1. GÄ°RÄ°Åž
İnsanlar gemilerden yararlanmaya tarih öncesi dönemlerde başlamışlardır. Yüzen ağaç parçalarından ilham alınarak içi oyulmuş ağaç kütüklerinden ilk gemiler meydana getirildi.
Zamanla gemi inşaatı yeni buluşlara tanıklık etti. Kalaslardan gemi tekneleri yapıldı ek yerleri muhtelif maddelerle takviye edilerek su geçmez hale getirildi. Bu gemilerin baş ve kıç kısımları gergi halatları vasıtasıyla birbirlerine bağlanırdı.
Eski mısırlıların milattan 3000 yıl kadar önce bu ÅŸekildeki ilkel gemileri kullandıkları bilinen bier gerçektir. Akdeniz’de finikeliler, eski yunanlılar,eski romalılar,kuzeyde iskandinavyalılar gemi inÅŸaatında büyük bir mesafe katederek omurga ve postaları olan gemiler meydana getirdiler.
Bu gemilerin hareket ettirilmesinde rüzgar ve insan gücü kullandılar. Bu gemiler arasında 50 kürekli 60 metre boyuna kadar olanları vardır.
Medeniyetin ilerlemesiyle teknik imkanlar arttı, ihtiyaçlar büyüdü. Kürek ve yelken kuvveti ile gemilerin istenilen sürate eriÅŸmesi güçleÅŸti. Bunun neticesi olarakta makine gücü ile hareket eden gemiler yapılmaya baÅŸlandı. 1788 yılında Ä°ngiltere’de ilk buharlı gemi yapıldı . Ardından Amerika’da bu geliÅŸmeyi takip ettti ve clermont adında 42 metre boyundaki yandan çarklı buharlı geminin inÅŸaasını tamamladı.
Svannah adındaki bier diğer amerikan gemiside 1829 yılında atlantik okyanusunu aşarak bir ilki gerçekleştirdi.
Makine gücünün gemilerde kullanılması sonucunda daha büyük gemilerin yapılması mümkün oldu. Ancak ağaç mukavemet bakımından büyük gemilerin yapımına olanak sağlamadığından dolayı 19. Yüzyılda demir ve günümüzün en önemli gemi inşaa malzemesi olan celik gemilerin yapımına başlandı. Önceleri demir ve agaç karışık olarak kullanılır, gemilerin omurga ve postaları demirden dış kaplama ve güverteleri agaçtan yapılırdı.
Demirden yapılmış ilk gemiler arasında en bilindik olanları ÅŸunlardır, 1843’de Ä°ngiltere’de yapılan boyu 87,23 metre, geniÅŸliÄŸi 15,56 metre,yüksekliÄŸi 9,91 metre ve deplasmanı 3000 ton olan ‘great britain’ ile yine Ä°ngiltere’de yapılan 207 metre boy, 25 metre geniÅŸlik, 17 metre yükseklik ve 2700 ton ağırlığındaki ‘great eastern’ …
Bu gemilerin pervaneleri ve bunun yanında yandan iki adet çarkı mevcuttu.
19.yüzyılın ikinci yarısında daha süratli gemiler iki ve daha çok pervaneli olarak yapıldı. 20.yüzyılda gemi inÅŸaatında daha büyük hamleler yapıldı. Büyük süratli ve komforlu gemilerin inÅŸaası birbirini takip etti. 291 metre boyundaki ‘bismark’ dünyanın en büyük gemisiydi. Ardından 1929da yapılan ‘Europa’,’Bremen’ ve ’Quen Elisabeth’ .o dönemdeki en muhteÅŸem gemiler olarak tarihe geçtiler.
20.yüzyılda gemilerde motor kuvvetinden istifade edilmeye başlandı ve buna bağlı olarakta gemi inşaa sektörü hızla gelişti.
Gemi inşaatı tekniği günümüze gelene kadar oldukça hızlı ve başarılı bir şekilde gelişti. Günümüzde gemi inşaasında elektrik kaynağı geniş ölcüde kullanılmakta ve çelik,alüminyum,ve suni malzemelerden yararlanılmaktadır. Model tecrübeleri sayesinde gemilere en elverişli şekil verilerek ekonomi ve mükemmellik sağlanmaktadır.
2.GEMÄ° Ä°NÅžAASINDA KULLANILAN BAÅžLICA MALZEMELER.
Gemilerin yapıldığı ve tamir edildiği tersanelerde başlıca şu malzemeler kullanılır,
1. Madenler.(Çelikler, dökme demir ve diğer malzemeler)
2. Agaç (Keresteler)
3.Suni maddeler ve yardımcı malzemeler.
2.1. Çelik
Bu bölümde çelik yapımı, çentik duyarlılığı , çelik ve kaynak kullanılmasındaki spesifikasyonlardan bahsedilecektir.
Günümüzde gemi inşaatında kullanılan en önemli malzeme çeliktir. Çelik bilindiği gibi terkibinde %1,7 ye kadar karbon bulunan demir ve karbon alaşımıdır.
Ancak çelik içeriğinde nispeten düşük yüzdelerde başka madenlerde bulunabilir. Çelik yardımcı bier muameley tabi tutulmadan doğrudan doğruya dövülerek işlenebilir. Çelikten dökümde yapılabilir.
Terkibinde %2,5-3,5 karbon bulunan demir ve karbon alaşımlarına dökme demir adı verilir. Döküme elverişlidir ancak dövülerek işlenemez.
Gemi inşaatında çelik, dökme çelik ve hadde çeliği ( levha ve profil olarak) en çok kullanılan yapı malzemeleridir.
Dökme çelik kullanılmak istendiği taktirde uygun büyüklükteki bier çelik parçası derim hanelerde şahmerdan ve çekiçlerle dövülerek istenilen şekil verilir veya dökümhaneler-de modele göre kalıplanarak dökülür. Hadde çeliği veya hadde mamülleri ise çelik haddehanelerinde muhtelif ölçü ve kalınlıklarda levha ve profil şeklinde imal edilerek piyasaya sunulur.
Çelik saçlar düz, bier yüzü baklavalı veya kabartmalı olarak imal edilirler. Baklavalı ve kabartmalı saçlar üzerinde yürürken ayak kaymaması için bazı döşemelerde kullanılırlar.
Düz saçlar 0,5-50 mm kalınlıklarda yapılırlar. Ancak gerekli hallerde daha kalın çelik saçlarda imal edilebilir. 5 mm az kalınlıktaki levhalara ince saç adı verilir. Bunların enleri 1 m boyları ise 4 m kadardır. 5 mm den daha kalın levhalar için aşağıdaki tablo yardımıyla bier fikir sahibi olunabilir.
2.1.1. Çelik türleri
Euronorm 20-74 e göre çelikler kimyasal bileşimlerine veya kullanım yerinde istenen özelliklere göre sınıflandırılır. Kimyasal bileşim açısından alaşımlı ve alaşımsız olarak iki gruba ayrılır.
Kullanım amaçlarını dikkate alan temel ayırım ise şöyledir; kütle çelikleri ( alaşımsız) kaliteli çelikler( alaşımsız, alaşımlı), asal çelikler ( alaşımsız ,alaşımlı).
Kütle çelikleri dayanım ve süneklik değerleri dışında her hangi bir özellik gözetilmeden, genel amaçlarla kullanılırlar. Kaliteli çelikler ise yeriine göre kaynağa uygunluk, gevrek kırılmaya duyarsızlık, derin çekilebilme, otomat tezgahlarında işlenebilme gibi bazı niteliklerede sahip olacak şekilde özenle üretilen çeliklerdir. Asal çelikler özel üretim koşullarından dolayı kaliteli çeliklerden daha az katışkı içerirler. Yüksek alaşımlı çeliklerin asal olması zorunludur. Öte yandan kullanım alanları bakımından konstrüksiyon vetakım çelikleri olarakta bir sınıflandırma yapılabilir.
2.1.1.1. Yapı çelikleri
Kimyasal etkilere dayanıklılık ve imalat sırasında sertleştirme işlemi öngörülmeyen konstrüksiyon çelikleridir. Kullanım yerine göre seçilmelerinde, öncelikle akma sınırının yüksek olması göz önünde bulundurulur. Bunun yanında yeterli süneklik ve gerekli hallerde tokluk da aranan özelliklerdir. Bu arada söz konusu çeliklerin en basşta kaynak olmak üzere, soğuk şekil verme gibi bazı imal usülleriyle ilgili teknolojik özellikleride büyük önem taşımaktadır. Çoğu kez malzeme niteliği olarak kabul edilmesine karşın gerçekte yöntem ve konstruksiyon öğelerini de içerenkaynak kabiliyeti aşağıda belirtilen üç alt kavrama ayrılarak açıklanabilir.
·Kaynağa elverişlilik ; kaynak bağlantısının uygulanan bir yöntemle gerçekleştiril-
mesin de , seçilen malzemenin metalurjik, kimyasal ve fiziksel özellikler açısından her hangi bir olumsuzluk yaratmamasıdır.
Dönüşüm gösteren çeliklerin kaynak işleminde ısıdan etkilenen bölge yeterli sünekliğe sahipse, kaynağa uygunluğun var olduğu genellikle söylenebilir. Bunun için genellikle alınacak önlemlerle martenzit oluşumu engellenmeli veya meydana gelebilecek martenzitin bir ölçüde tok olmasını sağlamak için çeliğin karbon miktarı sınırlanmalıdır.
·Kaynak güvenliği; öncelikle malzemeye bağlı olan kaynağa uygunluk konstrüksiyonun gevrek kırılmaya karşı güvenli olması için yeterli değildir. Yani konstrüksiyonun öngörülen işletme koşulları altında gevrekleşme ve çatlama tehlikesinden uzak kalması, çelik özellikleri yanında başka bazı özelliklerinde imalatçı tarafından dikkate alınmasını gerektirir. Söz konusu etkenler tasarım( saç kalınlığı, dikiş türü, çentik etkisi) ve zorlama durumu olarak iki gruba ayrılır.
·Kaynağın yapılabilirliği ; belirli bir konstrüksiyonun seçilen kaynak yöntemiyle gerçekleştirilebilmesidir.
4.1.1.2. Genel yapı çelikleri
Alaşımsız ve çoğunlukla kütle çeliği olarak sıcal şekillendirmeden sonra normalleştirilmiş veya bazende soğuk şekil verilmiş olarak kullanılırlar. Bu çeliklerden özellikle çekme ve akma dayanımları göz önünde tutularak yer altı ve yer üstü inşaatları, köprü depolama kabı, taşıt ve makine yapımı gibi çeşitli mühendislik alanlarında yararlanılır.
Tablo.1. EURONORM 27-74 ‘ e göre çelik iÅŸaretleri
Bu çeliklerin iç yapıları ferritik ve perlitiktir. Dayanım değerleri şu faktörler sayesinde artar; katı çözelti sertleşmesi, tane sınırları, perlit oranı. Kaynağa uygunluk bakımından karbon mitarı, gevrek kırılmaya duyarsızlık için ise geçiş sıcaklığı veya çentik vurma tokluğu bir ölçü olarak alınabilir. Sonuç olarak kaynak işlemi söz konusu ise çelikler sadece dayanımlarına göre tokluk özelliklerine göre de seçilmelidir. Diğer bağlantılarda ise malzemenin tok olması bağlantının dayanımını etkilemez.
Tablo. 2. DÄ°N 17100’ e göre çeliklerin mekanik özellikleri
4.1.1.3.İnce saçlar
Genellikle alaşımsız çeliklerden soÄŸuk ÅŸekil verilme sonrası yumuÅŸatılmış, kalınlıkları 3mm ‘nin altında olan saçlardır. Åžekil verme ve yüzey kaplama iÅŸlemlerine uygun çeliklerdir. Ä°nce saçlarda dayanım deÄŸerleri çoÄŸu kez ikinci planda kalır. Öncelikle derin çekme ve benzeri ÅŸekil verme yöntemlerinin uygulanması için süneklik aranır. İç yapının ince taneli olması ve saç yüzeyinin belirli bir duruma getirilmesi de önemlidir. Yüksek dayanım istenen bazı uygulamalarda saçın ÅŸekil deÄŸiÅŸtirme kabiliyetinin azalması pahasına da olsa karbon miktarını artırmak veya baÅŸta mangan olmak üzere alaşım elementi katmak yoluna gidilebilir.
Az karbonlu yumuşak çeliklere özgü belirgin akmadan dolayı ince saçlardan parça yapımında yüzey görünümünü bozan bantlar oluşabilir. Bu olay başta azot olmak üzere çözünmüş atomların dislokasyonlarla etkileşiminden ileri gelir.
Ä°nce saçlar genellikle eritme ve direnç kaynağına uygundurlar.ancak kalınlığı 1 mm ‘ nin altında olan saçlara oksi-asetilen kaynağı gibi ilave malzeme gerektirmeyen uygulamalarda çelikteki kalıntıların miktar ve türü özenle kontrol edilmelidir. Kalıntılar eriyik içinde viskozite artışı ve köpürme meydana getirerek kaynak metalinin
gözenekli olmasına yol açarlar.
4.1.1.4. Yüksek dayanımlı yapı çelikleri
çeliklerde dayanım artırma yöntemleri iç yapıya bağlıdır. İç yapıları bakımından çelikler ferritik, ferritik-perlitik, martenzitik ve östenitik olmak üzere dört gruba ayrılır.
Konstruksiyonlarda yüksek dayanımlı öeliklerin kullanılması aşağıdaki noktaların göz önünde tutulmasını gerektirir.
·Boyutların sadece çekme gerilmelerine göre seçilmesi yeterli olabilmelidir.
·Yüksek dayanımlı malzeme seçerek et kalınlığının azaltılmasında paslanmadan gelebilecek bir sınırlama vardır. Bu bakımdan atmosfer etkisine dayanıklı yapı çeliklerinin kullanılması önem kazanır.
·Statik dayanımın yükselmesi yorulma dayanımını da belli oranda artırmakla birlikte , çentik duyarlılığınıda fazlalaştırır.
·Yüksek dayanımlı çeliklerde süneklik genellikle düşer yani gevrek kırılma eğilimi artar. Konstrüksiyon ne kadar özenli yapılsada meydana gelebilecek hata olasılığıda gözden kaçırılmamalıdır.
4.1.1.5. Paslanmaz ve aside dayanıklı çelikler
Normal alaşımsız ve az alaşımlı çelikler korozif etkilere dayanıklı değillerdir. Bileşimlerinde en az %12 Cr bulunanlar ise yüzeylerine kuvvetle bağlanan yoğun, tok ve çok ince bir oksit tabakasından ötütü pasifleşir, yani indirgeyici olmayan ortamlarda korozyona karşı direnç kazanırlar. Ancak bu çeliklerde krom karbür oluşursa krom miktarı %12 lik değerin altına düşebilir. Böylece korozyona dayanıklılık özelliği kaybolur. Dolayısıyla çelik bileşimindeki karbon derişikliği yükseltildikçe karbon miktarı artırılmalı veya karbür yapma eğilimi kromdan fazla olan belirli elementler katılarak krom karbür oluşumu engellenmelidir.
Paslanmaz çeliklerde alaşım elementleri önem sırasına göre krom, nikel, molibden ve mangandır. Bunlardan krom ve nikel iç yapının ferritik veya östenitik olmasını sağlarlar.
4.1.1.5.1. Ferritik Cr çelikleri
İç yapıları ve mekanik özellikleri mekanik işlemlerle değişmez. Ancak kuvvetli östenit yapıcı olan karbon belirli bir miktara ulaşınca kromun ferrit yapıcı etkisi prtadan kalkar. Böylece yüksek sıcaklıkta oluşan östenitin soğuma hızına bağlı dönüşüm ürününe göre perlitik veya genellikle havada su alan martenzitik paslanmaz krom çelikleri elde edilir. Ferritik çeliklerin taneler arası gerilme korozyonuna duyarşlılıkları azdır. Östenitik krom-nikel çeliklerine göre kükürtlü gazlara karşı daha dirençlidirler. Temelde amonyak ve temel genel korozyona dayanımlı olan bu çelikler noktasal taneler içi ve taneler arası korozyona uğrayabilir. Bu durum da öncelikle iç yapıdaki heterojenliklerden kaynaklanır. Dolayısıyla korozyon dayanımı uygun ısıl işlemler yardımıyla iyileştirilebilir.
Geçiş sıcaklığının yüksekliğinden dolayı çentik vurma toklukları oda sıcaklığında düşük olan bu çeliklerde üst sıcaklıklara doğru gidildikçe tutma süresine bağlı olarak aşağıda açıklanan 3 gevrekleşme bölgesi görünür.
·400-500 derece arasında fazla kalmış ve yavaş soğutulmuş % 15 den fazla krom içeren çeliklerde çökelmelerin neden olduğu 475 derece gevrekleşmesi görülür.
·600-800 derece arası fazla tutma sonucu yüksek kromlu ferritik ve bazı östenitik çeliklere %50 Cr-%50 Fe den oluşan sigma fazı oluşur.
·950 derece üzerinde ise tane irileşmesine ek olarak tane sınırlarında krom karbür çökeltileri oluşur.
Bu çeliklerde kaynak işleminden önce tokluğu artırmak için 150-200 derece arasında ön ısıtma ve kaynak sonrası tavı yapılmalıdır. Tane irileşmesi ve karbür çökelmelerine karşı kaynak sırasında ısı girişi düşük tutulmalıdır. Tokluğu yükselten östenitik türdeki ilave malzemesi kullanılarak kaynak dikişinin çatlama eğilimi azaltılmalıdır.
4.1.1.5.2. Östenitik Cr-Ni çelikleri
Korozyona dayanıklı çeliklerin en önemli bölümünü oluştururlar. Manyetik olmayan bu çeliklere östenitik iç yapıları dönüşüm göstermediği için normalleştirme ve sertleştirme ısıl işlemleri uygulanmaz. Korozyonu önlemek için gerekli olan kromun ferrit yapıcı etkisini, östenit yapıcı alaşım elementi kullanarak ortadan kaldırmak mümkündür. Ancak bu amaçlai kuvvetli östenit yapıcı olamasına karşın karbür meydana getirerek korozyon davranışını zayıflatan karbonun oranını yükseltmek yerine aynı zamanda oksitleyici redükleyici asitlere de dayanıklı olan nikelden yararlanılır.
Kükürtsüz korozif ortamlarda östenitik çelikler ferritiklerden genellikle daha iyi sonuç verirler. Molibden katılmasıyla organik ve çeşitli mineral asitlere, tuzlara karşı daha fazla direnç kazanırlar. Bu çeliklerin dezavantajlarından biri sıcak çatlama eğilimi göstermeleridir. Ayrıca bu çeliklerdeki en büyük sorun krom-karbür çökelmesidir. Bu karbürler taneler arası korozyona ve tane ayrılmasına neden olurlar. Bu olayda krom miktarının korozyona dayanıklılık sınırının altına düşmesi büyük rol oynar. Östenitik çelikler kaynağa çok elverişlidirler. Gemi inşaa sektöründe bu özelliklerinden dolayı oldukça yoğun kullanım alanları vardır. Bu çeliklerde sünekliğin yanında tokluk değeride oldıkça yüksek bir değerdedir. Kaynak esnasında ısıdan etkilenen bölgelerde herhangi bir sertleşme görülmez. Sadece kaynak dikişi yanında kritik sıcaklığa ısınan ve yavaş soğuyan dar bir şerit boyunca karbürler ayrışabilir. Bu nedenle kaynak edilecek çelikler gerektiğinde stabilize türden seçilmelidir. Ayrıca östenitik çeliklerin isi iletim katsayısı küçük , ısıl genleşme katsayısı büyük olduğundan çarpılma tehlikesine karşı kaynak sırasındaki ısı girdisinin düşük tutulması yararlıdır. Taneler arası korozyonu önlemek için çeliğe stablizatör (karbona ilgisikromdan daha fazla olan elementler) maddeler katılabilir.
Bazı fabrikalar dahada büyük ölçülerde saç levhalar üretebilmektedirler. Saç levhaların ölçüleri şu şekilde gösterilir.
ÖrneÄŸin: 500×1500x7 ( 5000 sayısı levhanın uzunluÄŸunu , 1500 sayısı levhanın geniÅŸligini , 7 sayısıda levhanın kalınlığını mm cinsinden gösterir)
2.1.1. Çelik yapımı
Gemilerde kullanılan çelikler başlıca şu üç yöntemden biri ile yapılmaktadır. Gemi çeliklerinde yüksek mukavemet ve korozyona karşı dayanım aranan en büyük özelliklerdendir.
a) Siemens-Martin
b) Thomas yöntemi
c) Bazik oksijen veya oksijen üfleme yöntemi
d) Elektrik ark yöntemi.
2.1.1.1. Siemens-Martin
Siemen-Martin yöntemi gemilerde kullanılan çeliklerin yapımında senelerce kullanılmıştır..
Oksitleme ve gerekebilecek olan eritme siemens-martin ocağının tekne şeklindeki haznesinde gerçekleştirilir. Rejeneratif yakma sistemiyle çok yüksek sıcaklıklara ulaşılabilir. Bu sistemde baca gazları ısısından faydalanılarak ön ısıtılan hava ve yanıcı gaz ayrı kanallardan üflenerek ocak şarjı üzerinde alev oluştururlar. Oksitleme süresi diğer yöntemlerden oldukça uzundur. En önemli olay karbonun , CO gazına dönüşme-
sidir. Yükselen gaz kabarcıkları yani kaynama olayı sayesinde banyo iyice karışır. Tüm eriyik içinde oksitleme reaksyonu homojen bier hal alır.
Hammadde olarak katı veya sıvı pik demir ile hurda kullanılır. Pik demir içindeki karbon hurdada bulunan demir oksitleri (pas,tufal) indirger. Isı dıştan verildiği için karışımdaki hurda miktarı yüksek tutulabilir. Çeliğin kaliteside eritilen hurda miktarına doğrudan bağlıdır. Bu nedenle yüksek kaliteli çelik imalatında haddehane artıkları veya yüksek kaliteli diğer hurdalardan yararlanılabilir.
Üstten ısıtılan ve sıcak olan cürufun reaksiyon kabiliyeti çok yüksektir. Bu yüzden bazik karakterli ocaklarda çok düşük fosfor (%0,02), kükürt (%0,03) ve azot oranları elde edilebilir. Hurdadaki alaşım elementleri sıvı metalde kolaylıkla çözülebilir. Uzun oksitleme süresi bileşimin cok hassas saglanmasına olanak tanır. Dış kaynaklı ısıtmadan dolayı eriyiğin donması söz konusu degildir. Alaşım elementleri oksitlenmeden sonrada katılabilir.
2.1.1.2. Thomas yöntemi
Siemens-Martin yöntemine göre daha yeni olan bu yöntemde reaksiyon hızının artırılmasında oksijen kullanılır.
Oksitleme bazik astarlı konvertörlerde yapılır. Bu yuzden fosforca zengin olan pik demirden çelik üretilmesi mümkün olur. Gereken hava konverterin çok sayıda kanal içeren tabanından sıvı pik üzerine üflenir. Bu yöntemde sadece silisyum ve mangan degil karbonda fosfordan önce yandığından istenen karbon miktarı oksıtlenmeden sonra ferromangan veya spiegel katılarak sağlanabilir.
Thomas çeliğinde gosfor ve azot miktarları oldukça yüksektir. Fosfor ve azot gevrekleşmeye neden oldukları için thomas çeliğinin üretimi almanyada büyük ölçüde durdurulmuştur. Thomas çeliğinini kullanıldığı sistemlere uygulanacak değişiklik veya tamir işlemlerinde çok dikkatli davranılmalıdır. Thomas çeliğinde mekanik özelliklerle bağlantılı olarak kaynak kabiliyetide oldukça kötüdür.
2.1.1.3. Oksijen üfleme yöntemi
Avusturya’da ilk kez 1949’da endüstriyel ölçekte uygulanmıştır. Elde edilen çelikteki azot miktarının çok az olmasını saÄŸlayan saf oksijen su ile soÄŸutulan bir borudan pik üzerine üflenir. Oksijenin metale ilk rastladığı yerdeki büyük sıcaklık etkisiyle astarın tahrip olmaması için üfleme Thomas konverterindek, gibi tabandan yapılmaz. Hava yerine oksijen kullanımından gelen sıcaklık artışı thomas yöntemindeki yanma sırasınıda deÄŸiÅŸtirir. Fosfor karbondan önce yanar ,böylece fosfor miktarı cok azalır. Banyoya % 25 ‘e kadar hurda katılabilir. Bir diÄŸer ekonomik üstünlükte pik türünün seçimindeki serbestliktir.
Oksijen üfleme yöntemiyle kaliteli,düşük katışkılı,kaynağa elverişli çelikler ekonomik olarak üretililir. Bu yöntem günümüzde siemens-martin yönteminin yerini almaktadır.
2.1.1.4. Elektrikli yöntemler
bu yöntemde gereken enerji ark veya indüksiyon ile sağlanır. Yüksek alaşımlı çeliklerin üretilmesi için;
·Ocaktaki oksijen aktivitesi mümkün olduğu kadar düşük tutulmalıdır. Aksi halde alaşım elementide yanar.
·Yüksek ocak sıcaklıklarına erişilebilmelidir. Böylece alaşım elemntleri banyoya daha kolay girer.
Bu koşullar ancak elektrikli eritme yöntemiyle sağlanabilir. Yakıttan dolayı katışkıların artması sorunu yoktur. Gereken oksitleme işlemi demir cevheri veya oksijenle yapılır. Yüksek dayanımlı ve yüksek alasşımlı çeliklerde özellikle yeterlitoklukbakımından çözünmüş gaz miktarı çok az olmalıdır. Bu amaçla hidrojen ve azotun giderilmesi oksijene göre çok daha zordur.
Eriyen elektrotlu ark yönteminde;sürekli biçimde metal banyosuna doğru hareket ettirilen çelik elektrot oluşturduğu elektrik arkıyla vakum altında eritilir. Gaz veya sıvı haldeki reaksiyon ürünleri bu ortamda çeliği daha kolay terkeder. Kükürt ve fosfor ise kimyasal olarak giderilir. Bu yöntemle elde edilen çeliklerin dinamik zorlamalara karşı dayanımları ve çentik vurma toklukları oldukça iyidir.
2.1.1.5. Oksijeni alma iÅŸlemleri
Çelik yapımında metalurjik durumları göz önüne alan birinci derecede reaksiyon karbon ve oksijen karışımının bier gaz ortamı oluşturmasıdır.Çelik yapımında kullanılan yöntem ve oksijeni alma işlemi elde edilen çeliğin türünü oluşturur. Oksit giderme işleminde oksijene karşı kimyasal ilgileri demirden daha fazla olan aşağıdaki elementlerden yararlanılır.
Mn-V-C-Si-Ti-B-Zr-Al
2.1.2. Kaynar çelikler (U)
Bu tür çeliklerin oksijeni az miktarda alınmış olup genel olarak 12,5 mm kalılığa kadar olan levhaların yapımında kullanılırlar. Bu nedenle bu çeliğin kullanım alanı daha az önemli elemanların imalatıyla sınırlı tutulmuştur. Gözeneksiz , karbon ve katışkıları çok az olan demir tabakası kaynar çelikler için karekteristiktir. .
2.1.3. Durgun çelikler (R)
Tamamen oksijeni alınmıştır olup en önemli tekne bünyesel elemanları için önerilmektedir. Eş dagılmış yani homojen olan iç yapısı bu tür çelikleri bilhassa kalın levhalar için çok uygun kılar. Oksit giderme işlemi silisyum ve alüminyumun yardımıyla gerçekleştirilir. Durgun çelik imali için silisyum katkısının %0,10 dan daha fazla olması gerekir. Durgun çelik katılaşmaya başladığında elde edilen ingotun üst bölümlerinde belirli büzülme oyukları veya boru şeklindek, gaz boşlukları meydana gelir. İngotun bu kısmı (lunker) kesilerek atılır. Kafa lunkeri blok haddesinde kesilir. Dolayısıyla durgunlaştırılmış çelikte üretim verimi durgunlaştırılmamış celiklerden biraz daha düşüktür. Makrosegragasyonlar kaynar çeliğe göre yok denecek kadar azdır.
Kaynar çelik ingotlarındaki gibi demir tabakası bulunmadığından durgun çeliklerde haddelenen yarı mamüllerin yüzey kalitesi iyi değildir. Derin çekme saçları bu nedenle çoğunlukla kaynar veya şekil değiştirme kabiliyetine büyük önem veriliyorsa düşük karbonlı özel durgun çeliklerden imal edilirler.
Aşağıdaki hallerde çelik durgun dökülmek zorundandır.
·Dökme çelikler ; gemi inşaatında en çok kullanılan materyaldir. Dökülen parçalara daha sonra haddeleme veya dövme gibi şekil verme işlemleri uygulanamayacağı için gözeneksiz yapıda olmaları istenir.
·Sert çelikler ; %0,25 den fazla karbon içeren çeliklerde oksijen miktarı düşük olduğundan katılaşma sırasında ortaya çıkan CO gazı ingotu terkedemeyecek kadar azdır. Kalite açısından sakınca yaratan bu durumu önlemek için çelik durgunlaştırılır.
2.1.4. Yarı durgun çelikler
Durgun çeliğe oranla daha az oksijeni alınmıştır. Daha az oksijeni alınmış olmasına karşın kaynar çeliğe oranla daha çok kullanılır. Yapımı durgun çelikten daha ucuz ve içinde boru şeklindeki gaz boşlukları daha az bulunduğu için kaynak edilen çeliklerde daha çok kullanılır. Yani kaynak kabiliyetleri yeterli düzeydedir. Bu yüzden levha ve profil olarak gemilerde kullanılan çeliklerin büyük çoğunluğu yarı durgun çelikten yapılır.
.2.1.5. Özel durgun çelikler (RR)
Sıvı çeliÄŸe mangan ve silisyuma ek olarak alüminyum katılıp kalan oksijen aliminyum oksit ‘e azot ise AlN ‘e dönüştürülür. Böylece oksijenin yanında ÅŸekil deÄŸiÅŸtirme yaÅŸlanmasına neden olan azotun gevrekleÅŸtirici etkiside ortadan kaldırılmış olur. AlN parçacıkların katılaÅŸmada çekirdek rolünü oynaması ve iç yapının ince taneli olmasını saÄŸlar. Sonuç olarak dayanım tokluk deÄŸerleri önemli ölçüde ve olumlu yönde deÄŸiÅŸir. Akma sınırı ve çentik vurma tokluÄŸu artar, geçiÅŸ sıcaklığı düşer.
2.1.6. Isıl işlem
Gemi yapımında kullanılan çeliğin büyük bır bölümü haddelenmiş olarak piyasaya sunulur. Bununla beraber geminin kritik bölgeleri için çentik mukavemeti yüksek olan malzeme veya yüksek mukavemetli çelikler istendiğinde normalizasyon ısıl işlemi istenir. İç yapının inceltilmesi çelik ölçülü oranlarda alüminyum veya diğer yapı inceltici elemanların katkısıyla elde edilir. Tamamen öldürülmüs, ince taneli normalize edilmiş karbon çeliği kontrollü bır kimyasal birleşme uygun olarak istenirse çentik darbe dayanımı yüksek olan çelikler elde edilebilir. Su verme ve temperleme işlemleri ile daha sert ve yüksek mukavemetli çelikler elde edilebilir. Fakat bu işlemler düşük alaşımlı veya alaşımsız çelikler için kullanılır.
2.1.7. Levhalar
Levhalar üç tür işlemle elde edilmekte olup bunlar ;kenar kesmeli levhalar, düz haddelenen levhalar, veya devamlı şerit hadde levhalarıdır.
Kenar kesmeli levhalar her iki yönde haddeleme özelliği taşımaktadır. Her iki yönde haddeleme işlemine cross rolling adı verilir. Bitirme işlemleri arasında soğutma, düzeltme, serme, damgalama, kesme ve kontrol bulunmaktadır. Bu türde yapılan çeliklerin genellikle boyuna ve enine doğrultularda çok iyi çentik mukavemetleri vardır.
Düz haddelenen levhaların, her iki yönde haddeleme işleminden geçirilmedikle-ri için enine doğrultuda düşük uzama özelliği vardır. Bu tür çelik üreten fabrikalarda biri yatay diğeri düşey doğrultuda iki adet hadde vardır. Düşey hadde silindiri yan kesme olmadan levhanın enine boyutunu elde eder.
Devamlı şerit haddeleme işlemi daha çok ince ve geniş levhaların yapımında kullanılır. Ara sıra kütükler devamlı şerit haddelemeye girmeden önce belirli bır derecede her iki yönde haddeleme işleminden geçerler. Bu durumda levhaların her iiki doğrultudaki nitelikleri kenar kesmeli ve devamlı şerit hadde işlemleri ile yapılan çeliklerinkinin arasındadır.
2.1.8. Yüksek mukavemetli çelikler
istenilen mekanik özellikler ve kaynağa elverişlilik bakımından yüksek mukavemetli çeliklerin seçimi büyük bır özenle yapılmalıdır. Yüksek mukavemetli çelik saçların gemilerde kullanılması iki gruba ayrılabilir.
a)Akma sınırı 345 MPA =50.000 psi= 3502 kg/mm² olan yüksek mukavemetli karbon çelikleri.
b)Akma sınırı 690 MPA =100.000 psi =70,4 kg/mm²’ye kadar çıkan düşük alaşımlı sulama yoluyla hızlı soÄŸutulmuÅŸ ve temperlenmiÅŸ çelikler.
Yüksek mukavemetli çelikler genelde şu durumlarda kullanılırlar.
·Geminin çelik tekne ağırlığını azaltmak
·Yüksek gerilmelerin oluÅŸtuÄŸu bölgelerde çok kalın levhaların kullanılmasını önlemek için. Düşük alaşımlı nikel çelikleri alçak, bilhassa –57 derecenin altında sıcaklık isteyen yerlerde üstün çentik mukavemetli oldukları için yüksek gerilmelerin olduÄŸu yerlerde kullanılırlar.
2.1.9. Çeliğin çentik sertliği özellikleri ve levha kalınlığının çentik dayanımına etkisi
Malzemenin çentik sertliği veya çarpmalara dayanıklılığı, yük altındaki plastik şekil değiştirmesinde yuttuğu enerji olarak tanımlanır. Malzemenin bu özelliği metalürjik veya mekanik çatlamalar yada çentiklerin oluşması esnasında ansızın çatlamaya karşın dayanıklılığını artırır. Çatlamadan önce çok az veya hiç enerji plastik olarak yutulmamışsa ve kopma yarık tipinde ise malzeme gevrek olarak tanımlanır. Çeliğin bu özelliği büyük ölçüde sıcaklığa bağlı olduğundan dönüşüm sıcaklığı çentik sertliği için bır kriter olmuştur. Gerçekte dönüşüm dar bir sıcaklık bölgesinde oluşur.
Çentik sertliğinin veya dayanımının ölçülmesi için çentik darbe parçaya çentik darbe deneyi uygulanır.
Metalurjik bakımdan aynı gruptan veya dökümden bir çelik için daha kalın levhalar ince levhalara göre çentik etkisine daha fazla duyarlıdırlar. Bu durum daha fazla çelik fabrikasında haddeleme sırasındaki bitirme sıcaklıklıklarındaki değişikliklere bağlıdır. Levha kalınlığını 12.5 mm den 38 mm ye artırmak bazı durumlarda çarpma dönüşüm sıcaklığını 10 ila 20 derece arasında yükseltir.
Belirli yerlerde,daha kalın levhalar için daha büyük çentik sertliği olan çelik kullanma yoluyla bu kalınlık etkisi ortadan kaldırılabilir. Herşeye rağmen kalın levhaların kullanılmasında yerleri neresi olursa olsun çok dikkatli davranmak gerekir.
Åžekil.1. ABS’in D türü çeliÄŸi için tipik V-çentiÄŸi dönüşüm sıcaklığı egrisi.
2.1.10. Haddelenmiş levhaların yönsel özellikleri,soğuk şekillendirmenin malzemeye etkisi ve yorulma
Levhalar haddelenirken iç yapı haddeleme yönünde uzar. Sonuç olarak boyuna alınan deney parçalarının çentik vurma değerleri enine alınan deney parçalarınınkinden daha yüksek olarak bulunur. Bu nedenden dolayı gemilerin kaplama saçlarının sarılmasında levhaların baş ve kıç yönlerinde boyuna olarak bulunmasına dikkat edilmelidir. Böylece haddelemenin boyuna olduğu yönde gelecek olan gerilmelere uygun hareket edilmiş olur.
Kalınlık boyunca yani levha yüzeyine dik yönde levhaların çentik sertliği daha azdır. Buna ek olarak kalınlık yönünde levhanın kopma mukavemeti ve esnekliği azalmaktadır. Bu nedenden levhaların kalınlığı yönünde yüksek yüksek kopma gerilmelerinin taşınmasını istemeyen dizaynlar kullanılmalıdır.
Soğuk şekil verme ; malzemede değişik hasarlar oluşturur. Birinci olarak flençleme veya fazla şekil verme sonucu malzeme yüzeyinde çatlaklar v.b kusurlar oluşar. İkinci olarak aşırı derecede soğuk şekil verilmiş parçalarda çentik dayanımında ve sertlikte düşme gözlemlenir. Bazı çeliklerde gerilmelerin sürekliliği sonucunda ters bier etki oluşabilirki bunuda orta dereceli bır ısıtma hızlandırır.
SoÄŸuk ÅŸekillendirmede çentik sertliÄŸindeki azalma çelik yaklaşık olarak %3 ‘den fazla gerildiÄŸi zaman ortaya çıkar. Karine döküm saçların veya ÅŸiyer-stringer döküm saçların haddelenmesi sorun yaratmaz. Bununla beraber kalın saçların ufak yarı çaplara haddelenmeleri çentik sertliÄŸini etkiler.
Tekne çeliğinin zorlanma yaşlanması genellikle az görülen bır olay olmakla birlikte buna karşın gerekli önlemler ; Bessemer çeliği zorlanma sonucu yaşlanmada esnekliğinden çok kaybettiği için bu tür çeliğin soğuk şekil verilmesi gerekli herhangi bır yapısal eleman için kullanılmaması şeklinde algılanmalıdır.
Bilhassa kalın levhalarda makasta kesilmiş kenarların düzeltilmesi buralardan herhangi bier çatlamanın başlaması olasılığını ortadan kaldırır.
Geminin yapısında yorulmanın önemli bir unsur olduğuna dair pek az kanıt vardır. Yüksek mukavemetli çeliklerin yorulma özelliklerinin normal mukavemetli çeliklerinkinden daha fazla olmadığı bilinmektedir. Bu sebepten dolayı akma mukavemetinin artışından dolayı yorulma mukavemetinde belirgin bier artış olmaz. Yüksek mukavemetli çelikleri kullanan bazı dizaynlar akma noktaları karşılaştırılınca bazen pek ileri sayılmaya bilir. Bundan dolayı,yüksek mukavemetli çelikler kullanıldığında bazı kritik ayrıntıların dizaynına gerekli önem verilmelidir.
3. ÇELİK SPESİFİKASYONLARI
3.1. Normal ve yüksek mukavemetli çelikler
American bureau of shipping (ABS) VE American society for testing and materials (ASTM) tekne çelikleri için benzer kurallar çıkarmışlardır. Tablo1 ve Tablo 2 ‘de teknelerin yapımında kullanılacak normal mukavemetli ve yüksek mukavemetli çelikler için ABS ‘ in kurallar kitabındaki istekleri gösterilmiÅŸtir. Ãœlkemizde bu standartlar Türk loydu tarafından belirlenmektedirler. Aynı zamanda ASTM spesifikasyonunun A-131 bölümüde bu çelikleri kapsar.
Aksi istenmedikçe profiller ve lamalar A türü veya AH türü isteklerine uyan çeliklerden yapılmalıdır.
Yüksek gerilim ve alçak sıcaklıktaki servis gibi özel uygulamada kullanılan çeliğin ticari türleri şunlardır ;
ASTM A 537 sınıf 1, A 537 sınıf 2, A 514, A 518 ve A 517 .
3.2. Levha kalınlık sınırlamaları.
Tekne yapısındaki yerine göre çeliÄŸin deÄŸiÅŸik türlerinin kalınlık sınırlamaları Tablo 3’ de verilmiÅŸtir.
3.3. Amerikan donanması
Amerikan donanmasının yumuşak çelik, yüksek kopma ve düşük alaşımlı yüksek mukavemet çelikleri için spesifikasyonları vardır.
MIL-S-22698 spesifikasyonu gemilerde kullanılan yapısal karbon çeliklerini içine almakta olup ABS’in normal mukavemetteki tekne çeliklerine ait spesifikasyonu ile tam bır uyuÅŸma halindedir. Kalın levhalar için, her iki spesifikasyonda çentik sertliÄŸini elde edebilmel amacıyla normalizasyon ister. Yüksek kopma mukavemetli çelik için amerikan donanması spesifikasyonu MIL-S-16113,HT türüdür. Bu bır karbon manganez çeliÄŸi olup akma sınırı kalınlığa baÄŸlı olarak en az 290-245 MPA arasında deÄŸiÅŸmektedir.
Akma sınırları 345-690 arasında olan sulama yoluyla hızlı sogutulmus ve temperlenmiş çelikler amerikan deniz kuvvetleri malzeme satın alma spesifikasyonlarıyla belirlenmiştir.
Yeni araştırmalar sonucunda yüksek sertlik isteyen kaynaklı konstrüksiyonlar için akma sınırı 860-1035 MPA arasında çeliklerin yapımına başlanmıştır.
Amerikan donanması MIL-S-24113 (gemiler) spesifikasyonu sulama yoluyla hızlı soğutulmuş vede temperlenmiş karbon- manganez çeliklerini kapsar.
.
Tablo.3. Normal mukavemetli tekne çelikleri için ABS istekleri
Tablo.4. Yüksek mukavemetli AH32, DH32 ve EH32 türü çelikler için ABS istekleri
Tablo.5. ABS çelik türleri için kalınlık sınırları
Not : 1) 51 mm’ den kalın olan saçlar özel olarak onaylanmış spesifikasyonlara göre yapılmalıdır. 2)Sintine dönümü, ÅŸiyer sacı, mukavemet güvertesi, ambar agzı kenar saçı, stringer levhası gibi yerlerde kurallarca özel malzemelerin kullanılması gerekli haller olabilir. 3) Gemi yarı boyunda tekne alt saçı (karine), ÅŸiyer sacı ve mukavemet güvertesi sacı dışında 51 mm kalınlığa kadar kabul edilebilir. 4) Kurallara uygun bır dabıl batım uygulanmışsa sintine dönüm saçı için en fazla 19 mm kabul edılebilir. Akma sınırı345-485 arasında olup çentik istekleride belirlenmiÅŸtir. Bu spesifikasyonda aynı zamanda ASTM A537 ‘ye benzer normalize edilmiÅŸ çelik türünü kapsar.Düşük alaşımlı sulama yoluyla hızlı soÄŸutulmuÅŸ ve meneviÅŸlenmiÅŸ HY80 ve HY100 çelikleri MIL-S-16216 da verilmiÅŸtir. ABS ve amerikan kıyı koruma örgütü (U.S.Coast guard) sıvılaÅŸtırılmış petrol gazı (LPG) ve sıvılaÅŸtırılmış doÄŸal gaz (LNG) gibi sıvı gazların düşük sıcaklıklarda taşınmaları için kurallar çıkarmıştır. Genel olarak birinci derecede yük tanklarında kullanılacak olan çelik saçlar için 4 türlü servis sıcaklığı aralığı vardır. 1)0 ºC üzerindeki servis sıcaklıkları için ABS’in B ve D türü normal mukavemetli saçlar haddlendiÄŸi gibi kullanılabilir.
2)0 ºC ve -18 ºC arasındaki servis sıcaklıkları için ABS’ in E ve CS türü çelik saçlar kullanılabilir.
3)-18 ºC ve -57 ºC arasındaki servis sıcaklıkları için kullanılacak çelik 5,5 ºC çentik darbe deneyi isteklerine çalışma sıcaklığının altındaki derecelerde uygun olmalıdır.
4)-57 ºC ve -196 ºC arasındaki sıcaklıklar için östenitik paslanmaz çelikler, nikel alaşımlı çelikler veya alüminyum alaşımlı çeliklerin kullanılması istenir. Çalışma sıcaklıklarına baÄŸlı olarak nikel alasımlı çeliklerde nikel oranı % 2,25-9,0 arasında deÄŸiÅŸebilir. ASTM ‘in nikel yüzdesi 2,25 olan A203 türleri –62 ºC ‘a kadar kullanılabilir. Nikel yüzdesi 9,0 olan A353 ve A553 türleri -196 ºC’ ye kadar kullanılabilir. Ana malzemenin kaynak metalinin ve ısı geçiÅŸ bölgesinin çentik özellikleri belirlenen isteklere uygun olmalıdır.
-18 ºC den düşük servis sıcaklıklarında her kaynak yönteminde kaynak metali, ergime hattı, ısı geciş bölgesi için darbe çentik deneylerinin yapılması istenir. Tekne yapısından ayrı olarak yapılan ikinci derecedeki tanklarda bu tankların yakınlarındaki bölgelerde ve tekne yapısında olan birinci derecedeki tanklarda daha düşük servis sıcaklıkları olduğu için kullanılan tekne çeliğinin normal tekne çeliğine göre daha üstün çentik sertliği olan türdeki çeliğin kullanılması istenir.
4. GEMİ İNŞAASINDA MALZEMELERİN SEÇİLMESİ VE UYGULANAN ISIL İŞLEMLER
4.1. Malzemelerin seçimi
Dizayner, normal servis koşullarında çatlamaya dayanacak malzemeleri seçmelidir. Örneğin : Değişik devamsızlıkların olduğu ve yüksek gerilimlere maruz kalan yerlerde daha büyük çentik sertlikliğine sahip çelikleri kullanmalıdır. Aynı şekildenormalden daha düşük sıcaklıklara maruz kalan yerlerde çalışacak malzemelerinde çentik sertlikleri oldukça yüksek olmalıdır.
Her nekadar malzemelerin seçilmesi büyük ölçüde klaslama kuruluşlarının (ülkemizde TURK LOYDU klaslama kuralları geçerlidir) kurallarınca sınırlandırılmış olsada yapısal iş için kullanılacak çeliğin çok değişik türlerinin bulunabileceği düsünülmelidir. Bazı türler kontrollü sıcaklık haddelemesi, yapı inceltmesi veya normalizasyon gibi yöntemlerin kullanılması sonucu daha da belirginleştirir.
Gün geçtikçe artan bir oranda ticaret gemilerinin dış kaplamasında, güvertelerinde, baş ve kıç direklerinde vede yük donanımı direklerinde yüksek mukavemetli çelikler kullanılmaktadır. Bu çeliklerin bir sürü değişik tipleri çok bir geniş alanda özellikleri değişen bir şekilde haddelendikleri gibi normalize edilmiş olarak veya sulama yolula hızlı soğutılmuş ve temperlenmiş durumlarda sunulmaktadır.
Şekil.2. Dış kaplama
Kopma mukavemeti özelliklerine ek olarak çentik sertliği, yorulma ve kaynatılabilme özellikleri çeliğin seçiminde belirli bir uygulama için önceden belirlenmelidir. Şüphesiz en son onay klaslama kuruluşlarından alınmalıdır. Bazen bu kuruluşlar kullanılması düşünülen çelik türünün kimyasal analizini, dizayn ve malzeme nin (kaynak metalinide kapsayacak şekilde) uygunluğunu gösterecek deneyleri veya her ikisinide isteyebilir.
Bazı durumlarda malzemelerin seçilmesi bilhassa özel kaynak yöntemlerinin, ve kaliteli kaynakçıların bulunabilmesine bağlıdır. Yüksek mukavemetli çeliklerinveya normal mukavemetli çeliklerin kullanılması geniş ölçüde araçların elde edilebilmesine, malzemelere ve işçiliğe bağlıdır. Herhangi br hasar olduğunda çıkabilecek onarımların yapılabilmesi için,tekne üzerinde nerelerde yüksek mukavemetli çeliklerin,sulama yoluyla hızlı soğutulmuş ve temperlenmiş çeliklerin kulllanıldığını gösteren resimlerin bulunması istenir. Bu resimlerle birlikte malzemenin yapımında kullanılan yöntemler ve önerilen onarım yöntemleri de verilmelidir.
Gemi inşaası için kullanılan çelik parçaların dayanım, tokluk özellikleri ve tane büyüklüklerini ayarlamak için şu yöntemler uygulanır.
4.2. Uygulanan ısıl işlemler
4.2.1. Normalizasyon
Normalizasyon işleminde amaç küçük ve eş eksenli tanelerde oluşan ferritik-perlitik bir iç yapıya ulaşmaktır. Normalizasyon tavlaması soğuk şekil verme , döküm, sıcak haddeleme, kaynak, yayınma tavı gibi işlemlerden sonra tane yapısını inceltmek için uygulanır. Elde edilen normal içyapı mekanik özelliklerde tokluğu artıtıcı yönde iyileşme sağlar.
Ötektoid altı çeliklerde verilen ısı parçanın şekline uygun olarak auyarlanmalıdır. İşlemde başarı sağlanması için aşırı ısıtma
aşırı tutma (belirlenen uygun sürenin aşılması ) önlenmelidir. Her iki durumdada tane irileşmesi tehlikesi vardır. İri taneli östenitten oluşan ferritik-perlitik iç yapıda iri taneli olur. Pahalı ,tufal oluşturucu ve ince etli büyük parçaların fırın içinde desteklenmesini gerektiren normalleştirme tavı, bu nedenlerle sadece konstrüksiyonun güvenliği açısından zorunlu ise yapılır.
Ancak çelik döküm parçalarda gevrek olan (WİDMANNSTAETTEN) içyapıyı yok etmek için bu işleme sıklıkla baş vurulur.ısıl işlem sonucu oluşan yapının vurma tokluğu oldukça iyidir. Büyük dövme parçaların ve hadde üürnlerinin yavaş soğumaları nedeniyle ortaya çıkan iri taneli iç yapısını inceltmek için bu yöntem sıklıkla kullanılır.
Perçinli ‘çatlak durdurucusu armuzların yerini günümüzde özel çentik sertliÄŸi olan malzemeler almıştır..
4.2.2. Sulama
4.2.2.1. Basit sulama
Su veya yağ gibi tek bir ortamda sürekli soğutma yöntemidir. Sertleşme derinliği az olan alaşımsız çeliklerde iç ve dış yüzeyler arası sıcaklık farkından dolayı çatlamalar oluşabileceğinden karmaşık parçalara uygulanmalıdır. Bu bu parçalar yağdada soğutula bilen alaşımlı çeliklerden yapılmalıdır.
4.2.2.2. Kesikli sulama
Östenitlenen parça 300 ile 400 derece arası sıcaklığa kadar suda daha sonra iç ve dış yüzeylerdeki sıcaklık farkı dengelenmeden yavaş olarak yağda soğutulur. Bu yöntem gemi imalatında kullanılan çelikler için pek tercih edilmeyen bir yöntemdir.
4.2.2.3. Martemperleme
Östenitlenen çeliğin belirli bir sıcaklıkta sabit tutulan tuz eriyiğiyle banyo edilmesidir. İç ve dış sıcaklık dengesi sağlanana kadar çelik bu banyoda tutulur.
Daha sonra beynit dönüşümü başlamadan buradan alınır ve yağda su verilerek işlem tamamlanır. Bu yöntem geneşlde alaşımlı çeliklee uygulanır. Ancak ince kesitli alaşımsız çelikler içinde uygulanabilen bir yöntemdir.
5. PASLANMA VE KOROZYONDAN KORUMA.
Malzeme yüzeleri dış etkenler nedeniyle oldukça zarar görürler. Havanın oksijeni malzemeyi teşkil eden elemanlarla reaksiyona girerek pas oluşturur. Bir diğer etkide malzemenin elektrolitik etkilerle aşınıp incelmesidir.
Gemileri teşkil eden çelik malzemeler bilhassa deniz suyunun etkisiyle okside olur. Dış yüzeyler sürekli paslanır. Du içinde kalan bölümlerde bilhassa galvanik tesirlerle aşınırlar. Bu galvanik tesirler iki ayrı cins madenin ( çelik ve bakır bronzu). Deniz suyu içinde birlikte bulunmasıyla ortaya çıkar. İki maden arasında tuzlu su içerisinde bir akım meydana gelir. Bu akım madenlerden birini tahrip eder. Mesela bronz pervaneli bir geminin pervanesi ile çelik tekne arasında meydana gelen elektrik akımı çelik aksamı tahrip eder. Bundan başka haddede çekilerek elde edilen çelik saçların üst yüzeyinde hadde kabuğu adı verilen bir oksit tabakası bulunur. Bu hadde kabuğuda deniz suyu içinde farklı bir maden gibi tesir ederek çelik aksamı tahrip eder.
Gemi çeliklerinin yukarıdaki etkilerden korunması gerekir. Bunun içim ilk yapılacak iş çelik malzemenin hadde kabuğunun temizlenmesidir. İnşaattan evvel malzeme paslanmaya terk edilerek paslanan hadde kabuğu tel fırça ile temizlenebilir. Bu işin daha çabuk yapılması istenirse kum püskürtme raspası yapmalı veya asitlerle hadde kabuğunu ortadan kaldırmalıdır. 8 mm den kalın saç levhalarda bu işlem alev temizleme cihazlarıyla gerçekleştirilebilir.
Bu şekilde kir ve pas tabakalarının temizlenmesinin ardından muhtelif koruyucu boyalar sürülerek gemi teknesini teşkil eden çelik malzemeler korunur. Teknenin su altında kalan kısmının boyanması, paslanma ve aşınmaya karşı olduğu gibi denizde yaşayan canlıların (midye istiridye) yapışarak geminin süratini kesmelerinide önler. Su üstü boyalarda koruyucudur.
Çeliklere astar olarak paslanmayı önleyici boya sürülür. Bu boya genellikle çinkokromattan yapılmıştır. Ancak su altındaki kısımlara klor kauçuklu sülyen sürülür.
Son zamanlarda gemi yapımında kullanılan alüminyumda çelik malzemeye aşındırıcı etki yapar. Bunu önlemek için araya izolasyon malzemesi konulmalıdır. Gemide kullanılan çelik aksamların büyük bir bölümü boya yerine galvanizleme yöntemiyle korunur. Galvaniz kaplama boyadan daha uzun ömürlüdür. Buna katodik korunma adı verilir.
Şekil.3. Bronz pervane ve bodoslama üzerinde katodik korunma yolları
6. ÇELİK GEMİ TEKNESİNİN BÖLÜMLERİ VE KULLANILAN ÇELİK SAÇLAR
Gemi teknesi omurga, dış kaplama, güverte, perde, posta, bodoslama, kemere, stringer, dikme gibi pek çok sayıda elemanın birleşmesinden meydana gelir. Bu elemanlar teknenin emniyetini, dayanıklılığını, su geçirmezliğini sağlar.
6.1. Omurga.
Orta ve büyük boy gemilerin yapımında levha omurga kullanılır. Levha omurga taban saçlarının orta kısmını teşkil eder. Omurga saçları taban saçlarından daha kalın ve daha dayanıklıdır.
Şekil.4. Levha omurganın konumu
6.2. Baş ve kıç bodoslama.
Gemi teknesin baş ve uç kısımlarını teşkil eder. Baş bodoslama omurganın baş taradan başlar ve güverteye kadar devam eder. Eskiden dik olarak yapılan baş bodoslama son zamanlarda meyilli olarak yapılmaktadır. Baş bodoslama lama demirden dikdörtgen kesitli olarak, veya dökme çelikten imal edilir. Ayrıca saç levhaların elektrik kaynağı ile birleştirilmeleri sonucuda oluşturulabilirler.
Aşağıda saç levhaların elektrik kaynagıyla birleştirilmesiyle meydana gelen baş bodoslamanın resmi görülmektedir.
Şekil.5. Kızakta bir geminin saçlardan kaynakla yapılmış baş bodoslaması.
Kıç bodoslama ise gemi teknesinin kıç taraf ucunu meydana getirir. Yan duvar ve taban kaplamaları kıç bodoslamada birleşirler. Kıç bodoslamada dökme çelikten vede kıvrılmış saçların elektrik kaynagıyla birleştirilmesinden meydana gelir.
6.3. Gemilerde taban kısmı
Kızakta veya havuzda bulunan veya bir kazada oturan gemide dış kaplamanın taban kısmı en çok zorlamaya maruz kalır. Suda yüzen bir gemide, en büyük su basıncını taban kısmı karşılar. Bu sebepten dolayı gemilerin taban kısımlarının kuvvetli malzemeden yapılması gerekir. Bu bölgelerin imalatında yüksek mukavemetli darbe dayanımı iyi olan çelik malzemeler kullanılır. Saçlardan yapılmış döşekler gemi tabanını takviye ederler. Umumiyetle döşekler enine olarak, gemi boyunca muntazam aralıklarla sıralanan saç malzemelerden yapılırlar. Küçük gemilerde taban tek kat saç (singlbotum) olarak yapılır. Orta büyüklükte ve büyük gemilerde taban çift kat yapılır (dabılbotum).
Şekil. 6. Dabılbotum atölyede yapılırken
Şekil.7. Dabılbatum kızakta Şekil .7 de kızakta bir dabılbotum parçası görülüyor. Geminin taban kısmını oluşturan dabılbotumun üzerinde yan duvarlar ve çelik perdeler konularak inşaata devam edilecektir. Dabılbotum döşeklerinin hepsi saçlardan yapılabileceği gibi kısmen köşebent ve bayraklardan da yapılan açık döşek şeklinde de olabilir.
6.4. Postalar
Postalar geminin kaburgalarını teÅŸkil eder. Tekneye ÅŸekil verir ve su basıncına karşı dış kaplama saçlarına mukavemet saÄŸlar. Postaların ÅŸekilleri ve kesitleri gemi tipine ve büyüklüğüne göre deÄŸiÅŸir. Postalar eÅŸit aralıklarla gemi boyunca sıralanır. Uç kısımlarda daha sıktır. Åžekil.8 ‘de saç kaplamaları henüz konmamış inÅŸaat halindeki bir geminin postaları görünmektedir.
Şekil.8. Kaplama saçları konulmadan önce postaların görünüşü 6.5. Güverte
Bir geminin en üstte bulunan devamlı güvertesi mukavemet güvertesi veya ana bağ güvertesidir. Bu güverte dış kaplama ile, sağlam bir tarzda, stringer köşebenti vasıtasıyla, perçinle veya köşebentsiz olarak kaynakla birleştirilir. Günümüzde çoğunlukla kaynaklı birleştirme kullanılmaktadır. Dış kaplamaya bağlanan kenar saçına stringer saçı denir. Stringer saçı diğer güverte kaplama saçlarından daha kalın yapılır.
Şekil.9. Güverte saçları.
Stringer saçını dış kaplamaya stringer köşebentiyle bağlanır. Güverte kaplamaları ambar ağızları kadar ince yapılır. Ambar ağzı köşelerine cift kat saç koyulur veya köşelere kalın saç parçalar alıştırılarak kaynak edilir.
Küçük gemilerin güvertelerinin tamamen saç kaplanması lüzumsuzdur. Bu gemielrin ambar ağızı kenarlarına dar levhalar ve çapraz saç şeritler bağlandıktan sonra güverte tamamen ağaç kaplanır.
Şekil.10. Alt güverte
6.6. Dış kaplama
Dış kaplama gemi teknesinin su geçmez ve basınçlara dayanıklı kabuğunu teşkil eder. Dış kaplama 2,5 metreye kadar genişlikte ve 10-12 metreye kadar uzunlukta kalın dayanımı yüksek olan saç malzemelerden yapılır.
Şekil.11. Bir yük gemisinin orta kesiti.
Åžekildeki orta kesit resminde omurga levhasından itibaren A, B, C, D … harfleri ile iÅŸaretlenen dış kaplama saç sıraları görünmektedir. Bunlar sırasıyla omurga levhası, taban saçları, sintine dönümü sırası, yan duvar saçı ve ÅŸiyer saçı olarak adlandırılır.
Şekil.12. Omurga, taban ve sintine dönüm saçları Şekik.12 de kızakta yapılmakta olan bir geminin omurga levhaları, taban saçları ve kısmen yerine konulmuş fazla eğimli sintine dönümü saçları görülmektedir.
İki sıralı saçın birbirlerine bağlantılarına armuz, aynı sırada uc uca eklenen iki levhanın ekine sokra denir. Sokralar kaynakla birleştirilirler ancak armuzların birleştirilmesinde perçinde kullanılabiilir. Dış kaplama saçları düz bir satıh teşkil ederler. Sintine dönüm saçı yuvarlak eğimli olmakla birlikte bazen köşeli olarakta yapılabilir.
6.7. Perde ve tanklar
gemi teknesini bölümlere ayıran enine ve boyuna duvarlara perde adı verilir. Bu perdeler gemi teknesine mukavemet verirler ve batma tehlikesine karşı emniyet sağlarlar. Bütün çelik gemilerde baş bodoslamanın arkasından gemi boyunun 1/20 mesafesinde su geçmez bir müsademe perdesi bulunur. Makine ve kazan daireleri ambarlarda su geçmez perdelerle ayrılırlar. Yolcu gemilerindede batma tehlikesine karşı kanun ve tüzüklere uygun olarak perdeler yapılır. Perdeler umumiyetle yatay olarak sıralanmış yüksek mukavemetteki çelik saçların birbirlerine eklenmeleri sonucunda yapılmışlardır. Bu perdelerin üzerine ise dikey olarak çelik profiller bağlanır.
Åžekil.13. Bir tankerde enine ve boyuna perdeler.
Åžekil.14. Yolcu gemisinde perdeler. Åžekil.15. Bir tankerde perdeler
Perdeler su ve toz geçmez veya yangın perdesi gibi muhtelif maksatlardan birini veya bir kaçını karşılamak üzere yapılırlar. Bunun yanında sadece tankların çalkalanmasını önlemek için yarım perdelerde yapılır.
6.9. Ambar ağızları ve şaft yolu
Ambar ağızları ambarlara yük konulup çıkartılmasına yarayan güverte açıklıklarıdır. Yükleme ve boşaltmayı kolaylaştırmak için ambar ağızları büyük yapılırlar. Ambar ağızlarının etrafına mezarna denilen geniş çerçeveler yerleştirilir.
Şaft yolu makine dairesinden kıç pike kadar devam eden bir tüneldir. Makine dairesi ortada olan gemilerde şaft yolu kıç ambarların alt tarafından geçer. Aynı zamanda her hangi bir kaza anında şaft yolundan gemiye su geçmesini önlemek amacıyla şaft yolu su geçirmez çelik saçlarla kaplanır.
Perdeler gibi şaft yolu da saç levhaların birbirine kaynakla veya perçinle birleştirilmesiyle imal edilirler.
Şekil.16. Yapılmakta olan bir gemide şaft yolu
7. SAÇ VE PROFİLLERİN İŞLENMESİ
7.1. Çelik saçların düzeltilmesi
Saç ve profil imal eden tesislerden alınan saçlar haddeden geçtikten sonra düzgün olmayan soğumalar nedeniyle çoğu kez dalgalı, kenarları kıvrık veya kısmen eğrilmiş halde bulunabilirler.
Dalgalı saç ve profillerin işlenmesi ve markalanması oldukça güçtür. Kaynak veya perçinle birleştirmeler sonucunda ilave gerilmeler oluşur. Bu nedenle kaynak çekmeleri daha da artmış olur. Bu dalgalanmayı veya çökmeyi giderme işlem,ne düzeltme adı verilir. Düzeltme soğuk olarak saç düzeltme silindirleri kullanılarak veya özel hallerde el ile örs üzerinde dövülerek yapılır.
Gemi inşaasında iki düzeltme işlemi vardır, ön düzeltme ve ön işleme sonrası düzeltme.
Ön düzeltme istif sonrasında yapılır ve saç profillerin gördüğü ilk işlemdir. Bu işlemden sonra saçlar markalama ve diğer işlemler için atölyeye sevk edilir.
Saçların saç düzeltme silindirleriyle düzeltilme işlemi şu şekildedir, dalgalı veya çökmüş formda bulunan saç levhalar iki sıralı dönel silindirler arasına konveyör yardımıyla sevk edilir. Ana silindirlerin sağladığı basınç ile saçlar yavaş yavaş düzeltilirler. Düzeltme işlemi sırasında cökmelerimn fazla olduğu bölgelerde destekleme görevini görmek ve işlemi kolaylaştırmak amacıyla destek silindirleri kullanılır. Çökmeler önemli ölçüde sıçratma etkisi gösterdiklerinden daha zor düzeltilir.
Bu nedenle ince saçların düzeltilmesinde çok sayıda silindir kullanılır. Kalın saçlar beşli veya yedili silindirlerle düzeltilirle. Düzeltme silindirlerinden önce ve sonra düzenlenen makaralı konveyörler vasıtasıyla saçların sevki ve silindire girmesi kolaylaştırılır.
Şekil.17. 5 ana silindirli saç düzeltme silindirinde saçların düzeltilme işlemi. 1-Altsilindirler,2- Üst silindirler,3- Destek silindirler, 4-yardımcı silindirler, 5-Konveyör Ancak saç düzeltildikten sonra kalıcı bir düzlük meydana geleceği için bu işlemdeki sertleşme metalin mekanik özelliklerinde de bir miktar değişiklik meydana getirir. Çok fazla çökmüş saçlar birkaç kere silindirlerden geçirilecekleri için işleme sertleşmesi oldukça büyük değerlerde olacaktır.
7.2. Alevle ve mekanik olarak saçların kesilmesi.
Alevle kesme işlemi gemi inşaasında oldukça kullanılan bir yöntemdir. Alevle kesmenin temel prensibi metal elemanın saf oksijen hüzmesiyle yakılmasına dayanır. Makinayla alevle kesme işlemi elle kesme işlemine göre daha üstündür. Makinelerle her büyüklükte saçın kesilmesi mümkündür ayrıca düz kesme işleminin yanında eğrisel yönde kesme işlemi de kolaylıkla yapılabilir. Kesme işlemi sırasında aynı zamanda kaynak ağızlarıda hazırlanabilir.
Saçların mekanik olarak kesilmesi ; saç işleme atölyesindeki çeşitli tiplerdeki makinelerle yapılır. Düz kenarlı saçlar giyotin makas veya universal makaslarla , eğrisel kenarlı saçlar eğrilik yarıçapları büyükse universal makasla küçük ise dönel bıçaklı makas ile kesilirler.
Giyotin makaslarda kesme işlemi makas boyunca bıçağın tek hareketiyle sağlanır. Bu makaslarla 20-50 mm ye kadar olan saçlar kesilebilir. Makasın alt tarafındaki bıçak makas gövdesine sabit olarak bağlanmıştır. Makas çalışmaya başlayınca üst bıçak alta doğru hareket eder. Saçlar giyotin makas bıçakları arasına konveyörler veya makaralı sehpalar aracılığıyla sevk edilir. Sevk edilen saçın uygun pozisyonda yerleştirildiği kontrol edildikten sonra makas çalıştırılabilir. Önce makine şaftına monte ediliş ekzantriklere bağlı stopller saç üzerine bastırılır sonra bıçaklar harekete geçirilir. Kabza formundaki özel aparatlar, kesme işlemi bittikten sonra bıçağı ayırır ve bıçak üst konuma yükselir. Bir çok makas tipinde tutucular (stoperler) bir elektirik motoru ile hareket ettirilirler. Bu suretle saçın uygun konumda olup olmadığını kontrolü sağlanmış olur.
·Üniversal makaslar: Üniversal makaslar giyotin makaslar gibi metal malzemelerin kesilmesi için kullanılır. Ancak üniversal makaslarla doğrusal ve eğrisel kesimler yapıla bilir. Tek taraflı, çift taraflı ve kombine üniversal makaslar kullanılmaktadır. En çok kulanılan tip kombine olan makaslardır. Bu tiplerde gövdenin bir tarafında saç kesmek için bıçaklar diğer tarafında delgi orta kısmında ise malzemenin kesilmesi için ayrı bıçaklar bulunur. Kesileçek saç kalınlığı 20-32 mm kadardır. Makas iki üç kişi tarafında çalıştırıla bilir. En büyük dezavantajı saç kesmede kesme hareketinin defalarca tekrarlanması zorunludur. Her defada saçın konumu değiştirilir, kesim hattı hassas değildir hatta saçın kesilen kısmı eğilir, daha sonra bir düzeltme işlemi gerektirir.
·Dönel bıçaklı makaslar: Disk makaslar, giyotin makaslar kadar düzgün kesim yapan, yüksek verimli makaslardır. Eğrisel ve düzgün olmayan saç kesimlerinde kullanılırlar bu bıçaklar iki döner bıçağa sahiptirler.
Dönel bıçaklar zıt yönde dönerler
ve aralarındaki açı ayarlanabilir.
Bu suretle düz ve açılı kesme
yapıla bilir. Disk makası çalıştıran
elamanın kalifiye olma zorunlulu-
ğu ve kesilen parçanın bükülmesi,
disk makasın gemi inşaatında kulla-
nılmasını oldukça sınırlamıştır.
Bazı tiplerinde alt bıçak düşeydir ve
sabittir .
Şekil.18. Dönel bıçaklı makaslar.
·İnce saç kesme makasları: 3 mm kalınlığa kadar olan ince saçlar, sabit veya seyyar titreşimli makaslar ile kesilirler. Titreşimli makaslar esas olarak malzemenin eğrisel ve düzgün olmayan kesimlerinde kullanılır. Elektrikli ve havalı seyyar makaslar özellikle gemideki çalışmalar için uygundur.
7.3. SoÄŸuk ÅŸekil verme
Saçlara silindirik ve konik sekil vermek için soğuk şekil verme presleri kullanılır. Bunlar hidrolik presler, giyotin tipindeki presler ve saç bükme silindirleridir. Çok karmaşık eğimli saçlara sıcak şekil vermek oldukça zor bir işçiliği gerektirir . Bu işlemlerin soğuk olarak yapılması ile işçilikten %60-70 tasarruf sağlanır. Ayrıca soğuk şekil vermenin bir çok üstünlüğü de vardır; masrafların azalması daha az zamanda eğme yapıla bilmesi, fırına gerek kalmaması, tamir ve bakımın kolaylaşmasın ve daha az sahaya gerek duyulması gibi.
7.3.1. Saç bükme silindirlerinde şekil verme:
Saçlara soğuk şekil verme işinde üçlü ve dörtlü saç bükme silindirle
