Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 1

HOŞGELDİNİZ

PROF. DR. HÜSEYİN UZUN

KAZAN ÇELİKLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 2

KAZAN ÇELİĞİ NEDİR? Buhar kazanlarının, ısı değiştiricilerinin, buhar dağıtım hatlarının ve sıcak sıvı geçen boruların imalatında kullanılan çeliklere, kazan çeliği adı verilir.

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 3

KAZAN ÇELİKLERİNDEN BEKLENEN ÖZELLİKLER NELERDİR?

Kazan çeliklerinin; * Çekme ve akma mukavemetleri yüksektir. * Yüksek sıcaklık servis şartlarında sürünme dayanımı oldukça iyidir. * Çentik darbe dayanımı oldukça yüksektir. * Sıcak buhar ve sıcak gazların etkileşimi sonucu meydana gelebilecek korozyon etkilerine karşı dayanıklıdırlar. * Bütün bu özelliklere ilave olarak, kazan imalatında kullanılan bu çeliklerin kaynak kabiliyetleri de iyidir.

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 4

KAZAN ÇELİKLERİ NELERDİR?

Malzeme Numarası

EN 10028-2 DIN 17155 NFA 36-205

UNI 5869 BS 1501 UNE 36087 ASTM JIS G3115

1.0345 P235GH HI A37CP Fe360-1KW

161 Gr. 360/ 164 Gr. 360

A37 RCI A285 Gr.C- A 414 Gr.C/ A516 Gr. 55

SPV24

1.0425 P265GH HII A4 CP Fe410-1KW

161 Gr.400/ 164 Gr. 400/ 224 Gr. 400

A42 RCI A414 Gr.E / A516 Gr. 60

1.0481 P295GH 17Mn4 A48CP A48CP 224Gr.490 A47 RCI A414 Gr.F / A 516 Gr. 65

SPV32

1.0473 P355GH 19Mn6 A52CP Fe510-1KW

A52 RCI A414 Gr.G SPV36

1.5415 16Mo3 15Mo3 15D3 15Mo3 1503 - 243 B 16Mo 3 A204 Gr.B

1.7335 13CrMo4-5 13CrMo44 15CD4-05

14CrMo4.5 620 Gr.27 14 CrMo 4.5 A387 Gr. 12

1.738 10CrMo9-10 10CrMo910 10CD9.10

622 Gr.31 A387 Gr. 22

1.7383 11CrMo9-10 12CrMO 9.10

12 CrMo 9.10

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

EN 10028-2 standardına göre adlandırılan P235HG çeliklerinde, 235 rakamı, o çeliğin minimum akma mukavemetini göstermektedir. Örneğin; P235HG çeliğinin akma mukavemeti 235 MPa’dır.

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 6

KAZAN ÇELİKLERİNİN ÇEŞİTLERİ NELERDİR?

1- Düşük karbonlu alaşımsız kazan çelikleri

Malzeme Numarası EN 10028-2 DIN 17155 ASTM

1.0345 P235 GH HI A 285 Gr. C- A 414 Gr. C/ A516 Gr. 55

1.0425 P265 GH HII A414 Gr. E / A516 Gr. 60

1.0435 HIII A 1043 Grade 50

1.0445 P295 NH HIV

Malzeme Numarası C

Mn

P

S

Si Cr

Karbon eşdeğerliliği Ceş Pcm

1.0345 0.16 0.40 0.05

0.05 0.35 0.30 0.28 0.19

1.0425 0.20

0.50

0.05

0.05 0.35

0.30

0.34 0.23

1.0435 0.22

0.55

0.05

0.05

0.35 0.30 0.37 0.41

1.0445 0.26 0.60 0.05 0.05 0.34 0.30 0.41 0.45

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 7

* Bu çeliklerin, geleneksel alaşımsız yapı çeliklerinden (St 37-2, St 37-3, St 44-2, St 52-3) en önemli farklılığı, içerdikleri Mn miktarının biraz daha fazla olması, S ve P gibi elementlerin de daha düşük tutulmasıdır.

* Bu çelik levhaların yüzeyleri oldukça pürüzsüz, çatlaksız, katmersiz, kaba çiziksiz olmasına dikkat edilmeli piyasaya sürülürken gereken ambalaj önlemleri alınmalıdır.

* Bu çeliklerin tane yapısı düzgün olmadır.

* Bu çelikler, normalize ısıl işlemi uygulanmış olarak piyasaya sürülürler.

1- Düşük karbonlu alaşımsız kazan çeliklerinin özellikleri

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 8

1- Düşük karbonlu alaşımsız kazan çeliklerinin özellikleri

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 9

2- Düşük alaşımlı kazan çelikleri (a) Normalize edilmiş düşük alaşımlı kazan çelikleri

Malzeme Numarası

EN 10028-2 DIN 17155 ASTM

1.0481 P295GH 17Mn4 A414 Gr.F / A 516 Gr. 65

1.0473 P355GH 19Mn6 A414 Gr.G

1.5415 16Mo3 15Mo3 A204 Gr.B

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 10

2- Düşük alaşımlı kazan çelikleri (a) Normalize edilmiş düşük alaşımlı kazan çelikleri

* Alaşımsız kazan çeliklerinin çekme ve akma mukavemetleri, sürünme dayanımları, servis sıcaklığı 350°C’yi geçince azalmaya

başlamaktadır. * Dolayısıyla yüksek sıcaklıklardaki servis şartlarında kullanılabilen ve mukavemet özelliklerinin değişmediği yüksek sıcaklığa dayanıklı kazan çeliklerine gereksinim duyulmuştur. * Bu amaçla çeliğe Cr, Mo, Mn, W, veya V alaşım elementleri belirli bir oranda ilave edilmesiyle, yüksek sıcaklık servis şartlarında kullanılabilen az alaşımlı kazan çelikleri geliştirilmiştir.

* Bu çelikler, 400°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda kullanımını

sağlayan en önemli element, molibden olup, az alaşımlı kazan saclarına % 0.25-0.35 arasında ilave edilir (15 Mo 3).

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 11

2- Düşük alaşımlı kazan çelikleri (b) Sertleştirilmiş ve temperlenmiş düşük alaşımlı kazan çelikleri

Malzeme numarası EN 10028-2 DIN 17155 ASTM

1.7335 13CrMo4-5 13CrMo44 A387 Gr. 12

13CrMo 4 4 yüksek sıcaklığa dayanıklı kazan çeliği, farklı ısıl işlem şartlarında piyasaya sürülmektedir. Isıl işlem şartlarına göre çeliğin kalınlığına göre akma ve çekme mukavemetleri de değişmektedir. Genelde uygulanan ısıl işlemler: Havada soğutma + Gerilim giderme Sertleştirme + Temperleme

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 12

KAZAN ÇELİKLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ

* Kazan çeliklerinin kaynak kabiliyetini sınıflandırırken, piyasaya sürülürken uygulanan ısıl işlem özellikleri dikkate alınır. * Kazan çeliklerinin kaynak kabiliyetini, normalize edilmiş ve sertleştirilip temperlenmiş ısıl işlemlerine göre ayrı ayrı değerlendirilecektir.

Normalize Edilmiş Kazan Çeliklerinin Kaynak Kabiliyeti

TS EN 10028-2 de ifade edilen alaşımsız kazan çeliklerin hepsi 17Mn4, 19Mn5, 15Mo3 düşük alaşımlı kazan çelikleri bu değerlendirme kapsamın agirer.

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 13

Normalize Edilmiş Kazan Çeliklerinin Kaynak Kabiliyeti

* 25 mm’ den daha düşük kesitlere sahip bu çelik levhaların kaynak işlemi esnasında herhangi bir özel önlem almaya gerek yoktur. * Hemen hemen bütün kaynak teknikleri ile problemsiz kaynak yapılabilirler. * ITAB içerisinde aşırı bir sertleşme eğilimi meydana gelmez.

* Normalize edilmiş kazan çeliklerinin elektrik ark kaynak tekniği ile birleştirilmesinde bazik örtülü elektrotlar kullanılmalıdır.

* Gazaltı ve tozaltı kaynak yöntemleri ile de rahatlıkla birleştirilebilirler.

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 14

Normalize Edilmiş Kazan Çeliklerinin Kaynak Kabiliyeti

* 25 mm’ den daha kalın kesitlere sahip kazan çeliklerinin birleştirilmesinde ITAB içerisinde istenilmeyen seviyede bir sertlik artışı söz konusudur. * Bu nedenle mutlaka ön tavlamanın yapılması gerekir. Genellikle ön tav sıcaklığı, malzeme kalınlığı dikkate alınarak 100-150°C arasında seçilmelidir.

* Kaynak işleminden sonra mümkünse gerilim giderme tavlaması uygulanmalıdır. Genellikle 550-650°C arasındaki bir

sıcaklıkta gerilim giderme tavlaması uygulanır.

Kazan Çeliği Levha kalınlığı (mm) Ön tav sıcaklığı (°C)

HIII 25 100

HIV 25 150

17Mn4 25 150

19Mn5 20 150

15Mo3 10 150

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 15

Sertleştirilip Temperlenmiş Kazan Çeliklerinin Kaynak Kabiliyeti

* EN 10028-2’ye göre, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10 ve 11CrMo9-10 çelikleri verilmiştir. * Genellikle krom molibdenli yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler olarak bilinirler. * Bu çeliklerin mikroyapıları ısıl işlemden sonra Beynit – Ferrit fazlarını içerir. * Bu çeliklerin birleştirilmesinde kaynak öncesi ve kaynak sonrası özel önlemlerin alınması gerekir.

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 16

Sertleştirilip Temperlenmiş Kazan Çeliklerinin birleştirilmesinde dikkat edilmesi gereken hususlar şunlardır: * Kaynak öncesi malzeme kalınlığı dikkate alınarak 100-300°C

arasında ön tav uygulanmalıdır. * Kaynak esnasında pasolar arası sıcaklığın uygulanan ön tav sıcaklığının altına düşmemesine dikkat edilmelidir.

* Ayrıca pasolar arası sıcaklığın 45016°C’yi aşmamasına dikkat

edilmelidir.

* Isı girdi miktarının 7-24 kJ/cm’yi geçmeyecek şekilde kaynak parametreleri seçilmelidir.

* Elektrik ark kaynağı ile birleştirileceği zaman, iyi kurutulmuş bazik elektrotlar tercih edilmelidir.

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 17

Sertleştirilip Temperlenmiş Kazan Çeliklerinin birleştirilmesinde dikkat edilmesi gereken hususlar şunlardır: * Kaynak esnasında ısı girdi miktarını düşürebilmek için düşük akım şiddeti ve yüksek kaynak hızı tercih edilmelidir.

* Kaynak işleminden sonra 650 -720°C arasında bir gerilim giderme tavı uygulanmalıdır.

Çelik Levha Kaynak Yöntemi Kaynak elektrotu / Kaynak teli

13CrMo4-5

Elektrik ark kaynağı AWS A5.5 E8013-G (Rutil) AWS A5.5 E8018-B2H4R (Bazik)

Gazaltı özlü tel kaynağı AWS A5.29: E81T1-B2M

Tozaltı kaynağı AWS A5.23: EB2 Toz: EN 760: SA FB 1 65 DC H5

Gazaltı kaynağı AWS A5.28: ER80S-G Koruyucu gaz: Argon + 15- 25% CO2

Oksi-gaz kaynağı AWS A5.2: RM45-G

Kaynak yöntemlerine göre elektrot/kaynak teli seçimi için WEB adresi http://www.boehler-welding-service.com/produktsuche/en/basematerial.php

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

/94 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

15Mo3 Çeliği

http://www.eumeca.com/eumeca/catalogo-degli-acciai/