Uygulama örnekleriyle

Gemi İnşaa ve Tamir Kalite Standartları

(WPS/PQR)

(IACS No.47 Shipbuilding and Repair Quality Standard)

Kasap Mustafa ERDOĞAN, Yıldız Teknik Üniversitesi Öğretim Görevlisi.

Senior Ship & Eng.Surveyor (ex),

B.Sc, C.Eng, MRINA, AWS.

Sunum içeriği:

• Paslanmaz Çelik ile Gemi sacının kaynağı. • Gemi zincirlerinin Lokma tamir kaynağı, • Yalpa omurga (Bilge Keel) kaynağı, • Alın Kaynağı (Butt Weld) • Tek taraflı Alın Kaynağı (single side Butt Weld) • Bulkhead Plate, Z Plate double fillet Weld. • Over heated single run weld defects, • Sıra kaynağı (Multi Run, low heat in-put • Kaynak topraklamasının önemi, • Kaynak hatalarından bazı örnekler.

Paslanmaz Çelik ile Karbon Çeliğin Kaynağı

• Kaynak yapılması için onaylanmış WPS/PQR ve Kaynakçı sertifikasının istenilen metallere parametrelere uygun ve geçerli olmalıdır.

• İki farklı malzemelerin kaynağı için mutlaka baz malzemelerin Mekanik, Kimyasal ve Korozyon direnci özellikleri bilinmelidir.

• Carbon Equvalent hesabının, Weldabilitiy testinin yapılmış olması gerekir.

• Uygun temizlik ve hazırlık malzemelerin başarılı kaynağı için ilk adımdır,

• Mekanik temizlikte sadece paslanmaz jet taşı ve paslanmaz tel fırça, yüzey yağlarının temizliğinde Alkol, Aseton kullanılmalıdır,

• Yüzey kirliliği sıcak çatlamaya neden olabilir.

• Kaynaktaki oksidasyonu önlemek için İnert Gas MİG/MAG kaynak metodu tercih edilmelidir,

• Oksidasyon (O2-N2) HAZ bölgesine zarar verir.

• Ön ısıtma ve yavaş soğutma kaynak sırasındaki yüksek gerilimleri ve çatlamaları önler.

• Farklı malzemelerde termal genleşme ve ısı iletkenliği farklı olduğundan çatlama yapabilir, bu nedenle her malzemenin (Heat Flow) ısı iletkenliği ve Kaynağın Isı girdisi (Heat input) dikkatlice hesaplanmalıdır. Kaynak bölgesi ısısı devamlı ölçülmelidir (Çelik:max.250, SS max.300 derece)

• Isı gidisinin fazlası Kaynak Metalinde ve HAZ bölgesinde Doku yapısının tane irileşmesine/ kristalleşmesine ve çatlamalara yol açar, (sketch)

• Karbon Çelik (C max.% 20) ve Paslanmaz Çelik seçiminde 200-300 serisi Fe-Cr alaşımlı 304L, 316L Ostenitik veya Dublex malzeme tercih edilir.

• Kaynakta ısı girdisi ile birlikte kaynak dolgu metali ve HAZ bölgesindeki doku yapısı çerçevesinde Krom-Karbür oluşmasını ve çatlamasını engellemektir. (Sketch )

• Krom Karbür’ün oluşmaması için Carbon seviyesi en az olan ürünler seçilmelidir.

• Paslanmaz Çelikte Carbon oranı max. % 0.03 olmalıdır, Dolgu malzemesi seçiminde Elektrod Fabrikasının tavsiyesi alınmalıdır, 316 L (low C)

• (309L malzemeye eşdeğer elektrod tercihtir)

Paslanmaz Çelik’te doku yapısı arasında Krom Karbür oluşumu.

Paslanmaz Çelik HAZ bölgesindeki ısı girdisi ile oluşan micro çatlaklar.

• Çelik malzemedeki % 20’lik Carbon oranını Stainless Steel malzeme (C % 0.03) seviyesine indirgeyerek kaynak metalinde uyum sağlamak için Çelik Malzemenin kaynak ağzına dolgu (BUTTERİNG: Buildup-Weld) yapılarak kaynakta yumuşak geçiş sağlanır.

• Paslanmaz çelik kaynağında HAZ çevresinde oluşan korrosive bölgesi polisajla temizlenip özel pasta ile pasivize edilmelidir.

•

Buttering (Dolgu Kaynağı): Duvar örerken ustanın

Tuğlalar arasına uyum için Harç koyması gibidir.

Buttering Kaynağı ile Kimyasal analiz uyumu sağlanması

Farklı Malzeme Kaynak metodu.

• Yukarıdaki Buttering Kaynağı ile Kimyasal analiz uyum testine uygun olarak birleştirma kaynağında farklı metallerin

• Kaynağını yapmaya uygun hale getirilmiştir. Toplam iki(2) sıra dolgu (Buttering) kaynağından sonra birleştirme kaynağı WPS ve gerekli PQR testleri başarıyla tamamlanmıştır.

Paslanmaz Çelik ile Gemi Sacının Buttering birleştirme kaynak metodu.

Gemi Zinciri Gr.U3(a)flash but weld. Lokma(Stud) Kaynağı

Zincir Lokması düşünce uzamaya başlar ve kopar.(max.tolerance: % 2.5= 6 x d

Gr.3(a) Quenched and Tempered.

Çift taraflı lokma kaynağı.?

Çok pasolu zincir lokma kaynağı .? (Stud Weld)

Gemi zinciri lokma kaynak prosüdürü.

• WPS, PQR ve Kaynakçı sertifikası tam olmalıdır.

• Zincir üretim prosesi ve kalitesi belirlenmelidir.

• Elektrod veya flux cored wire seçiminde soğuk çatlama riskini azaltmak için H 5 seçilmelidir:

• U1(a) ve U2(a) için (Bazik) H15 olmalıdır,

• U3(a) için (Bazik) H5 olmalıdır, (low hydrogen)

• Offshore zinciri (U4 ve üstü) kaynak yapılamaz,

• Ön ısıtma (pre-heating) sıcaklığı:

• U1(a),U2(a) 100 oC, U3(a) 175 oC olmalıdır,

• Kaynağa başlamadan temizlik ve MPI yapılmalı.

• Kaynak yalnızca Flash butt weld kaynağın karşı tarafından yapılmalıdır, yoksa çatlar, (Sketch 3)

• Kaynak tek bir paso olarak bir tarafından yapıldıktan sonra zincir dönderilip diğer yanından yapılmalıdır.

• İlk sıra kaynakta başlama noktası üzerine geri dönülüp krater kapatıldıktan sonra kaynağa devam edilir, bitişte elektrod kaldırıldığında oluşan vakum/krater daire şeklinde örülüp kaynatılarak sonlandırılır. (Sketch 3)

• Gemi zinciri Lokma (Stud Weld) kaynağı tamamlandıktan sonra Kaynaktan ve HAZ’dan sertlik ölçümü yaparak zincirin soğuma zamanı veya ısıl işlem için karar verilebilir.

• Sertlik değerleri max: Gr. U1-2 için 380 Hv 10, Gr.U3 için 420 Hv 10 olmalıdır,

• Zincir uzun süreli olarak soğutulduktan sonra temizlenip MPI çatlak testi yapılmalıdır.

• Yapılan onarım işlemi,prosedürler, dökümanlar Gemi kayıtlarına alınmalıdır,

• Kaynak ayak kalınlığı aşağıdaki IACS onaylı resimdeki gibi olmalıdır.

Zincir lokma (stud) kaynağı IACS onaylı planı.

Bilge Keel (Yalpa omurgası) kaynağı IACS onaylı planı.

• Gemilerin en önemli boyuna mukavemet elemanları Stringer, Sheer ve Keel Plate’ler ve iç Tülaniler ( Longitudinals’lar)dir. (Sketch 4) Gemilerde bir tabir vardır: Sac attı gemi battı,

• Bu söz yalpa omurga sacı (Keel plate) sacı içindir,

• Yalpa omurga sacında bükülme nedeniyla gizli bir kuvvet/stres vardır, sacda oluşabilecek micro çatlak bile hızla yayılabilir,

• Hepimiz çocukken ok/yay yapmışızdır, yay yapmak için bir dalı küçük bir çakı ile kesemeyiz ama dalı eğdiğimizde küçük bir darbe ile dala verdiğimiz kuvvet dalın kesilmesine yardımcı olur.

• Keel Plate’deki hızlı yırtılmada böyle oluşur.

• Büyük Tersanelerde bu saclar büküldükten sonra Isıl işlem yapılarak bünyesindeki stress alınır, hatta kaynaktan sonra bile yavaş soğutulurki soğuk çatlama oluşmasın.

• Genellikle yani inşa tersaneleri Keel Plate’leri sadece pres ile bükerek monte ederler.

• Bazı Tersaneler ise tamirlerde bu sacı kriko ile bastırarak kaynak ederlerki bu büyük hatadır.

• Bu saclar üzerine yapılacak her türlü kaynak, özellikle yalpa sacı kaynağı dikkat gerektirir.

• Yalpalıkta önemli konu (Bilge Keel Ground Bar) alt dablin/lama sacıdır.

• Lama sacın uçlarının birbirine ek kaynakları yapılırken bakır veya seramik altlık kullanılır, kaynağın gemi bünyesine işlememesi gerekir, altlık alındıktan sonra boyuna uzunlamasına alt ve üst kaynaklar gemi bünyesine tek paso halinde dikkatlice kaynatılır, ve MPI test yapılır.

• Ground bar ek kaynağı eğer gemi bünyesine işlerse geminin baş/kıç ve yalpa hareketlerinde sacda kesinlikle çatlamaya yol açar.

• Survey örnek.

Overboard discharge connection Bracket end toe. ?

Yalpa Omurga (Ground plate) kaynak

HAZ birleşimi. ?

• Ground Bar’ın gemi bünyesindeki kaynak geçişi kaynak yüzeyi traşlanarak tam temaslı olarak boyuna kaynak edilir,

• Eğer resimdeki gibi kaynak geçişinde ek yapılacaksa kaynakların HAZ geçişleri arasında en az 10 mm olmalıdır.

• Bu kaide her kaynak elemenında geçerlidir.

• (Sketch 5) min HAZ ara mesafesi.

Weld Opening HAZ Clerance, Cugul R3“ kaynak mesafesi

Alın Kaynağı (Butt Weld)WPS

• 1970’li yıllardan beri, paratik olarak sadece Türk Tersanelerinde kullanılan, çok akılcı ve verimli Alın Kaynağı metodu,

• Yabancı Teknik personele izah edebilmek için bu pratik alışkanlığın gerekli testlerini yaparak uygun WPS/PQR düzenlendi ve Uluslar arası gemi inşa/tamir prosedürleri arasına girdi. (Sketch 6)

Türk Tersanelerine mahsus Alın Kaynak Prosedürü.

Tek taraflı alın kaynağı.

• Tek taraflı kaynakta çelik lama veya seramik altlık kullanmanın dahi mümkün olmadığı yerler vardır, (Teknik veya yer konumundan)

• Kök pasonun iyi olabilmesi için TİG kaynağı veya Selülozik elektrod kullanılabilir, ama bununda kabul edilemez durumu olabilir,

• Kök pasoda SAW teli kullanılarak yaptığımız WPS/PQR uluslar arası kaynak teknolojisine kazandırılmıştır. (Sketch 7)

Chemical Tanker Corrugated Bulkheads Double Fillet Weld to Inner Bottom Plate

Çift taraflı Köşe Kaynağı

• Corrugated Bulkhead sacını bükerken büküm iç köşesinde uzama olur, dış kısmıda çatlar.

• Bu sac düz bir sacın üzerine konulduğunda arada açıklık kalır, bu açıklık çift tafarlı kaynakla kapatılamayacağı gibi perde sacında ve Double Bottom Tank top sacında çatlamalarada yol açar.

• Kimyasal yük tanka sızar, deniz kirliliği oluşur. (Scetch)

Over Heat input & Flow = Hot crack

Borda sıra kaynağı (mükemmel) WPS/PQR’ı yapanı, Kaynakçıyı Tersaneyi kutlamak gerekir,

Topraklama hatası.Malzeme manyetikleşir ve kaynak tutmaz, metali püskürtür.

Aluminyüm kaynağı in-complete penetration, (Aluminyum Oksit oluşması/temizlik hatası)

Blok connection (geniş kaynak)??

Bulb profil (in-complete) weld. Borda Postası çatlağı ve Borda Çatlağı

Aux.OF. Steam Boiler End Plate Weld. Buhar kazanı Boru Aynası Kaynağı