Gemi Yapımında Kullanılan Malzemeler - Delinetciler Portal
+ Hemen Yorum Yap

Gemi Yapımında Kullanılan Malzemeler

  1. Gemilerin yapıldığı ve tamir edildiği tersanelerde başlıca şu malzemeler kullanılır,

    1. Madenler (Çelikler, dökme demir ve diğer malzemeler)

    2. Ağaç (Keresteler)

    3.Suni maddeler ve yardımcı malzemeler.

    1. Çelik

    Bu bölümde çelik yapımı, çentik duyarlılığı , çelik ve kaynak kullanılmasındaki spesifikasyonlardan bahsedilecektir.
    Günümüzde gemi inşaatında kullanılan en önemli malzeme çeliktir. Çelik bilindiği gibi terkibinde %1,7 ye kadar karbon bulunan demir ve karbon alaşımıdır.

    Ancak çelik içeriğinde nispeten düşük yüzdelerde başka madenlerde bulunabilir. Çelik yardımcı bier muameley tabi tutulmadan doğrudan doğruya dövülerek işlenebilir. Çelikten dökümde yapılabilir. Terkibinde %2,5-3,5 karbon bulunan demir ve karbon alaşımlarına dökme demir adı verilir. Döküme elverişlidir ancak dövülerek işlenemez.


    Gemi inşaatında çelik, dökme çelik ve hadde çeliği ( levha ve profil olarak) en çok kullanılan yapı malzemeleridir.
    Dökme çelik kullanılmak istendiği taktirde uygun büyüklükteki bier çelik parçası derim hanelerde şahmerdan ve çekiçlerle dövülerek istenilen şekil verilir veya dökümhaneler-de modele göre kalıplanarak dökülür. Hadde çeliği veya hadde mamülleri ise çelik haddehanelerinde muhtelif ölçü ve kalınlıklarda levha ve profil şeklinde imal edilerek piyasaya sunulur.

    Çelik saçlar düz, diğer yüzü baklavalı veya kabartmalı olarak imal edilirler. Baklavalı ve kabartmalı saçlar üzerinde yürürken ayak kaymaması için bazı döşemelerde kullanılırlar.

    Düz saçlar 0,5-50 mm kalınlıklarda yapılırlar. Ancak gerekli hallerde daha kalın çelik saçlarda imal edilebilir. 5 mm az kalınlıktaki levhalara ince saç adı verilir. Bunların enleri 1 m boyları ise 4 m kadardır. 5 mm den daha kalın levhalar için aşağıdaki tablo yardımıyla bier fikir sahibi olunabilir.

    Çelik Türleri

    Euronorm 20-74 e göre çelikler kimyasal bileşimlerine veya kullanım yerinde istenen özelliklere göre sınıflandırılır. Kimyasal bileşim açısından alaşımlı ve alaşımsız olarak iki gruba ayrılır. Kullanım amaçlarını dikkate alan temel ayırım ise şöyledir; kütle çelikleri ( alaşımsız) kaliteli çelikler( alaşımsız, alaşımlı), asal çelikler ( alaşımsız ,alaşımlı).

    Kütle çelikleri dayanım ve süneklik değerleri dışında her hangi bir özellik gözetilmeden, genel amaçlarla kullanılırlar. Kaliteli çelikler ise yeriine göre kaynağa uygunluk, gevrek kırılmaya duyarsızlık, derin çekilebilme, otomat tezgahlarında işlenebilme gibi bazı niteliklerede sahip olacak şekilde özenle üretilen çeliklerdir. Asal çelikler özel üretim koşullarından dolayı kaliteli çeliklerden daha az katışkı içerirler. Yüksek alaşımlı çeliklerin asal olması zorunludur. Öte yandan kullanım alanları bakımından konstrüksiyon vetakım çelikleri olarakta bir sınıflandırma yapılabilir.

    Yapı Çelikleri

    Kimyasal etkilere dayanıklılık ve imalat sırasında sertleştirme işlemi öngörülmeyen konstrüksiyon çelikleridir. Kullanım yerine göre seçilmelerinde, öncelikle akma sınırının yüksek olması göz önünde bulundurulur. Bunun yanında yeterli süneklik ve gerekli hallerde tokluk da aranan özelliklerdir. Bu arada söz konusu çeliklerin en basşta kaynak olmak üzere, soğuk şekil verme gibi bazı imal usülleriyle ilgili teknolojik özellikleride büyük önem taşımaktadır. Çoğu kez malzeme niteliği olarak kabul edilmesine karşın gerçekte yöntem ve konstruksiyon öğelerini de içerenkaynak kabiliyeti aşağıda belirtilen üç alt kavrama ayrılarak açıklanabilir.

    Kaynağa elverişlilik ; kaynak bağlantısının uygulanan bir yöntemle gerçekleştirilmesin de , seçilen malzemenin metalurjik, kimyasal ve fiziksel özellikler açısından her hangi bir olumsuzluk yaratmamasıdır.

    Dönüşüm gösteren çeliklerin kaynak işleminde ısıdan etkilenen bölge yeterli sünekliğe sahipse, kaynağa uygunluğun var olduğu genellikle söylenebilir. Bunun için genellikle alınacak önlemlerle martenzit oluşumu engellenmeli veya meydana gelebilecek martenzitin bir ölçüde tok olmasını sağlamak için çeliğin karbon miktarı sınırlanmalıdır.

    Kaynak güvenliği; öncelikle malzemeye bağlı olan kaynağa uygunluk konstrüksiyonun gevrek kırılmaya karşı güvenli olması için yeterli değildir. Yani konstrüksiyonun öngörülen işletme koşulları altında gevrekleşme ve çatlama tehlikesinden uzak kalması, çelik özellikleri yanında başka bazı özelliklerinde imalatçı tarafından dikkate alınmasını gerektirir. Söz konusu etkenler tasarım( saç kalınlığı, dikiş türü, çentik etkisi) ve zorlama durumu olarak iki gruba ayrılır.

    Kaynağın yapılabilirliği ; belirli bir konstrüksiyonun seçilen kaynak yöntemiyle gerçekleştirilebilmesidir.


    Genel Yapı Çelikleri

    Alaşımsız ve çoğunlukla kütle çeliği olarak sıcal şekillendirmeden sonra normalleştirilmiş veya bazende soğuk şekil verilmiş olarak kullanılırlar. Bu çeliklerden özellikle çekme ve akma dayanımları göz önünde tutularak yer altı ve yer üstü inşaatları, köprü depolama kabı, taşıt ve makine yapımı gibi çeşitli mühendislik alanlarında yararlanılır.

    Bu çeliklerin iç yapıları ferritik ve perlitiktir. Dayanım değerleri şu faktörler sayesinde artar; katı çözelti sertleşmesi, tane sınırları, perlit oranı. Kaynağa uygunluk bakımından karbon mitarı, gevrek kırılmaya duyarsızlık için ise geçiş sıcaklığı veya çentik vurma tokluğu bir ölçü olarak alınabilir. Sonuç olarak kaynak işlemi söz konusu ise çelikler sadece dayanımlarına göre tokluk özelliklerine göre de seçilmelidir. Diğer bağlantılarda ise malzemenin tok olması bağlantının dayanımını etkilemez.

    İnce Saçlar

    Genellikle alaşımsız çeliklerden soğuk şekil verilme sonrası yumuşatılmış, kalınlıkları 3mm ‘nin altında olan saçlardır. Şekil verme ve yüzey kaplama işlemlerine uygun çeliklerdir. İnce saçlarda dayanım değerleri çoğu kez ikinci planda kalır. Öncelikle derin çekme ve benzeri şekil verme yöntemlerinin uygulanması için süneklik aranır. İç yapının ince taneli olması ve saç yüzeyinin belirli bir duruma getirilmesi de önemlidir. Yüksek dayanım istenen bazı uygulamalarda saçın şekil değiştirme kabiliyetinin azalması pahasına da olsa karbon miktarını artırmak veya başta mangan olmak üzere alaşım elementi katmak yoluna gidilebilir.

    Az karbonlu yumuşak çeliklere özgü belirgin akmadan dolayı ince saçlardan parça yapımında yüzey görünümünü bozan bantlar oluşabilir. Bu olay başta azot olmak üzere çözünmüş atomların dislokasyonlarla etkileşiminden ileri gelir.

    İnce saçlar genellikle eritme ve direnç kaynağına uygundurlar.ancak kalınlığı 1 mm ‘ nin altında olan saçlara oksi-asetilen kaynağı gibi ilave malzeme gerektirmeyen uygulamalarda çelikteki kalıntıların miktar ve türü özenle kontrol edilmelidir. Kalıntılar eriyik içinde viskozite artışı ve köpürme meydana getirerek kaynak metalinin
    gözenekli olmasına yol açarlar.

    Yüksek Dayanımlı Yapı Çelikleri

    Çeliklerde dayanım artırma yöntemleri iç yapıya bağlıdır. İç yapıları bakımından çelikler ferritik, ferritik-perlitik, martenzitik ve östenitik olmak üzere dört gruba ayrılır.

    Konstruksiyonlarda yüksek dayanımlı çeliklerin kullanılması aşağıdaki noktaların göz önünde tutulmasını gerektirir.

    Boyutların sadece çekme gerilmelerine göre seçilmesi yeterli olabilmelidir.

    Yüksek dayanımlı malzeme seçerek et kalınlığının azaltılmasında paslanmadan gelebilecek bir sınırlama vardır. Bu bakımdan atmosfer etkisine dayanıklı yapı çeliklerinin kullanılması önem kazanır.

    Statik dayanımın yükselmesi yorulma dayanımını da belli oranda artırmakla birlikte , çentik duyarlılığınıda fazlalaştırır.

    Yüksek dayanımlı çeliklerde süneklik genellikle düşer yani gevrek kırılma eğilimi artar. Konstrüksiyon ne kadar özenli yapılsada meydana gelebilecek hata olasılığıda gözden kaçırılmamalıdır.


    Paslanmaz ve Aside Dayanıklı Çelikler

    Normal alaşımsız ve az alaşımlı çelikler korozif etkilere dayanıklı değillerdir. Bileşimlerinde en az %12 Cr bulunanlar ise yüzeylerine kuvvetle bağlanan yoğun, tok ve çok ince bir oksit tabakasından ötütü pasifleşir, yani indirgeyici olmayan ortamlarda korozyona karşı direnç kazanırlar. Ancak bu çeliklerde krom karbür oluşursa krom miktarı %12 lik değerin altına düşebilir. Böylece korozyona dayanıklılık özelliği kaybolur. Dolayısıyla çelik bileşimindeki karbon derişikliği yükseltildikçe karbon miktarı artırılmalı veya karbür yapma eğilimi kromdan fazla olan belirli elementler katılarak krom karbür oluşumu engellenmelidir.

    Paslanmaz çeliklerde alaşım elementleri önem sırasına göre krom, nikel, molibden ve mangandır. Bunlardan krom ve nikel iç yapının ferritik veya östenitik olmasını sağlarlar.

    Ferritik Cr Çelikleri

    İç yapıları ve mekanik özellikleri mekanik işlemlerle değişmez. Ancak kuvvetli östenit yapıcı olan karbon belirli bir miktara ulaşınca kromun ferrit yapıcı etkisi prtadan kalkar. Böylece yüksek sıcaklıkta oluşan östenitin soğuma hızına bağlı dönüşüm ürününe göre perlitik veya genellikle havada su alan martenzitik paslanmaz krom çelikleri elde edilir. Ferritik çeliklerin taneler arası gerilme korozyonuna duyarşlılıkları azdır. Östenitik krom-nikel çeliklerine göre kükürtlü gazlara karşı daha dirençlidirler. Temelde amonyak ve temel genel korozyona dayanımlı olan bu çelikler noktasal taneler içi ve taneler arası korozyona uğrayabilir. Bu durum da öncelikle iç yapıdaki heterojenliklerden kaynaklanır. Dolayısıyla korozyon dayanımı uygun ısıl işlemler yardımıyla iyileştirilebilir.
    Geçiş sıcaklığının yüksekliğinden dolayı çentik vurma toklukları oda sıcaklığında düşük olan bu çeliklerde üst sıcaklıklara doğru gidildikçe tutma süresine bağlı olarak aşağıda açıklanan 3 gevrekleşme bölgesi görünür.

    -400-500 derece arasında fazla kalmış ve yavaş soğutulmuş % 15 den fazla krom içeren çeliklerde çökelmelerin neden olduğu 475 derece gevrekleşmesi görülür.

    -600-800 derece arası fazla tutma sonucu yüksek kromlu ferritik ve bazı östenitik çeliklere %50 Cr-%50 Fe den oluşan sigma fazı oluşur.

    -950 derece üzerinde ise tane irileşmesine ek olarak tane sınırlarında krom karbür çökeltileri oluşur.

    Bu çeliklerde kaynak işleminden önce tokluğu artırmak için 150-200 derece arasında ön ısıtma ve kaynak sonrası tavı yapılmalıdır. Tane irileşmesi ve karbür çökelmelerine karşı kaynak sırasında ısı girişi düşük tutulmalıdır. Tokluğu yükselten östenitik türdeki ilave malzemesi kullanılarak kaynak dikişinin çatlama eğilimi azaltılmalıdır.

    Östenitik Cr-Ni Çelikleri

    Korozyona dayanıklı çeliklerin en önemli bölümünü oluştururlar. Manyetik olmayan bu çeliklere östenitik iç yapıları dönüşüm göstermediği için normalleştirme ve sertleştirme ısıl işlemleri uygulanmaz. Korozyonu önlemek için gerekli olan kromun ferrit yapıcı etkisini, östenit yapıcı alaşım elementi kullanarak ortadan kaldırmak mümkündür. Ancak bu amaçlai kuvvetli östenit yapıcı olamasına karşın karbür meydana getirerek korozyon davranışını zayıflatan karbonun oranını yükseltmek yerine aynı zamanda oksitleyici redükleyici asitlere de dayanıklı olan nikelden yararlanılır.

    Kükürtsüz korozif ortamlarda östenitik çelikler ferritiklerden genellikle daha iyi sonuç verirler. Molibden katılmasıyla organik ve çeşitli mineral asitlere, tuzlara karşı daha fazla direnç kazanırlar. Bu çeliklerin dezavantajlarından biri sıcak çatlama eğilimi göstermeleridir. Ayrıca bu çeliklerdeki en büyük sorun krom-karbür çökelmesidir. Bu karbürler taneler arası korozyona ve tane ayrılmasına neden olurlar. Bu olayda krom miktarının korozyona dayanıklılık sınırının altına düşmesi büyük rol oynar. Östenitik çelikler kaynağa çok elverişlidirler. Gemi inşaa sektöründe bu özelliklerinden dolayı oldukça yoğun kullanım alanları vardır. Bu çeliklerde sünekliğin yanında tokluk değeride oldıkça yüksek bir değerdedir. Kaynak esnasında ısıdan etkilenen bölgelerde herhangi bir sertleşme görülmez. Sadece kaynak dikişi yanında kritik sıcaklığa ısınan ve yavaş soğuyan dar bir şerit boyunca karbürler ayrışabilir. Bu nedenle kaynak edilecek çelikler gerektiğinde stabilize türden seçilmelidir. Ayrıca östenitik çeliklerin isi iletim katsayısı küçük , ısıl genleşme katsayısı büyük olduğundan çarpılma tehlikesine karşı kaynak sırasındaki ısı girdisinin düşük tutulması yararlıdır. Taneler arası korozyonu önlemek için çeliğe stablizatör (karbona ilgisikromdan daha fazla olan elementler) maddeler katılabilir.

    Bazı fabrikalar dahada büyük ölçülerde saç levhalar üretebilmektedirler. Saç levhaların ölçüleri şu şekilde gösterilir.

    Örneğin: 500x1500x7 ( 5000 sayısı levhanın uzunluğunu , 1500 sayısı levhanın genişligini , 7 sayısıda levhanın kalınlığını mm cinsinden gösterir)

    Çelik Yapımı

    Gemilerde kullanılan çelikler başlıca şu üç yöntemden biri ile yapılmaktadır. Gemi çeliklerinde yüksek mukavemet ve korozyona karşı dayanım aranan en büyük özelliklerdendir.

    Siemens-Martin

    Thomas yöntemi

    Bazik oksijen veya oksijen üfleme yöntemi

    Elektrik ark yöntemi.



    Siemens-Martin

    Siemen-Martin yöntemi gemilerde kullanılan çeliklerin yapımında senelerce kullanılmıştır.. Oksitleme ve gerekebilecek olan eritme siemens-martin ocağının tekne şeklindeki haznesinde gerçekleştirilir. Rejeneratif yakma sistemiyle çok yüksek sıcaklıklara ulaşılabilir. Bu sistemde baca gazları ısısından faydalanılarak ön ısıtılan hava ve yanıcı gaz ayrı kanallardan üflenerek ocak şarjı üzerinde alev oluştururlar. Oksitleme süresi diğer yöntemlerden oldukça uzundur. En önemli olay karbonun , CO gazına dönüşmesidir. Yükselen gaz kabarcıkları yani kaynama olayı sayesinde banyo iyice karışır. Tüm eriyik içinde oksitleme reaksyonu homojen bier hal alır.

    Hammadde olarak katı veya sıvı pik demir ile hurda kullanılır. Pik demir içindeki karbon hurdada bulunan demir oksitleri (pas,tufal) indirger. Isı dıştan verildiği için karışımdaki hurda miktarı yüksek tutulabilir. Çeliğin kaliteside eritilen hurda miktarına doğrudan bağlıdır. Bu nedenle yüksek kaliteli çelik imalatında haddehane artıkları veya yüksek kaliteli diğer hurdalardan yararlanılabilir.

    Üstten ısıtılan ve sıcak olan cürufun reaksiyon kabiliyeti çok yüksektir. Bu yüzden bazik karakterli ocaklarda çok düşük fosfor (%0,02), kükürt (%0,03) ve azot oranları elde edilebilir. Hurdadaki alaşım elementleri sıvı metalde kolaylıkla çözülebilir. Uzun oksitleme süresi bileşimin cok hassas saglanmasına olanak tanır. Dış kaynaklı ısıtmadan dolayı eriyiğin donması söz konusu degildir. Alaşım elementleri oksitlenmeden sonrada katılabilir.

    Thomas Yöntemi

    Siemens-Martin yöntemine göre daha yeni olan bu yöntemde reaksiyon hızının artırılmasında oksijen kullanılır.
    Oksitleme bazik astarlı konvertörlerde yapılır. Bu yuzden fosforca zengin olan pik demirden çelik üretilmesi mümkün olur. Gereken hava konverterin çok sayıda kanal içeren tabanından sıvı pik üzerine üflenir. Bu yöntemde sadece silisyum ve mangan degil karbonda fosfordan önce yandığından istenen karbon miktarı oksıtlenmeden sonra ferromangan veya spiegel katılarak sağlanabilir.

    Thomas çeliğinde gosfor ve azot miktarları oldukça yüksektir. Fosfor ve azot gevrekleşmeye neden oldukları için thomas çeliğinin üretimi almanyada büyük ölçüde durdurulmuştur. Thomas çeliğinini kullanıldığı sistemlere uygulanacak değişiklik veya tamir işlemlerinde çok dikkatli davranılmalıdır. Thomas çeliğinde mekanik özelliklerle bağlantılı olarak kaynak kabiliyetide oldukça kötüdür.

    Oksijen Üfleme Yöntemi

    Avusturya'da ilk kez 1949'da endüstriyel ölçekte uygulanmıştır. Elde edilen çelikteki azot miktarının çok az olmasını sağlayan saf oksijen su ile soğutulan bir borudan pik üzerine üflenir. Oksijenin metale ilk rastladığı yerdeki büyük sıcaklık etkisiyle astarın tahrip olmaması için üfleme Thomas konverterindek, gibi tabandan yapılmaz. Hava yerine oksijen kullanımından gelen sıcaklık artışı thomas yöntemindeki yanma sırasınıda değiştirir. Fosfor karbondan önce yanar ,böylece fosfor miktarı cok azalır. Banyoya % 25 ‘e kadar hurda katılabilir. Bir diğer ekonomik üstünlükte pik türünün seçimindeki serbestliktir.

    Oksijen üfleme yöntemiyle kaliteli,düşük katışkılı,kaynağa elverişli çelikler ekonomik olarak üretililir. Bu yöntem günümüzde siemens-martin yönteminin yerini almaktadır.

    Elektrikli Yöntemler

    Bu yöntemde gereken enerji ark veya indüksiyon ile sağlanır. Yüksek alaşımlı çeliklerin üretilmesi için;

    -Ocaktaki oksijen aktivitesi mümkün olduğu kadar düşük tutulmalıdır. Aksi halde alaşım elementide yanar.

    -Yüksek ocak sıcaklıklarına erişilebilmelidir. Böylece alaşım elemntleri banyoya daha kolay girer.

    Bu koşullar ancak elektrikli eritme yöntemiyle sağlanabilir. Yakıttan dolayı katışkıların artması sorunu yoktur. Gereken oksitleme işlemi demir cevheri veya oksijenle yapılır. Yüksek dayanımlı ve yüksek alasşımlı çeliklerde özellikle yeterlitoklukbakımından çözünmüş gaz miktarı çok az olmalıdır. Bu amaçla hidrojen ve azotun giderilmesi oksijene göre çok daha zordur.

    Eriyen elektrotlu ark yönteminde;sürekli biçimde metal banyosuna doğru hareket ettirilen çelik elektrot oluşturduğu elektrik arkıyla vakum altında eritilir. Gaz veya sıvı haldeki reaksiyon ürünleri bu ortamda çeliği daha kolay terkeder. Kükürt ve fosfor ise kimyasal olarak giderilir. Bu yöntemle elde edilen çeliklerin dinamik zorlamalara karşı dayanımları ve çentik vurma toklukları oldukça iyidir.

    Oksijeni Alma İşlemleri

    Çelik yapımında metalurjik durumları göz önüne alan birinci derecede reaksiyon karbon ve oksijen karışımının bier gaz ortamı oluşturmasıdır.Çelik yapımında kullanılan yöntem ve oksijeni alma işlemi elde edilen çeliğin türünü oluşturur. Oksit giderme işleminde oksijene karşı kimyasal ilgileri demirden daha fazla olan aşağıdaki elementlerden yararlanılır.

    Mn-V-C-Si-Ti-B-Zr-Al

    Kaynar Çelikler (U)

    Bu tür çeliklerin oksijeni az miktarda alınmış olup genel olarak 12,5 mm kalılığa kadar olan levhaların yapımında kullanılırlar. Bu nedenle bu çeliğin kullanım alanı daha az önemli elemanların imalatıyla sınırlı tutulmuştur. Gözeneksiz , karbon ve katışkıları çok az olan demir tabakası kaynar çelikler için karekteristiktir.

    Durgun Çelikler (R)

    Tamamen oksijeni alınmıştır olup en önemli tekne bünyesel elemanları için önerilmektedir. Eş dagılmış yani homojen olan iç yapısı bu tür çelikleri bilhassa kalın levhalar için çok uygun kılar. Oksit giderme işlemi silisyum ve alüminyumun yardımıyla gerçekleştirilir. Durgun çelik imali için silisyum katkısının %0,10 dan daha fazla olması gerekir. Durgun çelik katılaşmaya başladığında elde edilen ingotun üst bölümlerinde belirli büzülme oyukları veya boru şeklindek, gaz boşlukları meydana gelir. İngotun bu kısmı (lunker) kesilerek atılır. Kafa lunkeri blok haddesinde kesilir. Dolayısıyla durgunlaştırılmış çelikte üretim verimi durgunlaştırılmamış celiklerden biraz daha düşüktür. Makrosegragasyonlar kaynar çeliğe göre yok denecek kadar azdır.

    Kaynar çelik ingotlarındaki gibi demir tabakası bulunmadığından durgun çeliklerde haddelenen yarı mamüllerin yüzey kalitesi iyi değildir. Derin çekme saçları bu nedenle çoğunlukla kaynar veya şekil değiştirme kabiliyetine büyük önem veriliyorsa düşük karbonlı özel durgun çeliklerden imal edilirler.

    Aşağıdaki hallerde çelik durgun dökülmek zorundandır.

    -Dökme çelikler ; gemi inşaatında en çok kullanılan materyaldir. Dökülen parçalara daha sonra haddeleme veya dövme gibi şekil verme işlemleri uygulanamayacağı için gözeneksiz yapıda olmaları istenir.

    -Sert çelikler ; %0,25 den fazla karbon içeren çeliklerde oksijen miktarı düşük olduğundan katılaşma sırasında ortaya çıkan CO gazı ingotu terkedemeyecek kadar azdır. Kalite açısından sakınca yaratan bu durumu önlemek için çelik durgunlaştırılır.

    Yarı Durgun Çelikler

    Durgun çeliğe oranla daha az oksijeni alınmıştır. Daha az oksijeni alınmış olmasına karşın kaynar çeliğe oranla daha çok kullanılır. Yapımı durgun çelikten daha ucuz ve içinde boru şeklindeki gaz boşlukları daha az bulunduğu için kaynak edilen çeliklerde daha çok kullanılır. Yani kaynak kabiliyetleri yeterli düzeydedir. Bu yüzden levha ve profil olarak gemilerde kullanılan çeliklerin büyük çoğunluğu yarı durgun çelikten yapılır.

    Özel Durgun Çelikler (RR)

    Sıvı çeliğe mangan ve silisyuma ek olarak alüminyum katılıp kalan oksijen aliminyum oksit ‘e azot ise AlN ‘e dönüştürülür. Böylece oksijenin yanında şekil değiştirme yaşlanmasına neden olan azotun gevrekleştirici etkiside ortadan kaldırılmış olur. AlN parçacıkların katılaşmada çekirdek rolünü oynaması ve iç yapının ince taneli olmasını sağlar. Sonuç olarak dayanım tokluk değerleri önemli ölçüde ve olumlu yönde değişir. Akma sınırı ve çentik vurma tokluğu artar, geçiş sıcaklığı düşer.

    Isıl işlem

    Gemi yapımında kullanılan çeliğin büyük bır bölümü haddelenmiş olarak piyasaya sunulur. Bununla beraber geminin kritik bölgeleri için çentik mukavemeti yüksek olan malzeme veya yüksek mukavemetli çelikler istendiğinde normalizasyon ısıl işlemi istenir. İç yapının inceltilmesi çelik ölçülü oranlarda alüminyum veya diğer yapı inceltici elemanların katkısıyla elde edilir. Tamamen öldürülmüs, ince taneli normalize edilmiş karbon çeliği kontrollü bır kimyasal birleşme uygun olarak istenirse çentik darbe dayanımı yüksek olan çelikler elde edilebilir. Su verme ve temperleme işlemleri ile daha sert ve yüksek mukavemetli çelikler elde edilebilir. Fakat bu işlemler düşük alaşımlı veya alaşımsız çelikler için kullanılır.

    Levhalar

    Levhalar üç tür işlemle elde edilmekte olup bunlar ;kenar kesmeli levhalar, düz haddelenen levhalar, veya devamlı şerit hadde levhalarıdır.

    Kenar kesmeli levhalar her iki yönde haddeleme özelliği taşımaktadır. Her iki yönde haddeleme işlemine cross rolling adı verilir. Bitirme işlemleri arasında soğutma, düzeltme, serme, damgalama, kesme ve kontrol bulunmaktadır. Bu türde yapılan çeliklerin genellikle boyuna ve enine doğrultularda çok iyi çentik mukavemetleri vardır.

    Düz haddelenen levhaların, her iki yönde haddeleme işleminden geçirilmedikle-ri için enine doğrultuda düşük uzama özelliği vardır. Bu tür çelik üreten fabrikalarda biri yatay diğeri düşey doğrultuda iki adet hadde vardır. Düşey hadde silindiri yan kesme olmadan levhanın enine boyutunu elde eder.


    Devamlı şerit haddeleme işlemi daha çok ince ve geniş levhaların yapımında kullanılır. Ara sıra kütükler devamlı şerit haddelemeye girmeden önce belirli bır derecede her iki yönde haddeleme işleminden geçerler. Bu durumda levhaların her iiki doğrultudaki nitelikleri kenar kesmeli ve devamlı şerit hadde işlemleri ile yapılan çeliklerinkinin arasındadır.


    Yüksek Mukavemetli Çelikler

    İstenilen mekanik özellikler ve kaynağa elverişlilik bakımından yüksek mukavemetli çeliklerin seçimi büyük bır özenle yapılmalıdır. Yüksek mukavemetli çelik saçların gemilerde kullanılması iki gruba ayrılabilir.

    1-Akma sınırı 345 MPA =50.000 psi= 3502 kg/mm² olan yüksek mukavemetli karbon çelikleri.

    2-Akma sınırı 690 MPA =100.000 psi =70,4 kg/mm²'ye kadar çıkan düşük alaşımlı sulama yoluyla hızlı soğutulmuş ve temperlenmiş çelikler.


    Yüksek mukavemetli çelikler genelde şu durumlarda kullanılırlar.

    -Geminin çelik tekne ağırlığını azaltmak

    -Yüksek gerilmelerin oluştuğu bölgelerde çok kalın levhaların kullanılmasını önlemek için. Düşük alaşımlı nikel çelikleri alçak, bilhassa

    -57 derecenin altında sıcaklık isteyen yerlerde üstün çentik mukavemetli oldukları için yüksek gerilmelerin olduğu yerlerde kullanılırlar.

    Çeliğin Çentik Sertliği Özellikleri ve Levha Kalınlığının Çentik Dayanımına Etkisi

    Malzemenin çentik sertliği veya çarpmalara dayanıklılığı, yük altındaki plastik şekil değiştirmesinde yuttuğu enerji olarak tanımlanır. Malzemenin bu özelliği metalürjik veya mekanik çatlamalar yada çentiklerin oluşması esnasında ansızın çatlamaya karşın dayanıklılığını artırır. Çatlamadan önce çok az veya hiç enerji plastik olarak yutulmamışsa ve kopma yarık tipinde ise malzeme gevrek olarak tanımlanır. Çeliğin bu özelliği büyük ölçüde sıcaklığa bağlı olduğundan dönüşüm sıcaklığı çentik sertliği için bır kriter olmuştur. Gerçekte dönüşüm dar bir sıcaklık bölgesinde oluşur.
    Çentik sertliğinin veya dayanımının ölçülmesi için çentik darbe parçaya çentik darbe deneyi uygulanır.

    Metalurjik bakımdan aynı gruptan veya dökümden bir çelik için daha kalın levhalar ince levhalara göre çentik etkisine daha fazla duyarlıdırlar. Bu durum daha fazla çelik fabrikasında haddeleme sırasındaki bitirme sıcaklıklıklarındaki değişikliklere bağlıdır. Levha kalınlığını 12.5 mm den 38 mm ye artırmak bazı durumlarda çarpma dönüşüm sıcaklığını 10 ila 20 derece arasında yükseltir.

    Belirli yerlerde,daha kalın levhalar için daha büyük çentik sertliği olan çelik kullanma yoluyla bu kalınlık etkisi ortadan kaldırılabilir. Herşeye rağmen kalın levhaların kullanılmasında yerleri neresi olursa olsun çok dikkatli davranmak gerekir.


  2. 2014-04-14 #2
    Haddelenmiş Levhaların Yönsel Özellikleri Soğuk Şekillendirmenin Malzemeye Etkisi ve Yorulma

    Levhalar haddelenirken iç yapı haddeleme yönünde uzar. Sonuç olarak boyuna alınan deney parçalarının çentik vurma değerleri enine alınan deney parçalarınınkinden daha yüksek olarak bulunur. Bu nedenden dolayı gemilerin kaplama saçlarının sarılmasında levhaların baş ve kıç yönlerinde boyuna olarak bulunmasına dikkat edilmelidir. Böylece haddelemenin boyuna olduğu yönde gelecek olan gerilmelere uygun hareket edilmiş olur.

    Kalınlık boyunca yani levha yüzeyine dik yönde levhaların çentik sertliği daha azdır. Buna ek olarak kalınlık yönünde levhanın kopma mukavemeti ve esnekliği azalmaktadır. Bu nedenden levhaların kalınlığı yönünde yüksek yüksek kopma gerilmelerinin taşınmasını istemeyen dizaynlar kullanılmalıdır.

    Soğuk şekil verme ; malzemede değişik hasarlar oluşturur. Birinci olarak flençleme veya fazla şekil verme sonucu malzeme yüzeyinde çatlaklar v.b kusurlar oluşar. İkinci olarak aşırı derecede soğuk şekil verilmiş parçalarda çentik dayanımında ve sertlikte düşme gözlemlenir. Bazı çeliklerde gerilmelerin sürekliliği sonucunda ters bier etki oluşabilirki bunuda orta dereceli bır ısıtma hızlandırır.

    Soğuk şekillendirmede çentik sertliğindeki azalma çelik yaklaşık olarak %3 ‘den fazla gerildiği zaman ortaya çıkar. Karine döküm saçların veya şiyer-stringer döküm saçların haddelenmesi sorun yaratmaz. Bununla beraber kalın saçların ufak yarı çaplara haddelenmeleri çentik sertliğini etkiler.

    Tekne çeliğinin zorlanma yaşlanması genellikle az görülen bır olay olmakla birlikte buna karşın gerekli önlemler ; Bessemer çeliği zorlanma sonucu yaşlanmada esnekliğinden çok kaybettiği için bu tür çeliğin soğuk şekil verilmesi gerekli herhangi bır yapısal eleman için kullanılmaması şeklinde algılanmalıdır.

    Bilhassa kalın levhalarda makasta kesilmiş kenarların düzeltilmesi buralardan herhangi bier çatlamanın başlaması olasılığını ortadan kaldırır.

    Geminin yapısında yorulmanın önemli bir unsur olduğuna dair pek az kanıt vardır. Yüksek mukavemetli çeliklerin yorulma özelliklerinin normal mukavemetli çeliklerinkinden daha fazla olmadığı bilinmektedir. Bu sebepten dolayı akma mukavemetinin artışından dolayı yorulma mukavemetinde belirgin bier artış olmaz. Yüksek mukavemetli çelikleri kullanan bazı dizaynlar akma noktaları karşılaştırılınca bazen pek ileri sayılmaya bilir. Bundan dolayı,yüksek mukavemetli çelikler kullanıldığında bazı kritik ayrıntıların dizaynına gerekli önem verilmelidir.

    GEMİ İNŞAASINDA MALZEMELERİN SEÇİLMESİ VE UYGULANAN ISIL İŞLEMLER

    Malzemelerin Seçimi

    Dizayner, normal servis koşullarında çatlamaya dayanacak malzemeleri seçmelidir. Örneğin : Değişik devamsızlıkların olduğu ve yüksek gerilimlere maruz kalan yerlerde daha büyük çentik sertlikliğine sahip çelikleri kullanmalıdır. Aynı şekilde normalden daha düşük sıcaklıklara maruz kalan yerlerde çalışacak malzemelerinde çentik sertlikleri oldukça yüksek olmalıdır.

    Her nekadar malzemelerin seçilmesi büyük ölçüde klaslama kuruluşlarının (ülkemizde TURK LOYDU klaslama kuralları geçerlidir) kurallarınca sınırlandırılmış olsada yapısal iş için kullanılacak çeliğin çok değişik türlerinin bulunabileceği düsünülmelidir. Bazı türler kontrollü sıcaklık haddelemesi, yapı inceltmesi veya normalizasyon gibi yöntemlerin kullanılması sonucu daha da belirginleştirir.

    Gün geçtikçe artan bir oranda ticaret gemilerinin dış kaplamasında, güvertelerinde, baş ve kıç direklerinde vede yük donanımı direklerinde yüksek mukavemetli çelikler kullanılmaktadır. Bu çeliklerin bir sürü değişik tipleri çok bir geniş alanda özellikleri değişen bir şekilde haddelendikleri gibi normalize edilmiş olarak veya sulama yolula hızlı soğutulmuş ve temperlenmiş durumlarda sunulmaktadır.

    Kopma mukavemeti özelliklerine ek olarak çentik sertliği, yorulma ve kaynatılabilme özellikleri çeliğin seçiminde belirli bir uygulama için önceden belirlenmelidir. Şüphesiz en son onay klaslama kuruluşlarından alınmalıdır. Bazen bu kuruluşlar kullanılması düşünülen çelik türünün kimyasal analizini, dizayn ve malzeme nin (kaynak metalinide kapsayacak şekilde) uygunluğunu gösterecek deneyleri veya her ikisinide isteyebilir.

    Bazı durumlarda malzemelerin seçilmesi bilhassa özel kaynak yöntemlerinin, ve kaliteli kaynakçıların bulunabilmesine bağlıdır. Yüksek mukavemetli çeliklerinveya normal mukavemetli çeliklerin kullanılması geniş ölçüde araçların elde edilebilmesine, malzemelere ve işçiliğe bağlıdır. Herhangi br hasar olduğunda çıkabilecek onarımların yapılabilmesi için,tekne üzerinde nerelerde yüksek mukavemetli çeliklerin,sulama yoluyla hızlı soğutulmuş ve temperlenmiş çeliklerin kulllanıldığını gösteren resimlerin bulunması istenir. Bu resimlerle birlikte malzemenin yapımında kullanılan yöntemler ve önerilen onarım yöntemleri de verilmelidir.

    Gemi inşaası için kullanılan çelik parçaların dayanım, tokluk özellikleri ve tane büyüklüklerini ayarlamak için şu yöntemler uygulanır.

    Uygulanan Isıl İşlemler

    Normalizasyon

    Normalizasyon işleminde amaç küçük ve eş eksenli tanelerde oluşan ferritik-perlitik bir iç yapıya ulaşmaktır. Normalizasyon tavlaması soğuk şekil verme , döküm, sıcak haddeleme, kaynak, yayınma tavı gibi işlemlerden sonra tane yapısını inceltmek için uygulanır. Elde edilen normal içyapı mekanik özelliklerde tokluğu artıtıcı yönde iyileşme sağlar.

    Ötektoid altı çeliklerde verilen ısı parçanın şekline uygun olarak ayarlanmalıdır. İşlemde başarı sağlanması için aşırı ısıtma
    aşırı tutma (belirlenen uygun sürenin aşılması ) önlenmelidir. Her iki durumdada tane irileşmesi tehlikesi vardır. İri taneli östenitten oluşan ferritik-perlitik iç yapıda iri taneli olur. Pahalı ,tufal oluşturucu ve ince etli büyük parçaların fırın içinde desteklenmesini gerektiren normalleştirme tavı, bu nedenlerle sadece konstrüksiyonun güvenliği açısından zorunlu ise yapılır.

    Ancak çelik döküm parçalarda gevrek olan (WİDMANNSTAETTEN) iç yapıyı yok etmek için bu işleme sıklıkla baş vurulur.ısıl işlem sonucu oluşan yapının vurma tokluğu oldukça iyidir. Büyük dövme parçaların ve hadde ürünlerinin yavaş soğumaları nedeniyle ortaya çıkan iri taneli iç yapısını inceltmek için bu yöntem sıklıkla kullanılır.

    Perçinli ‘çatlak durdurucusu armuzların yerini günümüzde özel çentik sertliği olan malzemeler almıştır..

    Sulama

    Basit sulama

    Su veya yağ gibi tek bir ortamda sürekli soğutma yöntemidir. Sertleşme derinliği az olan alaşımsız çeliklerde iç ve dış yüzeyler arası sıcaklık farkından dolayı çatlamalar oluşabileceğinden karmaşık parçalara uygulanmalıdır. Bu bu parçalar yağdada soğutula bilen alaşımlı çeliklerden yapılmalıdır.

    DEVAMI EKTEDİR EKTEN İNDİREBİLİRSİNİZGemi Yapımında Kullanılan Malzemeler.zip

  Okunma: 1846 - Yorum: 1 - Amp
Kullanıcı Oylaması: /5 -