Doğal gaz boru hatları için yüksek gerilimli kaynak ana malzemesi teknolojisinin geliştirilmesi (BORKAY)
Developing welding process and filler materials for high strength natural gas pipeline steels (BORKAY)
- Tez No: 310674
- Danışmanlar: PROF. DR. İ. YILMAZ TAPTIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Birincil enerji kaynağı olan doğal gaz ve petrole duyulan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Artan bu ihtiyacı güvenli, hızlı ve ekonomik bir şekilde karşılamak için yüksek gerilimli çeliklerden yapılan (örneğin X80), büyük çaplı (örneğin 1422 mm, 56 inç), kalın duvarlı (örneğin 22 mm) ve kaynak edilmesi yüksek teknoloji ve sarf malzemesi gerektiren boruların kullanılacağı yeni doğal gaz boru hatlarının yapımı planlanmaktadır. Bu tür boru hatlarının dünyanın birçok bölgesinde giderek artan örnekleri görüldüğü gibi, ülkemizde de NABUCCO doğal gaz boru hattı bunlardan birisidir.Yeni doğal gaz boru hattı projelerinde kullanılan çeliklerin kalitesi ve mekanik dayanım değerleri gittikçe artmaktadır. Artan kalite ve dayanım değerleri parça/maliyetinde küçük bir miktar artışa neden olsa da azalan boru kalınlığı ve buna bağlı olarak daha az kaynak sarf malzemesi, kaynak süresi ve boru taşıma maliyetlerinden dolayı toplam proje maliyetlerini azalmaktadır. Bunlara ek olarak daha yüksek basınçlarda çalışma imkânı sağladıklarından gaz taşıma verimliliğini de arttırmaktadırlar. Bu nedenlerle günümüzde X52 ve X60 gibi akma değerleri düşük olan çeliklerin yerine, yüksek gerilimli X70 ya da X80 çelik teknolojileri kullanılmaktadır. Dünyanın bazı bölgelerinde doğal gaz boru hatları proje çalışmalarında X100 ve X120 tipi çeliklerinde kullanılabileceği araştırılmıştır. Bunların başında ExxonMobil' in Alaska Pipeline projesi için X120 tipi çelik boru hatları için kapsamlı bir çalışma yapmıştır. Bu gelişmelerin yanı sıra, ülkemizden geçmesi planlanan 3300 km`lik NABUCCO doğal gaz boru hattı projesinde 1422 mm çapında ve yaklaşık 20-22 mm et kalınlığında, X80 kalitede çeliklerin kullanılması da ön görülmektedir.Bu tür yüksek gerilime sahip ve yüksek iç basınç altında çalışması gerekecek çelik borularının üretimi (tandem ya da çift telli toz altı kaynak teknolojisi) ve daha sonra birbirleri ile birleştirme (elektrot, gaz altı, orbital otomasyon) kaynaklarında kullanılan kaynak sarf malzemelerinin (elektrodlar, masif teller ve özlü teller) kaynak yapılan çeliklerden daha yüksek akma ve kopma gerilimlerine sahip olması gerekmektedir. Bu mekanik özelliklerinin yanı sıra, bazı proje ve uygulamalarda kaynak bölgesi -60°C derecelere varan düşük sıcaklıklarda yüksek kırılma tokluğuna sahip olması gerekmektedir.Bu tür yüksek mekanik özelliklere sahip olan kaynak ürünlerinin gerektirdiği teknoloji ve metalürjik bilgilerin acil olarak ülkemizde geliştirilmesi ülke sanayisi ve ekonomisi için öncelikli konu teşkil etmektedir. Günümüzde kullanılan kaynak elektrot ve tellerinin kimyasal bileşimlerini yeniden düzenlemek, var olanları geliştirmek (örneğin Ni, Ti, B vs miktarlarında hassas dengeleri kurarak) gerekmektedir.Kısa adı Borkay olan bu projede, şu anda Türkiye'de üretilemeyen yüksek gerilimli kaynak elektrotlarının, masif tellerinin ve özlü tellerinin gerektirdiği teknolojik ve bilimsel bilgiye ulaşmak istenmektedir. Avrupa standardı EN 10208/2 ve Amerikan standardı API 1104 kaynak bölgesinde kullanılan çelikten daha yüksek akma gerilimi istemektedir. Bunun yanı sıra düşük sıcaklıklarda yüksek kırılma tokluk değerlerinde kaynak gerekmektedir.Yapılan araştırmada düşük karbonlu (
Özet (Çeviri)
Demand to the natural gas and petroleum are increasing gradually. To fulfill this energy requirements with the greatest possible safety and efficiency, natural gas line pipes, which are highly stressed (e.g. X80), large diameter (e.g. 1422mm, 56?), thick wall (e.g.22 mm) and requiring high ? tech and consumable for welding are planned to use. Number of examples of such pipelines can be seen al around the world and NABUCCO pipeline, which is going through the Turkey, will be one example to these.Transporting oil and gas through long distance by using pipeline with high pressure and large diameter is an economical way. In this case, pipeline steels require high performance, high strength and toughness, thicker and larger to guarantee a safe and reliable service at such high pressure, as well as to reduce the cost of construction and operation for a pipeline project. For this reason, it is possible to use high strength materials like X80, having a further reduced carbon content and thereby excellent field weldability. The use of X80 steel pipes for pipeline construction started on a trial basis as early as 1985 and is increasingly using in large diameter pipeline construction worldwide and it may be expected it should soon be recognized as an engineering standard material for pipeline construction in the same manner as X70 was 10 years ago.Mechanical strength and grade of the steels used in natural gas line pipes are increasing progressively. In spite of the fact that the higher quality and strength values cause a small increase in price/ton, reduction in pipe wall thickness, and thus, lower consumable consumption, shorter weld time and lower pipe transportation cost lead to reduction in overall cost of the construction. In addition to that, high strength steels make possible to operate pipelines with higher pressure resulting an increase in gas transportation efficiency. Therefore, X80 and X100 grade high stressed steels are preferred in natural gas and crude oil pipelines instead of conventional grades such as X52 and X65. It has been studied that, X100 and X120 grade steels can be used in pipeline projects in some districts around the world. Furthermore, for ExxonMobil?s Alaska Pipeline project, an extensive research were conducted for X120 grade pipelines. In addition to these, 1422mm diameter, 20 ? 22mm thick X80 grade steels are anticipated to use in 3300 km long NABUCCO gas pipeline project which will run via Turkey.Welding consumables (electrodes and wires) for the production (tandem or dual torch sub merged arc welding technology) and at the substantial girth welding operations of these kind of highly stressed steels, which are going to work under high internal pressure, should have higher tensile and yield strength than the base material. Additionally, in some projects and applications, welding zone should have high fracture toughness at low temperatures such as -60ºC.The immediate development of required welding technologies and metallurgical knowledge in our country for such products constitute great importance for national industry and economy. It is needed that to arrange chemical composition of present welding electrodes and wires (e.g. by balancing the Ni, Ti, B addings). Especially within the following decade, consideration of the number of natural gas and crude oil pipelines which is planned to pass through Turkey, it is a must for Turkish industry to develop required technology and supply the product to enter such projects and market.This study focused on girth welding of X80 pipes. Various electrodes have been studied to have perfect weldability. Mechanical and microstructural analyses have been perfomed on parts welded. Notch impact toughness of welded parts have been studied and the relation among microstructure and mechanical properties were investigated. The project, which acronym is Borkay, is aimed at reaching to the required technology and knowledge for high stressed welding electrodes and wires that are not being produced in Turkey at the present time. European norm EN 10208/2 and American Standard API 1104 requires higher yield strength value from the pipe welding zone. Additionally, high fracture toughness at low temperature is needed from the weld metal.With this research complex chemical composition of low carbon (
Benzer Tezler
- Petrol sondaj borusu çeliklerinin sürtünme kaynak kabiliyetlerinin araştırılması
An investigation of friction weldability of drilling pipes
HAYRİYE ERTEK EMRE
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN KAÇAR
- Boru hatlarında hasar oluşumu ve hasarların çeşitli kaynak yöntemleri kullanılarak tamir edilme usulleri
Failures of pipelines and principles of repair techniques by using various welding processes
HAKAN ÖZALTUN
- Application of kNN-GRNN algorithm for liquid holdup determination in two-phase flow
İki fazlı akışta sıvı oranının belirlenmesi için kNN-GRNN algoritmasının kullanılması
MEHMET SADIK PEKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ÇINAR
- Türkiye-Rusya ilişkilerinde enerjinin karşılıklı bağımlılığa etkisi
The impact of energy on interdependence in Turkey-Russia relations
MUZHDA SARMACHAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Uluslararası İlişkilerBursa Teknik ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK ÇAKIRCA
- Doğal gaz boru hatlarında orbital kaynak teknolojisi kullanılarak yapılan kaynakların mekanik ve mikroyapı özelliklerinin incelenmesi
Characterization of microstructure and mechanical properties of girth welds welded with orbital welding technology in the natural gas pipelines
HANİFE DİDEM GENÇKAN
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN