GAZ VE PETROL BORU HATLARINDA (PIPELINE) ÇETL ÜLKE NORM VEYA YÖNETMELKLERNE GÖRE KAYNAK HATALARININ KABUL EDLEBLRLK SINIRLARI

Transkript

1 KAYNAK HATALARI (V) GAZ VE PETROL BORU HATLARINDA (PIPELINE) ÇETL ÜLKE NORM VEYA YÖNETMELKLERNE GÖRE KAYNAK HATALARININ KABUL EDLEBLRLK SINIRLARI Bu normlar arasında en yaygın olan API (American Petrolium Institute) 1104 olduundan öbürleri buna kıyaslanarak irdelenecektir. API Yetersiz nüfuziyet Max. uzunluk 25,4 mm. 304 mm uzunlukta kaynakta, tek hataların toplam uzzunluu max. 25,4 mm. 304 mm den kısa bir kaynakta, hataların toplam uzunluu, diki uzunluunun %8 ini amayacaktır Hiza kaçıklıından ileri gelen yetersiz nüfuziyet Kenarların ergitilmi olması halinde hiza kaçıklıına müsaade edilir. Tek hatanın max. uzunluu 50,8 mm. 304 mm uzunlukta bir kaynakta, hataların toplam uzunluu max mm çte içbükeylik Bir ergimi metal fazlasıyla telâfi edilmesi halinde kabul edilir. - Telâfi edilmemise:. max. 6,35 mm veya. 304 mm uzunlukta bir kaynakta toplam hata uzunluu max. 12,7 mm Ergime noksanı - Tek hatalar için max. uzunluk 25,4 mm. 304 mm uzunlukta bir kaynakta hataların toplam uzunluu max. 25,4 mm. - Kaynak dikiinin 304 mm den kısa olması halinde hataların toplam uzunluu diki uzunluunun %8'ini amayacaktır Ergime noktası (yapıma) - Tek bir hatanın max. uzunluu : 50,8 mm mm uzunlukta bir kaynakta hataların toplam uzunluu max. 50,8 mm Aırı nüfuziyet - Çap 60,3 mm:. hata baına uzunluk : max 6,35 mm veya borunun kalınlıı kadar.. 304mm uzunlukta bir kaynakta hataların toplam uzunluu max. 12,7 mm - çap < 60,3 mm:. max. 6,35 mm veya borunun kalınlıı kadar. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

2 6.51. Sıralanmı cüruf girmeleri - Paralel iki hata arasında mesafenin 0,79 mm den büyük olması halinde bunlar ayrı imiler gibi kabul edilir. - Çap 60,3 mm. bir hatanın boyutları : uzunluk max. 50,8mm; genilik max. 1,59 mm mm uzunlukta bir kaynakta hataların toplam uzunluu max. 50,8 mm. - Çap < 60,3 mm:. Bir hatanın boyutları: max. uzunluk 3t; max. genilik 1,59 mm (t= borunun cidar kalınlıı) Tek cüruf girdileri - Çap 60,3 mm:. bir hatanın max. genilii: 3,17 mm;. 304 mm uzunlukta bir kaynakta hataların toplam uzunluu: max. 12,7 mm. - Çap < 60,3 mm. bir hatanın genilii: boru kalınlıının %50'si. hataların toplam uzunluu: boru kalınlıının iki katı Küresel hatalar - Boyut boru kalınlıının %25'inden az ve max. 3,17 mm - max. daılma: 6,62'ye bkz Hava kabarcıkları kümesi - Nihaî paso dıında bütün pasolar için bkz Nihaî paso için : tek hata max. 1,59 mm. - Toplam yüzey : max. 126,7 mm 2 ve 304mm uzunlukta bir kaynakta hata max. uzunluu: 12,8mm Uzun hava kabarcıkları - Max.: 3,17 mm veya t/4 - max. daılma: 6,62'ye bkz Çukurlamı diki - Bireysel uzunluk: max. 12,7 mm 304 mm'lik diki bölümleri baına toplam uzunluk max. 50.8mm. 6,35mm'den büyük iki hata arasında 50,8mm kusursuz kaynak bulunacaktır Çatlaklar - Krater çatlakları için, max uzunluk 3,96 mm. - öbür çatlaklar kabul edilmez Süreksizlik grubu mm kaynak boyunda max. uzunluk 50 mm veya (oluklar ve hiza kaçıklıı dıında) kaynak boyunun %8 i Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

3 6.9. Oluklar - 0,79 mm'den veya boru kalınlıının 0,125'inden büyük olanlar reddedilir. - 0,4 ile 0,79 mm veya boru kalınlıının 0,06 sı ile 0,125'i arasında olanlar: hatanın max. uzunluu 50,8mm ve her 304 mm diki uzunluu baına kaynak uzunluunun 0,17'si. - 0,4 mm veya boru kalınlıının 0,06'sından küçükse: kabul edilir. - Kök pasosu için: 304mm 'lik bir diki bölümü üzerinde 50,8mm veya kaynak uzunluunun %17'si Boruların, üzerinde kusurlar Kabul edilmez Tekrarlanan tamir Bir çatlak gibi telakki edilecektir: kaynak boyunun %8'inden büyük Müsaade edilen tamir ve yeniden ele alınacak birleme - Kaynak uzunluunun %8'inden kısa çatlak Ark darbeleri - API 1104'de dikkate alınmamı. - ANSI B 'e göre talamadan sonra, kalınlıın art koulan minimum kalınlıktan az olması halinde, müsaade edilmez. Topraklamadan yanmaları ileri gelen ark Bir önceki gibi BALICA ÜLKELERN NORMLARINA GÖRE PIPELNE LARDA BAZI HATA BOYUTLARI Bunları, esas olan Amerikan API 1104 ile kıyaslama örnekleri olarak seçtik Sıralanmı cüruf girmeleri FRANSA (gaz de France). Max. uzunluk: sürekli hatalarda (SLH) 30mm ve süreksiz hatalarda (SZH) 45mm. Boru çaplarına göre hatalar öyle ayrılacaklardır:. Çap 114,3 mm: SLH'da 6L veya SZH'da 4L (L= hata uzunluu). 114,3çap<219mm:SLH ı da 8L veya SZH'da5L. çap> 406,4mm: SLH'da 12L veya SZH'da 6L FED. ALMANYA (Norm DVGW -gaz için). Max. genilik: 1,5 mm mm diki uzunluunda toplam uzunluk 50 mm'yi amayacak. - Her bir 300 mm diki boyunda hataların toplam uzunluu: 50 mm mm ile ayrılmı hatalar; - paralel cüruf girme çizgileri, bunlardan birinin ya da ikisini geniliinin 0,8mm'yi geçmesi halinde, ayrı olarak görülecektir. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

4 TALYA (Spec. SNAM-gaz ve petrol için). - Max. uzunluk : 50 mm - max. genilik: 1,5 mm; uzunluk/genilik>3 - hataların toplam uzunluu 304 mm kaynak boyu için 50 mm'yi geçmeyecek - l mm'den fazla kalınlıkta paralel cüruf girmeleri, ayrı olarak telâkki edilecektir. SVÇRE (Regles techniques N.5.10-gaz ve petrol için) - Max.: 6 mm - Tek hataların toplam uzunluu: 300 mm boyunda bir dikite max. 40 mm mm ile ayrılmı hatalar NGLTERE (BS gaz ve petrol için) API 1104'e göre (Spec- B.G.- gaz için) - 3 mm küçük genilik mm boyunda dikite max. uzunluk: 100 mm. S.S.C.B (Ulusal norm-gaz ve petrol için) - Boru kalınlıının % 10'undan az derinlik. - hataların toplam uzunluu toplam kaynak boyunun 1/6'sına eit veya bundan az Tek cüruf girdileri FRANSA (Gaz de France-gaz için) - Max. uzunluk : boru kalınlıının %33'ü mm lik diki bölümü baına max. hata sayısı: 2L mesafesiyle ayrılmı 30 FED. ALM. (Norm DVGW-gaz için). Max genilik: 3mm mm boyunda diki üzerinde toplam uzunluk 12 mm yi amayacak ve dört tek hatadan fazlası bulunmayacak; - max. genilik: boru (e) kalınlıı > 6 mm ise 3 mm; e<6 mm ise 2 mm. - hataların toplam uzunluu : 600mm kaynak dikiinde max. 25mm - tek cüruf girdileri 50 mm kusursuz kaynakla ayrılmı olacak. TALYA (Spec. SNAM - gaz ve petrol için) - t/3 den az genilik - max hata sayısı: 300 mm uzunlukta dikite 4 ve hata boyu toplamı max 13 mm. NGLTERE (BS gaz ve petrol için) :API 1104'de göre (Spec. B.G- gaz için) - 3 mm'ye eit ya da bundan fazla genilik Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

5 Küresel hatalar FRANSA (Gaz de France - gaz için -) - Max. çap: boru kalınlıının % 33'ü mm boyunda diki baına max. hata sayısı 30; bunlar birbirlerinden en büyük hata uzunluunun iki katı mesafeyle ayrılmı. FED. ALM. (norm DVGW-gaz için) API 1104'e göre TALYA (Spec. SNAM - gaz ve petrol için) Max. 3mm veya boru kalınlıının % 25'den az boyutta - max. daılım, API gibi (bkz. 6.61) SVÇRE (Regles techniques N gaz ve petrol için) - Max. 1,5 mm - 10 mm aralıklı hatalar için 0,5-1,5 mm. - cm 2 baına 6 hata hesabıyla max. 0,5 mm'den az. 1104'e göre NGLTERE (BS gaz ve petrol için) API 1104'e göre (spec. B.G.- gaz için) API S.S.C.B (Ulusal norm - gaz ve petrol için) - Max. uzunluk: 2,7 mm - Boru kalınlıına indirgenmi max. hata boyutları:. komu iki hata arasındaki mesafenin en az boru kalınlıının 3 katı olması halinde. % 20. bu mesafenin en az boru kalınlıının 2 katı olması halinde. % 15. bu mesafenin boru kalınlıının 2 katına ama bir hatanın boyunun 3 katına eit ya da bundan fazla olması halinde, % Hava kabarcıkları kümesi FED. ALM. (DVGW - gaz için) API 1104'e göre TALYA (Spec. SNAM - gaz ve petrol için) - Boru kalınlıının %25'inden az veya max. 3 mm. - Daılım için bkz. API 6.61 SVÇRE (Regles techniques N gaz ve petrol için) - Hava kabarcık grupları 50 mm aralıkla ayrılmı olacak. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

6 1104'e göre NGLTERE (BS gaz ve petrol için) API 1104'egöre (Spec. B.G - gaz için) AP S.S.C.B. (Ulusal norm-gaz ve petrol için) Nihaî paso için : - Max. boy: L<3d ama < 2,7 mm olduunda boru kalınlıının % 10'u mm diki boyu baına toplam uzunluk max. 30 mm Uzun hava kabarcıkları FRANSA (Gaz de France - gaz için) - Max. uzunluk : boru kalınlıının % 33'ü mm kaynak boyu baına max. hata sayısı : 20; bunlar en büyük hatanın iki katından az bir mesafeyle ayrılmılardır. - max. uzunluk: 60 mm. FED. ALM. (DVGW - gaz için) AP 1104'e göre TALYA (Spec. SNAM - gaz ve petrol için) - Max. uzunluk : 8 mm veya t/2 - Max. daılma: bkz API 6.61 SVÇRE (Regles techniques N gaz ve petrol için) - Max. uzunluk: 100 mm mesafeyle ayrılmı, 5 mm. göre NGLTERE (BS gaz ve petrol için) AP 1104'e göre (Spec B.G - gaz için)ap 1104'e Çukurlamı diki FRANSA (Gaz ve France - gaz için) Dikkat nazara alınmamı FED. ALM. (DVGW gaz için) IIS/IIW 'nin radyografilerine göre (yeil ya da mavi kalite) TALYA (Spec SNAM - gaz ve petrol için) - Uzunluk < 13 mm mm diki boyu baına max. 50 mm SVÇRE (Regles techniques N gaz ve petrol için) - Max. uzunluk: 13 mm mm diki boyu baına max. 50 mm. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

7 NGLTERE (BS gaz ve petrol için) API 1104'egöre (Spec. B. G - gaz için) 300 mm diki boyunda max. uzunluk : 100 mm 6.7. Çatlaklar FRANSA (Gaz de France - gaz için) Red; birleme yeri tamir edilecek FED. ALM. (DVGW - gaz için) Red. TALYA (Spec. SNAM - gaz ve petrol için) Red. SVÇRE (Regles techniquesn gaz ve petrol için) - Krater çatlakları, max. uzunluk: 4 mm mm diki boyu üzerinde hataların max. uzunluu :150 mm kusursuz kaynakla ayrılmı 10 mm. - Sair çatlakları : red. NGLTERE (BS gaz ve petrol için) API 1104'egöre (Spec. B. G. gaz için) - Krater çatlakları, max. uzunluk: 5 mm. - Sair çatlaklar : red. S.S.C.B. (Ulusal norm - gaz ve petrol için) : red. Buraya kadar, meydana gelen kaynak hatalarının mahiyet ve nedenlerini özetlemeye çalıtık. Kaynak hatalarından meydana gelen kazalar arasında en yaygın tipler unlar olmaktadır : yorulmadan ötürü tedrici çatlamalar, gevrek denilen kırılmalar, ve nihayet kaynaklı saçlarda lameller kopmalar. Prensiplerini daha önce izah etmi olduumuz olayın, kaynaklı konstrüksiyonun ba döndürücü gelimesi içinde nedenlerinin bilinmesinin önemi itibariyle üzerinde biraz daha duracaız. e iki örnek zikretmekle balayacaız. Örnek 1. - ki A ve B saçı ek. 1 'de görüldüü gibi S kaynaklarıyla birletirilmiler; kaynak ilâve metalinin katılaması, bu metalin bir büzülmesiyle sonuçlandıından, B saçma az çok dikey C gerilmeleri hasıl olur. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

8 O ise ki bir çelik hiçbir zaman tam saf deildir; çeliin kalitesine göre az ya da çok, saflıı bozan maddeler içerir, ingotun katılamasından sonra bunlar çelik içinde girme ya da girme kümeleri halinde kendilerini gösterirler; haddeleme bunları yüzeylere paralel olarak yassıltır; bu yassılmı kümeler, onları çevreleyen metalinkinden farklı plastiklii haizdirler. Bunlar C zorlamalarının etkisi altında kendilerini bırakırlar ve F'de çatlamalar meydana gelir. Bu, lameller kopmadır; terim, girmelerin yassılmı düzlemini ifade eder. Bu tip birleme, basitliiyle ne kadar çekici olursa olsun, en tehlikelilerinden biridir. örnek 2. Bir boru, bir rondeleye dikey olarak kaynak edilmitir (ek. 2). Kaynak iki pasoludur: bundan birbirine ters yönde iki C gerilimi hasıl olur, bunlar rondele kalınlıının eni yönünde etki yaparlar ve böylece de F'de merdiven eklinde kopma meydana gelir. lerde bunların ayrıntılarına döneceiz. Bu kopma olayı, çalıma sırasındaki zorlamalar, titreimler vb.'den hasıl olur veya bunlar kaynaktan hasıl olmu zorlamalara yardımcı olurlar. Bu ikinci örnekte T borusunun etrafında ani duru ve kalkılı almaıklı rotasyonlar, rondeleye etki yapan zorlama ve darbeler, lameller kopmaya yatkınlıı önemli miktarda artırabilir. Sayısız denecek kadar çok deiik tipte olan dı zorlamalar bir yana bırakarak olayın balıca etmenlerinin iki olduunu söyleyebiliriz: Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

9 . Çeliin kalitesi : içerdii safiyeti bozucu element miktarı;. Kaynak zorlamalarının hasıl olması, bunların yönü, iddeti; bunlar bir yandan birlemenin mekanik tasarımı, öbür yandan da birlemelerin hazırlanma ve kaynaın uygulanma ekillerine yakından balıdır. imdi, lameller kopmalardan kaçınmak için saçlar üzerinde yapılan deney ve kontrolları özetleyelim. Bu konuda çok karakteristik bir olay, 1960'da bir kalsiyum karbürü (karpit) stokaj silosunda vaki olmutu. Malzeme, hafif bir fazla basınçlı azot atmosferi altında stok edilmiti. Balarda sızdırmaz olarak saptanmı olan silo, doldurulmadan birkaç hafta sonra sızdırmaya balamı. Kaçak o denli artmı ki artık azot fazla basıncını tutmak mümkün olmamı: 20 mm kalınlıkta saçlar üzerinde yapılmı açı kaynaklarının çepçevre (borda) çatlaklar arzettii ve dikilerin "çözülmekte" olduu görülmütür. (ek. 3) O ise ki kaynaklar, kaynak sırasında ve ilem sonrasında ciddi kontroldan geçmiti. Ama metalla kaynak malzemesi her türlü kukudan uzak bulunuyordu. Kopmalar, birleme bölgesinin altında, IEB'de vaki. olmutu ve mikroskopta tetkik edilmi kırıklar, lameller kopma ile kırılmanın karakteristik "merdivenli" görünümünü arzediyordu. Böylece ultrasonik muayene "olaydan sonra" bununla ilgili hasarları belirtmek için ilk aracı olmutu. Sonradan ona, "önleyici " yöntemlerin saptanması için de bavurulacaktı. TAHRBATLI DENEYLER Sınıflandırma Genellikle kısa-en yönünde vaki olayların izahı için balarda tasarlanmı deneylerin hemen hepsi, deney parçalarının imali için kaynaa bavurmu. Bununla birlikte birçok laboratuvar da kaynaksız parça kullanmı. Bu itibarla biz burada sırasıyla, kaynaksız deney parçalarıyla kaynaın bir zorlama unsuru olarak kullanıldıı deney parçalarını tefrik edeceiz. Ve nihayet kaynaın, uygun goemetride deney parçası imalinde kullanıldıı parçalan irdeleyeceiz. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

10 Kaynaksız deney parçaları üzerinde deneyler Burada da bir ayırım yapmak zorunluu ortaya çıkıyor : 50 mm'den fazla kalınlıkta saçlarda çekme deneyi çubuklarının imali kolay olmaktadır (ek. 4) Özel deney parçaları üzerinde deneyler Haddelenmi ürünlerin davranılarının etüdü için Brodeau tarafından bir özgül deney tipi meydana getirilmitir (ek. 5a ve 5b). Çekme deneyleri, özel tasarımının dı kabuklara çok yakın bölgeleri dikkat nazara alma olanaını verdii deney parçaları (numuneleri) üzerinde yapılır ki bu, son derece ilginç olmaktadır. Bu deneyler kopma mukavemeti, elastikiyet sınırı, kopma uzaması ve büzülmesini Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

11 saptamak ve bu deerleri uzunlamasına ve uzun - en yönlerinde aynı koullar altında saptanmı olanlarla kıyaslama olanaını verirler. Gerçekten bunların arasında en anlamlısı yanal büzülme deeri olmaktadır. Kaynaklı numuneler üzerinde deneyler Bu numune ailesi iki alt gruba ayrılır: kaynak bunlarda ya tek baına, ısıl-zorlama aracı olarak; ya da, uygun eklentiler sayesinde, metalin bütün kalınlıınca zorlanmasını salayan bir yardımcı olarak i görür. Bu tipe ait deneyler çok sayıda mevcut olup aaıda bir genel görünümü vermekle yetieceiz. a. Kaynaın tek baına ie karıtıı deneyler Bunların en anlamlısı Helliott tarafından teklif edilmi olup bu, metali zorlamak için enine çekmeden hasıl olan "mentee etkisi" ni kullanmaktan ibarettir. Her ne kadar ele alınan kriter nicel (kopmayı hasıl etmek için gerekli kaynak kenarı uzunluu) ise de elde edilen sonuçlar daha çok nitel olmaktadır; bununla birlikte bunlar denenen ürünlerin iyi bir sınıflandırılmasına imkân verirler. b Kaynaın mekanik olarak zorlanmı numune imali aracı olarak ie karıtıı deneyler Aaıdaki ek. 6 serisi, kullanılan balıca numuneler hakkında genel fikir verir. zahat arasındaki (1) R m = Kopma muk.; R e = elastik sınır; %A=uzama Zl = yanal ya da enine büzülme (prismatik numune) Zd = çapta büzülme (silindrik numune) X = haddeleme yönü; Y= uzun-en yönü; Z = kısa-en yönü (ürünün kalınlıının) e = kalınlık 0 C = deney sıcaklıı; TT. = ısıl ilem; S% = kükürt oranı (2) lcr = Çentikler arasındaki mesafenin kritik deeri, öyle ki bu deerin üstünde Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

12 kopmanın yayılması artık merkezden kaçmı çentik yönünde olmayacaktır. lo = bir homogen ve ideal isotrop (eyönlü) malzeme için lcr'in deeri (3) A m = ana metalda kopmu kesit A W = ergimi metalda kopmu kesit (4) Bu deney Fransız NF A normuna ithal edilmitir. Sürtünme ya da elektron huzme kaynakları gibi "az karımalı" kaynak süreçlerinin kullanılması bir yandan ısıl sayklı, öbür yandan da deney sırasında dikkat nazara alınmamı olan yüzeysel bölgenin önemini azaltmak olanaını salar. ÇEKME Farrar - Dolby deneyi (ek. 6a), denenecek saçtan bir örneklikten; buna kaynaklı, kaynak azı açılmı bir yardımcı saç ve kaynakla birletirilmi iki uzatmadan, ibarettir. Deney parçanın (numunesinin) özel geometrisi, zorlamaların dikiin kökünde toplanmalarına götürür, bu toplanma da, kopma balamasının deney saçının kalınlıında vaki olmasına yardımcı olur. Bunların dıında Farrar- Dolby numunesi zorlama - ekil deitirme erilerinin çizilmesi, dokunun tetkikine imkân verir. Böylece de bütün kalınlık tetkik edilmi olur, kaynaın etkisi saptanır. Meyer numunesi (ek. 6b) de çekme ile kırılır. Bunda Z boyunca R m saptanır, doku deerlendirilir. R m ile lameller kopma arasında farzedilecek iliki devreye girer. Prismatik veya silindrik numune (ek. 6c), X, Y, Z boyunca R m, R e, %A, %Zl veya Zd'nin saptanmasını; girmelerin, %S'ün ve T.T. nin etkilerinin deerlendirilmesini salar, dokunun görünümü belli olur. Ayrıca önemli olanaklar salar (4). Ancak bunda kaynak yüzey tabakalarını etkiler. ÇENTK DARBE Prismatik numuneler (ek. 6d), çentik darbe mukavemeti (ve ekil deitirme) ile X,Y,Z,e, 6 o C. T.T., %S arasındaki ilikiyi verir. lcr/lo (2) lameller kopmaya hassasiyetinin saptanmasını salar. Ancak burada da yüzeysel tabakalar kaynaktan etkilenirler. EME Am Bu deneyde (ek 6e) lameller kopma ile 100%(3) kırılma yüzey yüzdesi A A w + m deerlendirilir. Bunda dı tespit olmadıkça çekme serbesttir. Ancak A w ve A m 'in deerlendirilmesi güç olmaktadır. KRTERLERN SEÇM Genel olarak kaynaksız numuler (deney parçalan) malzemenin özünlü nitelik lerini nicel olarak tanımlamak olanaını verirler ama saçların dı kabuklara çok yakın bölgelerin davranılarını deerlendiremezler; o ise ki bu husus kaynakçıların iine gelmez öyle ki gözlenen kazaların çounluu hep bu bölgelerden kaynaklanır. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

13 Kaynaklı numuneler ise, yüzeysel bölgelerin davranılarını açıa çıkarmak imkânını verir ancak bir kaynak ilemini devreye soktuundan deney "safiyet" inden kaybeder. Gerçekten, etkisinin nicel olarak deerlendirilmesi güç olan çok sayıda etmen, ezcümle ısıl sayklın ileyii, eer kullanılmısa ilâve kaynak metalinin nitelikleri, hidrojenin muhtemel yayılması (difüzyonu) vb..., ie karıır. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

14 Herhangi bir deney tipinin seçimi bir yandan varılacak amaç, öbür yandan da ekonomik kriterlere balıdır. YARI-TAHRBATLI DENEYLER H. Gerbeaux ve P. Berthet iin üzerinde, yani imalât sırasında, bir mamulün kalitesini saptamaya ve böylece de gerekli kararları almaya imkân veren bir özel teknik gelitirmilerdir. Bu "travers-test" (ek. 7), kendisinden üphelenilen saçın kabuuna bir silindrik çubuu ark kaynaı ile birletirmek; ortası delikli özel uç profilli bir freze bıçaı ile çubuun dibini oyarak mamulün kabuundan uygun bir kalınlıı çıkarmak ve krikolu bir sistemle bir çekme zorlaması uygulayarak koparmaktan ibarettir. Bu deney mamulün kopma mukavemetini ve kısa-en yönünde kopma büzülmesini tanımlamak olanaını salar. Ancak bununla kalmayıp ayrıca aratırılan bölge iç yapısının ilginç bir nitel deerlendirilmesine imkân verir. Deney her pozisyonda basitçe ve çabuk uygulanabilir ve konstrüksiyon üzerinde dolgu ile kolayca tamir edilebilen bir yara bırakır. TAHRBATSIZ DENEYLER Bunların baında ultrosonik muayene gelmekte olup bunların ayrıntılarına burada girmeyeceiz. SONUÇLAR - ELMLER -PERSPEKTFLER TAHRBATLI DENEYLER Kısa-en yönünde çıkarılmı silindrik numuneler üzerinde çekme deneylerinden elde edilen büzülme deerleri, halen lameller kopma tehlikesine karı mamulleri nitelendirmek için, en genel olarak kabul edilmi kriter olmaktadır. Bu eilim çeitli ülkelerde yürürlükte olan birçok norm tarafından onaylanmaktadır. Bu arada Fransız NFA normu, sırasıyla % ve 25'e eit büzülmelerin garanti edildii üç mamul tipini tanımlamaktadır. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

15 Bununla birlikte ibu deney yöntemi bir çare olarak uygunsa da daha tatmin edici ve daha pahalı yöntemleri gerektiren etüdler için uygun olmayabilir Özellikle kaynaa bavurmadan ince ürünlerin kabuklarının yakınına kadar kısa-en büzülmesini deerlendirmek olanaını salayan Brodeau deneyi büyük hizmetler görebilir. Ve nihayet bir mekanik deneyin saladıı verilerin yerel mahiyette olduu (yani sadece deneyin uygulandıı yerin karakterini belirttii) gözden uzak tutulmayacaktır; o ise ki lameller kopmadan sorumlu girme alanları rastlantıya balı olarak daılmılardır. YARI - TAHRBATLI DENEYLER Bunlar, verebilecekleri hizmet ölçüsünde deerlendirilirler ve örnein lameller kopmadan doan olayların yerel olarak belirdii bir konstrüksiyon çerçevesinde uygulanabilirler. TAHRBATSIZ DENEYLER Haddelenmi mamullerde girmelerin durumunun saptanmasıyla lameller kopmanın önlenmesine imkân vermek üzere yürütülen son yılların çalımaları çok ilginç perspektiflere varmaktadır. kalıyor hereye ramen zorunlu olarak bavurulan bir miktar öznel deerlendirmeleri asgariye indirmeye veya, daha iyisi, bunlardan tümden kurtulmaya. Bununla birlikte bu alanda tahribatsız muayenelerin getirdikleri, konunun genel balamında sorunun öelerinden sadece bir tanesi olarak telâkki edilecektir; öbür balıca faktörler, kaynakçının istifadesine sunulan ürünlerin hazırlanmasına getirilen gelitirmeler olmaktadır; bunun yanısıra riskleri azaltmak üzere tasarımcıların çizimlerde yapacakları Islâhat ve kaynak koul ve sırasının uygun seçimi zikredilir. Yukardaki mülâhazalardan malzeme seçimi hususunda tasarımcıya büyük sorumlulukların yüklendii belirgin olmaktadır. Her türlü konstrüksiyon projesinin hazırlanması, beraberce yürütülmesinin gerektii iki görevi içerir. Bunlardan biri, tasarım, bir yandan malzemelerin, öbür yandan da ii tekil eden elementlerin tertip ve ekillerinin seçimini ilgilendirir; o, projecinin inisyatif, kavrayı ve deneyimi iidir. Öbürü ise, taınacak zorlamalar ve salanacak garantilere göre verilecek boyutları belirten hesaplarla ilgilidir. Bu iler, aslında, en güç olanıdır öyle ki esaslar iyice kesin ve güvenilir deildir: karılanacak deiik zorlamalara karı kullanılan malzemelerin davranıındaki tutarsızlık hakkındaki bilgiler çou kez yetersiz kalmaktadır. Böylece de genellikle fazlaca özetlenmi kural ve yönetmelikler sadece ideal homogen ve isotrop malzemelerden söz ederler; o ise ki malzemeler bunun çou kez çok uzaında bulunurlar. Bu itibarla, bu gibi belirsizliklerle karı karıya bulunan projeci bu riskleri azaltacak önlemlerin bilinci içinde olacaktır. sotropi yokluu (anisotropy) sotropluk sadece kuralına uygun ekilde döülmü parçalar ya da iyi kalite dökme ürünlerde bulunur. Haddelenmi, çekilmi veya ekstrüzyonla meydana getirilmi malzemeler, buna karı, yönlere göre farklı karakteristikler arzederler. Yassı hadde mamullerinde metalürjist boy'u (haddelenme yönü) geni-en ve dar-en 'den (kalınlık içinde nitelikler) tefrik eder. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

16 Yuvarlak, kare ve benzer hadde ürünlerinde sadece iki yön faydalı olarak belirir boy ve en. Kullanılagelen malzemeler için metalürjist sadece - çubuk ve profillerle yassı mamullerde uzunlamasında. bazı saç kategorileri için uzunlaması ve geni'en'de garanti vermektedir. sotropi noksanı (anisotropy), malzemenin kristal yönlenmesine (liflenme) balıdır. Saf metallarda göreceli olarak az olup adi malzemelerde buna çok rastlanır. Nedenlerini daha önce görmütük. Mutat çelikler, ekonomik mülâhazalarla nispeten "karıık" ürünler olduklarından, lameller kopma tehlikesine maruzdurlar; genellikle uygulanan tek yönlü haddeleme, ürünün enime duyarlılıını artırmaktadır. Çelik desokside edilmise (kaime edilmise), yani homogen hale gelmise, anisotropy'si kesitin tümüne yayılır; efervesan (desokside olmamı halde) ie, toplanmaların vaki olduu bölgelerde lameller kopma tehlikesi daha büyüktür, ama buna karılık bu tehlike dı kabukta çok azalmı durumda olur. Bu arada "desoksidasyon (kalmaj)" un, malzemenin meydana geli süreci gerei içerdii oksidin silisyum, alüminyum ve titaniumla redüklenmesi olduunu hatırlatalım. KAYNAKLI BRLETRMELERN LAMELLER KOPMA RSKLER Bazı kaynaklı birletirme tertiplerinin lameller kopma tehlikesinin dıında kalmalarına karın bakaları, buna duyarlı olmaktadır. ek. 8-14'de özet olarak lameller kopmaya göre kaynaklı birletirmelerin sınıflandırılmaları görülür. Bütün bu krokiler üzerinde, haddelenmeden hasıl olmu elyaf yönlenmesi gösterilmitir. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

17 ek. 8'de görülen birletirmelerde kabuk üzerinde birleme olmayıp lameller kopma tehlikesi bunlar için bahis konusu deildir. O ise ki ek. 9'daki "kabuk-kabua" birletirmede bütün birlemi elementler lameller kopma tehlikesine maruzdurlar öyle ki çekme ya da hizmet sırasında hasıl olan zorlamalar bunların aleyhine çalımaktadır. Bütün bu krokiler üzerinde çizgiler, haddelemeden hasıl olan liflenmenin yönlenmesini gösterir. ek. 10'daki dilim-kabuk kaynaklı birletirmeleri sadece kabuk üzerindeki birlemeleri lameller kopmaya maruz bırakırlar; bu itibarla ek. 9'a göre bir ileri aama olutururlar. ek. 10'daki durum, kıvrık elementin az çok tümüne nüfuz eden derin nüfuziyet kaynak kullanılarak daha da emin hale getirilir (ek. 12). ek. l0h'da aracı i parçası, herhangi bir kısa-en'i haiz deilse de, lameller kopma tehlikesinden baıık deildir; ancak i çubuunun çok iyi bir homogen çelik ya da döme çelilten imal edilmi olması halinde bu tehlike ortadan kalkar. Tasarımcı pekâlâ bu parçayı bırakıp ek. 13'deki tertibe yönelebilir: bunda hiçbir tehlike olmadıı gibi bu tertip ayrıca zorlamaların daılımı bakımından da mükemmeldir. Her halükârda böyle bir tertip. ek. 9d ve l0h'nın yerini almalıdır. Dikey cürufaltı (electroslag) kaynaının uygulanması halinde ve ele alınan kalınlıklar 20 ilâ 60 mm olduunda, ibu i (ek. l0h) balantı parçası yerine kesime oluturan, kaynak metalinden bir prizma meydana getirilebilir. ekilli (k) kalıplan, ergimi metali tutar. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

18 ek. 9a ve b'deki T birletirmelerini etkileyen riskten kaçınmak o kadar kolay olmamaktadır. Parçaların kalınlıı nispeten az olduundan iyi bir çözüm, üç saçtan bir T birletirmesi meydana getirmekten ibarettir. Ancak burada ergimi kaynak metali miktarı % 50 kadar fazla olur. Daha kalın parçada, ek. 16'da görülen tertip daha ekonomik gibi görünür. Eletrogaz kaynaı ergimi metalin k geniliini azaltmak imkânını verir. Mamafih, çok dar bir birleme ile, yanlı bir liflenmi h bölgesi belirir. Halen ek. 15 ile 16'daki çözümler henüz yaygın olmayıp 9b,c ve 10b, c ve d'deki tertipler, beraberlerindeki risklerle birlikte, çok kullanılmaktadır. Bu riskleri aaıda tarif ediyoruz. Kabuk üzerine kaynakta lameller kopmanın balaması Etkisinin bütün çapraıklıına ramen elektrik arkının yerel ısıl etkisi, ana metala bir yerel φ ısı akımını göndermesinden ibaret olup bunun daılımının Gauss fonksiyonuna uygun olduu sanılır (ek. 17a). Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

19 Burada, daha önce kısaca söylediklerimizin biraz ayrıntılı izahını yapacaız. Yüzeyde olduu kadar derinde hasıl olan ısı yükselmesini metalin tekabül eden bir yerel genlemesi izler; bu genlemenin haddelenmi parçanın elyafına bilekeni tehlikelidir (ek. 17b). Bu nedenle sıcak metal, bir çevresel çekme ile dengelenmi bir dikey basmaya tabidir (ek. 17c). Isıl gelimenin hız ve iddeti o denlidir ki elastik sınır geçilmi olur; bu da, büyük plastik ekil deitirmeleri beraberinde sürükler. ekil deitirmelerin böyle bir dinamii genellikle analize pek gelmemektedir. Gerilmi çevresel bölge içinde metali zayıflatan uzamı girmelerin bulunması halinde, f gibi lameller kopma çatlakları böylece, ısınma aaması sırasında meydana gelir C'a varan bölgelerde ergimi kükürtlü girmelerin hiçbir mukavemete sahip olmamalarının yanısıra bunlar, ıslatmayla, hasarın gelimesini tevik ederler. Elektrik arkı, dikiin çekilme hızı olan sabit V hızıyla ilerlediinden, meydana gelen ısıl daılım, kaynak düzleminde ek. 18'deki görünümü arzeder, burada çok hızlı bir sıcaklık Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

20 yükselmesi, arkasından da daha yava bir souma görülür. Souma sırasında kalınlık içindeki çekmeden dolayı, ters bir olay vaki olur: kaynaklı bölge, yanal basmalarla dengelenmi bir çekmeye maruz kalır (ek. 19a) s dikiinin elementine balantısının 2 ile temas halinde olması (ek. 19b) durumunda, kaynaın çekmesi sırasında etki yapan çekme gücünü hissedilir derecede artırır; böylece de ısınma sırasında diki dıında balamı kopmalar (ek. 17b'de f), souma sırasında sonradan diki altında geliebilirler. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

21 stisnaî hallerde hasas malzemede kaynakta kopma eklindeki hasarlar o denli yaygın olur ki bunları çıplak gözle farketmek mümkündür : kaynak dikiinin iki kenarında bir s çıkıntısı (ek. 20) meydana gelip alttaki lameller kopmanın önemini belirtir. Kaynak edilecek kalınlıın etkisi Yerlemi rejimde kaynakta ısıl daılımın etüdü, sıcaklıın, bir ince parça ile bir kalın parçada sıcaklıın derinlemesine daılımında önemli fark olduunu (ek. 21) meydana çıkarır. Liflerin enine ısıl gradien ince parçada kalındakine oranla daha az iddetli olur. Bu nedenle de, eit çelik kalitesinde, lameller kopmadan ileri gelen kazalar ince saçlarda, kalınlara kıyasla, çok daha seyrek vaki olur. Bu itibarla, ergimenin yeterli nüfuziyeti kouluyla, ek. 9'daki kabuk kabua birletirmelerin hepsi, ince saçlarda, kabule deer. Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

22 Ana metalin homogensizliinin etkisi Dökümde aynı kimyasal bileimde efervesan (desokside olmamı) çelikler, ayrııp toplanmaların olduu bölgelerde kaime (desokside) çeliklere göre daha az saftırlar; buna karılık ingotun çevresel bölgeleri çok saf durumda olur. Haddelemeden sonra, temiz metal bölgesi, saçlarda az çok uniform kalınlıkta olur; ama profillerde durum farklıdır (ek. 22) Böylece haddelenmi bir profilin (ek. 23) orta elementi üzerine bir bayraın (a) balantısı, saçlardan oluturulmu bir profilinkine (b) göre daha hassastır. Buna karılık (ek. 24) haddelenmi yassıdan bir ilâve takviyenin (c) bir haddelenmi profil üzerine saçtan kesilmi takviye balantısına (d) göre daha iyi durumda olur. Kaynak sırasının etkisi ek. 20'deki örnek, 1 ve 2 elementlerinin birbirlerine souma sırasında hissedilir derecede yaklaamayacak kadar iyi tespit edilmi veya çok rijit olmaları halinde çekmenin lameller kopma üzerindeki aırı etkisini gösterir. Bir çapraık kaynaklı konstrüksiyonda kaynakların icra sırası, bunlardan herbirinin Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

23 çekmesi serbest olacak ekilde seçilecektir. Genel karakterde olan bu kaideye her zaman uymak kolay deildir. Yapılacak kaynaklar arasında bazılarının lameller kopma riskine hassas olmaları halinde, serbest çekmeli bir kaynak sırasının seçiminde ötekiler üzerinde öncelie sahiptir. Yine kabuk üzerine çok pasolu açı kaynaklarında, ilk pasolar sırasında serbest çekmeli olan bir kaynaın, müteakip pasoların üste binmesiyle git gide tespit edilmi hale geldiine dikkat edilecektir. Bu da, malzemenin lameller kopmaya hassas olması durumunda kabuk üstüne kalın kaynakların tehlikesini gösterir ki küçük pasolarla kaynak bu tehlikeyi artırabilir. Bütün bu mülâhazalardan bir genel kaide çıkartmak mümkündür. Bir kalın saç üzerine bindirmeli olarak bir elementi kaynak edileceinde (ek. 25a) kalın saçın efervesan çelikten olması halinde bir sorun çıkmaz. Ancak lameller kopmaya hassas saç desokside (kaime) çelikten ie, yani koruyucu kabuktan yoksunsa, önceden uygulanmı bir r dolgusu (ek. 25b) üzerine kaynak etmek, ihtiyatlı bir hareket olacaktır. Bibliografya (müracaat edilen eserler) D. Seferian Metallurgie de la soudure, Paris 1965 A. Vallini Joints soudés. Contröle, métallurgie, résistance. Paris 1968 D. François et L. Joly (textes rassemblés par) La rupture des metaux, Paris 1972 Institut de Soudure - CETIM Documentation pratique sur la soudabilité des aciers, Paris 1976 D. François. Mécanismes physiques de rupture MATERIAUX et TECHNIQUES. mai et juin 1971 D. Mianney Notions élémentaires sur la rupture des métaux. La mecanique de la rupture. MATERIAUX et TECHNIQUES, février 1972 L. Joly Notions elementaires sur la rupture des metaux. Les essais de rupture Aynı dergi, mars 1972 A. Pellisier-Tanon Notions elementaires sur la rupture des metaux. Applications industrielles de la mécanique de la rupture. Aynı dergi, novembre 1972 P. Orlowski Les risques de corrosion de la chaudronnerie en acier soude. Aynı dergi, janvier-fevrier 1978 Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,

24 J. Cournot Les arrachements lamellaires dans les töles d'acier en construction soudée. Aynı dergi, 3/1978 et 3/1979 Y. Le Penven Les essais et contröles des töles en vue d'eviter l'arrachement lamellaire. Aynı dergi 7-8/1978 H. Gerbeaux Conception et execution des constructions eu égard au risque d'arrachement lamellaire. Aynı dergi 1-2,3/ 1979 R Daemen et G. Doneux Recherche des causes d'hétérogénéité des propriétés mecaniques dans les joints soudes de forte épaisseur. REVUE de METALLURGE, juin 1966 H. Granjon et G. Muny Bases métallurgiques des modes operatoires de soudage (acier). Evolution récente. SOUDAGE et TECHNIQUES CONNEXES, 9-10/1984 Doc. IIS/IIW Méthodes proposées pour l'évaluation des défauts du point de vue de la ruine par rupture fragile. Aynı dergi mai-juin 1975 Doc. IIS/IIW Essai complémentaire d'information sur 1'arrachement lamellaire. Aynı dergi, mars-avril 1982 Doc. ns/iiw Defauts geometriques des assemblages soudés sur aciers. Classe d'exigences. Aynı dergi, novembredécembre 1984 Doc. ns/iiw Etude comparative sur les dimensions des defauts d'apres differents codes ou normes nationatuc pour les pipelines â terre. SOUDER 1987/ 4-5-6, 1988/ 12 George E. Linnert (AWS) Welding metallurgy. Carbon and alloy steels, Vol. II, N.Y Clyde M. Adams Effective ductility in castings and weldments, ASM- Ductility, Ohio 1968 RA. Higgins Engineering metallurgy, Part I, Applied physical metallurgy, London 1975 IIW/IIS Fatigue fractures in welded constructions. Case studies, Paris 1967 IIW/IIS (H. Granjon and R. P. Newman) Fatigue of welded assemblies, Cambridge 1970 K. G. Richards Brittle fracture of welded structures. The Welding Institute, Cambridge 1971 J.C.M. Farrar and RE. Dolby Lamellar tearing in welded steel fabrication, The Welding Institute, Cambridge 1972 T.R Gurney A comparision of fatigue design rules. The Welding Institute. Fatigue of welded structures. Proceedings of the Conference, Vol. I, Abington Cambridge 1971 S. J. Maddox Fracture mechanics applied to fatigue in welded structures. Aynı yerde E. Biener und W. Lauprecht Untersuchungen zum Einfluss des Verhâltnisses von Mangan zu Kohlenstoff auf das Sprödebruchverhalten und die Schweisseignung hochfester Feinkornbaustâhle. STAHL UND EISEN 96, No. 21, 21 Oct Burhan Ouz, KAYNAK BLM, OERLIKON Yayını, Sayı : 3,