Atmosferik korozyona dayanıklı çeliklerin yapılarda cephe elemanı olarak kullanılabilirlik şartlarının incelenmesi
Utilization and durability conditions of weathering resistant steel as facade panel under atmospheric conditions
- Tez No: 505146
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEHRA CANAN GİRGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Atmosferik korozyona dayanıklı çelik, korozyon, alaşım elementleri, pas, patina, HSLA çelik, Weathering Steel, corrosion, alloying elements, rust, patina, HSLA Steel
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Yüksek mukavemetli ve düşük alaşımlı çelikler grubunda (HSLA) yer alan Atmosferik Korozyona Dayanıklı Çeliklerin (WS) karakteristiklerinin incelenmesi ve çevresel koşullara dayanıklılık kriterleri bu çalışmanın içeriğini oluşturmaktadır. Söz konusu malzeme; bina cephelerinde, köprülerde, anıtsal tasarımlarda ve peyzaj elemanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Araştırmanın temel amacı; atmosferik koşullar açısından malzemenin kimyasal içeriğini olumlu ve olumsuz yönleri ile irdelemek, en agresif koşullara karşı çözümler üretmek ve özellikle pratikteki uygulamalar konusunda ilgililere yol göstermektir. Çalışma kapsamında; öncelikle malzemenin kimyasal içerik ve uygulama alanları bazında tarihsel gelişimi incelenmiştir. Alaşım elementleri, metal yüzeyindeki kimyasal reaksiyonlar, pas-patina tabakasının oluşum mekanizması ve çevresel koşullara bağlı olarak dayanıklılık ayrıntılı olarak irdelenmiştir. Çevresel koşullara uygun tasarım gerekliliğine vurgu yapılarak, alaşım elementlerinin yüzdeleri ile atmosferik korozyonun zaman içindeki gelişimi arasındaki ilişki üç farklı çevresel koşulu esas alan test sonuçlarının ışığında irdelenmiştir. Özellikle endüstriyel ve deniz kıyısı atmosferik koşullarında, kimyasal elementlerin tip ve oranının seçimi son derece dikkat gerektirmektedir. Güncel araştırmalarda, bakır yerine nikel kullanımının özellikle kıyı atmosferi açısından bakıra olan ihtiyacı ortadan kaldırdığı, korozyon hızını büyük ölçüde azalttığı izlenmiştir. Alaşım elementi olarak eklenmesi daha zor olan bakır yerine nikelin tercih edilmesi, aynı zamanda, maliyeti azaltan bir unsur olarak görülebilir. En olumsuz atmosferik koşullar ve/veya hatalı detay uygulamaları durumunda, cephede ilerleyen korozyon sürecini geri çevirici/durdurucu önlemler gereklidir. Böylece, panelin estetik değerindeki kaybın yanı sıra, değiştirme maliyet kaybının da engellenmesi amaçlanmaktadır. Detay çözümlerine özellikle dikkat edilmeli, uzun süreli nemli ve gölge altında kalacak cephelere uygulanmamalıdır. Farklı metaller ile olan bileşimlerde galvanik korozyon oluşturmayacak, galvanik seride birbirine yakın metaller seçilmelidir. Dünyadan ve Türkiye'den uygulanan örnekler, detay çözümleri ve çevresel etkileşimler ile birlikte incelenmiştir. Atmosferik koşullara -yağış, güneş alma durumu, rüzgar vs.- bağlı olarak; İstanbul ve civarındaki bazı cephe ve peyzaj uygulamaları incelenmiş, Tuzla bölgesinde yer alan Piri Reis Üniversitesi cephelerinde levha ve perfore panel olarak kullanılan kaplamalarının mevcut durumu ise çevresel parametreler ile daha detaylı olarak irdelenmiş, pas problemli yüzeylerin oluşum nedenleri ve alınabilecek önlemler belirtilmiştir. Tez, aşağıdaki bölümlerden oluşmaktadır: Çalışmanın Birinci Bölümünde; çalışmanın amaç ve kapsamı belirtilmiştir. İkinci Bölümde; atmosferik korozyona dayanıklı çeliklerin kimyasal içerik ve uygulama çeşitliliği olarak dünyadaki tarihsel gelişim süreci değerlendirilmiş, mimari örneklerle aktarılmıştır. Üçüncü Bölümde; malzemedeki alaşım elementleri, tipleri ve içerik olarak çevresel koşullara dayanıklılık açısından incelenmiştir. Farklı atmosferik koşullar açısından kimyasal elementlerin etkinliği deneysel çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırmalı olarak grafiksel bazda incelenmiştir. Dünya genelinde uygulanmış mevcut mimari yapılar üzerinden cephe tasarım ve farklı detay çözümlerine örnekler verilmiştir. Dördüncü Bölümde; İstanbul'daki peyzaj ve yapı cephe uygulamalarının mevcut durumu; dikkate alınan atmosferik veriler ve bu koşulların sonucunda gelişen yüzeyler; aldıkları renk, görünüm, doku ve korozyon hasarına bağlı olarak değerlendirilmiştir. Sorunlu olan paneller için çözüm önerileri getirilmiştir. Bu kapsamda tipik güncel bir örnek olarak, Tuzla'da yer alan Piri Reis Üniversitesi'nde yapılan cephe uygulaması detaylı olarak irdelenmiştir Beşinci Bölümde; çalışmada incelenen konulardan varılan sonuçlar sıralanmış ve çözüm önerileri getirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The characteristics of the Weathering Steels (WS) in high strength-low alloy steels group (HSLA) and the criteria of resistance to environmental conditions are focused in this study. WS steels are frequently used in building facades, bridges, monumental designs and landscaping elements. The main aim of this study is to evaluate the material with positive and negative aspects in view of the chemical content, to develop solutions for the most aggressive environmental conditions and to lead to the concerned people about the matter to be paid attention in the applications. In this study, first of all, the development of this material is addressed in view of historical perspective and the development of its chemical content. The chemical reactions and effectiveness of alloying elements in the surface of WS, the formation mechanism of rust-patina layer and resistance to atmospheric conditions are examined in detail. The usage percentages of alloying elements for highly resistant WS to atmospheric conditions are constituted on the basis of previous and current durability tests under three environmental conditions. Especially in industrial and marina atmospheric conditions, the choice of alloying elements is very important. In the current literature, the usage of nickel instead of copper has greatly reduced the rate of corrosion, especially from the point of view of the coastal atmosphere. The choice of nickel instead of copper, which is more difficult to add as an alloying element, may provide cost reduction. In the case of the most negative atmospheric conditions and wrong detailing, countermeasures against corrosion progression on the facade are necessary. It is aimed to prevent the increase of panel replacement cost. It should not be used for long periods of moisture. In the connections of different metals, metals should be chosen as compatible which do not cause galvanic corrosion. Worldwide applications were examined with detailed solutions and environmental interactions. Depending on the atmospheric conditions, some façade and landscape applications in and around Istanbul have been examined. The present situation of the sheets used as plates and perforated panels on the facades of Piri Reis University in Tuzla district has been examined in detail by environmental parameters. The causes of formation of rust surfaces and precautions to be taken are stated. This Thesis consists of the following sections: The First Chapter presents the purpose and scope of the study. In the Second Chapter; the worldwide historical development has been evaluated as the chemical content and application variety of weathering steels. In addition, several architectural applications have been addressed. In the Third Chapter; the alloying elements in the material have been investigated in terms of their resistance to environmental conditions as types and content. In terms of different atmospheric conditions, the effectiveness of chemical elements has been compared graphically with the results of previous experimental studies. Several worldwide applications are given on the basis of façade design with different detail solutions. In the Fourth Chapter; the present applications and situations of building façades and landscapes in Istanbul and its neighborhood are evaluated regarding the atmospheric conditions together with the suggested solutions for problematic panels as well. In this context, as a typical example, the façade practice at Piri Reis University in Tuzla was examined in detail. In the Fifth Chapter; the results obtained from the topics examined in the study are listed and solution proposals are introduced.
Benzer Tezler
- Yüzeyi çeşitli tiplerde kaplanmış galvanizli sacların büküm bölgelerinde oluşan tahribatın incelenmesi
Various types of surface coated galvanized sheets, analyses damage of bending regions
MEHMET ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDOĞAN KANCA
- Paslanmaz çeliklerin Türkiye'de tercihli uygulama alanlarına göre optimum kullanım önerilerinin hazırlanması
The Optimum suggestions for using of stainless steels according to application fields in Turkey
ÜMİT ALDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM DEMİRCİ
- Effect of galvanic coupling with TiN, TiAlN, and CrN coatings, and titanium to the corrosion of steels
TiN, TiAlN, ve CrN kaplamalar ve titanyum ile galvanik çift oluşumunun çeliklerin korozyonu üzerine etkisi
BURÇAK AVCI
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Paslanmaz çeliklere uygulanan düşük sıcaklık nitrürleme işleminin mekanik ve korozyon özelliklerine etkisi
The effect of low temperature nitriding on mechanical and corrosion properties of stainless steels
ÖZGÜR ÇELİK
Doktora
Türkçe
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
- Ergitmeli kaynak yöntemleriyle kaynatılan Grade-A gemi sacının imalat aşamasında kaynak bölgesinin korozif karakteristiği
Corresponding to the resource region in the production store of Gray-A ship silicon boiled by molecular welding methods
MESUT GÜLTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gemi MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HENİFİ ÇİNİCİ