çelik üretimi

8/3/2019 elik retimi

1/32

ELK RETM

elik Yaplarn Tarihesi

Demir malzemenin mhendislik yaplarnda kullanlmas iki yzyl ncesine

dayanr(1). Demir ve elik insanlk tarihinde ok eski devirlerden beri bilinmekleberaber geni lde retilmediinden iki yzyl ncesine kadar sadece silah ve eyayapmnda kullanlmtr. 18. yzylda ngilterede, yksek frn yntemi ile genilde ham demir ve font (pik) retiminin balamasndan sonra demirin yapmalzemesi olarak kullanlmasna balanmtr. Demir malzeme kullanlarak ilk inaedilen mhendislik yaplar kprlerdir. Font kullanlarak ilk ina edilen kpr 1778dengilterede Coalbrookdale Kasabas civarnda Severn Nehri zerindeki yolkprsdr.31 m aklnda olan bu kpr hala kullanlmaktadr.

Kargir gibi fontunda basn mukavemetinin yksek olmasna karn ekmemukavemeti az olduundan ina edilen kprler kemer tarzndadr. Bu kemerkprlerde ekme mukavemeti byk olan ve mhendislere yeni olanak salayandvme eliin daha sonrada dkme eliin ortaya kmas ile son bulmutur.

lk asma kprlerde malzeme olarak dvme elik kullanlmtr. Dkmeeliin kullanlmaya balanmas ile de modern elik yap teknii ortaya km ve bualanda byk ilerlemeler meydana gelmitir.

Gnmzde bir elik konstrksiyonun ksmlar ulam olanaklarna balolarak mmkn olabildiince byk paralar halinde kaynakl birleimler yapmaksureti ile elik atelyelerin de hazrlanr. Bu ksmlar antiyede genellikle bulonlu

(civatal) montaj birleimleri ile birletirilerek elik konstrksiyon tamamlanr.

ELK RETM

1.1. eliin Eritilmesi

Yksek frnlarda demir filizinden eritilerek elde edilen ham demirinmetalurjik i yaps yksek miktarda karbon, fosfor ve silisyum iermekte ve bunedenle ne haddelenebilmekte ne de ekile dvlerek ekil verilebilmektedir.lenebilirlii salanmak iin nce sz edilen maddelere zelliklede karbona ait

miktarlarn dier maddelerin katks ile azaltlmas gerekir. elik retiminde bumaddelersl ilem denilen bir yntem kullanlarak kire ilavesi ile oluturulan bazikcruf ile balanr. Isl ilem karbon miktarn istenilen elik cinsine gre azaltr vebyk miktarda fosforu uzaklatrrken silisyum ve mangann okside edilmesinisalar. Isl ilemin eidi vardr:

1. Siemens-Martin Yntemi: Bir frnda hem demir ve hurda demirieritilir. Gerekli ergime scakl gazlarn yanmas ile salanr.Endotermik bir erime olay sz konusudur.

2. Elektrik Ark Yntemi: Bir eit ergitme yntemidir. Katk maddesiolarak genelde hurda demir veya ince demir filizleri veya ham demir

kullanlr.


2/32

3. Oksijen fleme Yntemi: Ekzotermik ve giderek yaygnlaan biryntemdir. Ham demir devrilebilme zellii tayan bir konvertrdefleme sureti ile saf oksijenle zenginletirilir. Bu srada aa kan smiktar, soutma yaplmakszn eriyiin banyo scaklnn dnmscaklnn stne kmasna neden olur. Soutma ilemi iin hurda

demir ve demir filizleri kullanlr

1.2. Deoksidasyon

Deoksidasyon ilemi srasnda elik kat eriyiinde gereksiz derecedeyksek bulunan oksijen ya da oksijen bileiklerinin miktar, her seferinde n grlenbir ergitme yntemi yardm ile azaltlr. Genelde kat eriyie oksijene olan afinitesiyksek olan maddeler katlr ve bylece sl ilem srasnda bileimde bal durumdaolan oksijenin zlerek serbest kalmas salanr. Deoksidasyon ilemi potadagerekletirilir.

Her durumda Deoksidasyon gereklemeyebilir. elik potada iken vehenzdkm ilemine balamadan evvel oksijeni aa karmak veya zmek iinoksijene kar afinitesi olan maddeler eklendii takdirde sva haldeki elikte yrtlensl ilem srasnda oluan gaz halindeki karbonmonoksitin miktar artar ve oluumyounluuna bal olarak banyoda iddetli hareketlenmelere neden olur. Kat eriyikkaynamaya balar. Bu durumda elde edilen elie gaz alnmam elik veyadinlendirilmemi elik ad verilir. Bu nitelikteki bir eliin kalplara dkldktensonra hzl bir ekilde katlamas durumunda ncelikle karbon miktar dk vemetalurjik adan ok saf bir d yzey elde edilir. Kimyasal bileimi asndan buyumuak demire kar gelir. Gaz alnmam elikler de bu tr d yzey oluumuelie souk ekil verme kolayln salamaktadr. Sz edilen bu d yzey yksekmiktarda saflk derecesine sahip olmas nedeni ile eliin galvanizlenmesi, emaye ilekaplanmas vb. kaplama ilemlerine tabi tutulmas daha uygun hale gelmektedir.Katlama sreci hzl seyrettiinden karbonmonoksit tamamen umamakta ve kathaldeki eliin yksek saflk derecesine sahip d yzey tabakasnn hemen altndagaz kabarcklar olumaktadr. Karbonla birlemeyen oksijen FeO-MnO bileiine aitkristalleri oluturmaktadr.

Saflk derecesi yksek kristallerin zlmesi sonucunda eriyiin geri kalanksmnda refakat eden dier katk maddeleri ortaya kmaktadr. Bu ayrmasonucunda ktn ekirdeinde baz maddeler ksmen ykselmi miktarlar ile

belirmektedir. ekil 1de gaz alnmayarak katlatrlm 5 tonluk bir elik ktnboyuna enkesiti grlmektedir. FeO-MnO bileiinden ayran kristaller malzemezelliini etkilerler. Bunlar kzl krlmaya ve yorulmaya neden olurlar ve byleceeliin sertlik durumunu ktletirirler. ekirdekte meydana gelen zlmeler eliinilenmesine ve zellikle kaynak ilemine olumsuz ynde etki yaparlar.

eliin eitli ekilde ilenmesinde ve kullanlmasnda gaz alnmameliin sakncalar dikkate alnmaldr. elik mutlaka deokside olmaldr. elieoksijenle kolayca birleebilen, oksijeni ksman veya tamamen balayabilen maddelerilave edilmelidir.

eliin oksidik saflk derecesini ykseltmek iin banyoda oluturulanarttrlm hareketlenmelerin yan sra kullanlan bir baka yntemde vakum ilemi


3/32

olarak adlandrlr. Bu yntemle oksijen miktar ve bununla birlikte hidrojen miktar daetkin bir ekilde azaltlr. Ayrca numunenin krlmas srasnda meydana gelen kesitdaralmas ve entik darbe ii gibi malzeme mukavemet zellikleri de kullanlan buyntem yardm ile olumlu ynde deimektedir.

1.3. Kkrtten Arndrma ve Slfit Oluumu

eliin retim ynetimine bal olarak ynetmeliklerde n grlen kkrtmiktarlar %0,02 - %0,05 arasnda yer almaktadr. Bu miktarlardaki kkrt oranlarmanganslfitlerini oluturabilmektedir. Bu durumda scak haddeleme ilemi ile elieekil verilmektedir. te yandan ekil verme miktar, ekil deitirme arasndakiscaklk derecesine bal olarak deimektedir. Genellikle elikler ekilerek uzatlrlar(bunun yan sra yasslatrlrlarda) bu nedenle manganslfitleri eliin anizotropzelliinin zelliklede sert olmasnn nedenidirler. eliin d yzeyine paralel

dzlemde manganslfitlerinin ekilerek retilme miktar eliin anizotrop zelliinedeniyle boyuna ve enine dorultuda ekil deitirme derecesine baldr. ekil2de enine ve boyuna dorultuda meydana gelen ekil deitirmenin entik darbeiine olan etkisi grlmektedir (2),(3). Bu eliin tayc bir eleman olarakkullanlmas halinde istenmeyen bir zelliktir. Gz nne alnan bir yapda yer alanherhangi bir tayc elemann eitli yap ksmlarnda gerek boyuna, gerekse deenine dorultuda, hatta haddeleme dorultusuna dik, dier bir deyimle kalnlkdorultusunda da yk aktarmas sz konusudur. Bu nedenle kaba levhalarnkullanlmas durumunda, elik levhann ekirdeinde bir yrtlma meydana gelebilir.

Meydana gelen bu yrtlma veya krlmalar tabaka-tabaka eklindeolduundan buna lameler yrtlma ad verilir. Bunun nedeni, zellikle haddelemesrasnda tabakalar arasnda bulunan manganslfitlerinin ekilerek boyunadorultuda uzatlmalar ve bunun bir sonucu olarak bunlarn d yzey matrisinidelerek yrtmalardr. Oksitlerde bu balamda anlamldrlar. Katk maddeleri bellillerde elie souk ekil verilmeyi de etkilerler. Bu nedenle Slfit ve oksitler dkmiktarlarda kullanlarak eliin zellikleri iyiletirilebilir.

1.4. eliin Dkm ve Katlamas

elik retim aamasnda iki eit dkm yntemi kullanlr. Birine kalplaradkm, dierine ise srekli dkm ad verilir. Kalplara dkm ileminde elik kateriyii belirli kalplara yukardan aktlmak sureti ile dklr. Kullanlan kalplar yadikdrtgen ya da kare eklindedir. Akkan haldeki elik her bir kalba yukardan,kalb tamamen dolduracak ekilde teker teker dklr.

Srekli dkm ilemi, sv haldeki elik kat eriyiinin srekli bir ekildedklmesine kar gelmektedir. Bu ilemde elik soutulmu bakr bir kalba aktlr.Bu durumda d kenarlar ok hzl bir ekilde katlarlar. Sv haldeki elik srekli birekilde aaya doru kalplara dklmeye devam ederken veya tekrar soutulmailemi srasnda bir retim bandndan daire eklinde geirilirken elik aaya

keltilir. Bu ilem sonucunda ve katlamann tamamen meydana gelmesi halinde


4/32

elde edilen ktkler, ngrlen plan erevesinde smarlanan uzunluklara balolarak ilerde haddelenmek zere snflandrlrlar.

Sva haldeki eliin katlamas srasnda fiziksel ve kimyasal olaylarbirlikte meydana gelir. Fiziksel olaylar srasnda kalplarn kenar duvarlarndan

darya doru s k meydana gelir. Ayrca sv halden kat hale geite hacimazalr.

eliin dkm ilemleri srasnda mevcut ortamdan oksijenin alnmasnnlemek veya azaltmak iin genelde kalplarn st kapatlarak sv haldeki elikkalplara dklr. Bu amala sv haldeki eliin st yzeyi zel olarak gelitirilmi birtoz dklerek kaplanr. Kullanlan bu malzeme yard ile s kayb nlenir ve bylecede st yzey tabakalarnda eliin oksidik saflk derecesi iyiletirilir (6).

2.1. Scak Haddelenmi elik rnleri

Haddelenmi elik rnlerin ekil ve Boyutlarna Gre Snflandrlmasadn tayan Euronorm 79a gre haddelenmi elik rnleryar mamllerve tammamller olarak iki snfa ayrlmaktadr. Yar mamllerin ham mamllerden olanfark, yar mamllere bir n ekil verilmi olmasndan kaynaklanmaktadr. Bu nedenleyar mamller henz tam maml haline gelmemitir. Bunun iin mamlnhaddeleme, ekile dvme, presleme vb. ilerden gemesi gerekir (Blum, slab vektklerin haddelenmesiyle elde edilen eitli rnler iin ekil 1 ve eitli haddernlerinin enkesit boyutlar iin ekil 2ye baknz) (9).

zellikle uygun malzeme zelliklerine, haddeleme scaklnn alt ostenitoluum blgesinde (ekil 2.11) olmas halinde ular. Yaplan bu haddeleme ileminceden ayarlanm scaklk seviyesi uygulanarak gerekletirilmi bir haddelemeilemi olarak tanmlanr.

Kaba levhalar alla gelmi ekilde drtl presleme nitelerindengeirilerek haddelenirler. Bu ilem srasnda iki benzer nite ard ardna yerletirilmeksureti ile de haddeleme yapmak mmkndr. Genelde ilk nite n haddelemenitesi, ikinci nite ise son haddeleme nitesi olarak kullanlr. Profiller ve teller uygunprofil haddeleme nitelerinden veya tel retim tezgahndan geirilerek haddelenirler.(ekil 1)

Borular dikisiz olarak haddelenerek, dkm tezgahnda preslenerek veyakaynak dikii ekilerek retilirler. Boyuna kaynak dikili kk apl borularlevhalardan tekil edilirler. Ayn ilem spiral eklinde kaynak ekilmi byk aplborular iin de geerlidir. Boyuna kaynak dikili byk apl borular iin ise kabalevhalar kullanlr. i bo kare veya dikdrtgen enkesitli tp profiller ise daire enkesitliborulardan retilirler. (ekil 1)


5/32

ekil 1


6/32

ekil 2

3. eliin Scak lenmesi

Alamn yan sra sl ilemde elik malzemesinin iyapsn ve dolaysylamekanik zelliklerini deitiren nemli faktrlerdendir. Isl ilem srasnda uygunartlar olutuunda elik bir yandan uygun mukavemet ve sertlik zelliklerineularken dier yandan da hadde mamuln homojenlik zelliini iyiletirir. elikyapda kullanlan yapsal elikler iin sl ilemde kullanlan nemli yntemlerden birielii tavlama dieri ise elie su vermedir.

3.1. eliin Tavlanmas

elii tavlama ilemi demek, elii nce Ac3 olarak tanmlanan dnmnoktasnn biraz zerinde yer alan scaklk derecelerinde stmak ve bunun ardndanda ak havada soumaya brakmaktr.


7/32

ekil 3

Tavlama ilemi srasnda gelien olaylar demir karbon denge diyagram(ekil 3) aka gstermektedir(10) (11). Istmada 900Clik scaklk derecesicivarnda ostenit olumaktadr. Bu durum elik malzemesinin iyapsnda bulunanmevcut karbonu zmektedir. Soutma srasnda ise ostenitten ferrit denilen demiriniyapsna kar gelen bir eidi de karbon miktar oalana dek eriyerek ayrlr.

Bylece ferrit ve sementitten lifli bir iyapya sahip perlit denilen bir karm oluur.Bu nedenle alaml olmayan yapsal elikler ferrit perlit elikler olarak tanmlanr.(ekil 4)


8/32

ekil 4

Baz zel durumlarda yapsal elik malzemesinin i bnye yaps vemekanik zellikleri ilenme srasnda olumsuz olarak etkilenebilirler. rnein okfazla miktarda souk ekil verme yapld takdirde eliin ilenme zellii ksmenyok edilebilir. Tavlama srasnda uzun sreli scak ekil verme sonucunda tanebymesine rastlanabilir. elik tekrar tavland takdirde eliin mevcut eski i bnyeyapsna geri dnmek mmkn olabilmektedir.

3.2. elie Su Verme

Ostenit-ferrit dnmne kar gelen oluumda ostenite ait mevcutscaklk derecesinden itibaren gerekletirilen soutma ileminin hz belirleyici bir roloynamaktadr. Hzl soutmada tavlamada olduu gibi ferrit ve perlit olumamaktadr,bunun yerine martensit ve beynit olarak tanmlanan maddeler olumaktadr(11) (12).Her iki madde de kullanlan ilk ana maddeden daha serttir. Bu nedenle gevrek krlmaeilimi yksektir. Hzlandrlm bir soutma ilemi ile birlikte yrtlen ostenitletirmeilemine elii sertletirme ad verilmektedir (ekil 4).

eliin sertletirilmesi srasnda martensit, kararl olmayan birtermodinamik iyapya sahiptir, nk numunenin banyoya daldrma ilemi nedeni ile


9/32

mevcut kristal yapsndaki karbon eriyikte kalmtr. Ayrca martensit ve beynityksek dislokasyon younluklar ile tannrlar. Bu nedenle yksek mukavemetzelliine sahip sertletirilmi bir eliin tokluu orta seviyededir. Her iki zelliindeuygun olacak ekilde ayarlanmas iin malzeme sertletirildikten sonra tavlanr.

Sertletirme ve tavlama ilemlerinin birletirilmi hali elie su verme adaltnda tanmlanmaktadr. ekil 5de elie su verme ilemi srasnda scaklk-zamanetkileniimi ematik olarak verilmektedir.

ekil 5

elik yaplarn birleimlerinin tekilinde kullanlan ve belirli elik

cinslerinden retilen bulon ve somunlarda da kullanlan malzemenin bir ksm suverme ilemine tabi tutulur.

4. elik Yapda Kullanlan Yapsal eliklerin Karakteristik Mukavemetzellikleri ve Bunlarn Test Edilmesine likin Esaslar

ok katl elik yaplar ve elik kprler d ykler, scaklk deiimi vekorozyon etkileri altnda belirli bir ekilde davranrlar (13). Ayrca eliin ilenmesisrasnda eliin d yklerin etkisi altnda almas da dikkate alnmaldr.Laboratuar deneylerinde bu durumun tespitine allr. leme ve kullanmaya yneliken nemli zellikler mukavemet, sneklik, kaynaklanabilirlik, ilenme zellii ve

korozyon mukavemeti olarak sralanabilir. Kimyasal bileiminin ve i bnye yapsnndnda bu zellikler, malzemenin d yzey ve i bnyesinin yapsna baldr.


10/32

4.1. Statik Ykler Altnda Mukavemet zellikleri

elik yaplarda kullanlan yapsal eliklerin statik ykler ve ekmekuvvetleri altndaki dayanmn tanmlamak iin malzemenin akma snr, ekme

mukavemeti ve sertlik zelliklerinden yararlanlr. Akma snr ve ekmemukavemetine kar gelen karakteristik deerler ekme deneyi ile saptanr.

Kuvvetle uzama arasndaki iliki srekli veya sreksiz olabilir. ekil 8tehem akma snr belirgin olan hem de olmayan elikler iin kuvvet ile uzamaarasndaki iliki grlmektedir. Kuvvet-uzama arasndaki ilikiyi gsteren diyagramnbalangcnda yer alan lineer ksm Hooke cismine kar gelir. (ekil 7) farkl akmasnrlarna sahip drt nemli yapsal elik elemanna ait tipik gerilme-uzama etkileimigsteren diyagramlar ekil 6da grlmektedir. Hooke cismine ait kuvvet-uzamailikisini veren dorunun eimi ise E elastisite modlne kar gelmektedir. (ekil 6)

ekil 6


11/32

ekil 7

Akma snr ekme deneyinde kullanlan uzama hznn bir fonksiyonudur.Yrtlen deneyin akma blmesinde durdurulmasyla zellikle dk deerdeki birimuzama hzlarna kar gelen akma snrnda gerilme deeri der. Be deer statikakma snr olarak tanmlanr. Statik akma snrnn varl, zellikle tama gcteorisinde nemlidir ve belirlenmesi bir zorunluluktur.

eliin akma snr ekil deitirme durumuna baldr. Bu nedenle,malzemeye n ekil verme bu deeri nemli lde deitirebilir.

Kopma uzamas ve kopma aamasnda enkesitte meydana gelen vebzlme olarak da adlandrlan kesit daralmas, sneklik iin gz nne alnannemli ltlerdir. Bunlar gevrek krlma ve ekil verme asndan belirli bir anlamtamaktadrlar. te yandan bir malzemenin elastik ekil deitirmesi iin elastisitemodl bir lttr.


12/32

ekil 8

4.2. Kaynaklanabilirlik

elik yaplarda kullanlan elik cinsleri arasnda hava koullarna dayanklelikler ve yksek mukavemetli elikler kaynaa daha uygundur. eliinkaynaklanabilirlii demek, bilinen bir kaynak teknii ile metalik bir birleiminoluturulmasnn mmkn olmas demektir. Bir malzemenin kaynaklanabilirlii,ekonomik bir ekilde kaynakl birleimlerin yaplmasnn mmkn olduunu ifadeeder. te yandan bunun iin iki artn salanmas gerekir. Birinci art uyarnca, tmyapnn tama gc kapasitesini azaltabilecek nitelikteki hibir hatann kaynakdikiinde olmamas gerekir. kinci art ise, kaynak dikiinin mekanik zelliklerinin anamalzemeye benzer ve uygun olmas gerektiine iaret eder.

Kaynak artlarnn kontrol altna alnmas ve seiminde gsterilmesigereken titizlik katk maddelerinin alam miktarlarna, ana malzemenin akma snrnave kaynak malzemesine bal olarak artar. Normal mukavemetli elik cinslerinenazaran yksek mukavemetli eliklerin kaynaklanmas srasnda gz nne alnacak

ilave nlemler noktada toplanabilir. Yksek mukavemetli eliklerde alamlkaynak malzemesi kullanlr. Hidrojen mmkn mertebe kaynak ileminden uzaktutulur ve kaynaklama sonras meydana gelen soumann hz da ok dkolmamaldr. Alnacak bu tr nlemlerin ne denli nemli olduu, gz nne alnanyapya ilikin olarak gereksinimler dorultusunda verilecek olan kararlara baldr.

5. Hadde rnleri

elik fabrikalarnda retilen hadde rnleri unlardr;

A. Profiller


13/32

ekil 9

ekil 10


14/32

ekil 11

ekil 12

ekil 13

a) Profilleri (DIN 1025)Bu profillerin pek ok eidi vardr. rnek olarak I (normal profil), IPE,IPEo,

IPEv, IPB, IPB, IPBv profilleri saylabilir.

Gnmzde Avrupa I- profilleri olarak ayrca HE, HL, HD, HP, ve IPN-profillerini, ngiliz UB ve UC ve Amerikan W- profillerini sayabiliriz.(ekil 9)

b) [ profilleri (ekil 10)c) L profilleri (korniyerler)

Eit kollu korniyerler (ekil 10)Farkl kollu korniyerler (ekil 11)

d) T profilleri (ekil 11)e) Profilleri (ekil 11)f) Boru profilleri (ekil 12)g) Ray Profilleri (ekil 13)h) zel Profiller (ekil 12)

Profiller eitlerini belirten iaretlerinin yanna, profil numarasn gsteren

saylar yazlarak gsterilir. rnein; I 240, IPE270, IPB 300, [ 280 gibi.


15/32

Korniyerler de L iaretinin yanna kol genilikleri ve kol kalnl mmcinsinden yazlmak sureti ile gsterilir; L 90.90.13, L 75.55.7

Profillerin en kesit deerleri kitaplarda tablolar halinde verilmitir (14), (15),(16), (17), (18).

B. Lamalar(Dikdrtgen Enkesitli ubuklar)

i) Dar Lamalar: genilikleri; b= 10~150 mm, kalnlklar; t= 5~60 mmj) Geni Lamalar: genilikleri; b= 151~1250 mm, kalnlklar; t= 5~60 mmk) nce Lamalar: genilikleri; b= 12~630 mm, kalnlklar; t= 0,1~5 mm

Lamalar iaretinin yanna genilik ve kalnlk yazlarak gsterilir: 250.6

C. LEVHALAR (Dz levhalar kalnlklarna gre yle sralanr) (ekil 13)(14).

a) nce Levhalar: kalnlklar; t 2,75 mm, boyutlar b X = 530*760 125*2500mm olur. at rts, duvar kaplamas ve besleme levhas olarak kullanlr.

b) Orta Levhalar: 3 t 4,75 mm, genilikleri b 2500 mm, boylar 7000mmveya daha fazla olabilir. Hafif elik yaplarda kullanlr. Normal elik yaplardaise besleme levhas olarak kullanlr.

c) Kaba Levhalar: t 5 mm, genilikleri b 3600 mm, boylar 7000 mm veyadaha fazla olabilir. Kirilerde gvde levhas ve mesnet levhas olarakkullanlr. Proje resimlerinde ya btn boyutlar veya sadece kalnlklar mmcinsinden gsterilir. rnein: Lev. 10.1500. 6500 veya Lev. 10

Preslenmek sureti ile bir yzeyleri, eitli desenlerde olmak zere,przlendirilmi levhalar endstri yaplarnda deme levhas olarak kullanlr (ekil14), (14).

ekil 14


16/32

Galvenize oluklu levhalar da at rts olarak kullanlr.

Yukarda sralanm olan ekillendirilmi elik rnleri elik yaplarn esasmalzemesini tekil eder. Bunun dnda, kpr mesnetleri gibi baz kark ekilli yapksmlar, elik atelyelerinde dkm yolu ile retilir. Kullanlan dkm malzemeleri

balca unlardr: elik Font, Su elii, Gri Font.

Kristal bir bnyeye sahip olan elik izotrop ( mekanik ve fiziksel zellikleriher dorultuda ayn) ve homojen bir malzeme karakteri gsterir.

6. ELK YAPILARINDA YORULMA

Eer bir elik yap eleman veya birleimi tekrarl olarak deien ykleretkisinde kalrsa, tek bir tekrar iindeki maksimum gerilme, elemann veya birleiminakma snr gerilmesinin ok altnda olmasna ramen, belirli yk tekrarndan sonrayk tama kapasitesini kaybedebilir.

ekil 15 Tekrarl Ykler etkisindeki iki eleman gstermektedir. Bu ekildegerilmenin max ve min snrlar arasndaki deiimi de grlmektedir.

ekil 15

Baz mekanik veya metalurjik sreksizlik noktalarnda bir atlak balayabilir

ve bu atlak, malzeme iinde ardk gerilme tekrarlar ile birlikte yaylarak elemannyk tama kapasitesini tamamen kaybetmesine neden olur. Bu olaya yorulma adverilir.

ekil 16de eksenel olarak ykl ve St 37 kalitesinde elik malzemedenimal edilmi, yzeyi talanarak przleri yok edilmi bir ubuun yar logaritmik S Nerisi grlmektedir.

Snek elik tayc elemanlarn yorulma mr, maximum gerilmeninazalmas ile artar. Bu durum test edilen numunelerin olduka byk sayda yktekrarna dayand bir blgeye kadar devam eder(ekil 16). bu blgede yorulma

limiti tanmlanr. Bu gerilme sayesinde numunelerin %50sinin 10 milyon tekrar saysgibi yksek tekrarlara dayand grlmtr.


17/32

ekil 16

7. TTREM ETKS (DNAMK ETKS)

Kprlerde yk katarlar, tatlar;krenlerde hareketli ksmlar birtakmtitreimler meydana getirir. Bu titreimler sonucu oluan atalet kuvvetlerinden dolaykesit etkilerinde, statik ykleme durumuna gre artlarn meydana gelmesi szkonusudur.

8. ELK YAPILARDA KOROZYON

8.1. Hava Koullarnn Neden Olduu Korozyona Dayanm

Kullanlan elik malzeme ak hava koullar altnda bulunduunda ve

buna kar korunmaya ynelik gerekli nlemler alnmadnda d yzeyindedeimeler meydana gelir. Buna korozyon veya paslanma denir. Genelde korozyonoksit ve hidroksit zellikte olup, paslanma sonrasnda d yzeyde, yzeyi tamamenniform bir ekilde kaplayan korozyon tabakas oluur.

Bilindii gibi havada, su ile birletiinde asit oluturan zararl maddelerdevardr. Bu asitler demirin korunmayan ksmn etkilerler. Bu nedenle boyama veyakaplama, rnein galvanizleme yaplarak d yzeyin korunmas zorunluluu vardr.Bu yaplmad takdirde zellikle ortamda srekli nem bulunmas durumunda, demirok hzl bir ekilde korozyona urayacaktr, baka bir deyimle paslanacaktr.

Sudaki veya demire etkiyen ortamdaki mevcut oksijen miktar, birbirine tersiki etki yaratr. Bir yandan daha fazla miktardaki oksijene maruz kalmas sonucunda


18/32

daha fazla ve youn oksit tabakas oluurken dier tarafta geri kalan ve anot vazifesigren ksmlar hzla zlerek paslanma meydana gelir. Oksijenin ok fazla miktardaetkitilmesi sonucunda lokal yzey hasarlar oluur. Ayrca oksijen miktarnn fazlaolmas veya oluan demiroksitlerin eriyerek zor zld alkalik reaksiyonlardart tabakas olarak bir oksit tabakas oluur. Bunun sonucunda kimyasal reaksiyon

geciktirilir ve malzemenin d yzeyi korunur. Bu nedenle rt tabakasnn aynzamanda bir koruyucu tabaka olabilmesi iin yzey zerinde niform bir ekildeolumas ve korozyonu olduka yavalatmas gerekmektedir. Burada rt tabakasbelirli bir oluum srecinde zamanla sabit kalabilir. Homojen bir rt tabakasolumad takdirde baz blgelerde daha hzl bir ekilde korozyon meydanagelebilir. Byle bir durumda korozyon delikleri olarak adlandrlan yerel veyanoktasal paslanmalar oluur. (ekil 17c)

ekil 17

8.2. Korozyon eitleri

8.2.1. Oksit Tabakas Oluturan Korozyon

100C yi aan scaklk derecelerinde demir ve elik mamuln st yzeytabakasnda balangta hzl, daha sonralar giderek daha yava bir ekilde artanyzeye skca yapm bir ekilde, genellikle mavimtrak gri renkte, sert bir oksittabakas oluur. Korozyondan korunmaya ynelik bir nlem alnmadan evvel butabaka temizlenmelidir. Aksi takdirde bu gevrek tabaka zamanla yer yer geveyerekve stne ekilen koruyucu tabakann uzun sreli etkili olmasn engelleyecektir.

8.2.2. Hidrojen Oluturan Korozyon

Suyu ileten svlarda, rnein asitlerde ve tuzlu zeltilerde, younlukyeterli olduunda demir ve elikte gaz eklinde hidrojen oluur. Anot olarak

nitelendirilen demirin zld ksmlarda metal, iyon halinde zlmekte veelektronlar serbest kalmaktadr. Bunlar katoda ynelmekte, elektrolitteki hidrojen


19/32

iyonlar ile reaksiyona girerek boalmakta ve bylece hidrojeni oluturmaktadrlar.(ekil 18). bu madde znebilir nitelikte olduundan yzeye skca yapankoruyucu bir tabaka oluturamamaktadr. Bu tr bir korozyon ekli, oksijen eksikliisonucunda oluur ve tm yzeyi niform olarak kaplar. Metalin st yzeyindemikroskobik boyutlarda korozyon elemanlar oluur.

ekil 18

8.2.3. Oksijen Nedeni ile Oluan Korozyon

elikte rastlanlan en nemli korozyon ekli bu nitelikteki bir paslanmadr.

Bunun deiik bir baka eklini atmosferik nedenlerle oluan korozyonoluturmaktadr. Anot ksmnda demir zlmekte ve katoda ynelen elektronlar suve oksitle hidroksil iyonlarn oluturmaktadr. Alkalik nitelikteki bu oluum koruyucuzellik tamakta ve katodu korozyona kar korumaktadr. ekil 19 ten de akagrld gibi elektro kimyasal zellikteki paslanma, demir iyonlarnn hidroksiliyonlar ile karlat yerde olumaktadr. Paslanma hzn byk ldehavalandrma miktar, bunun yan sra tuzlar ve sudaki kirlilik belirlemektedir.

te yandan, koruyucu rt tabakalar kullanld takdirde bu tr korozyonengellenebilmektedir.


20/32

ekil 19

8.2.4. Atmosferik Koullarda Oluan Korozyon

Nemli iklim koullarnda yukarda bahsedilen nitelikte oluan tabakalarkuru mevsimlerde kalnlamakta ve bu oluum srekli yinelenmektedir. Korozyonst rtl alanlardan kara iklimine, ehir ve endstriyel blgelerdeki iklime ve denizkysndaki blgelere gidildike giderek artmaktadr.

8.2.5. atlak Oluturan Korozyon

Atmosferik koullara maruz paslanmayan eliklerin st yzeylerine yaknblgelerde a eklinde ince atlaklar olumaktadr. rnein asma kprlerinkablolarnda zellikle entiklerin bulunduu yerlerde klorit ve hidrojenin etkisi ile butr korozyona rastlanr.

ekil 17 de makroskopik llerdeki korozyon grnmleri yer almaktadr.ekil 17a ve b, srasyla dzgn yzey zelliindeki paslanma hidrojen oluumu

sonucunda oluan korozyona ve dalgal bir yzeye sahip pas tabakas atmosferiketkiler nedeni ile oluan korozyona kar gelmektedir. Delik oluturan korozyon kloritetkisiyle oluan yzey yenmesine kar gelirken, yark korozyonu yzeydekioyuklarda oksijen azl nedeni ile olumaktadr. (ekil 17c ve d). Krklarnbulunduu noktalarda, ana ekme dorultusuna dik olarak oluan ve gevrekkrlmalara neden olabilecek ekil 17e deki atlak korozyonunu uzman olmayankiilerin saptamas zordur.

Korozyonu engellemek iin eitli nlemler alnabilir. rnein malzemesudan uzak tutulmaldr. Suya veya mevcut neme kar bir izolasyon tabakas tekil

edilir. Galvanizleme veya emaye ile kaplama sz konusu ise bu durumda metal suyakar da korunmu olacaktr.


21/32

Betonarme elemanlarn iinde bulunan donat eliklerinin korozyona karkorunmas iin kimyasal nlemlere ba vurulur.

8.3. Korozyona Kar Konstrktif nlemler

Genelde elik yaplarda ayn malzeme kullanlmaldr, rnein St 37 ve St52 kalitesindeki eliklerden retilmi mamller. Gz nne alnan yapda farklmalzeme kullanlmas halinde temas yzeylerinde korozyonun olumas olasldagz nnde tutulmaldr.

Tablo 1 de koruyucu nlem alnmam malzemelerin eitli koullardaetkilenme miktarlar grlmektedir.

Tablo 1. korunmaya ynelik nlem alnmam metallerde eitli etkenler nedeniyle oluan korozyon

dereceleri

Korozyon asndan uygun yap detaylar

Daha yap tasarlanrken seilen uygun detaylarla korozyonun etkisiminimuma indirilir, yle ki:

Olabildiince kk d yzey alandaki oluturarak Girinti ve kntlarn olmad, olabildiince dzgn ve dz bir yzey

oluturarak Ke ve kenarlardan kanarak veya keleri olabildiince byk apl

yuvarlatarak Yatay yerine eimli yzeyler tekil ederek Damlalklar, drenaj kanallar ve oluklar tekil ederek


22/32

Suya maruz kesitlerde suyu uzaklatracak ekilde nlem alarak veya kesitinstn rterek

15 mm den az aralklar besleme levhalar vb. ile iyice doldurarak 15 mm den fazla 500 mm den kk boluklar her yerde grnecek ve elle

ulaabilecek ekilde tekil edilerek 500 mm den byk boluklar ya hava almayacak ekilde kapatlarak veya

ak kutu eklinde oluturularak korozyona hassas ksmlarda dayanm yksek veya kolayca deitirilebilen

bir malzeme kullanarak baz koullarda bariyerler, koruyucu atlar ina ederek veya betonlayarak

ekil 20 de korozyonun olumamasna ynelik detay ekillerigrlmektedir.


23/32

ekil 20

8.4. Metal Yzeylerin Hazrlanmas

Korozyona kar alnan nlemin sresi byk lde koruyucu tabakaoluturulmadan evvel metal yzeyin hazrlan biimine baldr. Burada en nemlilt, metal yzeyinin temizliidir. Korozyona kar oluturulan koruyucu tabakannmetal yzeye iyice yapmas iin belirli bir przllk istenir. Bunun yan sra yaplanhazrlklar ile koruyucu rtnn ilk tabakasnn oluturulmas arasnda geensreninde ksa olmas gerekir.


24/32

Hazrlk aamasnda st yzeye kuvars vb. maddeler kuru olarakpskrtlr. Su pskrtme, su-kum karm veya slak kum pskrtld takdirdest yzeyde istenen temizlik iyi bir ekilde salanamaz. (ekil 21)

Alev pskrtme yardm ile pas tabakalar ksmen uzaklatrlr, ksmentoza dntrlr ve kurutulur. (ekil 21) bu ilem dzgn yzeylerde, rnein birgeminin elik levhalarnn, ortotrop tabliye levhalarnn vb. hazrlanmasndayelenmektedir (27).

ekil 21

Fra vb. aletlerle yaplan almalardan tatmin edici sonularalnamamaktadr. Lakin korozyon etkisinin az olmas durumlarnda bu yntemlerkullanlabilir (ekil 22).


25/32

ekil 22

8.5. Korozyona Kar Uzun mrl nlemler

8.5.1. Fra kullanarak veya Pskrtme Yntemi ile Boyanan PolimerKoruyucu Tabakalar

Korozyona kar nlem olarak organik polimerlerin kullanm sadece elikyaplarda deil, dier metallerde de en ska seilen yntemdir. Bunun nedenleriarasnda ekonomik olmas, ilenmeye uygun olmas, korozyona kar etkin bir nlemoluturmas, eitli renk ve parlaklkta seime olanak salamas ve kalnlnn azolmas saylabilir.

8.5.2. Koruyucu Polimer Tabakalar


26/32

Bu tr koruyucu tabakalar elik yaplarda kullanld gibi hazr olararetilen eitli kap, cephe plakalar vb. mamullerde de rastlanlr.

8.5.3. Metalik st Yzey Kaplamalar

Galvanizleme ileminde metal inko eriyiinden oluan bir banyoyadaldrlr. elik malzeme nce bir asit banyosuna daldrlarak nce pastanarndrlarak temizlenir. Sonra suyla ykanr ve ardndan baka bir banyoya daldrlr.Kuruma ilemi bittikten sonra malzeme sva inkonun bulunduu kvete atlr.Banyoda byk hareketlenmeler ve gaz k olur. Yeteri sre beklendikten sonrasudan oluan banyoya atlr ve hzla soutulur. Bylece eliin st yzeyinde kalnbir inko tabakasnn iyice yapmas salanr. (ekil 23)


27/32

ekil 23

8.5.4. ift Katl Sistemler

ift katl sistemler olarak, metal kaplama ve Polimer koruyucu tabakannbirlikte kullanlmasna kar gelen ifte koruyuculuk kastedilmektedir.

8.5.5. Polimer Harl Kaplamalar

Bunlarn nemli avantajlarn hzl sertlemeleri, yksek dayanmlar,yksek ekme mukavemetleri ve yzeye yksek yapma zellikleri oluturmaktadr.

Pahal olmalar ise dezavantajlardr(3), (31).

8.5.6. imento Harlar ve Betonlar

imento alkali zellii nedeni ile zellikle imentoyla hazrlanm svayeteri kadar sktrlm ve kalnsa, demiri ve elii korozyondan korur.

8.5.7. Lastik Kaplamalar

Bitml, katranl folyolar,PVC bazl rnler, doal veya sentetik kauukrnler de korozyona kar kullanlan nlemler erevesinde kullanlmaktadr.

8.5.8. Sertletirilmi, Plastik ve Yumuak Elastik Macunlar


28/32

Bu malzeme boluklarn (atlaklar, yarklar, derzler vb. ) doldurulmasndakullanlr. Daha ok elik teller kablolarda kullanlr(3), (36).

8.5.9. Emaye le Kaplama

Emaye ileminde zel olarak hazrlanm metal yzeylere nce nemliortamda pudra eklinde malzeme eitli yntemler kullanlarak uygulanr.Kurulduktan sonra 500 ve 1000C arasnda bir scaklk derecesindeki atee tutulur.Bu ilem srasnda pudrann eriyerek cam tabakas oluturmas ve bylece gevrekama sert, difzyonu engelleyici, atmosferik etkilere dayankl bir yzey oluturmassalanr.(ekil 24) (35), (36).

ekil 24

8.5.10. Katodik Koruma

Katodik korumada, korozyona kar korunmas dnlen malzeme katotdurumuna getirilerek paslanma nedeni ile oluan kesit azalmas nlenir. Bu

uygulamada doru akm kaynana balanan ve korozyona kar nlem alnmasplanlanan metal negatif kutbu olutururken, paslanmaya neden olan eloktrolit isepozitif kutbu oluturmakta ve bu ilem srasnda birbirleri ile balanmaktadrlar. (ekil25).


29/32

ekil 25

Katodik koruma genelde liman tesislerinde, su savaklarnda vepalplanlarda (38) (39), gemilerde, deniz platform yaplarnda, iskele olarak kullanlankprlerde (40), karada ve su altnda denilen boru hatlarnda (42) (43), tanklarda

ve elik temel yaplarnda yelenmektedir.

9. elik Yaplarn Yangna Kar Korunmas

9.1. Yangna Kar Korunma

Yap, yangnn olumas, zarar verecek ekilde yaylmas, etkin sndrmealmalarn dikkate alarak ve yap iindeki insanlarn ve hayvanlarn kurtarlmasnsalayacak ekilde tasarlanmal ve boyutlandrlmaldr.

Yangnn dier binaya sramasn nlemek iin iki bina arasnda belirli bir

mesafe braklr veya iki bina arasna zel olarak ina edilen yangn duvar ile binalarbirbirinden ayrlr.

9.2. elik Yaplarn Yangnda Davran

elik yapda kan bir yangn srasnda tayc yap ksmlar ve elemanlartama kapasitelerini yitirmemeli ve belirli bir snrn zerinde deformasyonyapmamaldr. Bunu tespit edebilmek iin yangn deneyleri yaplr. Son yllardaeitli aamalar ieren tmyle analitik yntemler gelitirilmitir. Yangn deneyi,yangn sresince eliin zaman iinde snma durumunu vermektedir. Bylecegmeye kar gelen scaklk derecesi hesaplanmaktadr.


30/32

ekil 26 de yangnn k, yaylmas, flash over denilen yangnnhzlanma ve srama sresi, tam alevli yanma ve yangnn snmeye yz tutmaaamalar grlmektedir. Edeer yangn sresinin saptanmasnda yangn yk, sk, binada kullanlan malzemelerin yancl ve yangn izolasyonlar nemlifaktrler olarak dikkate alnr.

ekil 26

ekil 27 de artan scaklk derecelerine bal olarak eliin gerilme ekildeitirme davran grlmektedir. Bu ekilde 600C e kadar olan scaklkdereceleri ele alnmtr. Bu ekilden de grld gibi scaklk derecesi arttkaelastisite modlnn deeri ve akma snr dmektedir.(45)


31/32

ekil 27

Isnn yaynm kaplamal ve kaplamasz yap elemanlar iin ayr ayryrtlmektedir. Kaplama kullanlan elik yap elemanlarnda scakln kaplamadanelie iletilmesinde, kullanlan kesitin ekli ve yangna maruz yzey alannnmiktarna kar gelen profil faktrnn yan sra kaplamann kalnl ve saladizolasyonda gz nnde tutulmaktadr.

Gme srasnda elemanda izin verilen en byk deformasyon hztanmlanr. Buna kar gelen scaklk derecesi kritik scaklk olaraktanmlanmaktadr. Bunun deeri kullanlan eliin kalitesine, maruz kalnan yangnave yapnn statik tayc sistemine bal olarak deimektedir.(ekil 28)


32/32

ekil 28

Documents

çelik üretimi