การทดสอบท่อ HDPE ตามมาตรฐาน มอก.982-2556 และการประปาส่วนภูมิภาค

เคยสงสัยไหมว่าทำไม เชื่อมท่อ HDPE แต่ละเจ้าแล้วมีคุณภาพไม่เท่ากัน ทั้งที่มี มอก.เหมือนกัน มีการทดสอบท่อ HDPE เป็นยังไง มีขั้นตอนอะไรบ้าง วันนี้ RIRIT จะมาเขียนอธิบายกัน

ท่อ HDPE หรือท่อพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงคืออะไร?

ท่อ HDPE เนี่ย คือท่อพอลิเอทิลีนสำหรับน้ำดื่มที่ขึ้นรูปจากพอลิเอทิลีนคอมพาวด์สำหรับใช้ทำท่อน้ำดื่ม เม็ดพลาสติกจะต้องทำจาก พอลิเอทิลีน คอมพาวนด์สำหรับผลิตท่อน้ำดื่ม ที่มีคุณสมบัติตามมาตรฐาน มอก.2559  โดย "คอมพาวด์" หมายถึง พอลิเอทิลีนเรซิ่นชนิดความหนาแน่นสูงที่หลอมผสมกับสารเติมแต่งเพื่อปรับสมบัติทางฟิสิกส์ให้เหมาะสำหรับขึ้นรูปท่อพอลิเอทิลีนสำหรับน้ำดื่ม ซึ่งจะเรียกว่า ท่อพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (High Density Polyethylene) หรือท่อ HDPE นั้นเอง

พอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงที่ยังไม่ผสมจะมีสีขาว

เม็ดพลาสติกพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง ผสมด้วยผงคาร์บอน
เพื่อป้องกันแสง อุลตร้า-ไว โอเลจ (UV)

ลักษณะทั่วไปของท่อ จะต้องมีรายละเอียดดังนี้

ท่อมีเครื่องหมายพิมพ์อย่างชัดเจนและทนทานที่ผนังด้านนอกท่อทุกระยะ เพื่อระบุรายละเอียด ดังนี้ 
1.ชื่อ หรือเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิต หรือโรงงานผู้ผลิต
2.ขนาดระบุ (Norminal Size Diameter ) หรือขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก (Outside Diameter) 
3. ชั้นคุณภาพและแรงดันใช้งานของท่อ หรือ Pn (nominal Pressure)
4.ชนิดวัตถุดิบที่ใช้
5.มาตรฐานการผลิต
6.หมายเลขแสดงรุ่นการผลิตของท่อ

ท่อมีเครื่องหมายพิมพ์อย่างชัดเจนและทนทานที่ผนังด้านนอกท่อทุกระยะ

ขนาดวัดเส้นผ่าศูนย์กลางท่อ HDPE

การวัดท่อ HDPE นั้นต้องวัดเส้นรอบวงของท่อ แล้วหารด้วยค่า Pi, π โดยมีค่าเท่ากับ 3.142 โดยให้ปัดขึ้นอยู่ในหลักของ 0.1 mm.

ปัญหาที่พบส่วนใหญ่คือ การวัดเส้นรอบวงจากหน้าตัดของท่อ เนื่องจากหน้าตัดของท่อมีการถูกตัดทำให้ปลายท่อจะยุบตัวลงมา ทำให้ไม่ได้เส้นรอบวงที่ถูกต้อง ควรวัดเส้นรอบวงเข้าไปจากจุดหน้าตัดของท่อ

วัดเส้นรอบวงของท่อ HDPE

การวัดความหนาของท่อ HDPE

การทดสอบคุณลักษณะทางกล ของท่อ HDPE

การทดสอบคุณลักษณะทางกลของท่อ HDPE (High-Density Polyethylene) เป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยในการประเมินและการยืนยันคุณภาพของวัสดุนี้ก่อนนำมาใช้ในโครงการหรือการใช้งานจริง บางองค์กรหรือมาตรฐานอาจมีการจัดทำข้อกำหนดที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการทดสอบท่อ HDPE แต่โดยทั่วไปมักมีการทดสอบคุณลักษณะทางกลต่อไปนี้:

1.การทดสอบแรงกดของวัสดุ (Compression Strength Test): การทดสอบนี้ใช้เพื่อวัดความทนทานของวัสดุต่อการกดหรืออัดเข้าด้วยกัน ซึ่งช่วยในการประเมินความเหมาะสมของท่อ HDPE สำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีแรงกด

2.การทดสอบความยืดหยุ่น (Flexural Test): การทดสอบนี้มุ่งเน้นทดสอบความยืดหยุ่นของท่อ HDPE โดยการกัดกร่อนหรืองอท่อเพื่อวัดค่าแรงที่ท่อทนได้ก่อนที่จะแตกหัก

3.การทดสอบความทนทานต่อแรงกระแทก (Impact Resistance Test): การทดสอบนี้จะช่วยในการวัดความทนทานของท่อ HDPE ต่อการกระแทกหรือชนจากวัตถุภายนอก เพื่อป้องกันการสะเก็ดหักหรือรอยร้าว

4.การทดสอบความทนทานต่อการแห้งเสื่อม (Creep Resistance Test): การทดสอบนี้เป็นการวัดความทนทานของท่อ HDPE ต่อการเสื่อมล้าโดยการประยุกต์ใช้แรงดันและอุณหภูมิเป็นเวลานาน

5.การทดสอบความทนทานต่อสารเคมี (Chemical Resistance Test): การทดสอบนี้ใช้เพื่อวัดความทนทานของท่อ HDPE ต่อการทำลายจากสารเคมีที่อาจปนเปื้อนในน้ำหรือสภาพแวดล้อมการทำงาน

การทดสอบแรงดันน้ำในเส้นท่อ hdpe

การทดสอบคุณลักษณะทางฟิสิกส์ ของท่อ HDPE

การทดสอบคุณลักษณะทางฟิสิกส์ของท่อ HDPE เป็นส่วนสำคัญในการตรวจสอบคุณภาพและประสิทธิภาพของวัสดุนี้ บางองค์กรหรือมาตรฐานอาจมีข้อกำหนดเฉพาะเจาะจงสำหรับการทดสอบท่อ HDPE แต่โดยทั่วไปมักมีการทดสอบคุณลักษณะทางฟิสิกส์ต่อไปนี้:

1.การทดสอบความหนืด (Density Test): การทดสอบนี้เป็นการวัดค่าความหนืดของท่อ HDPE เพื่อตรวจสอบว่าวัสดุมีค่าดัชนีการหลอมตัว (Melt Index) อยู่ระหว่าง 0.2-0.7 g/min ทีค่า Minimum Required Strength ไม่น้อยกว่า 10.0 เมกะพาสคัล (PE100) ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส 50 ปี

2.การทดสอบความสม่ำเสมอของผิว (Surface Uniformity Test): การตรวจสอบความสม่ำเสมอของผิวของท่อ HDPE เพื่อตรวจสอบว่ามีตำแหน่งหรือส่วนที่ไม่สม่ำเสมอหรือไม่

3.การทดสอบความยืดหยุ่น (Flexural Test): การทดสอบนี้ใช้เพื่อวัดความยืดหยุ่นของท่อ HDPE โดยการโค้งท่อและวัดการเปลี่ยนรูปแบบของมัน

4.การทดสอบความต้านทานต่อแรงกระแทก (Impact Resistance Test): การทดสอบนี้ช่วยในการวัดความต้านทานของท่อ HDPE ต่อการกระแทกหรือชนจากวัตถุภายนอก

5.การทดสอบความแข็งแรง (Tensile Strength Test): การทดสอบนี้เป็นการวัดค่าความแข็งแรงของท่อ HDPE โดยการใช้แรงเพื่อดึงท่อจนหยุดหรือแตก

6.การทดสอบความทนทานต่อแสงแดด (UV Resistance Test): การทดสอบนี้ช่วยในการวัดความทนทานของท่อ HDPE ต่อการทำลายจากแสงแดด

ภาพบริษัทตัดตัวอย่างท่อ HDPE เพื่อนำไปทำการทดสอบ

ตัวอย่างท่อ hdpe เพื่อทดสอบดัชนีการหลอมตัว (Melt Index)

การเตรียมชิ้นงานทดสอบเพื่อหาค่า Tensile 

ภาพขณะทำการทดสอบแรงดึงของท่อ

การเตรียมชิ้นงานทดสอบค่าดัชนีการหลอมตัว (Melt Index)

ภาพขณะทำการทดสอบค่าดัชนีการหลอมตัว (Melt Index)

 

ข้อกำหนดการตรวจสอบคุณภาพท่อ HDPE ณ หน่วยงานก่อสร้าง (มาตรฐานการประปาส่วนภูมิภาค)

1.    ผู้ควบคุมงานก่อสร้าง ตรวจสอบเอกสารใบกำกับพัสดุ  ซึ่งออกโดย กทส. ตามรายการผลิตภัณฑ์ท่อและอุปกรณ์  ว่ามีรายการถูกต้อง ตรงกันหรือไม่ กับท่อและอุปกรณ์ที่จัดส่งมา ณ หน่วยงานก่อสร้าง  เพื่อเป็นการยืนยันจำนวน  แหล่งที่มาของผลิตภัณฑ์  จึงจะรับผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเข้าหน่วยงานก่อสร้าง  และ      มีสำเนาเอกสารใบรับรองผลการวิเคราะห์  (COA)  ที่ใช้ในการผลิตท่อในรุ่นที่จัดส่งมา

2.    ท่อ HDPE  ที่จัดส่งให้หน่วยงานก่อสร้าง กปภ.  สงวนสิทธิ์ในการชักตัวอย่างท่อ ณ หน่วยงานก่อสร้าง  ดังนี้ -    ผู้ควบคุมงานก่อสร้าง อาจเก็บตัวอย่างท่อ  

3  ตัวอย่าง ต่อรุ่นการผลิต  ที่จัดส่งไปยังหน่วยงานก่อสร้างนั้นๆ  เพื่อทำการสอบทวนคุณภาพของผลิตภัณฑ์นั้นๆ

-    หากมีกรณีสงสัย ในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ท่อ  ผู้ว่าจ้างสามารถจัดเก็บตัวอย่าง  เพื่อทำการสอบทวนคุณภาพผลิตภัณฑ์ได้ โดยดำเนินการตามข้อ 3.5 3.    การเก็บตัวอย่างท่อ HDPE  ในหน่วยงานก่อสร้าง  เพื่อส่งตรวจสอบ  มีรายละเอียดดังนี้ ในกรณีที่ต้องการสอบทวนคุณภาพของท่อ HDPE  ที่จัดส่งให้หน่วยงานก่อสร้าง ให้ผู้ควบคุมงานก่อสร้าง  ชักตัวอย่างผลิตภัณฑ์  เพื่อเป็นการสอบทวนคุณภาพปลายทาง

โดยดำเนินการดังนี้

3.1    ให้ตัดตัวอย่างท่อ เป็นรูปทรงกระบอก ความยาวประมาณ 200  มม. ขนาดตั้งแต่ 315 มม. ขึ้นไป อนุญาตให้ตัดตัวอย่างเป็นชิ้น ความยาวประมาณ 200  มม.  ความกว้างพื้นที่ผิวท่อ ประมาณ  250  มม.  พร้อมแนบสำเนาเอกสารใบรับรองผลการวิเคราะห์ (COA)  ที่ใช้ในการผลิตท่อในรุ่นที่จัดส่งมา

3.2    ท่อที่ส่งมาให้ตรวจสอบ ให้มีเครื่องหมายการค้า ยี่ห้อ ผู้ผลิตแสดงไว้ด้วย ให้ผู้ควบคุมงานก่อสร้าง ตัวแทนผู้รับจ้าง  และผู้จัดการประปา  หรือตัวแทนที่ได้รับมอบหมาย  ลงชื่อกำกับที่พื้นผิวตัวอย่าง พร้อมระบุชั้นคุณภาพ (PE) ชั้นแรงดัน (PN) และรหัสรุ่นที่ผลิต ชื่อโครงการ  สัญญาเลขที่  ไว้ด้วยทุกตัวอย่าง

3.3    การส่งตัวอย่างทดสอบ  ให้ส่งตัวอย่าง  จำนวน 3 ชิ้น  ตัวอย่างชิ้นที่ 1  ต้องมีรายละเอียด ตามข้อ 3.2 ครบถ้วน  ตัวอย่างชิ้นที่ 2  และ 3 ต้องมีรายละเอียดตามข้อ 3.2 ยกเว้น ยี่ห้อผู้ผลิต  มีหรือไม่มีก็ได้  ตัวอย่างทั้ง 3 ตัวอย่าง ต้องเป็นชิ้นตัวอย่างจากท่อคนละท่อน ในรุ่นผลิตเดียวกัน

3.4    การทดสอบ  จะทดสอบตัวอย่างชิ้นตัวอย่างที่ 1 (ชิ้นที่มีเครื่องหมายการค้า) ถ้าผ่านการทดสอบ  ไม่ต้องทดสอบชิ้นตัวอย่างที่ 2 และ 3  ถ้าไม่ผ่านการทดสอบในชิ้นตัวอย่างที่ 1 จะทดสอบชิ้นตัวอย่างที่ 2 และ 3 ต่อไป  ซึ่งผลการทดสอบชิ้นตัวอย่างที่ 2  และ 3  ต้องผ่าน จึงถือว่าผ่านการทดสอบ

3.5    ตัวอย่างที่ผู้ควบคุมงานก่อสร้าง จัดส่งให้ กทส. จะส่งทดสอบดังนี้

                (1)     ทำการทดสอบอัตราการไหล เมื่อหลอมเหลว  (Melt Flow Rate) ของท่อ HDPE หรืออุปกรณ์  เพื่อตรวจสอบชั้นคุณภาพของ PE โดยเปรียบเทียบค่าที่ระบุใน COA       ที่ใช้ในการผลิต  กรณีที่มีค่าแตกต่างเกินกว่าร้อยละ 25 จากค่าที่ระบุไว้ใน COA  กปภ.สงวนสิทธิ์ในการระงับ หรือรื้อถอนการนำมาใช้งาน (โดยถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ผลิตท่อ รวมทั้งค่าใช้จ่าย) โดยจะต้องทำการทวนสอบซ้ำ (โดยอาจจะทำการทวนสอบกับผู้ผลิตคอมพาวนด์) และถือเป็นความรับผิดชอบ    ของผู้ผลิตท่อ เมื่อผลตรวจสอบมีคุณสมบัติตามมาตรฐานเป็นที่เชื่อถือ  จึงจะอนุญาตให้นำมาใช้งาน

                (2)    ทำการทดสอบค่า OIT เพื่อตรวจสอบระยะเวลาการเกิดออกซิเดชั่น OIT ต้องไม่น้อยกว่า 35 นาที เมื่อทดสอบที่อุณหภูมิ 210 องศาเซลเซียส กรณีน้อยกว่า  35 นาที  กปภ.สงวนสิทธิ์ในการระงับการนำท่อหรืออุปกรณ์รุ่นในนั้นไปใช้ และจะต้องทำการทวนสอบซ้ำก่อน ( โดยอาจจะทำการทวนสอบกับผู้ผลิตคอมพาวนด์ ) โดยถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ผลิตท่อ เมื่อผลตรวจสอบมีคุณสมบัติตามมาตรฐานเป็นที่เชื่อถือ จึงจะออกใบรับรองคุณภาพ และนำมาใช้งานได้

                (3)     ทำการทดสอบหาค่าอุณหภูมิหลอมเหลว (Melting Point )  ด้วยวิธีการทดสอบแบบ Differential Scanning Calorimetry (DSC) เพื่อตรวจสอบชนิดของวัสดุ     (HDPE LDPE หรือเม็ดพลาสติกอื่นๆ)  โดยเปรียบเทียบตามตาราง PE Characterization Tm Crystallinity

การตรวจสอบวัตถุดิบ ณ โรงงานผู้ผลิตท่อ HDPE (มาตรฐานการประปาส่วนภูมิภาค)

                   ผู้ผลิตท่อจะต้องแสดงข้อมูลการนำพอลิเอทิลีนคอมพาวนด์ ที่ใช้ในการผลิตท่อ และอุปกรณ์ท่อรุ่นนั้นๆ และทดสอบคุณสมบัติ เพื่อเปรียบเทียบกับ COA รวมทั้งต้องแสดงข้อมูลปริมาณท่อ HDPE   ที่ผลิตได้เปรียบเทียบกับปริมาณพอลิเอทิลีนคอมพาวนด์ ตามใบรับรองวัสดุ

ผู้ผลิตท่อจะต้องทำการทวนสอบค่าอัตราการไหลเมื่อหลอมเหลว (Melt Flow  Rate) ของคอมพาวนด์  กรณีที่มีค่าแตกต่างเกินกว่าร้อยละ 10 จากค่าที่ระบุไว้ใน COA  กปภ.สงวนสิทธิ์ในการระงับการผลิต โดยจะทำการทวนสอบซ้ำ ( โดยอาจจะทำการทวนสอบกับผู้ผลิตคอมพาวนด์ ) และถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ผลิตท่อ เมื่อผลตรวจสอบมีคุณสมบัติตามมาตรฐานเป็นที่เชื่อถือ จึงจะอนุญาตให้นำมาผลิตได้

การตรวจสอบผลิตภัณฑ์และเกณฑ์การตัดสิน

(1)     ในขบวนการผลิต นอกจากการชักตัวอย่างของผู้ผลิต เพื่อทดสอบคุณภาพแล้ว กทส. จะทำการชักตัวอย่างทดสอบตามมาตรฐาน มอก.๙๘๒ ดังนี้

-     ลักษณะทั่วไป

-     ความทนความดัน

-     ความยืดเมื่อขาด

-     เสถียรภาพทางความร้อน โดยชักตัวอย่างเนื้อวัสดุที่ได้จากผนังด้านในของท่อ เมื่อทดสอบตาม ISO/TR 10837 แล้ว OIT ต้องไม่น้อยกว่า ๓๕ นาที เมื่อทดสอบที่อุณหภูมิ ๒๑๐ องศาเซลเซียส กรณีที่น้อยกว่า ๓๕ นาที กปภ.สงวนสิทธิ์ในการระงับการนำท่อหรืออุปกรณ์รุ่นในนั้นไปใช้ และจะต้องทำการทวนสอบซ้ำก่อน      ( โดยอาจจะทำการทวนสอบกับผู้ผลิตคอมพาวนด์ ) โดยถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ผลิตท่อ เมื่อผลตรวจสอบมีคุณสมบัติตามมาตรฐานเป็นที่เชื่อถือ จึงจะออกใบรับรองคุณภาพ และนำมาใช้งานได้

-     อัตราการไหลเมื่อหลอมเหลว ชักตัวอย่างเนื้อวัสดุที่ได้จากผนังท่อ เมื่อทดสอบตาม ISO 1133 แล้ว กรณีที่แตกต่างเกินร้อยละ 25 จากค่าที่ระบุไว้ใน COA       กปภ.สงวนสิทธิ์ในการระงับการนำท่อหรืออุปกรณ์รุ่นในนั้นไปใช้ โดยไม่ออกใบรับรองคุณภาพ และจะต้องทำการทวนสอบซ้ำก่อน ( โดยอาจจะทำการทวนสอบกับผู้ผลิตคอมพาวนด์) และถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ผลิตท่อ เมื่อผลตรวจสอบมีคุณสมบัติตามมาตรฐานเป็นที่เชื่อถือ จึงจะออกใบรับรองคุณภาพ และนำมาใช้งานได้

-     ขนาด และมติ เช่น ความเบี้ยว และความหนาของท่อ

-     การบรรจุ เช่น การบรรจุเป็นม้วนต้องมีสิ่งปิดปลายทั้งสองข้าง เส้นผ่านศูนย์กลางวงกลมของม้วน เป็นไปตามข้อกำหนด

-     เครื่องหมาย และฉลาก เช่น ยี่ห้อ รุ่น วัน เดือน ปี ที่ผลิต

-     ทำการทดสอบเพื่อหาค่าอุณหภูมิหลอมเหลว (Melting Point )  ด้วยวิธีการทดสอบแบบ Differential  Scanning  Calorimetry (DSC) เพื่อตรวจสอบชนิดของวัสดุ โดยเปรียบเทียบตามตาราง PE Characterization Tm Crystallinity

-    การทดสอบความต้านแรงดึงของรอยเชื่อมแบบต่อชน การทดสอบความต้านแรงดึงของรอยเชื่อมแบบต่อชน ทดสอบกับตัวอย่างท่อขนาดระบุ 110 SDR 11 ทดสอบที่อุณหภูมิ ๒3 องศาเซลเซียส จำนวนชิ้นทดสอบให้เป็นไปตามที่ ISO 13953 กำหนดวิธีการทดสอบตาม ISO (2)     เมื่อผลทดสอบเป็นไปตามมาตรฐาน กปภ. จะออกหนังสือรับรองดังนี้

-     ใบกำกับพัสดุท่อ และอุปกรณ์ ท่อ HDPE เพื่อเป็นหลักฐานในแต่ละรุ่นที่ผ่านการชักตัวอย่าง และส่งไปยังหน่วยงานก่อสร้างพร้อมกับท่อและอุปกรณ์ท่อ HDPE

-     ใบรับรองคุณภาพ พร้อมสำเนาใบ COA ที่รองรับความถูกต้อง โดยผู้ผลิตและ กทส.เพื่อตรวจสอบท่อ และอุปกรณ์ท่อ HDPE รุ่นที่ส่งไปยังหน่วยงานก่อสร้าง กับรุ่นที่ตรวจสอบที่โรงงานผู้ผลิตต้องเป็นรุ่นเดียวกัน