Study on High-speed inspection Technique of Surface railway Defects Based on Motion Induced Eddy Current Testing

ในอดีตระบบรางมีบทบาทต่อการคมนาคมขนส่งของประเทศไทยค่อนข้างน้อยทำให้ทางรถไฟของประเทศไทยส่วนมากจึงเป็นแบบรางรถไฟทางเดี่ยว แต่ในปัจจุบันรัฐบาลได้มีการผลักดันระบบรางเป็นระบบหลักในการเดินทางและการขนส่งของประเทศจึงได้มีการลงทุนพัฒนาให้สร้างรางรถไฟทางคู่เพิ่มมากขึ้นส่งผลให้ในอนาคตจะมีการใช้บริการในด้านการเดินทางและการขนส่งสินค้าจำนวนมาก ดังนั้นรางรถไฟจึงเป็นชิ้นส่วนที่มีการรับแรงกระทำจากน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นและจำนวนครั้งที่ถี่ขึ้นมากกว่าเดิมจากแรงที่กระทำมาจากล้อของรถไฟ รวมถึงรับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอยู่ตลอดเวลา ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดความเสียหายบนผิวรางรถไฟ (Railway surface defects) ต่าง ๆ เช่น Rolling contact fatigue ,shelling ,shatter cracking และ spalling ดังนั้นการให้ความสำคัญในเรื่องของความปลอดภัยของตัวรางรถไฟนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุที่จะเกิดขึ้นและเป็นการป้องกันไม่ให้รางรถไฟเสียหายจากการขยายของรอยแตกร้าวพวกนี้ จึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพื่อประเมิน ควบคุม และแก้ไขพื้นผิวของรางล่วงหน้าเพื่อความปลอดภัย 
          จากการศึกษาและเปรียบเทียบวิธีการตรวจสอบในปัจจุบันพบว่าการตรวจสอบโดยไม่ทำลาย (Non Destructive Testing)  วิธีการคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic testing: UT), วิธีอนุภาคแม่เหล็ก (Magnetic particle testing: MT) และวิธีกระแสไหลวน (Eddy current testing: ECT) ซึ่งถูกใช้งานตรวจสอบผิวรางรถไฟนั้น มีข้อจำกัดอันเนื่องมาจากความเร็วในการเคลื่อนที่การตรวจสอบดังนี้

วิธีการ MT ตรวจสอบได้ค่อนข้างช้าและมักจะใช้ในการตรวจสอบเฉพาะที่เป็นระยะทางสั้นๆ
วิธีการ UT ต้องมีการใช้สารช่วยสัมผัส (Couplant) เพื่อส่งคลื่นเสียง ทำให้ไม่เหมาะสมในการตรวจสอบด้วยความเร็วสูงและมีระยะทางไกล
วิธีการ ET เป็นแบบไม่สัมผัสและความสอบด้วยความเร็วได้ระดับหนึ่ง (5-15 km/hr) แต่มีความสามารถในการตรวจสอบซ้ำ (Repeatability) ที่ไม่ดีเนื่องจากมีผลกระทบจากความเร็วของการเคลื่อนที่ที่สูง ทำให้การตรวจจับรอยแตกบนรางรถไฟต้องใช้ความถี่ในการตรวจสอบที่ต่ำส่งผลให้การตรวจจับรอยแตกมีความไว (Sensitivity) ที่ลดลง
          จากข้อจำกัดของการตรวจสอบความเสียหายของผิวรางดังกล่าว ทางคณะผู้วิจัยจึงมีแนวคิดศึกษาวิธีการที่เพิ่มขีดความสามารถในการตรวจสอบผิวรางให้มีความเร็วสูงกว่าข้อจำกัดข้างต้น โดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่ด้วยตัวเอง (Self-induced-motion Electromagnetic) ร่วมกับการประยุกต์ใช้งานเซนเซอร์วัดสนามแม่เหล็ก (Magnetoresistive sensor : MR Sensor) เพื่อเพิ่มความสามารถในการพัฒนาเทคนิคการตรวจสอบโดยวิธีกระแสไหลวนให้เป็นแบบ Induced- motion Eddy current testing ที่มีความเร็วในการตรวจสอบที่สูงขึ้น และช่วยพัฒนาการตรวจสอบโดยไม่ทำลายสำหรับระบบรางด้วยวิธีการทางสนามแม่เหล็กให้มีความก้าวหน้าและทัดเทียมนานาประเทศมากขึ้น ตามแผนงานวิจัย Sustainable Mobility สำหรับการพึ่งพาตัวเองอย่างยั่งยืนในอุตสาหกรรมระบบราง