เรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

ระบบขนส่งทางรางของประเทศไทยกำลังเติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยข้อมูลจากการรถไฟแห่งประเทศไทย (รฟท.) ระบุว่าภายในปี 2570 การก่อสร้างระบบรถไฟทางคู่จะแล้วเสร็จ รวมระยะทางประมาณ 8,000 กิโลเมตร นอกจากนี้ รฟท. มีแผนเพิ่มความเร็วของรถไฟจากเดิมที่ 60 กม./ชม. เป็น 100-140 กม./ชม. ซึ่งการเพิ่มความเร็วนี้อาจนำไปสู่การเพิ่มอัตราการเกิดจุดบกพร่องบนผิวราง หากรางไม่มีสมบัติเชิงกลที่เหมาะสม อาจเกิดความเสียหายและการแตกหักของชิ้นส่วนรางได้อย่างรวดเร็ว

รางรถไฟเป็นชิ้นส่วนสำคัญที่ต้องมีความปลอดภัยสูงและทนทานต่อสภาวะการใช้งาน เพราะต้องรองรับแรงจากล้อรถไฟที่ถ่ายทอดจากตู้โดยสารและโบกี้ อีกทั้งยังช่วยบังคับทิศทางและทำให้การเคลื่อนที่ราบรื่น รางจึงต้องมีคุณสมบัติต้านทานการเสื่อมสภาพ มีความแข็งแรงในระดับที่เหมาะสม และมีสมบัติที่สม่ำเสมอตามมาตรฐานการออกแบบ

ปัจจุบันการรถไฟแห่งประเทศไทยเลือกใช้รางที่มีโครงสร้างแบบเพิร์ลลิติก (Pearlitic Rails) เป็นหลักในการก่อสร้างทางรถไฟและได้กำหนดให้มีการทดสอบรางเพื่อการยอมรับ (Acceptance Test) ทั้งระหว่างและหลังการผลิตตามข้อกำหนดของ EN 13674-1 เช่น การทดสอบในห้องปฏิบัติการ ได้แก่ การตรวจสอบส่วนผสมทางเคมี การตรวจสอบปริมาณไฮโดรเจนและออกซิเจน การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค ฯลฯ เป็นต้น อย่างไรก็ตาม รางใหม่มักเกิดชั้นสูญเสียคาร์บอนที่ผิว (Decarburization Layer) หลังการผลิต ถ้าบริเวณผิวหน้าสัมผัสของรางมีชั้นดังกล่าวที่ผิวลึกมากเท่าไร ยิ่งเพิ่มอัตราการเสียรูปถาวร (Plastic Deformation) และการสึกหรอ (Wear) มากขึ้นเท่านั้น และเป็นข้อบกพร่องที่มักนำไปสู่การขยายตัวของรอยแตกด้วยกลไกการล้าแบบกลิ้งสัมผัส (Rolling Contact Fatigue) หากไม่มีการตรวจสอบและทำการเจียรออกก่อนใช้งาน จะทำให้พื้นผิวสัมผัสของรางมีความแข็งและความแข็งแรงลดลง ส่งผลให้เกิดการสึกหรอ การเสียรูป และการเกิดลอนคลื่น (Corrugation) ได้ง่าย

จากงานวิเคราะห์ความเสียหายของรางที่แตกหักพบชั้นสูญเสียคาร์บอนที่ผิวและรอยร้าวล้าแบบกลิ้งสัมผัส และจากการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาของรางใหม่ที่ยังไม่ผ่านการใช้งานพบชั้นสูญเสียคาร์บอนที่ผิวและร่องหลุมการกัดกร่อน ทำให้ทีมวิจัยสามารถเสนอข้อกำหนดมาตรฐานแนะนำของกระบวนการตรวจรับรางใหม่ เช่น จำนวนและตำแหน่งในการสุ่มตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคบริเวณผิวหน้าสัมผัสราง การวัดความแข็งที่ผิวสันรางและหน้าตัดราง การตรวจสอบส่วนผสมทางเคมีบริเวณหัวราง และการกำหนดความลึกของชั้นที่มีการสูญเสียคาร์บอนและเสื่อมสภาพบนผิวรางใหม่ โดยพิจารณาร่วมกันระหว่างการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคและการวัดความแข็งแบบโปรไฟล์และ/หรือการตรวจสอบส่วนผสมทางเคมี การป้องกันการกัดกร่อนและการจัดเก็บรางใหม่ โดยระบุข้อแนะนำทางเทคนิค ขั้นตอนการปฏิบัติ และอ้างอิงมาตรฐานที่ยอมรับในระดับสากล ซึ่งผู้ประกอบการด้านการขนส่งทางรางสามารถนำไปอ้างอิงในการปฏิบัติงานได้

ปัจจุบันทีมวิจัยกำลังจัดทำร่างมาตรฐานการตรวจรับราง และการจัดเก็บรางใหม่ โดยได้รับความร่วมมือจากกรมการขนส่งทางราง และการรถไฟแห่งประเทศไทย กระทรวงคมนาคม เพื่อให้กองมาตรฐานความปลอดภัยและบำรุงทาง และหน่วยงานที่ให้บริการระบบขนส่งทางรางในประเทศไทยสามารถนำมาตรฐานดังกล่าวไปใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ ทั้งนี้เพื่อให้รางที่จะนำมาติดตั้งมีความปลอดภัย และมีอายุการใช้งานเป็นไปตามที่ออกแบบไว้

บทสรุป
มาตรฐานที่กำลังพัฒนานี้จะช่วยยกระดับคุณภาพและความปลอดภัยของระบบขนส่งทางรางในประเทศไทย ซึ่งสอดคล้องกับการเติบโตของโครงสร้างพื้นฐานด้านคมนาคมและช่วยสร้างความเชื่อมั่นให้แก่ผู้ใช้งานในอนาคต

ข้อมูลเพิ่มเติม
ทีมวิจัยการวิเคราะห์ความเสียหายและวิศวกรรมการเชื่อถือ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีระบบรางและการขนส่งสมัยใหม่
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)
โทรศัพท์ 02 564 6500 ต่อ 4735-8