Çelik proses boru hatlarındaki kaynaklı bağlantılarda titreşime bağlı gerilme ve gerilme kontrolü
Vibration induced stress and stress control at welded joints in steel process pipelines
- Tez No: 930755
- Danışmanlar: PROF. DR. MUZAFFER ZEREN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, endüstriyel tesislerde mekanik titreşimlerin çelik proses boru hatlarının kaynaklı bağlantılarında oluşturduğu gerilme ve yorulma kusurlarını incelemektedir. Özellikle küçük çaplı boru bağlantılarında (SBC) titreşimlerin neden olduğu mikro süreksizliklerin zamanla makro düzeyde yorulma çatlaklarına dönüştüğü gözlemlenmiştir. Araştırmada, düşük karbonlu manganlı ve nikel bazlı kaynak dolgu metallerinin mekanik titreşim koşulları altındaki performansı değerlendirilmiştir. Mangan, ferrit fazını stabilize ederek çeliğin mikro yapısını iyileştirirken, nikel ferrit tokluğunu artırarak yorulma dayanımını güçlendirmektedir. Nikel, çeliklerde austenit fazını stabilize eden bir elementtir ve düşük sıcaklıklarda çeliğin tokluğunu artırır. Ancak bu çalışmada, nikel bazlı kaynak dolgu metallerinin gerilme yönetiminde beklenen iyileşmeyi sağlamadığı ve mikro yapısal süreksizliklerin oluşumunu hızlandırdığı tespit edilmiştir. Aşırı nikel seviyeleri, çatlak ilerlemesini artırarak malzemenin yorulma dayanımını olumsuz etkilemiştir. Bu nedenle, nikelin kullanımı dikkatle optimize edilmelidir.Deneysel çalışmalar kapsamında rastgele mekanik titreşim testleri, tahribatsız muayene (NDT) ve mikroyapı analizleri gerçekleştirilmiş, gerilme konsantrasyonu ise sonlu elemanlar analizi (FEA) ile belirlenmiştir. Bulgular, nikel bazlı dolgu metallerinin yorulma dayanımını ve gerilme konsantrasyonunu azalttığını, manganlı dolgu malzemelerinin ise titreşim koşullarında etkili performans sergilediğini ortaya koymuştur. Ayrıca, mekanik titreşimlerin frekansı ve genliğinin yorulma hasarının oluşum hızını doğrudan etkilediği belirlenmiştir. Sonuç olarak, doğru dolgu malzemesi seçimi ve sonlu elemanlar analizinin bir arada kullanılmasıyla, titreşim kaynaklı yorulma hasarlarının kontrol altına alınabileceği gösterilmiştir. Bu çalışma, endüstriyel boru hatlarında yorulma dayanımını iyileştirmek adına metalurjik ve mekanik çözümlerin bir arada uygulanmasının önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study investigates the stress and fatigue defects caused by mechanical vibrations in welded joints of steel process pipelines in industrial facilities. It has been observed that vibrations, particularly in small-bore connections (SBC), lead to micro-discontinuities that eventually develop into macro-level fatigue cracks over time. The performance of low-carbon manganese-based and nickel-based welding filler metals under mechanical vibration conditions was evaluated. While manganese stabilizes the ferrite phase and improves the microstructure of steel, nickel increases ferrite toughness and enhances fatigue resistance. Nickel is an element that stabilizes the austenite phase in steels and improves toughness at low temperatures. However, in this study, it was found that nickel-based welding filler metals did not provide the expected improvement in stress management and accelerated the formation of microstructural discontinuities. Excessive nickel levels were observed to promote crack propagation, thereby adversely affecting the fatigue resistance of the material. Therefore, the use of nickel must be carefully optimized. As part of the experimental studies, random mechanical vibration tests, non-destructive testing (NDT), and microstructural analyses were conducted, while stress concentration was determined using finite element analysis (FEA). The findings revealed that nickel-based filler metals did not reduce fatigue resistance and stress concentration as expected, whereas manganese-based filler metals exhibited effective performance under vibration conditions. Additionally, the frequency and amplitude of mechanical vibrations were found to directly influence the rate of fatigue damage formation. In conclusion, it has been demonstrated that vibration-induced fatigue damage can be controlled through the combined use of appropriate filler metal selection and finite element analysis. This study emphasizes the importance of integrating metallurgical and mechanical solutions to improve fatigue resistance in industrial pipeline systems.
Benzer Tezler
- Çeltik kabuklarının yalıtım malzemesi olarak kullanılması
Başlık çevirisi yok
B.CİHAN ÇELEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KIRBIYIK
- İnce taneli sementasyon çeliklerinde sıcak şekil verme ve ısıl işleminin ostenit tane büyüklüğüne etkisi
Başlık çevirisi yok
MERAL ŞANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Metalurji MühendisliğiUludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GÜNGÖR
- Mikrobiyoloji laboratuvarlarında kaza nedeni oluşan enfeksiyonlar
Başlık çevirisi yok
ŞENAY TÜRE
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
MikrobiyolojiGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. KAZIM KURTAR
- Çeltikte farklı tuz konsantrasyonlarında bazı agronomik karakterlerin varyasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLNAZ AGAR
- Pik demiri ve karbon çeliğinin sulu çözeltiler içindeki korozyon hızının tayini
Determination of the rate of corrosion of the cast iran and carbon steel in the aqueous solutions
EMİNE NAZAN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRİ YALÇIN