสภาพล้ าสมัยในโครงสร้ างหรื อไม่ (ตารางที่ 1)บทสรุ ปแผนการบารุงรักษาเพื่อป้องกันโครงสร้ างจะริ เริ่ มนามาใช้ ในปี2013 เพื่อที่จะจัดเตรี ยมแผนการป้องกันให้ ได้ ดียิ่งขึ ้น เราตังใจจะ
้ตรวจสอบแผนการป้ องกั น ในปั จจุ บั น อี ก ครั ง้ หนึ่ ง โดยมี ก ารพิจารณาการเปลีย่ นแปลงของแนวโน้ มทางสังคม และงานอื่น ๆ ที่เกี่ยวเนื่อง สานักงานบริ หารท่าเรื อมีความต้ องการอย่างยิ่งที่จะนา
มาตรการที่มีประสิทธิภาพมาใช้ ในการลดการเสื่อมสภาพ ล้ าสมัย
ของท่าเรื อ ความพยายามนี ้รวมไปถึง : การนาแผนการบารุ งรักษา
แบบป้องกันซึง่ คานึงถึงการทางานของคณะกรรมการตรวจสอบว่า
มีการเดินหน้ าไปตามแผนงานและมาตรการการบารุ งรั กษาใน
ระบบกฎหมายใหม่ ห รื อ ไม่ และการร่ ว มมื อ ในการท างานกับ
องค์กรจัดการท่าเรื อและองค์กรที่เกี่ยวข้ องอื่น ๆ เป้าหมายของเรา
ก็คือการคงไว้ ซงึ่ การบริ การสังคมอย่างมีคณุ ภาพตารางที่ 1 แผนงานบารุงรักษาแบบป้องกัน (แนวความคิด)การตัดสินใจที่จะใช้ “คูม่ ือในการทางาน” เป็ นเครื่ องมือในการ
ตัดสินใจเป็ นสิ่งที่มีพื น้ ฐานมาจากภาพรวมที่มีการพิ จารณาถึ งสภาพทางสังคมที่ล้อมรอบท่าเรื อ (สภาพการใช้ งานในปั จจุบัน
การตรวจสอบแผนงานในการเปลีย่ นแปลงการใช้ งาน หรื อ ไม่ได้ มีการตรวจสอบทางเลือกในการเปลี่ยนแปลงการใช้ งาน สมมติฐาน
ของการใช้ งานโดยเร่งด่วน หรื อการไม่มีสมมติฐาน คาขอจากผู้ใช้
ท่าเรื อ) และสภาพทางกายภาพ (ระดับของการเสือ่ มสภาพล้ าสมัย
ลักษณะของโครงสร้ าง)นอกจากนี ้ ในแนวทางการตัด สิน ใจที่ จ ะแนะน าโดยการใช้

■

3

■

■

■

■

(หน้ าที่ 4-6)

ก่อสร้ าง การบารุงรักษาที่รวมไปถึง การาเข้ าไปตรวจสอบและการปิ ด ยกเลิกการใช้ งาน ดังที่แสดงในรู ปที่ 1 งานบริ หารจัดการอายุ
การใช้ งานของโครงสร้ างเป็ นแนวความคิดผสมผสานที่พฒั นาขึ ้นเพื่อช่วยเหลือในกระบวนการงานต่าง ๆ ที่ใช้ ในการจัดการตลอด
ช่วงระยะเวลาการใช้ งานของโครงสร้ างเพื่อให้ โครงสร้ างที่คงอยู่ได้
ตลอด การคงสภาพใช้ งานได้ เป็ นคาสาคัญมากสาหรับโครงสร้ างท่าเรื อ และยังเป็ นคาสาคัญสาหรับโครงสร้ างสาธารณูปโภคอื่น ๆอีกด้ วยในด้ านการบริ หารจัดการอายุการใช้ งานของโครงสร้ าง ดังที่
แสดงในรูปที่ 2 งานสาคัญที่สดุ ก็คือการวางแผนจัดตังและอั
้พเดตขันตอนการบริ
้หารจัด การอายุการใช้ งานโครงสร้ าง (การจัดตัง้
แผน LCM) การวางแผนดังกล่าวควรจะมีการจัดโปรแกรมโดยมี
การคานึงถึงสิง่ ต่าง ๆ เหล่านี:้ ลักษณะของสภาพแวดล้ อม สมมติฐานที่ใช้ ในการออกแบบ ผลของการตรวจสอบ ข้ อกาหนดในการออกแบบ การประมาณราคาเบื ้องต้ น แผนงานการบารุ งรักษาและวิธีการในการบริ หารจัดการ
อายุใช้ งานของโครงสร้ าง ข้ อกาหนดของสมรรถนะโครงสร้ างที่ต้องการ การประเมินอายุใช้ งานของโครงสร้ าง ค่าใช้ จ่ายตลอดระยะเวลาอายุของโครงสร้ าง ค่าใช้ จ่ายที่มีผลเกี่ยวเนื่องจากสภาพแวดล้ อม และ การหมดอายุของโครงสร้ าง การทุบทาลายทิ ้ง และการ
นามาใช้ ใหม่การบริ หารจัดการตลอดช่ วงอายุการใช้ งานโครงสร้ างเหล็ก
ของท่ าเรือ
โดยฮิโรชิ โยโกตะ ศาสตราจารย์ห้ องปฏิบัติการ Lifetime
Engineeringมหาวิทยาลัยฮอกไกโด
บทนาโครงสร้ างท่า เรื อ มี อ ายุ ก ารใช้ ง านที่ ย าวนานและได้ รั บ การคาดหวังว่าจะคงอยู่ใช้ งานได้ ตลอดช่วงระยะเวลาแต่ก็ไม่อาจจะ
ตรวจสอบวัดผลในเวลานี ้ได้ เหล็กและคอนกรี ตซึง่ เป็ นวัสดุหลักใน
การก่อสร้ างมีแนวโน้ มที่จะเสือ่ มสภาพลงเนื่องจากสภาพแวดล้ อมใกล้ ทะเลและสารเคมีตา่ ง ๆ และเป็ นเหตุให้ โครงสร้ างมีสมรรถนะ
ในการใช้ งานต่ า ลง หรื อ อาจจะเกิ ด การวิ บัติ ได้ ใ นเวลาต่อ มาในช่วงเริ่ มต้ นของการออกแบบ ผู้ออกแบบตังสมมติ
้ฐานไว้ หลายอย่าง ซึง่ มักจะเป็ นสภาพที่ต้องออกแบบไว้ เผื่อมากที่สดุ โดยมีการ
กาหนดตัวเลขอัตราส่วนความปลอดภัยไว้ เพื่อให้ ได้ โครงสร้ างที่
สามารถคงระดับ สมรรถนะตามที่ ต้ อ งการ อย่า งไรก็ ต าม การเสื่อมสภาพอย่างรุ นแรงของชิ น้ ส่วนโครงสร้ างอาจจะเกิ ดขึน้ ได้เนื่องจากการออกแบบที่มิได้ มีการเผื่อความคงทนที่เพียงพอ ซึ่งมี
สาเหตุจากการตังสมมติ
้ฐานที่เผื่อไว้ น้อยเกินไป และ/หรื อการขาด
งานบารุงรักษาโครงสร้ างที่เหมาะสม ก็เป็ นได้ในการที่ จะเผชิ ญ ปั ญ หาเหล่า นี ้ จึ ง เป็ นสิ่ง สาคัญ อย่า งยิ่ ง ที่จะต้ องมีการร่ วมกันทางานระหว่างฝ่ ายออกแบบและบารุ งรักษา
งานบริ หารจัดการโครงสร้ างให้ มีอายุยืนยาวเป็ นระบบการจัดการ
เพื่อรองรับการตัดสินใจทางวิศวกรรมเพื่อให้ มนั่ ใจว่า โครงสร้ างมีระดับสมรรถนะเพียงพอและมีอายุการใช้ งานที่ยาวนาน ทังจาก
้การออกแบบ บ ารุ ง รั ก ษา และงานอื่ น ๆ ที่ เ กี่ ย วเนื่ อ งในช่ ว งระยะเวลาการใช้ งานรูปที่ 1 ช่วงระยะเวลาอายุของโครงสร้ างรูปที่ 2 ระบบการบริ หารจัดการอายุใช้ งานของโครงสร้ างการบริหารจัดการโครงสร้ างในด้ านอายุการใช้ งานช่วงระยะเวลาของโครงสร้ างขึ ้นอยู่กบั กิจกรรมต่าง ๆ ทังหมด
้ทัง้ ในการวางแผน การออกแบบทั่ว ไปและรายละเอี ย ด การด าเนิ น การต่ า ง ๆ รวมทัง้ การเลื อ กใช้ วัส ดุ การผลิ ต และงาน

ในช่วงต้ นของการออกแบบ การออกแบบระยะเวลาการใช้ งานของโครงสร้ างจะนามาพิจารณาเพื่อ ประเมินความทนทานและ
อัตราการเสื่อมลงของโครงสร้ าง ดังที่แสดงในรู ปที่ 3(a) ในขณะที่
4แผนงาน LCM
ตัวอย่างหนึ่งของการวางแผนงาน LCM ได้ ถกู แสดงไว้ ณ ที่นี ้เสาเข็ม ของท่า เที ยบเรื อ นวรอบนอกดังที่ แสดงในรู ปที่ 4 ได้ ถูกนามาศึกษา โครงสร้ างรองรับท่าเทียบเรื อเป็ นโครงสร้ างเสาเข็ม
เหล็กท่อ ซึ่งมีขนาดเส้ นผ่านศูนย์กลางและความหนาเป็ น 1500
มิลลิเมตร และ 19 มิลลิเมตร ตามลาดับ สาหรับส่วนที่อยู่เหนือ
ระดับ DL -18 เมตร และ มีขนาดเส้ นผ่านศูนย์กลางและความ
หนาเป็ น 1500 มิลลิเมตร และ 15 มิลลิเมตรที่ระดับต่ากว่านัน้
ตามอัต ราการผุก ร่ อ นของเหล็ ก กราฟดัง ที่ แ สดงในรู ป ที่ 5 ได้นามาใช้ ซึ่งเป็ นผลการวัดค่าที่ตาแหน่งท่าเทียบเรื อใกล้ เคียงพื ้นที่เป็ นเวลากว่า 26 ปี อัต ราการผุก ร่ อ นจะแตกต่างกัน ที่ แ ต่ละตาแหน่ง ดังนัน้ ดังที่แสดงไว้ ในกราฟ ค่าสูงสุด ค่าเฉลี่ย และค่า
ต่าสุด จะนามาใช้ พิจารณาในการจัดหาวิธีการวิเคราะห์ทางสถิติ
เพื่อแก้ ไขปั ญหาความเสี่ยงเนื่องจากการผุกร่ อนนี ้ จึงได้ มีการ
กาหนดแผนงาน LCM ขึ ้นมา 4 แผนงาน
 S1: ไม่มีการป้องกันการผุกร่อน
 S2: ทาเคลือบผิว (ระดับ DL +2.5 -1.0 เมตร) S3: S2 + S4
 S4: การป้องกันวิธีคาโธดิค (ระดับ DL -1.0 -12 เมตร)มีทางเลือกต่าง ๆ มากมาย แนวความคิดพืน้ ฐานที่ว่า จะต้ องมีความมั่นใจในสมรรถนะของโครงสร้ างอย่างไรจะต้ องได้ รับการ
พิจารณาจากสภาพ อายุการใช้ งานตามการออกแบบ ลักษณะ
ของโครงสร้ าง คุณสมบัติของวัสดุ ความยากลาบากในการเข้ าประเมิน ตรวจสอบและทางานแก้ ไข ความสาคัญต่อสังคมและ
เศรษฐกิจ ฯลฯ สาหรับโครงสร้ างเหล็กของท่าเรื อ การผุกร่ อนของ
เหล็กนับเป็ นสาเหตุหลักของสมรรถนะของโครงสร้ างที่ตกต่าลงซึ่ง
มีการพิจารณาในการออกแบบเบื ้องต้ น เพราะเหตุนี ้ การผุกร่ อนของเหล็ก และ/หรื อ การเสือ่ มสภาพลงของระบบการป้องกันการผุ
กร่อนนี ้ควรที่จะได้ รับความสนใจอย่างเต็มที่ โดยหลักการแล้ ว เราไม่ต้องคานึงถึงปั ญหาความล้ าของเหล็กสาหรับโครงสร้ างท่าเรื อเหล่านี ้การบารุ งรั กษาถื อว่าเป็ นขัน้ ตอนที่สาคัญในการปกป้องการ
เสื่อมสภาพของโครงสร้ าง ซึ่งเป็ นงานในการตรวจตราสภาพและวัด ระดับ สมรรถนะของโครงสร้ างในปั จจุ บัน ของโครงสร้ างนอกจากนี ้ ในการที่ สามารถคาดการณ์ ก ารเสื่อมสภาพลงของ
โครงสร้ างในอนาคตได้ ยังจะทาให้ สามารถคัดเลือกวิธีการเข้ าท างานที่ เ หมาะสมที่ สุด เพื่ อ ลดราคางานบริ ห ารจัด การนี ห้ รื อสามารถที่จะปรับปรุ งสมรรถนะของโครงสร้ างให้ ได้ สงู สุดภายใต้
งบประมาณที่ตงไว้ั ้ ดังที่แสดงไว้ ในรู ปที่ 3(b) ระหว่างช่วงในการ
บารุ งรักษา วิศวกรจะทางานตามขันตอนตั้งเป็้ นสมมติฐานตังแต่
้ช่วงออกแบบ เพื่อให้ เป็ นไปตามขันตอนงานบ
้ารุ งรักษาที่กาหนดไว้ ดังที่กล่าวถึงข้ างต้ น ขันตอนงานบ
้ารุงรักษาควรที่จะเป็ นไปตาม
แผน LCM การออกแบบอายุการใช้ งานหรื อความคงทนของ
โครงสร้ างมีพืน้ ฐานมาจากหลากหลายสมมติฐานในช่วงเริ่ มต้ นงานออกแบบ เพราะเหตุนี ้ ผลที่ได้ จากการออกแบบจะต้ องมีการ
ตรวจสอบเที ย บกั บ แผนงานบ ารุ ง รั ก ษาเพราะว่ า อั ต ราการ
เสื่อมสภาพจริ งของโครงสร้ างซึ่งรวมไปถึงการผุกร่ อนมิได้ เป็ นไปตามสมมติฐานของการออกแบบ สิ่งนี ้คือการอัพเดตแผน LCM
ขันตอนแผนงานควรที
้่จะมีการอัพเดตซึ่งสะท้ อนถึงสถานการณ์ ที่แท้ จริ งของโครงสร้ างและการเปลีย่ นแปลงของสภาพต่าง ๆอายุการใช้ งานที่ออกแบบไว้ ของระบบป้องกันโดยการเคลือบผิ ว และคาโธดิ ค ตัง้ ไว้ ที่ 50 ปี ที่ จ ริ ง แล้ ว แผนงานหลายแผน
สามารถจัดตังขึ้ ้นมาได้ ตามระยะเวลาอายุโครงสร้ างที่ได้ ออกแบบไว้ ประสิทธิภาพของการป้องกันการผุกร่ อนสาหรับวิธีคาโธดิคได้
ตังเอาไว้
้
ที่ 90 %สมรรถนะของโครงสร้ างสามารถตรวจสอบได้ โดยการใช้ วธิ ีการวิเคราะห์ แบบ push-over analysis และ dynamic response
analyses สาหรับระดับ 1 และ ระดับ 2 ของแรงสัน่ สะเทือนบนพื ้นดินจากแรงแผ่นดินไหว ความน่าจะเป็ นของการวิบตั ิของท่า
เทียบเรื อจะมีอตั ราเพิ่มขึ ้นเนื่องจากการผุกร่ อนของเสาเข็มเหล็กรู ปที่ 6 แสดงความน่าจะเป็ นของการวิบตั ิเทียบกับเวลา ของ (a)แรงสัน่ สะเทือนระดับ 1 และ (b) แรงสัน่ สะเทือนระดับ 2 ค่าสูงสุด
ที่ยอมให้ ของความน่าจะเป็ นของการวิบตั ิได้ ตงไว้ั ้ ที่ 0.0038 และรูปที่ 3 แผนงาน LCM
5

0.01 สาหรับแรงสัน่ สะเทือนระดับ 1 และ 2 ตามลาดับ เพราะเหตุนี ้ ก่อ นที่จ ะถึง ระดับตัวเลขเหล่า นี ้ การเสริ มก าลัง โครงสร้ างจึ งจาเป็ นเพื่อให้ ได้ สมรรถนะคืนกลับมา ภายใต้ ขนตอนดั
ั้งนี ้ แผนงาน
S1 ต้ องมี ก ารเสริ ม ก าลัง 3 ครั ง้ (ปี ที่ 16 และ 30 ส าหรั บแผ่นดินไหวระดับ 1 และ ปี ที่ 44 สาหรั บแผ่นดินไหวระดับ 2)ระหว่างช่วงเวลาออกแบบเพื่อใช้ งาน 50 ปี แผนงาน S2 ต้ องมีการ
เสริ มกาลัง 2 ครัง้ ในปี ที่ 36 สาหรับแผ่นดินไหวระดับ 1 และ ปี ที่
45 สาหรับแผ่นดินไหวระดับ 2 แผนงาน S4 ต้ องมีการเสริ มกาลัง
2 ครัง้ ในปี ที่ 16 และ 33 สาหรับแผ่นดินไหวระดับ 1 เท่านัน้ ตามการคานวณนี ้ ระบบการเชื่อมแผ่นเหล็ กได้ นามาใช้ ในการเสริ มกาลัง โดยเทคนิ ควิธีก ารเสริ มกาลังนี ้ สมรรถนะการรั บ นา้ หนักสามารถกลับคืนมาได้ ทงหมด
ั้แต่ความเหนียวของโครงสร้ างจะลดลงไปประมาณ 40 % ของค่าที่ได้ ในตอนแรก เนื่องจากการ
เชื่อมในสภาวะเปี ยกใต้ น ้าผู้ออกแบบควรที่จะเลือกแผนงานที่ดีที่สดุ ในทางเลือกเหล่านี ้ในการเลือกใช้ แผนงาน ควรที่จะตัดสินตามจุดประสงค์ที่กาหนด
วางไว้ ราคาตลอดช่วงเวลาการใช้ งานถือว่าเป็ นปั จจัยอันหนึ่งใน
การตัดสินใจ ซึง่ จะมีการกล่าวถึงต่อไป

เกี่ยวกับอายุการใช้ งานของโครงสร้ างนับว่าเป็ นสิ่งสาคัญอย่างยิ่ง
ในการทาความเข้ าใจถึงสภาพของโครงสร้ าง การเสือ่ มสภาพและ
ความเสียหายของวัสดุเคลือบป้องกันและระบบการป้องกันการผุกร่ อนอื่น ๆ สามารถตรวจพบได้ ในตอนแรกจากความเสียหายที่พื ้นผิว ระดับของการตรวจสอบโครงสร้ างมีผลต่อวิธีการวิเคราะห์
ประเมินสมรรถนะของโครงสร้ าง หลักการประเมินนี ้สามารถทาได้
ทังทางด้
้านแง่พื ้นฐานแนวทางของสภาวะแวดล้ อมหรื อแง่แนวทางด้ านสมรรถนะของโครงสร้ าง แนวทางวิธีการด้ านการตรวจสอบ
โดยสมรรถนะของโครงสร้ างควรที่ จ ะน ามาประยุก ต์ ใ ช้ กับ การประเมินสมรรถนะโครงสร้ าง แต่โดยทัว่ ไปจะสิ ้นเปลืองค่าใช้ จ่ายเทคนิคการตรวจสอบที่สูง ฯลฯ ดังนัน้ ระบบการตรวจสอบจาก
สภาวะแวดล้ อมพอที่จะยอมรับได้ และนามาใช้ ทดแทนเพราะว่า
ความง่ ายในการประยุก ต์ ใ ช้ ระบบการให้ ค ะแนนก็ ได้ น ามาใช้
ประกอบด้ วยบ่อย ๆ ซึ่งสภาวะของการเสื่อมสภาพของโครงสร้ างได้ ถกู นามาประเมินและตัดสินโดยการให้ คะแนนการเสื่อมสภาพ
ของโครงสร้ างเป็ นเกณฑ์
การตรวจสอบด้ ว ยวิ ธี พิ นิ จ ได้ น ามาใช้ ม ากที่ สุด ในการให้
คะแนนสภาพของโครงสร้ างและทาการตัดสินว่า ต้ องตรวจสอบใน
รายละเอียดเพิ่มเติมหรื อไม่ ในการให้ คะแนนอย่างถูกต้ อง การตรวจสอบควรเป็ นช่วงเวลาที่สม่าเสมอ ถ้ าคะแนนการเสื่อมสภาพมี ค วามเกี่ ย วเนื่ อ งกั บ สมรรถนะของโครงสร้ างแล้ ว ก็ ถื อ ว่ าสมรรถนะของโครงสร้ างสามารถที่จะประเมินได้ ทางอ้ อมโดยวิธีนี ้ การตรวจสอบด้ วยวิธีพินิจสามารถที่จะให้ ข้อมูลว่า
เกิดการเปลีย่ นแปลงในกายภาพที่พินิจได้ ในชิ ้นส่วนโครงสร้ าง แต่สมรรถนะของโครงสร้ างจาเป็ นจะต้ องมีการประเมินอย่างละเอียดถูก ต้ อ งให้ ม ากที่ สุด เท่ า ที่ เ ป็ นไปได้ ถ้ าความสัม พัน ธ์ ร ะหว่ า งสมรรถนะของโครงสร้ าง (กาลังรั บนา้ หนักของโครงสร้ าง) และคะแนนของการเสื่อมสภาพเป็ นสิ่งที่สามารถตรวจวัดได้ ถึงแม้ ว่าจะมีสว่ นค่าคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ บ้าง การเข้ าไปแก้ ไขทางาน
สามารถที่จะมีการกาหนดได้ โดยใช้ คะแนนการเสื่อมสภาพของ
โครงสร้ างเป็ นเกณฑ์
ในกรณีที่การตรวจสอบด้ วยวิธีพินิจไม่เพียงพอที่จะให้ ข้อมูลที่
ถูกต้ องในการประเมินสภาพ การตรวจสอบในรายละเอียดเป็ นสิ่ง
ที่ควรจะกระทาต่อไป การตรวจสอบในรายละเอียดรวมไปถึงการ

รูปที่ 4 เสาเข็มท่าเทียบเรื อสาหรับการศึกษานี ้รูปที่ 5 อัตราการผุกร่อนที่แตกต่างกัน
รูปที่ 6 การเพิ่มของอัตราความน่าจะเป็ นในการวิบตั ิเนื่องจากการ
ผุกร่อนในแผ่นเหล็ก
การเข้ าตรวจสอบและการประเมินผล
เนื่องจากการเสื่อมสภาพของของโครงสร้ างท่าเรื อเป็ นสาเหตุ
หลักมาจากการผุกร่ อนของโครงสร้ างเหล็ก อัตราการเติบโตของ
การผุกร่ อนควรที่จะมีการเฝ้ าติดตามในช่วงอายุการใช้ งานของ
โครงสร้ าง อัตราการเจริ ญเติบโตของการผุกร่ อนมีความแตกต่าง
อย่างมากตามตาแหน่งต่าง ๆ เนื่องจากความไม่สม่าเสมอของ
วัสดุและความแตกต่างของสภาวะแวดล้ อมในจุดต่าง ๆ โดยการใช้ ข้อมูลการผุกร่อนที่วดั ได้ จริ ง แผนงาน LCM จึงได้ รับการอัพเดตข้ อมูลในการทางานให้ ถกู ต้ องยิ่งขึ ้นการตรวจพบการเสื่อมสภาพและความเสียหายซึ่งเป็ นปั จจัย6วัดระดับของการเสื่อมสภาพด้ วยเทคนิคการตรวจสอบโครงสร้ างแบบไม่ทาลาย หรื อทาลาย ฯลฯ ในกรณี ที่ข้อมูล มีคุณภาพและ
จานวนมากพอที่จะทาการวิเคราะห์เชิงตัวเลข การประเมินข้ อมูลโดยตรงก็ ส ามารถจะกระท าได้ ดั ง ที่ ก ล่ า วไ ว้ ข้ างต้ น การเสือ่ มสภาพของโครงสร้ างมีความแตกต่างและรูปแบบหลายหลายมาก ดังนัน้ ความแตกต่างเหล่านัน้ จึงจาเป็ นที่จะต้ องมีการวัด
ระดับค่าต่าง ๆ อย่างละเอียดถี่ถ้วน

หลายอย่า ง แต่ ก็ ยัง ให้ ข้ อ มูลที่ สาคัญ ในการตัด สิน ใจเกี่ ย วกับทิศทางในอนาคตของงานบารุ งรักษา ในการคานวณนี ้ ราคาค่าก่ อ สร้ าง ราคาค่ า บ ารุ ง รั ก ษา รวมไปทัง้ ราคาค่ า ตรวจสอบ
โครงสร้ าง และราคาที่จะต้ องใช้ ในการเข้ าทางานต่าง ๆ ได้ นามารวบรวมไว้ เป็ นราคารวมทังหมด
้การประเมินราคาตามช่วงวัฎจักรอายุการใช้ งานของโครงสร้ างยังสามารถให้ มีการเปรี ยบเทียบราคาที่ใช้ ทงหมดกั
ั้บระยะเวลาที่
พิจารณา ในการที่พิจารณาราคาเหล่านี ้ตามแผนงาน LCM ต่าง ๆกันก็ทาให้ สามารถที่จะเลือกใช้ แผนงานที่ประหยัดที่สดุ ได้การคานวณราคาตามช่วงระยะอายุการใช้ งานของโครงสร้ างสาหรับแผนงาน LCM ทัง้ 4 แผนได้ แสดงไว้ ในรู ปที่ 7 เนื่องจาก
การเสริ มกาลังโครงสร้ างก่อนที่จะถึงจุดที่ให้ ค่าสูงสุดของค่าความ
น่าจะเป็ นในการวิบตั ิ ค่าใช้ จ่ายจะเพิ่มขึ ้น ตัวเลขที่ได้ แสดงให้ เห็นว่าแผนการบารุงรักษาเพื่อป้องกันเป็ นแผนที่สิ ้นเปลืองงบประมาณน้ อยที่สดุ ซึ่งใช้ เงินประมาณ หนึ่งในสามของแผนงานที่สิ ้นเปลือง
งบประมาณสูงที่สดุ ในช่วงระยะเวลา 50 ปี แผนการบารุ งรักษาที่สิ ้นเปลืองน้ อยที่สดุ คือ S3 ตามมาด้ วย S4 S2 และ S1 มันหมายถึงว่าประสิทธิภาพของการป้องกันการผุกร่ อนควรที่จะเป็ นแผนงานที่ดีที่สดุ ต่อราคา อย่างไรก็ตามถ้ าอายุการใช้ งานที่วางไว้
ต่ากว่า 50 ปี ข้ อสรุ ปที่ดีที่สดุ อาจจะเปลี่ยนแปลงไปตามอายุการใช้ งานที่กาหนดไว้

การอัพเดตขัน้ ตอนแผนงาน
ทฤษฎีกฏเกณฑ์ โมเดลทางคณิตศาสตร์ สูตรสาเร็ จในการ
ตรวจสอบ ฯลฯ ก็ ไ ด้ น ามาใช้ ในการประเมิ น ระดั บ ความเสื่ อ มสภาพแล้ ว อย่ า งไรก็ ต าม แนวโน้ มที่ พ บ เห็ น ในงานบ ารุ ง รั ก ษาทั่ว ไป ตัว อย่ า งเช่ น อัต ราการผุ ก ร่ อ นที่ ต รวจวัด ได้อาจจะนามาใช้ ในการทานายการเสือ่ มสภาพในอนาคต และ/หรื อการเสื่อมสภาพของโครงสร้ างระหว่างช่วงการบารุ งรั กษา จากข้ อมูลและผลของการประเมินโครงสร้ าง กฎเกณฑ์และขันตอนของ
้การเสื่อ มสภาพ และ/หรื อ การเสื่อมสมรรถนะลงจะต้ องมีก ารแก้ ไขและขันตอนแผนงานบ
้ารุ งรักษาจะต้ องมีการอัพเดตขึ ้นเพื่อ
การคาดการณ์ตอ่ ไปภายหน้ าค่ าใช้ จ่ายตลอดอายุการใช้ งานของโครงสร้ างถ้ า การวิ บัติ ข องชิ น้ ส่วนโครงสร้ างอาจจะก่อ ให้ เ กิ ด ความเสียหายต่อความปลอดภัย การวิบตั ิที่อาจเกิดขึน้ ได้ นี ้ควรที่จะมี
การแยกประเภทตามความเสียหายมีโอกาสเกิดขึ ้นตามมา ในการ
ลดระดับ ความเสี่ ย งจากการวิ บัติ ข องโครงสร้ างที่ อ าจเกิ ด ขึ น้ภายในช่วงระยะเวลาอายุการใช้ งานที่มีการออกแบบไว้ เมื่อผล
ของการวิบตั ิของโครงสร้ างตัดสินได้ ว่าเป็ นเรื่ องร้ ายแรง อาจจะต้ องจาเป็ นที่ต้องกาหนดให้ อายุการใช้ งานมีความยาวนานเป็ นพิ เ ศษสาหรั บ ชิ น้ ส่ว นอาคารบางชิ น้ หรื ออาจจะต้ อ งมี ก ารเพิ่ มข้ อกาหนดในการตรวจสอบและการบารุ งรั กษาให้ มากยิ่งขึ ้น ในการตรวจสอบขันตอนแผนงาน
้
LCM ซึง่ รวมไปถึงเวลาที่เหมาะสม
และวิธีในการเตรี ยมเข้ าทางาน การประเมินราคาช่วงตลอดอายุ
การใช้ งานของโครงสร้ างจะเป็ นตัวชี ้บ่งที่ดีที่สดุ ตัวหนึ่ง ราคาช่วง
อายุการใช้ งานของโครงสร้ างได้ รั บการคานวณจากสมมติฐาน

รูปที่ 7 การคานวณราคาตามอายุการใช้ งานของโครงสร้ างบทสรุ ประบบการจัดการช่วงระยะเวลาอายุการใช้ งานของโครงสร้ างซึง่ รวมไปถึงการประเมินสมรรถนะของโครงสร้ างและการประมาณ
อัตราการผุกร่ อนเสียหาย เป็ นเครื่ องมือที่ดี ที่สดุ อย่างหนึ่งสาหรับ
งานบารุงรักษาโครงสร้ างอาคาร ผู้แต่งคาดไว้ วา่ การบารุงรักษาทีม่ ีประสิทธิภาพจะได้ นามาใช้ เพื่อให้ สามารถลดราคาค่าบารุ งรักษา
ตลอดช่ วงเวลาอายุก ารใช้ งานของโครงสร้ างและสามารถเพิ่ มสมรรถนะของโครงสร้ าง ซึ่งอาจจะสามารถมองเห็นถึง การคง
สภาพใช้ งานของโครงสร้ างท่าเรื อ ในการที่จะพัฒนาระบบนี ้ต่อไป
งานศึกษาวิจัยเป็ นสิ่งจาเป็ นในการที่จะตรวจสอบสมรรถนะของ
7โครงสร้ างอย่ า งถู ก ต้ องรวมทัง้ วิ ธี ก ารในการตรวจสอบและวิ เ คราะห์ และประเมิ น อั ต ราการเสื่ อ มสภาพและการเสื่ อ มสมรรถนะของโครงสร้ างอย่างถูกต้ องในอนาคต
■

■

■

■

เสื่อมสภาพของโครงสร้ างที่เป็ นการผุกร่ อนแบบเฉพาะจุด (การผุ
กร่อนแบบ macrocell)เราได้ ตรวจสอบสาเหตุเ หล่านี ้จากแง่มุมของการสูญเสีย ของวัสดุเคลือบผิวลง ซึง่ ผลการศึกษามีดงั ต่อไปนี ้■การผุกร่ อนของผลิตภัณฑ์ เหล็กรูปพรรณในสภาวะสัมผัสนา้
ทะเลตัวอย่างของการศึกษาที่มากมายมีหวั ข้ อเกี่ยวกับการผุกร่ อนของผลิ ต ภัณ ฑ์ เ หล็ ก รู ป พรรณที่ มิ ไ ด้ มี ก ารเคลือ บผิ ว ในสภาวะ
แวดล้ อมกลางทะเล ตัวอย่างเช่น ผลการศึกษาดังที่แสดงในรู ปที่1(a) ซึ่งอัตราการผุกร่ อนเพิ่มขึ ้นในหน้ าตัดส่วนบน HWL (โซนเปี ยกนา้ ) และในโซนใต้ ระดับ LWL ด้ วยวิธีนี ้ การผุกร่ อนของ
ผลิตภัณฑ์เหล็กรู ปพรรณที่มิได้ มีการเคลือบผิวมีการเจริ ญเติบโต
ไปเรื่ อ ย ๆ เนื่ อ งจากการผุก ร่ อ นแบบ macrocell ซึ่ ง เกิ ด ขึ น้เนื่องมาจากสาเหตุ (1) พื ้นที่อะโนดิคซึ่งอัตราการผุกร่ อนเพิ่มขึ ้นและ(2) พื ้นที่คาโธดิคซึ่งอัตราการผุกร่ อนลดลง เพื่อที่จะป้องกัน
การผุกร่ อนเช่น นีม้ ิใ ห้ เกิ ดขึน้ จึ งเป็ นขัน้ ตอนการท างานทั่ว ไปที่
จะต้ องมีมาตรการป้องกันการผุกร่ อนเช่นการทาเคลือบผิ วสาหรับ
โครงสร้ างเหล็ก offshoreกลไกหลักที่ใช้ ในการป้องกันการผุกร่ อนที่อาศัยการทาเคลือบ
ผิวคือ: การตัดองค์ประกอบที่จะทาให้ เกิดการผุกร่ อนเช่น Cl, O2
และ H2O ออกไปและยับยังการเกิ
้ดพื ้นที่ที่จะเกิดปฏิกิริยาที่จะ
นาไปสู่การผุกร่ อน เป็ นที่คิดกัน ทัว่ ไปว่าถ้ ามีการเคลือบผิวอย่าง
ถูกต้ องแล้ ว การเสื่อมสภาพของวัสดุผิวเคลือบจะเกิดขึ ้นลาบาก
และเมื่อความเสียหายเกิดขึ ้นจากการชนโดยเรื อหรื อโครงสร้ า งอื่นๆ กับ โครงสร้ างเหล็ก offshore การผุกร่ อ น (การผุกร่ อ นแบบmicrocell เป็ นหลัก ) จะเกิ ด ขึ น้ ในพื น้ ที่ ที่ เ กิ ด ความเสี ย หายอย่างไรก็ตาม ผลของการทดสอบที่กระทาในสภาพแวดล้ อมในการใช้ งานจริ ง (อ่าวซูรุกะ ซึง่ อยูใ่ นสภาวะสัมผัสกับน ้าทะเล 20 ปี )ดังที่แสดงในรู ปที่ 1(b) ซึ่งพบอาการบวม การฉีกขาด และการ
เสือ่ มสภาพของวัสดุเคลือบผิวเกิดขึ ้นในสภาพการใช้ งานจริ ง และเกิดการขยายตัวของพื ้นที่ที่ได้ รับความเสียหายเรื่ อย ๆเราได้ ทาการตัดสินว่าสาเหตุที่ทาให้ เกิดการผุกร่ อนเช่นนันเกิ้ ดจากการผุก ร่ อ นแบบ macrocell และได้ ท าการศึก ษาโดยใช้

(หน้ าที่ 7-9)ผลกระทบของตาหนิและสภาพแวดล้ อมต่ อการเสื่ อมสภาพ
ของวัสดุเคลือบผิวเนื่องจากการผุกร่ อนในเสาเข็มและแผ่ นเหล็กในสภาพสัมผัสทะเล
โดยโนบุ เ อกิ ออทซึ กิ ศาสตราจารย์ และทากาฮิ โ ร นิ ชิ ด า ผู้ช่วยศาสตาจารย์ สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว

การผุกร่ อนของโครงสร้ างเหล็ก offshore ในสภาวะสัมผัสนา้
ทะเลเนื่องจากโครงสร้ างเหล็ก offshore มีการสัมผัสกับสภาวะ
แวดล้ อ มที่ เ สี่ย งต่อ การผุก ร่ อ นอย่า งรุ น แรง จึ ง เป็ นสิ่ง จ าเป็ นที่จะต้ องเข้ าใจลาดับขันตอนความเสี
้ยหายของโครงสร้ าง เนื่องจาก
การผุก ร่ อ นในเหล็ ก ที่ มี ก ารทาเคลื อ บผิ ว และจัด หาวิ ธี ใ นการประเมิ น การลดลงทางด้ านสมรรถนะของโครงสร้ าง ในขณะเดี ย วกัน เพื่ อ ที่ จ ะสามารถวัด อัต ราการเสื่ อ มสภาพของ
โครงสร้ างตลอดระยะเวลาการใช้ งานให้ ได้ ในระยะเวลาสัน้ ๆ การทดสอบแบบเร่งระยะเวลาได้ ถกู นาเสนอในที่นี ้อย่างไรก็ตาม ปั จจัยของสภาพที่มี การสัมผัสสภาพแวดล้ อมและอัต ราเร่ ง ที่ เ กิ ด ขึ น้ ต่อ การเสื่ อ มสภาพของโครงสร้ างยัง ไม่สามารถกาหนดให้ ชดั เจนได้ เพราะเหตุนี ้ จึงยังไม่มีการนิยาม “ค่าขยายของอัตราเร่ ง” ซึ่งเป็ นความสัมพันธ์ ระหว่างช่วงเวลาที่มีการ
ทดสอบอัตราเร่งและช่วงเวลาที่เกิดการสัมผัสสภาพแวดล้ อมตาม
สภาพการผุกร่ อนที่แท้ จริ ง หรื อ ที่จริ งแล้ ว มีตวั อย่างมากมายใน
งายวิจยั ในปั จจุบนั ที่แสดงให้ เห็นถึงการผุกร่ อนที่สม่าเสมอ (การผุกร่ อ นแบบ microcell) ซึ่ง เกิ ด ขึน้ ในผลิต ภัณ ฑ์ เ หล็ก แต่มี เ พี ย งตัวอย่างของวิจยั เพียงเล็กน้ อยเท่านันที้ ่มีการตรวจสอบอัตราการ
8ตัวอย่างทดสอบที่เป็ นพิเศษซึ่งสามารถตรวจวัดกระแสไฟฟ้ าในตัวอย่างที่มีการผุกร่ อนแบบ macrocell โดยใช้ ผลิตภัณฑ์เหล็ก
ดังที่นาเสนอในหัวข้ อต่อไป
รูปที่ 1 การกระจายของการผุกร่อนในแผ่นเหล็กในสภาพแวดล้ อมกลางทะเล
รูปที่ 2 เป็ นแผนภาพแสดงขันตอนของการผุ
้กร่ อนแบบ microcell
และ macrocellสองตัวอย่างทดสอบถูกทาเคลือบด้ วยวัสดุ phthalic acid (ความหนา 150 ไมโครเมตร) และมีตาหนิ ผลการทดสอบความล้ า ได้ยืนยันว่า ในขณะที่ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้ าใน macrocellในส่วนของหน้ าตัดที่เสียหาย มีค่ามากชัดเจนในช่วงแรกของการ
สัมผัสกับสภาพแวดล้ อม ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้ าขัวลบ
้(ความหนาแน่นไฟฟ้ าแบบคาโธด) ในส่วนหน้ า ตัดแบบที่มีการ
เคลือ บผิว มี ค่า เพิ่ม ขึน้ อย่างต่อเนื่อ ง และเมื่ อช่ ว งเวลาที่ สมั ผัสสภาพแวดล้ อ มมากขึ น้ ความหนาแน่ น ของกระแสไฟฟ้ าใน
macrocell ในส่วนของหน้ าตัดที่เสียหายมีคา่ เพิ่มขึ ้นอย่างต่อเนื่อง
นอกจากนี ้เมื่อค่า pH ภายในหน้ าตัดที่บวมขึ ้นได้ ถูกตรวจวัด ก็ได้ รับการยืนยันว่าสภาพเกลืออัลคาไลน์ที่สงู เป็ นค่า pH 10 – 13ได้ เกิดขึ ้น ซึ่ง เป็ นเครื่ องชีบ้ อกว่า OH ได้ เกิดขึ ้นและมีการสะสม
ภายใต้ ชนเคลืั ้ อบผิวเนื่องจากปฏิกิริยาแบบคาโธดิค เมื่อพิจารณา
ผลเหล่า นี ้ จึ ง สามารถเชื่ อ ได้ ว่า การบวม การฉี ก ขาดและการ
เสื่อมสภาพของวัสดุเคลือบผิวมีผลมาจากปฏิกิ ริยาคาโธดิคของ
การผุกร่อนแบบ macrocellการตรวจสอบพฤติกรรมเช่นนี ้หมายความว่าการเสื่อมสภาพ
ของผลิตเหล็กรูปพรรณที่มีการเคลือบผิวมีการเติบโตอย่างต่อเนือ่ งดังที่แสดงในตารางที่ 1 โดยเฉพาะ เพราะว่าช่วงเวลาที่การบวมได้
เกิดขึ ้นมีสาเหตุเกี่ยวเนื่องอย่างมากกับการขยายของพื ้นที่ที่เกิ ดการผุกร่ อน จึงเป็ นสิ่งสาคัญอย่างยิ่งที่จะกาหนดช่วงระยะเวลาที่
เกิดการบวมตัว ขึ ้น หลักจากนัน้ เราพยายามที่จะคานวณหาตัวคู ณ อั ต ราการเร่ งจากผลการทดสอบของอั ต ราการเร่ ง กั บสภาพแวดล้ อมที่แท้ จริ งโดยการตรวจสอบผลการวัดอัตราเร่ งกับผลการทดสอบการสัมผัสกับสภาพแวดล้ อมที่แท้ จริ งผลของการผุ ก ร่ อนต่ อผลิตภัณฑ์ เ หล็ก รู ปพรรณเนื่ อ งจากการเสื่อมสภาพของวัสดุเคลือบผิวและกลไกการเติบโตของ
การผุกร่ อนดัง ที่ แ สดงในรู ป ส าหรั บ การผุก ร่ อ นแบบ microcell ทัง้ปฏิ กิ ริ ย าแบบอะโนดิ ค และคาโธดิ ค ได้ เกิ ด ขึ น้ อย่ า งต่ อ เนื่ อ งปฏิ กิ ริ ย าอะโนดิ ค ซึ่ ง เป็ นการย่ อ ยสลายธาตุเ หล็ ก เกิ ด ขึ น้ และปฏิกิริยาคาโธดิคซึ่งออกซิเจนและน ้าแตกตัวออกเป็ นอิออนไฮดร
อกไซด์ เพราะเหตุว่าเป็ นวิธีการในการที่จะตรวจสอบการผุกร่ อนแบบ microcell ในกรณีเช่นนี ้ วิธีการที่นามาใช้ ในการตรวจสอบขึ ้นอยู่กบั ความต้ านทานของขัวไฟฟ้้ าที่ได้ จากการใช้ การหน่วงนา
AC และวิธีการอื่น ๆ ด้ วยเหตุนี ้ วิธีการที่ใช้ ทวั่ ไปคือวิธีที่เสนอโดย
M.Stern และ A.L. Geary เพื่อแปลงจากความต้ านทานของ
ขัวไฟฟ้้ าให้ เป็ นความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้ าแบบ microcellสาหรับการผุกร่อนแบบ macrocell ปฏิกิริยาอะโนดิคที่เกิดขึ ้นเฉพาะจุดก่อให้ เกิดการผุกร่ อนขึ ้น เพื่อที่จะสามารถตรวจวัดการผุกร่ อ นแบบ macrocell นี ้ จ าเป็ นที่ จ ะต้ องท าการตรวจวัด
กระแสไฟฟ้ าซึ่งไหลจากขัวคาโธดไปยั
้งขัวอะโนด
้อย่างไรก็ตามมัน เป็ นการยากที่ จ ะวัด กระแสไฟฟ้ าที่ ไหลเวี ย นอยู่ใ นชิ น้ เหล็กรู ปพรรณโดยตรง เพื่อแก้ ไขปั ญหานี ้ เราได้ จัดเตรี ยมชิ น้ ทดสอบ
ดังที่แสดงในรู ปที่ 3 และเสนอวิธีการเพื่อที่จ ะสามารถตรวจวัด
กระแสไฟฟ้าโดยตรงที่มีการไหลเวียนจากขัวคาโธดไปยั
้งขัวอะโนด
้ได้ ซึง่ นามาใช้ ตรวจวัดการผุกร่อนแบบ macrocellรูปที่ 4 แสดงการเปลี่ยนแปลงตามเวลาในความหนาแน่นของ
กระแสไฟฟ้ าในตัวอย่างทดสอบ macrocell (a) และในความ
หนาแน่นของกระแสไฟฟ้าในตัวอย่างทดสอบ microcell (b) ซึ่งทัง้

รูปที่ 2 ขอบเขตขอองการผุกร่อนแบบ microcell และ macrocellรูปที่ 3 ขอบเขตของชิ ้นส่วนทดสอบแผ่นเหล็กรู ปที่ 4 การเปลี่ยนแปลงที่ขึ ้นกับระยะเวลาของการผุกร่ อนแบบ
macrocell และ microcell ของตัวอย่างทดสอบเหล็กรู ปพรรณที่มี
ตาหนิตารางที่ 1 การเจริ ญ เติ บ โตของการผุก ร่ อ นรอบ ๆ ต าหนิ ข องผลิตภัณฑ์เหล็กที่มีการเคลือบผิว
9การตรวจสอบแนวทางการปรั บแก้ จากผลการทดสอบอัตรา
ความเร่ งให้ เป็ นช่ วงระยะเวลาที่เกิดการสัมผัสที่แท้ จริง(หน้ าที่ 10-12)การประเมิ น ความสามารถในการรั บ น า้ หนั ก บรรทุ ก ที่ ค งเหลืออยู่สาหรับโครงสร้ างเหล็กที่เสียหายจากการผุกร่ อนแลละการประมาณสมรรถนะของโครงสร้ างในอนาคต
โดยคาตาชิ ฟู จิ อิ ศาสตราจารย์ ภาควิ ช าวิ ศ วกรรมโยธาและ
สิง่ แวดล้ อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยฮิโรชิมา

ตารางที่ 2 ได้ แสดงให้ เห็นช่วงระยะเวลาจนถึงการเกิดการบวมขึ ้นของหน้ าตัดตามการทดสอบอัตราการเร่งที่กระทาในผลิตภัณฑ์
เหล็กรูปพรรณที่มีการเคลือบผิวที่มีตาหนิ (50 องศาเซลเซียสและ
จุ่มอยู่ในนา้ เกลือ ) และในชิ น้ ส่วนโครงสร้ างที่เปิ ดเผยกับสภาวะ
แวดล้ อม ดังที่แสดงในตาราง ค่าเหล่านี ้ได้ ถกู คานวณโดยผลการ
ทดสอบความเร่ ง มีค่าสม่าเสมอกับค่าที่ได้ จากการทดสอบการ
สัมผัสกับสภาวะแวดล้ อมของหน้ าตัดอย่างแท้ จริ ง เพราะฉะนัน้ วิธีที่เรานาเสนอดังที่มีการแสดงไว้ ข้างต้ นถือว่า ถูกต้ องในการปรั บแปลงจากผลการทดสอบอัตราความเร่ งให้ เป็ นผลการทดสอบการ
สัมผัสกับสภาวะแวดล้ อมเพราะว่าโครงสร้ างเหล็กชายฝั่ งและ offshore เป็ นประเภทที่มี
การสัมผัสกับสภาพแวดล้ อมที่เกิ ดการผุกร่ อนอย่างรุ นแรง การสูญเสียกาลังรับน ้าหนักเนื่องจากความหนาของแผ่นเหล็กที่ลดลง
จากการผุกร่ อนนี ้ ก่อให้ เกิ ดปั ญหาเกี่ ยวกับความปลอดภัยของ
โครงสร้ างเหลบทความต่อไปนี ้กล่าวถึ งวิธีการรักษาระดับความ
ปลอดภัยของโครงสร้ างเหล็กที่มีการผุกร่ อนในสภาพสัมผัสกับน ้าทะเลโดยใช้ การศึกษาวิจยั ในการประเมินระดับความสามารถใน
การรั บนา้ หนักของเสาเข็ม ท่อเหล็กที่ผุกร่ อน และการประมาณ
ระดับสมรรถนะของโครงสร้ างในอนาคต

ตารางที่ 2 เป็ นค่ า ตั ว คู ณ ของแฟคเตอร์ แต่ ล ะตั ว และการ
เปรี ย บเที ย บระหว่ า งค่ า ที่ ป ระมาณการและค่ า ที่ แ ท้ จริ ง ของช่วงเวลา Incubation period สาหรับผลิตภัณฑ์เหล็กทาเคลือบผิว
ที่มีตาหนิ

การศึกษาสภาพการผุกร่ อนเพื่อที่จะประเมินหรื อคานวณหาระดับความสามารถในการรับน ้าหนักที่คงเหลืออยู่ของโครงสร้ างอย่างถูกต้ อง เป็ นสิ่งจาเป็ นที่จะต้ องทราบสภาพของการผุกร่ อนในปั จจุบนั เช่นความหนาของ
แผ่นเหล็กผนังและโคออดิเนทใน 3 มิติ ของหน้ าตัดที่ไม่สม่าเสมอ
ที่มีสาเหตุจากการผุกร่ อ น ในการให้ ค ะแนนกาลังที่ คงเหลืออยู่
สาหรั บชิ น้ ส่วนโครงสร้ าง ค่าในเชิ งสถิ ติของแผ่นเหล็กที่ผุกร่ อนเช่นความหนาโดยเฉลี่ยและ standard deviation ได้ นามาใช้ เป็ นดัชนีตวั แทน และเมื่อการวัดสภาพการผุกร่ อนได้ มี ความละเอียด
และถูกต้ องขึ ้น ค่าทางสถิติที่ได้ เหล่านี ้จะมีความถูกต้ องมากยิ่งขึ ้นตัวอย่างเช่น ถึงแม้ วา่ โคออดิเนทหน้ าตัดที่ไม่สม่าเสมอนี ้อาจจะหา
มาได้ อย่างถูกต้ องละเอียดโดยวิธีการตรวจสอบโดยเลเซอร์ ใน 3มิติ (รูปภาพที่ 1) การตรวจวัดความหนาของผนังโดยใช้ เกจอุลตรา
โซนิค อย่างไรก็ตาม การใช้ เกจวัดเหล่านี เ้ ป็ นการยากที่จะทาการ
ตรวจวัดความหนาของผนังหลาย ๆ จุดได้
ในกรณีที่มีการประเมินความหนาเฉลี่ย ของหน้ าตัดท่อเหล็ก

การพั ฒ นางานวิ จั ย เกี่ ย วกั บ การป้ องกั น การผุ ก ร่ อนของ
โครงสร้ างเหล็ก offshoreในบทความนี ้ เราได้ นาเสนอผลล่าสุดจากการตรวจสอบการผุกร่ อนของผลิตภัณฑ์เหล็กกล้ าภายใต้ สภาพสัมผัสกับทะเล โดยเน้ นไปที่ผลของตาหนิในผลิตภัณฑ์เหล็กและสภาพผิวสัมผัสกับ
การเสือ่ มสภาพของวัสดุเคลือบผิว แต่เป็ นดังที่แฟคเตอร์ หลายตัว
ที่แสดงไว้ เกี่ยวกับการผุกร่อน ยังไม่มีความชัดเจน การนางานวิจยั
มาใช้ ในผลิตภัณฑ์เหล็กที่มีการสัมผัสกับสภาพแวดล้ อมที่ใช้ งานจริ งถือว่าเป็ นสิ่งที่สาคัญเวลานี ้สาหรับวิศวกร เราจะมีความยินดี
อย่างมากถ้ าผลของการศึกษานี ้และข้ อเสนอที่มีการเสนอไว้ เป็ นประโยชน์ในการวางรากฐานโครงสร้ างของระบบการบารุงรักษาใน
อนาคตและการยืดอายุการใช้ งานของสาธารณูปโภค
■

■

■

■

■

10

เมื่อมีการวัดทังสิ้ ้น 20 จุด (4 ตาแหน่ง x 5 จุด, รู ปที่ 1) ต่อแต่ละหน้ าตัดและเมื่อความหนาเฉลี่ย tr ภายในหน้ าตัดสามารถใช้ tr =tavg  S การประเมินที่ได้ จะมีอตั ราส่วนปลอดภัยที่สงู พออยู่เสมอ
ทีจ่ ดุ นี ้ tavg และ S เป็ นค่าเฉลี่ยและ standard deviation ในแต่ละ
จุดของการวัดความหนาผนังจานวน 20 จุดโก่งเดาะของเสาในกรณีที่มีการผุกร่ อน ซึ่งความหนาที่เลือกใช้ นี ้เป็ นค่าที่เลือกจากความหนาเฉลี่ยและ standard deviation ที่ได้
จากการวัด รู ปที่ 5 แสดงค่ากาลังรั บแรงอัดที่คงเหลือสาหรั บเสาเข็มท่อเหล็กที่มีการผุกร่ อน ซึง่ ได้ จากวิธีการข้ างต้ น ความหนา
ที่ใช้ มีการประเมินจาก (ค่าความหนาเฉลี่ย – 0.8 x standard
deviation ของความหนาผนัง ที่ วัด ได้ ) และน ามาแทนค่า ในอัตราส่วนของความกว้ างต่อความหนา Rt ค่าหน่วยแรงอัดใน
แนวแกน u สามารถหาได้ จากกราฟกาลังโก่งเดาะของเสาที่ไม่มี
การผุกร่อน
อย่างไรก็ตาม ควรที่จะมีการพิจารณาส่วนนี ้อย่างละเอียดก็
คือ: การวิเคราะห์แบบไฟไนท์อิลิเมนท์สามารถที่จะประเมินกาลังรั บน า้ หนักที่ คงเหลืออยู่ได้ โดยพิจ ารณาถึ งโหมดการวิบัติทุก ๆโหมดได้ แต่พอนาสมการทัว่ ๆ ไปมาประเมินกาลัง ที่คงเหลือแล้ วกาลังรับน ้าหนักที่ได้ จะเป็ นตัวเลขของโหมดการวิบตั ิเพียงโหมด
หนึ่งเท่านัน้ ดังที่แสดงในรู ปที่ 4 มีเพียงกาลังโก่งเดาะเฉพาะจุด
ของเสาเข็มท่อเหล็กที่แสดงไว้ เท่านัน้ ส่วนกาลังโก่งเดาะโดยรวม
ของเสาไม่สามารถที่จะประเมินได้รู ปภาพที่ 1 โคออดิเนทของพื ้นผิวที่วัดมาจากเครื่ องมือเลเซอร์
แบบ 3 มิติรูปที่ 1 จุดที่วดั ความหนาผนังที่หน้ าตัดของเสาเข็มท่อเหล็ก
การประเมินกาลังรับนา้ หนักที่คงเหลือของโครงสร้ างอาจจะกล่าวได้ ว่าวิธีไฟไนท์อิลิเมนท์เป็ นวิธีที่มีประสิทธิ ภาพที่ สุด และเชื่ อ ถื อ ได้ ม ากที่ สุด ในการประเมิ น ก าลัง รั บ น า้ หนัก ที่คงเหลืออยู่สาหรับโครงสร้ างเหล็กที่มีการผุกร่ อน รู ปที่ 2 และ 3เปรี ยบเทียบผลการคานวณและผลการทดสอบของกาลังรับแรงอัด
ที่คงเหลืออยู่สาหรั บเสาเข็ม ท่อเหล็กจานวน 6 ต้ นที่สมั ผัสกับ
สภาพน ้าทะเลเป็ นเวลา 19 ปี ผลการคานวณทีไ่ ด้ มาจากการใช้ วิธีไฟไนท์อิลิเมนท์ ที่มีการคิดโดยแนวความคิดของ elasto-plastic
แบบ large deformation ในการวิเคราะห์นี ้ ข้ อมูลที่ได้ จากการวัด
ตามระยะทุก ๆ 1 มิลลิเมตร ได้ นามาใช้ เป็ นข้ อมูลของหน้ าตัดที่มี
การผุกร่อน ซึง่ สามารถตรวจสอบจากตัวเลขเหล่านี ้ได้ ทงกั ้ าลังทีค่ งเหลือ อยู่ข องโครงสร้ างและลักษณะของการวิบัติ สามารถที่ จ ะประเมินได้ ถ้าการวิเคราะห์ ดงั กล่าวได้ รับข้ อมูลการวัดหน้ าตัด ที่สูญหายไปจากการผุกร่อนที่ถกู ต้ องรู ปที่ 4 การประเมินกาลังรับแรงอัดที่คงเหลือโดยใช้ กราฟเสาโก่ง
เดาะที่ไม่มีการผุกร่อน
การประเมินกาลังที่คงเหลืออยู่ของโครงสร้ างเพื่อที่จะประมาณการค่าใช้ จ่ายที่น้อยที่สดุ ตามอายุการใช้ งานของโครงสร้ างเหล็ ก เป็ นสิ่ ง จ าเป็ นที่ จ ะต้ องคาดการณ์ ก ารเปลี่ ย นแปลงตามระยะเวลาใช้ งานส าหรั บ ก าลัง รั บ น า้ หนัก ที่คงเหลือและเพื่อวางแผนการบารุงรักษาในอนาคต ถ้ าโมเดลทัว่ ไปสามารถนามาใช้ เพื่อคาดการณ์การเปลีย่ นแปลงตามระยะเวลาใช้
งานของหน้ าตัดที่มีรูปร่ างไม่สม่าเสมอในแผ่นเหล็กซึ่งมีสาเหตุมา
จากการเสื่อมสภาพของระบบป้องกันการผุกร่ อนและการผุกร่ อนต่อมาได้ ก็จะเป็ นไปได้ ที่จะสามารถคานวณการลดกาลังลงของ
โครงสร้ างในอนาคตได้
ในโมเดลที่มีการสร้ างหน้ าตัดที่มีการผุกร่ อน (รู ปที่ 5) หน้ าตัดของแผ่นเหล็กได้ ถกู แบ่งออกเป็ นเส้ นกริ ด และหน้ าตัดที่ผกุ ร่ อนได้
แสดงไว้ โดยใช้ ค วามลึกของการผุกร่ อนแต่ละรอยต่อในกริ ด ในรู ปที่ 2 เปรี ยบเทียบกาลังรับแรงอัดที่คงเหลือในเสาเข็ม ท่อเหล็ก
ระหว่างผลจากการวิเคราะห์และค่าที่ได้ จากการทดสอบรู ปที่ 3 สภาพการวิบตั ิแบบโก่งเดาะของเสาเข็ม ท่อเหล็กที่มีการผุ
กร่อน (โซนที่มีการเปี ยกน ้า)นอกจากนี ้ กาลังรับแรงอัดที่คงเหลืออยู่สามารถที่จะประเมินได้ อย่างง่าย ๆ โดยใช้ กราฟรับกาลังโก่งเดาะของเสาในกรณีที่ไม่มี
การผุกร่อน ในกรณีเช่นนี ้ กาลังรับน ้าหนักที่คงเหลือสามารถหาได้
จากการนาค่าทางสถิติของความหนา เข้ าไปเทียบในกราฟกาลัง
11โมเดลนี ้ ปั จจัยทัง้ 4 อย่างได้ มีการตังสมมติ
้ฐานไว้ คือ 1) แฟคเตอร์ 2 ชนิดคือ แฟคเตอร์ ของการเสื่อมสภาพ และแฟคเตอร์ ของการผุกร่อนที่มีกาลังรับน ้าหนักอันหนึง่ และมีสว่ นที่ได้ รับผลกระทบ
บนหน้ า ตัด 2) ปั จ จัย ในการเสื่ อ มสภาพลดหน้ า ที่ ก ารท างานป้องกันเคลือบผิวการผุกร่อนลง 3) เมื่อการป้องกันการผุกร่อนมีคา่
ลดลงกว่าระดับการป้องกันการผุกร่ อนระดับ น้ อยที่สดุ ที่ต้องการ
จะเกิดการผุกร่ อนขึ ้นที่หน้ าตัดผิวเหล็ก และ 4) ต่อมาหน้ าตัดจะ
ถูกกิ นเข้ าไปโดยผลของการผุกร่ อน ดังที่แสดงในรู ปที่ 6 ตัวแปร
สาหรับค่าแฟคเตอร์ การเสื่อมสภาพและการผุกร่ อน (กาลัง ระยะรั ศมีที่มีผล จานวนของนา้ ขึน้ นา้ ลงแต่ละปี ) สามารถที่จะวัดได้
ตามสภาพการผุก ร่ อ นที่ แ ท้ จ ริ ง จึ ง เป็ นไปได้ ใ นปั จ จุบัน ที่ จ ะใช้โมเดลนี ้เพื่อประมาณการผุกร่ อนของหน้ าตัด และเมื่อ ไรที่กาลัง
ของโครงสร้ างสามารถที่จะประเมินได้ โดยการวิเคราะห์แบบไฟ
ไนท์อิลิเมนท์ โดยมีการพิจารณาถึงรู ปร่ างหน้ าตัดที่มีการผุกร่ อนตามที่ประมาณไว้ จะทาให้ สามารถประเมินการรั บน ้าหนักของ
โครงสร้ างได้ ด้วย ในขณะเดียวกัน กรณีที่มีการทาเคลือบผิวใหม่
ค่าต่าง ๆ ที่ใช้ สาหรับการป้องกันการผุกร่ อนจะต้ องมีการกาหนดขึ ้นใหม่ด้วยรู ปภาพที่ 3 แสดงสภาพของหน้ าตัดเมื่อเวลาผ่านไปตังแต่้ มีการเคลือบผิวในช่วงแรกและมีการสัมผัสกับสภาวพแวดล้ อมของชิ น้ โลหะ และรู ป ภาพที่ 4 แสดงให้ เ ห็ น ถึ ง เส้ น บอกระดับ ซึ่ งหมายถึงระดับความหนาของแผ่นเหล็กผนังที่เหลืออยูท่ ี่ได้ จากการ
วิเคราะห์คานวณ รู ปที่ 6 แสดงถึงผลของการวิเคราะห์กาลังรับ
แรงอัด ในเสาเข็มท่อเหล็กโดยใช้ ผลของการประเมินหน้ าตัดที่ผุ
กร่อนไป ดังที่แสดงในรู ปที่ 9 เป็ นสิ่งที่เป็ นไปได้ ที่จะประเมินกาลังรั บ น า้ หนัก ที่ ค งเหลือ ในโครงสร้ างเหล็ก ได้ อ ย่า งถูก ต้ อ งโดยใช้
วิธีการที่ได้ อธิบายแล้ วข้ างต้ นในขณะที่มีการออกแบบโครงสร้ างในช่วงแรก ความน่าเชื่อถือ
ของการประเมิ น เช่ น นี อ้ าจจะเรี ย กได้ ว่ า ต่ า มากเพราะว่ า การประเมินอัตราการเจริ ญเติบโตของการผุกร่ อนใช้ ตวั แปรที่เป็ นการสมมติทงหมด
ั้อย่างไรก็ตามหลังจากที่ตวั แปรเหล่านี ้ได้ ถกู แก้ ไขให้
เหมาะสมกั บ สภาพการผุก ร่ อ นที่ แ ท้ จ ริ ง ตามที่ วัด ได้ ใ นแต่ ล ะขันตอนของการตรวจวั
้ด จะสามารถประเมินกาลังของโครงสร้ างได้ ถูกต้ องยิ่งขึน้ และค่าที่ได้ มีความน่า เชื่ อถื อยิ่งขึ ้น เราสามารถ

สรุปได้ ว่า เมื่อแผนการบารุ งรักษาได้ กาหนดขึ ้นจากวิธีการในการ
ประเมินข้ างต้ น จะทาให้ สามารถลดค่าใช้ จ่ายตลอดอายุการใช้
งานของโครงสร้ างเหล็กให้ น้อยที่สดุ ได้รูปที่ 5 การโมเดลรูปแบบตามความลึกของการผุกร่อน
รูปภาพที่ 2 ตัวอย่างของการวิเคราะห์สภาพการเสือ่ มสภาพลงของ
การเคลื อ บผิ ว (พื น้ ที่ สี ด า: แผ่ น โลหะพื น้ ฐานที่ สัม ผัส กั บสภาพแวดล้ อม)รู ปภาพที่ 3 ช่วงเวลาการเคลือบผิวใหม่และผลของการวิเคราะห์
สาหรับความหนาของแผ่นเหล็กผนังที่เหลืออยู่หลังจาก 100 ปี(โซนที่จมน ้า)รู ป ที่ 6 ผลการประเมิ น การสูญ เสีย ของก าลังที่ มี ผลมาจากช่ ว งระยะเวลาการเคลือบผิวใหม่ (โซนที่จมน ้า)กิตติกรรมประกาศ
งานวิจยั นีไ้ ด้ รับการสนับสนุนจากสมาคมเหล็กและเหล็กกล้ าแห่งประเทศญี่ปนและเป็
ุ่นโครงการร่ วมกันกับคณะทางานในการ
ประเมิ น สภาพการป้ องกั น การผุ ก ร่ อ นและความทนทานใน
โครงสร้ างเหล็ ก ภายใต้ สภาวะน า้ ทะเล (ประธานคื อ E.
Watanabe) กับคณะทางานโครงสร้ างเหล็กสมาคมวิศวกรโยธา
ของประเทศญี่ปนุ่ เราขอขอบคุณคณะทางานและองค์กรต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้ องมา ณ ที่นี ้ สาหรับการสนับสนุนและความร่ วมมืออย่างดี
ของท่าน
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 13-15)
เทคโนโลยีการประเมินสมรรถนะตลอดอายุการใช้ งานของ
โครงสร้ างเหล็ ก ส าหรั บ ท่ า เรื อ โดยเน้ นที่ ส มรรถนะของ
โครงสร้ างภายหลังการซ่ อมแซม
โดยโยชิโต อิโต ศาสตราจารย์ ยาซูโอ คิตาเน ผู้ช่วยศาสตราจารย์และ มิกิฮิโต ฮิโรฮาตา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ วิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนาโกยา
12การยืดอายุการใช้ งานของโครงสร้ างเหล็กสาหรั บ โครงสร้ างท่ าเรือที่มีอายุ
เพื่ อ ที่ จ ะยื ด อายุก ารใช้ งานส าหรั บ โครงสร้ างเหล็ก สาหรั บท่าเรื อที่มีอายุโดยการบารุ งรักษาที่ดี เป็ นสิ่งจาเป็ นที่จะต้ องมีการ
วัดระดับสมรรถนะก่อนและหลัง การบารุ งซ่อมแซมได้ เพื่อที่จะ
ประเมิ น สมรรถนะในช่ว งระหว่างอายุก ารใช้ ง าน และสามารถจั ด การตรวจสอบและบ ารุ ง รั ก ษาได้ อย่ า งถู ก ต้ อง ในการ
วางเป้าหมายไปที่เสาเข็มท่อเหล็กที่มีการเสือ่ มสภาพเนื่องจากการ
ผุกร่ อน เราได้ ศึกษากาลังรั บน ้าหนัก ภายหลังการซ่อมแซมและ
ความคงทนของเสาเข็มเหล่านี ้ที่มี การซ่อมแซมโดยการเชื่อมแผ่น
เหล็กเป็ นสาคัญ ขอบเขตของงานศึกษาได้ แสดงดังต่อไปนี ้ในสภาวะปกติกบั การเชื่อมใต้ น ้าการทดสอบได้ กระทาขึ ้นเมื่อการซ่อมแซมแผ่นเหล็กโดยการ
เชื่ อมตามวิธี การออกแบบในปั จจุบันได้ นามาใช้ กับท่อเหล็กซึ่ง
ความหนาของผนั ง ได้ ถู ก สมมติ ใ ห้ ลดลงและสมรรถนะของ
โครงสร้ างภายหลัง การซ่อ มแซมได้ ถูก ประเมิ น ภายใต้ น า้ หนักบรรทุกแบบแรงอัดและแรงดัด การทดสอบเหล่านีแ้ สดงได้ อย่างชัด เจนว่ า ในขณะที่ สติ ฟ เนสส์ แ ละความสามารถในการรั บน ้าหนักบรรทุกของท่อเหล็กที่ ได้ รับการซ่อมแซม ภายใต้ แรงอัด
และแรงดัดสามารถคืนกาลังจนเกือบถึงระดับเดิมที ก่อนที่จะมี
ความเสียหายจากการผุกร่ อน ความเหนียวจะลดลงจากระดับ
ก่อนมีการผุกร่อนขึ ้น รู ปที่ 3 แสดงกราฟ Load – displacement ที่ได้ จากการทดสอบแรงดัด
ดังที่ไดกล่าวข้ างต้ น กาลังรับน ้าหนักของเสาเข็มเหล็กหลังจาก
การซ่อมแซมสามารถที่จะคืนตัวไปถึงระดับก่อนเกิดการผุกร่ อนได้
แต่โครงสร้ างที่ได้ รับการซ่อมแซมนีจ้ ะอยู่ภายใต้ นา้ หนักบรรทุก
แบบวัฎจักรในกรณีการเกิ ดแผ่นดินไหว จึงมีคาถามที่สาคัญว่า
โครงสร้ างเสาเข็ ม ที่ ไ ด้ รั บ การซ่ อ มแซมนี ส้ ามารถที่ จ ะรองรั บพลังงานทังหมดที
้่กระทาต่อโครงสร้ างได้ หรื อไม่รู ปที่ 4 แสดงกราฟ load-displacement สาหรับเสาเข็มทัง้ 4ประเภทที่รองรับน ้าหนักบรรทุกแบบแรงดัดตามการวิเคราะห์ไฟ
ไนท์อิลิเมนท์แบบ non-linear (a) ท่อที่สมบูรณ์ (216.3 มิลลิเมตร
สาหรับเส้ นผ่านศูนย์กลางด้ านนอก และ 12.7 มิลลิเมตรสาหรับ
ความหนาผนัง (b) ท่ อ เหล็ ก มี ค วามหนาผนัง ที่ มี ก ารลดลง 6มิลลิเมตรสาหรับชิ ้นส่วนที่มีความยาว 150 มิลลิเมตร (c) ท่อเหล็ก
มีความหนาผนังซึ่งลดลง 6 มิลลิเมตรและมีการซ่อมแซมโดยการ
เชื่อมโดยใช้ แผ่นเหล็กหนา 6 มิลลิเมตร และ (d) ท่อเหล็กมีความ
หนาผนังซึ่งมีความหนาผนังลดลง 6 มิลลิเมตร และซ่อมแซมโดย
การเชื่อมใช้ แผ่นเหล็กหนา 9 มิลลิเมตร
จากตัวเลขเหล่านี ้พบว่า ในการที่จะคงสภาพคืนความสามารถ
ในการรองรับพลังงานของท่อเหล็กที่มีความเสียหายเนื่องจากการ
ผุกร่อนให้ ได้ เช่นเดียวกันกับก่อนเกิดความเสียหาย เป็ นสิ่งจาเป็ นที่จะต้ องใช้ แผ่นเหล็กปะที่มีการเสริ มความหนามากกว่าส่วนความ
หนาผนังที่ลดลงเนื่องจากการผุกร่อน

กาลังรั บนา้ หนั กของโครงสร้ างเสาเข็มท่ อเหล็ก หลังจากที่ได้ รับการซ่ อมแซมโดยการเชื่อมแผ่ นเหล็กรู ปที่ 1 แสดงวิธีการในการซ่อมแซมโดยการเชื่อมแผ่นเหล็ก –วิธีการทัว่ ไปที่ใช้ ในการซ่อมแซมและเสริ มกาลังท่อเหล็กและเข็ม
พืดที่มีการผุกร่ อน ในวิธีการนี ้ หน้ าตัดที่มีการเสียหายเนื่องจาก
การผุกร่ อนได้ ถกู ปิ ดคลุมไว้ ด้วยแผ่นเหล็กปะเสริ ม ซึ่งมีการเชื่อม
กับโครงสร้ างเหล็กโดยรอยเชื่อมแบบ fillet ในกรณีที่ชิน้ ส่วนที่มี
การผุกร่ อนอยู่ใต้ น ้าทะเล จะใช้ วิธีการเชื่อมใต้ น ้า สภาพแวดล้ อมสาหรั บการเชื่อม ทังสภาวะแห้
้งหรื อเปี ยก มีผลต่ อลักษณะและ
คุณสมบัติการเชื่อม มีการรายงานว่าตาหนิของรอยเชื่อมเกิดขึ ้นระหว่างการเชื่ อมใต้ น ้าและในขณะที่ความแข็งของรอยเชื่ อมในการเชื่ อ มใต้ น า้ มี ค่า สูง ขึน้ แต่ค วามเหนี ย วของการเชื่ อ มใต้ น า้ลดลงเมื่อเทียบกับการเชื่ อมในสภาวะปกติ ผลที่ ได้ รับจากการ
ทดสอบกาลังของรอยเชื่อมแบบ fillet โดยใช้ ท่อเหล็กและแผ่นเข็ม
พืดเป็ นเช่นเดียวกัน ดังที่แสดงในรูปที่ 2 รอยต่อจากการเชื่อมแบบ
fillet ภายใต้ น ้าทะเลมีกาลังรับน ้าหนักที่มากกว่าแต่มีความเหนียว
ที่น้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับการเชื่ อมในสภาวะปกติ และยังได้
พบว่าผลที่ได้ เหล่านีม้ ี ค่ามากกว่าในเสาเข็มเหล็กพืดกว่าในท่อ
เหล็กรูปที่ 1 เสาเข็มเหล็กท่อที่ได้ รับการซ่อมแซมรู ปที่ 2 การเปลี่ยนแปลงของกาลังและความเหนียวจากการเชื่อม
13รู ปที่ 3 ความสัมพันธ์ ระหว่าง load-displacement ของท่อเหล็ก
ภายใต้ น ้าหนักบรรทุกแบบแรงดัดรู ปที่ 4 กราฟระหว่าง load-displacement ของท่อเหล็กภายใต้น ้าหนักบรรทุกแบบแรงดัดแบบวัฎจักร

ทดสอบหนึง่ ดังที่แสดงในรูป รอยต่อแบบเชื่อมโดย fillet แสดงการ
ผุกร่ อนที่สม่าเสมอ และไม่พบการผุกร่ อนอย่างรุ นแรงเป็ นจุด ๆหน้ าตัดสัมผัสหรื อส่วนปลายของรอยเชื่ อม นอกจากนี ย้ งั ไม่พบปั จจัยการสูญเสียหน้ าตัดเนื่องจากการผุกร่ อนในทิศทางของการ
เชื่ อมอย่างมากมายพอ (รอยเชื่ อมแบบ fillet ในทางยาวและ
ทางขวาง) ชนิ ด ของเหล็ ก ส าหรั บ วั ส ดุ โ ลหะ พื น้ ฐาน หรื อสภาพแวดล้ อมของการเชื่อม (เชื่อมปกติหรื อใต้ น ้า) นอกจากนี ้ ยังพบว่า การสูญเสียหน้ าตัดจากการผุกร่อนในรอยต่อแบบรอยเชื่อม
มีลกั ษณะเช่นเดียวกันกับในแผ่นเหล็ก

การตรวจสอบลักษณะการผุกร่ อนของรอยเชื่อมโดยใช้ การทดสอบแบบ seawater bubbling testเพื่อที่จะแสดงให้ เห็นถึงสมรรถนะอายุการใช้ งานทังหมด้เป็ นสิง่ จาเป็ นที่จะต้ องเข้ าใจถึงความต้ านทานการผุกร่อนภายหลังการซ่อ มแซม โดยทั่ว ไปแล้ ว การเคลื อ บผิ ว ป้ องกัน การผุก ร่ อ นต่ อเสาเข็มท่อจะใช้ การซ่อมแซมโดยวิธีการเชื่อมแผ่นเหล็กปะ รูปภาพ
ที่ 1 แสดงตัวอย่างของท่อเหล็กที่มีการเคลือบผิว petrolatum และปกคลุมด้ วย FRP เหนือชันที้ ่มีการเคลือบผิว วิธีการป้องกันการผุกร่ อนเช่นนี ้ถือว่ามีประสิทธิภาพได้ ประมาณ 20 ปี อย่างไรก็ตาม
ในกรณีที่ชนั ้ FRP ถูกทาให้ เสียหายโดยวัสดุลอยน ้าต่าง ๆ และส่วนของผิวเคลือบ petrolatum มีการขูดขีดออกไป ส่วนที่ได้ รับการซ่อมแซมแล้ วจะมีการสัมผัสกับสภาวะแวดล้ อมที่ ก่อให้ เกิ ดการผุกร่อนอีกครัง้ หนึง่ ในขณะที่มีผลงานวิจยั จานวนมากเกี่ยวกับ
ลักษณะการผุกร่ อนของชิ ้นส่วนโครงสร้ างเหล็กในสภาวะน ้าทะเล
แต่มีงานวิจัยจานวนน้ อยที่มีการเปรี ยบเทียบหน้ าตัดทั่วไปของชิ น้ ส่วนโครงสร้ างเหล็กที่ มีร อยต่อ จากการเชื่ อ มเพื่อ ที่จ ะแสดง
ความแตกต่างที่เกิดขึ ้นต่อลักษณะการผุกร่อนที่เกิดขึ ้นต่าง ๆเนื่องจากการขาดข้ อมูลด้ านนี ้ เราจึงใช้ การทดสอบอัตราเร่ งของการเกิด bubbling corrosion (3 % NaCl, 50 องศาเซลเซียส,28 วัน) เพื่อที่จะตรวจสอบลักษณะการผุกร่ อนของรอยต่อแบบ
การเชื่อม รู ปที่ 5 แสดงการจัดเตรี ยมเครื่ องมือที่ใช้ ในการทดสอบ
แผ่นเหล็ก 2 ชนิดนามาใช้ เป็ นตัวอย่างทดสอบ SY295 และ
SYW295 ในขณะที่ SM490 นามาใช้ สาหรั บเป็ นแผ่นเหล็กปะ
แผ่น เหล็ ก ที่ ใ ช้ ป ะและแผ่น เหล็ ก พื น้ ฐานได้ ถูก เชื่ อ มติ ด กัน โดยวิธีการเชื่อมแบบ fillet โดยใช้ ลวดเชื่อม E4319
ในการทดสอบ ระดับผิวหน้ าก่อนและหลังทาการทดสอบได้ ถูกวัดและเปรี ยบเทียบกันโดยใช้ เซนเซอร์ แบบเลเซอร์ เพื่อตรวจสอบ
การสูญเสียหน้ าตัดเนื่องจากการผุกร่อนในรอยเชื่อม รู ปที่ 6 แสดงการสูญเสียหน้ าตัดเนื่องจากการผุกร่ อนในรอยเชื่อมของตัวอย่างรู ปภาพที่ 1 เสาเข็มท่อเหล็กที่ซ่อมแซมโดยแผ่นเหล็กปะที่มีการ
เคลือบผิวด้ วย petrolatum และ FRPรูปที่ 5 ระบบการทดสอบสาหรับการผุกร่อนใต้ น ้ารู ปที่ 6 การเปลี่ยนแปลงของพื ้นผิวในรอยเชื่อมเนื่องจากการผุ
กร่อนการประเมิ น สมรรถนะตลอดอายุ ก ารใช้ งานส าหรั บโครงสร้ างท่ าเรือเหล็ก
โดยที่มีเป้าหมายในการปรับปรุ งการบริ หารจัดการอายุการใช้
งานของโครงสร้ างท่าเรื อให้ ดีขึ ้น เราได้ ตรวจสอบความสามารถใน
การรั บ น า้ หนัก บรรทุก ของเสาเข็ ม ท่ อ เหล็ ก ที่ มี ค วามเสี ย หายเนื่องจากการผุกร่ อนและได้ รับการซ่อมแซมโดยวิธีการเชื่อมแผ่น
เหล็ก โดยมีเป้าหมายเพื่อทาความเข้ าใจถึงสมรรถนะตลอดอายุ
การใช้ ง านของเสาเข็ ม ท่อ เหล็ก ให้ ดี ยิ่ ง ขึ น้ เป้ าหมายต่อ ไปในอนาคตก็คือการประเมินถึงความสามารถในการรับน ้าหนักบรรทุก
ภายหลังการซ่อมแซมของโครงสร้ างท่าเรื อ ทังระบบ
้เพิ่มเติมขึน้
จากเสาเข็มท่อเหล็กเพียงอย่างเดียว
■

14

■

■

■

■

(หน้ าที่ 16 – ปกหลัง)จริ งข้ อนี ้บ่งให้ เห็นถึงความจาเป็ นที่จะต้ องวางแผนการบารุ งรักษา
เพื่ อ ให้ ใ ช้ เงิ น ให้ น้ อ ยที่ สุด เท่ า ที่ จ ะเป็ นไปได้ และเพราะเหตุนี ้จะต้ องมีการจัดเตรี ยมเทคโนโลยีการบริ หารจัดการ/ ออกแบบ
อายุการใช้ งานของโครงสร้ างในทันที เพื่อเป็ นเครื่ องมือวิธีการที่จะน าโครงสร้ างสาธารณูป โภคที่ มี อ ยู่ ใ ห้ มี ก ารใช้ งานได้ อย่ า งมีประสิท ธิ ภาพและยื ด อายุก ารใช้ ง านของโครงสร้ างโดยวิ ธี ก ารซ่อมแซมที่เหมาะสมเป็ นความจาเป็ นไม่เพียงแต่การออกแบบ ก่อสร้ าง และจัดการให้ สาธารณูปโภคง่ายต่อการตรวจสอบและตรวจตราเท่านัน้ แต่ยงั
จะต้ องมีการนาระบบ “บารุ งรักษาแบบป้องกัน” เข้ ามาใช้ เพื่อยืด
ระยะเวลาการใช้ งานของสาธารณูป โภคทัง้ หมดโดยวิ ธี ก ารที่
สามารถตรวจพบความเสียหายแต่เนิ่น ๆ และทาการซ่อมแซม
อย่างทันท่วงที และจึงเป็ นสิง่ จาเป็ นที่จะต้ องใช้ วสั ดุและโครงสร้ างที่มีความคงทนสูง เพื่อ ให้ ได้ อายุการใช้ งานที่ยืนยาวขึ ้นและยืด
ระยะเวลาการใช้ งานโดยรวมของสาธารณูปโภค เป้าหมายสุดท้ ายของงานเหล่านี ้ก็เพื่อลดราคาที่ใช้ จ่ายทังหมด
้(อ้ างอิงกับรูปที่ 1)วิธีการประเมินกาลังรั บนา้ หนั กที่คงเหลืออยู่ของโครงสร้ างเหล็กของท่ าเรือโดย คูนิโตโม ซูกิอรุ ะ ศาสตราจารย์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธาและ
ปฐพีศาสตร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกียวโต
บทนาสาหรับประเทศญี่ปนทีุ่ ่ล้อมรอบทุกด้ านด้ วยทะเลแล้ ว ท่าเรื อ มีหน้ า ที่ สาคัญ ในการช่ ว ยพัฒ นาให้ เ กิ ด ความต่ อ เนื่ อ งทางด้ า นเศรษฐกิ จและสังคมของประเทศ ในการทาหน้ าที่เป็ นหน่วยโลจิ
สติค ท่าเรื อประกอบไปด้ วยสะพานและท่าเทียบเรื อ ทางน ้าและอ่ า งน า้ เช่ น fairways และ anchorages เขื่ อ นกั น คลื่ น และโครงสร้ างป้องกันภัยอื่น ๆ ร่ วมกันในการที่จะทาให้ พื ้นที่ท่าเรื อมีความปลอดภัย ในขณะที่ท่าเรื อสามารถทางานได้ อย่างเต็มที่โดยใช้ งานของส่ว นประกอบอื่ น ๆ ที่ มี ก ารท างานร่ ว มกั น อย่ า งมีประสิทธิ ภาพ แต่เวลา 30 – 50 ปี ได้ ผ่านไปแล้ วตังแต่้ เริ่ มงานก่ อ สร้ างท่า เรื อ เหล่า นี ้ ในสถานการณ์ เ ช่ น นี ้ ค่ า ใช้ จ่ า ยในการ
บารุ งรักษาจะสูงขึน้ ในอนาคต และการที่จะบารุ งรักษาท่าเรื อนี ้อย่างไร ถือว่าเป็ นงานที่สาคัญทีเดียว
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศญี่ ปนุ่ สาธารณูปโภคเช่นไฮเวย์
ท่าเรื อต่าง ๆ ได้ ถกู ก่อสร้ างขึ ้นอย่างมากในช่วงที่มีการเจริ ญเติบโต
ทางเศรษฐกิ จ อย่า งรวดเร็ ว ในกรณี นี ้ กระทรวงสาธารณูปโภค
ที่ดิ น การคมนาคมและการท่อ งเที่ ย ว (MILT) ได้ ประมาณการ
ค่าใช้ จ่ายที่จาเป็ นเพื่อการบารุ งรักษาในอนาคตและการสร้ างขึ น้ใหม่โดยพิจารณาจากค่าที่ได้ กลับจากการลงทุนในอดีต โดยมอง
ไปที่สาธารณูปโภคของ MILT (ไฮเวย์ ท่าเรื อ ท่าอากาศยาน บ้ านเช่าของรัฐ ระบบระบายน ้า สวนสาธารณะ ประตูน ้า ชายฝั่ ง ) การค านวณอย่ า งหยาบแสดงให้ เ ห็ น ว่ า ค่า ใช้ จ่ า ยที่ จ าเป็ นในการ
บารุงรักษา/ สร้ างขึ ้นใหม่จะมีคา่ มากกว่าเงินลงทุนในปี 2037 และค่าใช้ จ่ายในการสร้ างขึ ้นใหม่ที่ต้องกระทาเป็ นเวลา 50 ปี ตังแต่
้ ปี
2011 จนถึง 2060 (มากกว่า 190 ล้ านล้ านเยน) เงินลงทุนในการสร้ างขึ ้นใหม่ประมาณ 30 ล้ านล้ านเยน (16 % ของค่าใช้ จ่ายทังหมด)้จะไม่สามารถตอบสนองความต้ องการนี ้ได้ ทงหมด
ั้ความรูปที่ 1 การวัดค่าที่ใช้ เพื่อยืดอายุการใช้ งานของสาธารณูปโภค
ในประเทศญี่ปนุ่ การนาเสาเข็มพืดเหล็กในการก่อสร้ างท่าเรื อและสาธารณูปโภคอื่น ๆ เริ่ มขึ ้นในปี 1926 และเสาเข็มท่อเหล็ก
ในช่วงปลายปี 1950s เพราะว่า ในเวลานัน้ ได้ เกิ ดการก่อสร้ างอย่างรวดเร็ วในพื ้นที่ชายฝั่ ง จึงทาให้ ผลิตภัณฑ์เหล็กเหล่านี ้มีการใช้ อย่างแพร่หลาย ส่วนของโครงสร้ างเหล็กในท่าเรื อนี ้มีการสัมผัส
กับน ้าทะเลและสภาวะแวดล้ อมที่รุนแรงเช่น การเปลี่ยนแปลงของ
ระดับ น า้ ทะเล การเปี ยกน า้ จากคลื่ น กระทบ จึ ง มี ก ารแสดง
พฤติกรรมการผุกร่ อนที่แตกต่างกับโครงสร้ างเหล็กที่อยู่บนพื ้นดิน
ควบคู่กัน ไปกับ การน าผลิ ต ภัณ ฑ์ เ หล็ ก มาใช้ ที่ ม ากขึ น้ เรื่ อ ย ๆสาหรับโครงสร้ างท่าเรื อ จึงได้ มีการตรวจสอบในกลไกของการเกิด
การผุกร่อน วิธีการในการป้องกันการผุกร่อนทีห่ ลากหลายและการ
ซ่อมแซมรวมทังการเสริ
้มกาลัง ก่อนที่จะมีเทคโนโลยีการป้องกัน
การผุกร่ อน โครงสร้ างที่มิได้ มีการป้องกันการผุกร่ อนแต่ออกแบบ
โดยการเผื่อระดับการผุกร่ อนแทน (ไม่เป็ นการยับยัง้ การผุกร่ อนแต่ใช้ วิธีเพิ่มความหนาของเหล็ก ) ได้ ถูก ก่อสร้ างไว้ อยู่ทวั่ ไป แต่15ระบบการป้องกันการผุกร่ อนตามวิถี ทางในปั จ จุบัน เช่ นวิ ธีก ารป้องกันแบบคาโธดิค หรื อเคลือบผิว / ทาผิว ได้ นามาใช้ มากขึ ้นเรื่ อย ๆ ในการก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็กใหม่ ๆ ในขณะที่โครงสร้ างเหล่านี ้สามารถทาหน้ าที่ป้องกันการผุกร่ อได้ ในช่วงระยะเวลาที่
กาหนด แต่ก็เป็ นสิ่งจาเป็ นที่จะต้ องมีการตรวจสอบเป็ นระยะและ
ทาความเข้ าใจสมรรถนะที่คงเหลืออยู่เพื่อที่จะให้ ได้ สมรรถนะที่ต้ องการสาหรั บโครงสร้ างไม่สูญเสียลงเนื่องจากการผุกร่ อนในโครงสร้ างเหล็กเป็ นที่ทราบดีว่าความหนาของแผ่นเหล็กในโครงสร้ างเหล็กที่
นามาใช้ ในโครงสร้ างเหล็กของท่าเรื อได้ มีการลดลงเนื่องจากการผุกร่ อนซึ่งเป็ นสาเหตุให้ เกิ ดการลดลงในความสามารถในการรั บน ้าหนักบรรทุกไม่เพียงแต่ชิ ้นส่วนโครงสร้ างเท่านัน้ แต่ยงั รวมไปถึง
โครงสร้ างทัง้ หมด เพราะเหตุนี ้ จึงเป็ นสิ่งที่สาคัญอย่างยิ่งในแง่
ของการบารุงรักษาที่จะต้ องมีการประเมินสมรรถนะของโครงสร้ างที่คงเหลืออย่างถูกต้ องสาหรับโครงสร้ างเหล็กที่มีการผุกร่ อน ในการประเมินกาลังที่คงเหลือของโครงสร้ างท่าเรื อ ตัวแปรหลายตัว
แปรจากวิ ธี ก ารทัง้ ทางด้ านการวิ เ คราะห์ แ ละการทดสอบได้
นามาใช้ เ พื่อประเมิ นค่ากาลัง รั บ นา้ หนัก ของชิ น้ ส่วนโครงสร้ างเหล็ก อย่า งไรก็ตาม วิธีการส่วนใหญ่ของทังทางด้
้านการทดสอบ
และการวิเคราะห์มีเป้าหมายไว้ ที่สว่ นขององค์อาคารเท่านัน้ ดังนัน้
การประเมินกาลังที่ได้ จะไม่สามารถนาไปใช้ กบั โครงสร้ างโดยรวม
ทังหมดได้
้อย่างถูกต้ องดังนัน้ ในตัว อย่า งต่อไปนี ้ ได้ กาหนดเป้าหมายไปที่ สะพาน
ตอม่อที่ประกอบไปด้ วยเสาเข็มท่อเหล็ก และพืน้ คอนกรี ตเสริ มเหล็ก (โมเดลมีเสาเข็ม 3 ต้ นและจัดเตรี ยมเป็ น plane frame รุ ปที่2) ผลของการตรวจสอบได้ แ สดงไว้ ใ นผลของเสาเข็ ม ที่ มี ก ารเสื่อ มสภาพลงเนื่ อ งจากการผุกร่ อ น (รู ป ที่ 3) สาหรั บ ระดับ
ความสามารถในการรับน ้าหนักบรรทุกด้ านข้ าง ในการทดสอบนี ้ตัว อย่างทดสอบเสาเข็ม เหล็กได้ ถูกจัด เตรี ย มโดยเลือ กมาจาก
เสาเข็มที่มีการผุกร่อนที่อยูใ่ นสภาพน ้าทะเลมาเป็ นเวลา 19 ปี ผิวของการผุก ร่ อ นได้ ถูก ตรวจวัด โดยการใช้ เ ครื่ อ งวัด เลเซอร์ แ ละข้ อมูลที่ได้ นี ้ได้ นามาใช้ เป็ นค่าบ่งบอกลักษณะของการผุกร่ อนในเสาเข็มเหล็กท่อ

รูปที่ 2 ตัวอย่างของสะพานเสาเข็มตรงบนฝั่ งรู ป ที่ 3 แนวโน้ ม สาหรั บ การผุก ร่ อ นในทิ ศ ทางดิ่ ง ในโครงสร้ าง
offshoreการวิเคราะห์ FEM สาหรับสะพานตอม่ อที่ใช้ เสาเข็มตรงโดย
ที่เสาเข็มท่ อมีการเสื่อมสภาพลงเนื่องจากการผุกร่ อนโครงสร้ างแบบ plane frame (10.2 เมตรสาหรับความสูง 6.5
เมตรสาหรับช่วงเสาเข็ม ) ซึ่งมีเสาเข็มแบบท่อ 3 เสา (เส้ นผ่าน
ศูนย์กลาง 800 มิลลิเมตร ความหนาผนัง 16 มิลลิเมตร) จัดเตรี ยมไว้ ในทิศทางขนานและมีระยะห่างเท่ากัน ได้ นามาใช้ เป็ นโมเดล
ของสะพานตอม่อทังหมดโดยที
้่เสาเข็มท่อเหล็กมีการเสื่อมสภาพ
ลงเนื่องจากการผุกร่ อน และผลของ plane frame ที่มีเสาเข็มท่อ
เหล็ ก ส าหรั บ ความสามารถในการรั บ น า้ หนัก บรรทุ ก ในทาง
แนวราบ มีการวิเคราะห์โดยการเปลี่ยนรู ปแบบการเสื่อมสภาพ
จากการผุกร่อน ในขณะเดียวกัน การวิเคราะห์ใช้ โปรแกรมไฟไนท์
อิลิเมนท์ ABAQUS (เวอร์ ชั่น 6.10) รู ปที่ 4 แสดงโมเดล planeframe ที่นามาใช้ เป็ นโมเดลสะพานตอม่อที่อยู่บนเสาเข็ม ในการ
วิเคราะห์ FEM ตอม่อเสาเข็มท่อเหล็กมีเส้ นผ่านศูนย์กลางเป็ น
2.75 เท่าของเส้ นผ่านศูนย์กลางภายนอกของเสาเข็มและส่วนบน
ของเสาเข็มท่อเหล็กมีเส้ นผ่านศูนย์กลางเป็ น 2.25 เท่าของเส้ นผ่านศูนย์กลางภายนอกได้ ถกู โมเดลโดยใช้ element แบบ shellelement (4 node reduced integration shell element) และหน้ าตัดที่อยู่ระหว่างนันได้้ ถกู โมเดลโดยใช้ beam element ในขณะเดียวกัน shell element และ beam element ได้ ถกู ทาให้
ต่อเนื่องกันแบบ rigid ที่ node และส่วนที่เป็ น participation
function ของ shell element ในทิศทางรอบนอกของเสาเข็มเหล็กได้ กาหนดไว้ ที่ 150 และการแบ่ง mesh ในทิศทางแนวแกนของ
องค์อาคารได้ กระทาไว้ ในขนาดมิติเช่นเดียวกัน พื ้นคอนกรี ตเสริ มเหล็กกาหนดให้ เป็ น อิลาสติกและมีการเชื่อมต่อแบบ rigid โดยเป็ นพื ้นที่ shell ในส่วนบนของเสาเข็ม ส่วนที่เป็ นปลายต่อกับฐาน
ของเสาเข็ ม เหล็ ก ได้ ก าหนดให้ มี ก ารยึ ด แน่ น ตาม boundary
condition และการเคลือ่ นตัวทางด้ านข้ างมากที่สดุ ได้ กาหนดไว้ ที่
1,000 มิลลิเมตรสาหรับพื ้น เหล็กเกรด SKK 490 ได้ นามาใช้
สาหรั บเสาเข็มท่อเหล็ก ความหนาของผนังท่อได้ ถูกป้อนข้ อมูล16สาหรับทุก node ใน shell element และสาหรับ beam elementหน้ าตัดที่ใช้ เป็ นหน้ าตัดกลมกลวงที่มีเส้ นผ่านศูนย์ กลางเท่ากัน
ตลอดความหนาเฉลีย่ สาหรับทุก elementตังต้้ นที่ยอมรับได้ (B-a-a-a) เป็ นระดับที่มีการผุกร่ อน (B-b-b-b)เนื่องจากการใช้ งานในสภาพน ้าทะเลเป็ นเวลา 19 ปี ภายหลัง
ความสามารถในการรับน ้าหนักบรรทุกลดลง 18.3% และ 25.7%
ตามลาดับ จากระดับตังต้้ นเดิม เป็ นการผุกร่ อนที่สญู เสีย 1.2 เท่า(B-c-c-c) และ 1.4 เท่า (B-d-d-d) นอกจากนี ้ ค่าการเคลื่อนตัว
ในขณะที่น ้าหนักบรรทุกกระทาสูงสุดมีคา่ ลดลงจากค่าระดับตังต้้ นเดิมและการผุกร่อนมีคา่ สูงขึ ้น นอกจากนี ้ที่การผุกร่อนมีคา่ มากขึ ้นแล้ ว ยังมีการเปลีย่ นแปลงอย่างมากมายในน ้าหนักแบกทานในแต่
ละเสาเข็ม และเกิดค่าความแตกต่างอย่างมากในพฤติกรรมรับการ
โก่งเดาะและความสามารถในการรับน ้าหนักบรรทุก ซึ่งเป็ นที่สรุ ปได้ ว่ า การประเมิ น สมรรถนะของโครงสร้ างส าหรั บ โครงสร้ างทังหมดเป็
้นสิง่ ที่จาเป็ นในขณะเดียวกัน เนื่องมาจากผลการคัดเลือกเสาเข็มท่อเหล็กที่
มีความเสียหายเนื่องจากการผุกร่ อนใน โมเดล B-1 แม้ แต่ในกรณี
ที่ก ารผุก ร่ อ นมี เ พี ยงในเสาเข็ ม ต้ น เดี ย วเท่านัน้ น า้ หนัก บรรทุก
สามารถแบกทานได้ โ ดยเสาเข็ ม ที่ เ หลื อ และดัง นัน้ จึ ง พบว่ าความสามารถในการแบกทานนา้ หนักบรรทุกของทัง้ โครงสร้ างขึ ้นอยูก่ บั การผุกร่อนทังหมดโดยรวมของโครงสร้
้างทังหมด
้รู ปที่ 4 การจัดเตรี ยม element สาหรับโครงสร้ าง plane frameสาหรับโครงสร้ างตอม่อสะพาน
การวิเคราะห์โครงสร้ างแบ่งออกเป็ น 3 กรณี : โมเดล A มีเสาเข็ม 1 ต้ น: frame ของโมเดล B-1 ที่มีรูปแบบการผุกร่ อนในเสาเข็มทัง้ 3 ต้ นและมีการผุกร่อนลักษณะเช่นเดียวกัน และ frameโมเดล B-2 ซึ่งมีเพียงแค่เสาเข็ม 1 ต้ นเท่านันที้ ่มีการผุกร่ อนอย่างมาก สาหรับโมเดล A แล้ วมีการจัดเตรี ยมรูปแบบเสาเข็มดังที่ใช้ ใน
plane model ซึ่งด้ านบนสุดของเสาเข็ม ถูกกาหนดไว้ ให้ เป็ นขอบเขตที่ rigid และมี rigid element เชื่อมต่อกับส่วนขอบบนสุดนี ้ การจ ากัด การหมุน ได้ ก าหนดไว้ สาหรั บ rigid element นี ้จนกระทัง่ การเคลื่อนตัวในแนวราบมี ค่าถึง 1,000 มิลลิเมตร ในการวิเคราะห์นี ้ การสูญเสีย หน้ าตัดเนื่องจากการผุกร่ อนในแต่ละ
โมเดลได้ กาหนดว่ามีการเปลี่ยนแปลง 0 เท่า, 1.0 เท่า, 1.2 เท่า,1.4 เท่า, 1.6 เท่า, และ 1.8 เท่า, ของค่าที่กาหนดของการผุกร่ อนที่ได้ จากการวัดจริ งในความหนาแผ่นเหล็กผนังและระดับการผุกร่อน
เหล่านี ้ถูกตังชื้ ่อให้ เป็ น a, b, c, d, e, f ตามลาดับ และกรณีศึกษา
ในการวิเคราะห์โมเดลได้ กาหนดโดย B-[○]-[△]-[□] (○: เสาเข็มด้ านซ้ าย; △: เสาเข็มตรงกลาง; □: เสาเข็มด้ านขวา และรู ปแบบของการผุกร่ อนสาหรับเสาเข็มทังสามนี
้้ได้ แสดงโดยใช้ สญั ลักษณ์
a~f) นอกจากนี ้ เพราะว่าสภาพการผุก ร่ อนมี ความแตกต่า งเนื่องจากทิศทางการวางตัวของเสาเข็ม กาลังรับน ้าหนักทางด้ านข้ างของโมเดล A ได้ ถกู แก้ ไขโดยมีการเปลี่ยนทิศทางของน ้าหนัก
บรรทุกด้ านข้ างเป็ น 45 องศา และด้ วยเหตุนีก้ าลังต้ านทานด้ านข้ างมีค่าเป็ น 548 กิโลนิวตัน โดยเฉลี่ย (559 กิ โลนิวตัน ค่ามากที่สดุ และ 537 กิโลนิวตัน ค่าน้ อยที่สดุ ) และค่าที่แตกต่างอยู่
ในช่วงระหว่าง 4 % ของค่าเฉลีย่รู ป ที่ 5 แสดงตัวอย่างของค่าความสัม พัน ธ์ ร ะหว่า งน า้ หนักบรรทุกและการเคลื่อนตัวในแนวราบ (โมเดล B-1) ความสามารถ
ในการรับน ้าหนักบรรทุกได้ ถกู ลดลงประมาณ 14.2 % จากระดับ

รุปที่ 5 ตัวอย่างของความสัมพันธ์ระหว่าง Load-Displacementการประเมินสมรรถนะโครงสร้ างตอม่ อที่เกิดการผุกร่ อนตามข้ อมูลตรวจวัดในสถานที่ก่อสร้ างสมมติ ว่ า ในการบริ ห ารจัด การในสถานที่ ก่ อ สร้ างได้ มี ขึ น้สาหรับความหนาของผนังแผ่นเหล็กตามแนวทาง “การป้องกันการ
ผุกร่ อนของโครงสร้ างเหล็กสาหรับท่าเรื อ : คู่มือในการปรับปรุ ง ”ความหนาของผนังที่จะนามาใช้ สาหรับเสาเข็มท่อเหล็กที่มีการผุกร่ อนสาหรับโมเดลของตอม่อในการศึกษาปั จจุบนั จะถูกกาหนดขึ ้นมา ในขันตอนการวั
้ดความหนาผนัง พื ้นที่ที่มีความหนาน้ อยที่สดุ จะนามาใช้ โดยเลือกมาจากพื ้นที่ที่อยูใ่ นโซนเปี ยกน ้า โซนน ้าขึ ้นน ้าลง และโซนที่จมอยู่ในน ้า และจุดกลางของจุดที่มีการวัด 4จุดและ 8 จุดได้ ถกู เลือกนามาใช้ โดยที่จุดที่มีความหนาต่าที่สดุ จะนามาเป็ นจุดเริ่ มต้ น (รูปที่ 6) ภายหลังจากนี ้ ภายในพื ้นที่จตั รุ ัส 10เซนติเมตร จุด 5 จุดที่มีจุด 4 จุดระยะห่างกันประมาณ 3.2
17เซนติเมตรในทางยาวและด้ านข้ างจากจุดเริ่ มต้ นจะนามาใช้ และความหนาเฉลี่ ย ที่ ไ ด้ จ ะก าหนดว่ า เป็ นความหนาที่ วัด ได้ จากสถานที่ก่อสร้ างเพื่อนาไปประเมินโครงสร้ างต่อไป (รูปที่ 7)เปรี ยบเทียบ s-Det มีค่าเท่ากับ 16.8 % สาหรับ Ave-4d และ
13.1% สาหรับโมเดล B-4-4-4 ขณะที่จุด 4 จุดต่อพื ้นที่หน้ าตัดได้
ถูกกาหนดไว้ สาหรับการบริ หารจัดการที่สถานที่ก่อสร้ างตามคู่มือ
การท างาน แต่ ก็ ส ามารถจะเห็ น ได้ ว่า ความสามารถในการรั บน ้าหนักบรรทุกของโมเดลได้ กาหนดไว้ ในด้ านที่ปลอดภัย (ในระดับต่า) เมื่อเปรี ยบเทียบกันกับความสามารถในการรับน ้าหนักบรรทุก
ที่แท้ จริ ง เพราะว่าความหนาของพื ้นที่หน้ าตัดที่มีความหนาต่าสุดได้ นามาใช้ แทนที่ค่าความหนาผนังของเสาเข็ม ในโซนเปี ยกน า้ทังหมด
้และความหนาที่น้อยกว่าความหนาที่แท้ จริ งได้ นามาใช้ ในทุกโซน เพื่อที่จะประเมินความสามารถในการรับนา้ หนักบรรทุก
อย่างถูกต้ อง จึงเป็ นสิ่งสาคัญที่จะต้ องมีการกาหนดกาลังเฉพาะ
จุดในโซนเปี ยกน ้าที่มีผลของแรงดัดที่เกิดขึ ้น ซึ่งมีความแตกต่าง
ของความหนาค่อนข้ างมากรู ปที่ 6 ตัวอย่ างของตาแหน่ งการวัดในทางตัง้ และรอบทรง
กลมรู ปที่ 7 ทิศทางการวัดความหนาผนั งภายในพืน้ ที่ส่ ีเหลี่ยม
จัตุรัส 10 เซนติเมตรของแต่ ละด้ านการวิ เ คราะห์ มี เ ป้ าหมายส าหรั บ เสาเข็ ม 1 ตัว (เส้ น ผ่ า นศูนย์กลางภายนอก 406.4 มิลลิเมตร ความยาว 10.5 เมตร ความหนาเดิม 9 มิลลิเมตร เหล็กเกรด SKK490) สาหรับโมเดลในการ
คานวณทังหมด
้
Ave-[ ] ในรู ปที่ 8 หมายถึงโมเดลที่ได้ นาความ
หนาเฉลี่ยสาหรับแต่ละหน้ าตัดดังที่แสดงในรู ป ; 4d หมายถึง
โมเดลซึง่ มีการวัดความหนา 4 จุดในทิศทางรอบทรงกลมในขณะที่มี ก ารเลื อ กจุ ด ศู น ย์ ก ลางในการวั ด ที่ มี ค วามหนาต่ า ที่ สุ ด ที่จุดเริ่ มต้ น และ 8d หมายถึงโมเดลที่มีการเลือก 8 จุด นอกจากนี ้
B-[ ]-[ ]-[ ] (ตัวอย่างเช่น B-4-4-4 ในรูป) หมายถึงโมเดลที่ไม่ได้ ใช้ความหนาเฉลี่ย แต่แบ่งหน้ าตัดในทางยาวออกไปตามทิศทางใน
การวัดความหนา ความหนาของผนังที่ใช้ คานวณเป็ นค่าที่วดั ได้จากแต่ละหน้ าตัดได้ ถกู นามาใช้ เป็ นข้ อมูลในการคานวณ [ ] แสดงจานวนของทิศทางการวัดความหนาในโซนเปี ยกน ้า น ้าขึ ้นน ้าลงและโซนจมอยู่ในน ้า (จากด้ านซ้ ายไปด้ านขวา) ในขณะเดียวกัน
s-Det แสดงโมเดลซึ่งโปรไฟล์ของการผุกร่ อนได้ ถกู นามาสร้ างขึ ้นใหม่ ใ นรายละเอี ย ดและ ในขณะที่ ค วามหนาเฉลี่ ย แนวการ
คานวณ linear interpolation และสมมติฐานอื่น ๆ ได้ นามาใช้ และรวมอยู่ใ นหน้ า ตัดซึ่ง ข้ อมูลการวัด ความหนาไม่ได้ ร วมไว้ ก็ต ามกรณีการวิเคราะห์นี ้ถือได้ วา่ เป็ นการวิเคราะห์ทมี่ ีการวัดความหนา
ที่มีรายละเอียดที่สดุ และความสามารถในการรับน ้าหนักบรรทุก
ในแนวราบของเสาเข็มท่อเหล็กได้ รับการประเมินอย่างมีความถูกต้ องสูงสุดแล้ วรู ปที่ 8 แสดงความมสัมพันธ์ ระหว่าง load-displacementสาหรับแต่ละโมเดล ค่าความคลาดเคลือ่ นที่ยอมให้ ในกรณีของค่า
ความสามารถในการรับนา้ หนักบรรทุกในแนวราบที่ได้ จากการรู ป ที่ 8 ความสัม พั น ธ์ ร หว่ า ง Load-Displacement ในโมเดล
เสาเข็มท่อเหล็กตามค่าที่วดั ได้ จริ งที่สถานที่ก่อสร้ างนอกจากนี ้ เมื่ อ ท าการตรวจสอบผลที่ ไ ด้ ซึ่ ง พื น้ ที่ ที่ ท าการตรวจวัดในโซนเปี ยกน ้าและโซนน ้าขึ ้นน ้าลงเพิ่มขึ ้นจาก 2 เป็ น 3และเมื่อผลการตรวจวัดได้ นามาเปรี ยบเทียบกับ s-Det กราฟLoad-Displacement ที่มีคา่ ใกล้ เคียงกับ s-Det สามารถวัดได้ โดยการเพิ่มพื ้นที่ที่ทาการตรวจวัด ซึ่งเป็ นที่มาจากค่าความหนาเฉลี่ยต่อ หน้ าตัด ที่มี ความเที่ย งตรงของข้ อมูลในระดับหนึ่ง สามารถ
คานวณได้ โดยการเพิ่มจานวนของพืน้ ที่หน้ าตัดในการตรวจวั ดในขณะที่การจัดการ ณ สถานที่ก่อสร้ างมีความยากลาบากเช่นกันแต่ เ ป็ นสิ่ง จ าเป็ นที่ จ ะต้ อ งวัด ความหนาในพื น้ ที่ ห น้ า ตัด หลายตาแหน่ง ซึง่ ลักษณะของการผุกร่อนคล้ ายกัน และในลักษณะงาน
ของการวัดความหนาแล้ ว การใช้ 4 จุด ที่ทามุม 90 องศากันถือว่า
เพียงพอ
บทสรุ ปจากผลของการวิเคราะห์ plane frame ของตอม่อเสาเข็มเหล็กท่อ แบบตรง ได้ ข้ อ สรุ ป ว่า ผลของต าแหน่ง เสาเข็ ม ท่อ ที่ มี ค วามเสียหายเนื่องจากการผุกร่ อนต่อความสามารถในการรับน ้าหนัก
18

บรรทุก มีค่า น้ อ ย และกาลังรั บน า้ หนักบรรทุกของโครงสร้ างทัง้
ระบบขึ ้นอยู่ความเสียหายจากการผุกร่ อนของโครงสร้ างทัง้ ระบบนอกจากนี ้ จากผลของการประเมินกาลังรับน ้าหนักที่คงเหลืออยู่
โดยวิ ธีการตรวจวัดความหนาของผนังแผ่นเหล็กเสาเข็ม ท่อ ณสถานที่ก่อสร้ างตามคู่มือการทางานในปั จจุบนั พบความคลาด
เคลื่อน 13 % หรื อมากกว่านัน้ เมื่อเปรี ยบเทียบกันกับกาลังรับน ้าหนักของโครงสร้ างในกรณีที่มีการทาโมเดลอย่างละเอียด และได้ ตวั เลขกาลังรับน ้าหนักที่คอ่ นข้ างปลอดภัย
นอกจากนี ้ ในขณะที่การวัดความหนาของผนังแผ่นเหล็กที่ 4จุดภายในพื น้ ที่ห นึ่งถื อ ว่าเป็ นการเพีย งพอ โดยเฉพาะในโซนที่เปี ยกน ้า ซึง่ เป็ นส่วนที่ความหนาผนังที่คงเหลืออยู่มีความแตกต่างกัน อย่า งมาก การแก้ ไขความหนาที่ วัด ได้ โดยใช้ standard
deviation ก็ถือว่ามีประสิทธิ ภาพดี และควรที่จะมีการวัดความ
หนาในพื ้นที่หน้ าตัดหลาย ๆ พื ้นที่ การตรวจสอบในรายละเอียดจะน ามาใช้ ส าหรั บ กระบวนการตรวจวัด ณ สถานที่ ก่ อ สร้ างซึ่ งความสามารถในการรั บ น า้ หนัก บรรทุ ก ของโครงสร้ างตอม่ อสามารถประเมินได้ อย่างถูกต้ องในทางวิศวกรรมที่ใช้ ผลของการ
ตรวจวัด ณ สถานที่ก่อสร้ างอย่างจากัด
■■ ■ ■ ■

19