MMO Dergi-Silo Tasarımında Kullanılan Yeni Kriterler-1987

7/23/2019 MMO Dergi-Silo Tasarmnda Kullanlan Yeni Kriterler-1987

1/80

"MMOB makina mhendisleri odas yayn

sssEKM 1987


2/80


3/80

TSE KALTE BELGEL

Y A K A C I K A R M A T R L E R

Seviye Gstergesi

Armatrlerimiz, Klinger Avusturyalisansyla modern entegre tesislerimizdekaliteli olarak retilmektedir.

Klinger Armatrleri 14 lkede imledilmekte ve btn dnyadakullanlmaktadr.

Armatrlerimiz,mkemmel ve uzun mrlszdrmazlk sistemi, kolay bakm veszdrmazlk ringlerinin deitirilmesiyleyenilenme zelliinden dolay ekonomiktir,enerji tasarrufu salar, evreyi kirletmez.

KLNGER YAKACIK, mkemmel bir satsonras servis ve vana seiminde danmanlkhizmeti de vermektedir.

Katalog ve her trl ilave bilgi iinhizmetinizdeyiz.

Y A K A C I K M A K N A F A B R K A S ID k m V a l f S a n a y i v e T i c a r e t A . .irket Merkezi

Kemeralt Cad. Bankalar HanK. 5 Karaky istanbulTel: 151 02 96 (4 hat)Telex: 25304

Fabrika:Ankara Asfalt stKartal istanbulTel: 353 63 63 64

Maaza:Necatibey Cad. Karantina SokNo: 7 Karaky istanbulTel: 144 33 71

Ankara rt ibat Brosu:

Strasburg Cad. No: 32/3Sihhye AnkaraTel: 30 23 7530 46 36

zmir rtibat Brosu:Alsancak Atatrk Cad.374/3 Tel: 21 72 08

Adana rt ibat Brosu:stikll Mah. 219 SokakNo: 33/5 Tel: 125 13


4/80

P o m p a r e t im i n d e k a l i t e y i1 8 y ld r M is a n P o m p a l a r

y a a t y o r

KULLANIM ALANLARI

Salama Tesisleri O'ca.k;!,a.

i.aintt:r3in!.ir

I H A . L A T M A L Z E M E L E R . !

?'k DcKm C'G 2.5 '.. B.QRZ GSR BZ 1 CSfer; k;im GGG 4C "..., Sfero Dokira G'G Devir Sayss 14S0 ve 29 00 O dak

Normal, Teflon, Mekanik '..', s Soutma ile MaksimumSaimascral imalat 3 80C

Konur St. No: 39I ANKARA Fabr in.ManbulY i lu20J(m ANKARA Tef i 243 08 16243 08 ! 8 Te leks: 441S8 fy t t Te le aks: 24316C.


5/80

Eklm/OctoberCllt/Vol:29Say/No:333

Makina Mhendisleri Odas Adna

Sahibi (Publisher):smet Rza CEB

Sorumlu Yaz leri Mdr(Managing Editr):Serdar TAN

Yayn Kurulu (Publishing Board):Atilla ATASOYSerhat ALTENMetin MEKSiyam) ESERUur AKARSUMetin UYGUR

Atil la INARO. Nihat BULAMA

Reklam Ynetmeni(Advertising Representative):

Nermin ZBAKGrafik (Graphists):Ali YILDIZ

Dizgi (Type Setting):Norm Dizgi 133 11 59

Bask (Printed by):MAYA Matbaaclk YaynclkLtd. ti. Tel: 18 01 53, Ankara

Ynetim Yeri (Head Office):Konur Sok. No. 4/4 06442 KzlayTel: 118 23 74 1 25 71 65Basld Tarih: Ekim 1987Bask Says: 20.500

Abone Kouttan:Majdna MOhendlteri OdaM'nm TarMy*'deki. yelerine parasz AndarHIr. Aydabir kar. Sayn 7 0 0 , T L Yttt k abone7.000.TI. 6 aylk 4.090.TU. MOnendtoilk flitimi yapan rencilere % SO Intflrlm yaplr. Y urt d abone 35 ABDDolar.

Reklam riyadan e KofuHan:n tc KapaiueaejOOO^TL. Arka Kattaki700.00 0.TL, Arka Kapak: 00.0 00. TU Sayfat 200.000.TL, 1/2 Saytai150.000,TL. l/a Sayto. I0e.000.TL,1/8 Sayfa: SOOOO.TL, I Temtm Sayfast 800 r.60 0.TL , I klnetKapaktBOOjOOO.TL KOV uygulanr. Derginin sayfa boyutlar 20x27 em'dtr. Reklam filmleri1 7 x 2 4 cm , 1 7 x 1 2 c m . 1 7 x 1 6 a n , 8 .5 x 6cm boyutlarnda aftndarltfMMlr. Har birek rnk iin 0.000.TL. renk sttzmaiin 3O '* OO . TL dden. Reklam bedetteri fatura tarihinden anlayarak S gniinde Trkiye I* Banka, Antora Veflt$Mr ubesindeki 89*7 Mofu heaaMyatnlr.

SLO TASARIMINDA KULLANILAN YEN KRTERLER. 7Serdar GLEN

SICAK HAVALI KUPOL OCAKLARINDA MODERN DZAYNLAR 13

Nejat S. IZAR

PRES KAUPLARINDA GVENLK 19

A. Turan GNE

MALZEME SEMNDE MUKAVEMET SORUNLARI 22Mehmet Yksel

OKSALATLAMA 27

Ylmaz GRLEYK

GVENL 36Ydnm AKAR

TASARIM DOSYASI 41

ODA'DAN 44

BASINDAN 45

KM, NE RETYOR 46

Y a Y yY at l ar dakt lto tengilizce otet l. y anr m toMnimetidir. Fotofraftar net tf

m in 4maldnr. Oagiln veluk ie eevwn* ttir.maldr. Y

TL. evirtgeterllmak koautuytt

toymk

>NKARA UBES:S u m e S ok. 3 6 /1 ,06442 Demlrtepe/AnkaTeh 230 35 15 230 02

STANBUL UBES:stiklal Cad. 99

Ankara I han Kat: 48 0060 Beyolu/stanbul

ZMR UBE S:AH etn kaya B UL N O: 12 Kat: 1 D. 132220 Gndodu, Alsancak/lzmlrTel: 21 74 68 22 08 11

ADANA UBES:Atatrk Cad.Ekmekiler Apt. 171/3

BURSABLGE TEMSLCL:Haclar Mah. Eceler Sok.BeyMI Apt. Kat: 4

DYARBAKIRBLGE TEMSLCL:Inanolu cad.Ebru Apt.Kat :l D.l Tel: 11571

TRABZON

BLGE TEMSLCLUzun Sok. EBA arsKat: 4 No: 33 Tel: 17


6/80

Dergimizin en nemli sorunlarndan biri kat. Mhendis veMakina'y zamannda elinize ulatrma abalarmz bir kez daha aksatt. Gereken kat salannca basma hazr durumda bekleyenEyll ve Ekim saylarn ardarda baskya verdik ve ikisini birlikte postaladk, nleyemediimiz bu

gecikmeden dolay okurlarmzdan zr diliyoruz.Bu saymzda, Eyll aynda baslan Fosfatlama yazsna Oksalatlama ile devam ediyoruz.

gvenlii sayfamzda gncelliini koruyan Kaldrma Makinalarnda Gvenlik sorunu tartlyor. Malzeme Seiminde Mukavemet Sorunlar, Pres Kalplarnda Gvenlik ve Tasarm Dosyas sayfamzdaYorulma Emniyet Faktrlerinin Hesaplanmas yazlar i gvenlii ile iice gemi konular iliyor.

lk iki yazmz ise ilginizi ekeceini umduumuz yeni teknolojik gelimelere ait.Kasm 87 saymz, uzun zamandr duyurularn yaynladmz 1987 Sanayi Kongresi'ne ayrdk. 1 Kasm'da elinize ulamasn planladmz Sanayi Kongresi zel Saymzda, kongre ve sergi ileilgili bilmek isteyeceiniz hemen hereyi bulabileceinizi umut ediyor esenlikler diliyoruz.

YAYIN KURULU

MHENDS VE MAKNA DERGS CLT:28 SAYI: 333 EKM 1987


7/80

Silo tasarmnda

kullanlanyeni kriterler

Serdar GLEN

Mak.Yuk.MiihT.M.O. Genel Mdrl,

Ders kitaplarnda yer alan "Klasik Silo Teorisi" pratiktekuyularda oluan yklerden daha dk deerler vermekteolup, zellikle bu durum son zamanlarda ciddi sonulardouran eitli olaylara neden olmutur. Gerek dizayn

gerekse kontrol mhendisleri asndan daha gvenilirsonular salyan bir hesap yntemi, yurt dndagelitirilen ve yaynlanan son gelimeler dorultusundaderlenerek, eitli rnekler ile birlikte sunulmutur.

The fact that the "Classical Silo Theory" contained in themajority of the relevant text books yield substantiallylouer silo loads than occur in practice has lead in recent

years to a number of serious incidents. This is why it isurgently necessary for both the design engineer and thoseresponsible for supervising the construction to be equippedvith a better basis on which to perform the calculation ofthe loads acting in so bins. in this paper, the results of

teste so far published and theoretical studies carried abroadhave been collected together vith numerical examples.

zellikle son yllarda meydana gelen ciddi boyutlardakikaza ve hasarlar, niversite eitim proramlan ieriindeyeralan "Klasik Silo Teorisi"nin yeniden gzden geirilmesi zorunluluunu dourmutur.

Sz konusu "Klasik Silo Teorisi" dolum esnasnda oluan ykleri pratikte yaanan yklerden daha dk bir dzeyde ngrdnduu, gerek tasarm mhendislerinin gerekse inaat kontrol eden sorumlu mhendislerin eitli hukuksal ve sosyal problemler ile yz yze gelmesine yol amaktadr.

Son yllarda eitli lkelerde youn bir biimde srdrlen kuramsal ve deneysel almalarn (Hemekadar henzdoldurulmas gereken pek ok boluk ve kat edilmesi gereken mesafe olduu ileri srlebilirse de) derlenmesi sonucunda (eitl i durumlarda gerek davran modelinin tamanlam ile bilinememesine ramen) aada yer alan yaklamn emniyet snrlan ierisinde kullanlabilecei anlalmtr.

Bu durumda, H.Janssen ve W. Airy tarafndan gelitiril

mi olan ve uzun yllar kullanlan hesap yntemleri byklde terk edilmitir.

Bu makalede yer alan hesap yntemleri dairesel ve dikdrtgen kesitli silolar iin geerlidir. Ancak konik tabanlsilolarda bu kesimdeki yk dalmlar henz akla kavuturulabilmi deildir, te yandan, gz nne alnan dolummalzemesi taneli veya toz karakterdedir. Ayrca silonun tmyle rijit olduu kabul edilmekte ve yklemeden trherhangi bir hacim deiiklii meydana gelmiyecei varsa

yl makta dr.

HESAP YNTEM

Yklerin Tanm ve Hesaplanmas

Py : Silo kesit alanna dikine etki eden yk Mp/m2

Pjj: Yan duvarlara etki eden yatay yk Mp/m2

P,ir: Duvar srtnme yk Mp/m2

(ekil l'de gsterilmitir.)

w

l i l i i i.'. V .

z

ekil 1. Ykler

M H E N D S V E M A K N A D E R G S C L T : 2 8 S A Y I : 3 3 3 E K M 1 9 8 7


8/80

Silo kesit alan F/U balants ile ele alnacaktr.Burada Fkesit alan (m2), U ise kesitin evresel uzunluudur (m).Derinlik parametresi olan z ise (m) silonun gerek veya kuramsal dolum yksekliini ifade etmektedir.

Siloya alnacak malzeme younluu y (Mp/m3) olup,silo duvan ile malzeme arasndaki srtnme as p ile gsterilmitir. Sz konusu srtnme as.

ile tanmlanacaktr. Bu deer silo duvarnn yzey koullarna bal olmayp i srtnme as p'nun izelge l'de gsterildii ekilde belirli bir yzdesi olarak ifade edilmektedir.

izelge 1. Duvar srtnme as deerleri

Malzeme

Granl malzeme ortalamapartikl ap > 0.2mm

Toz malzeme ortalama

partikl ap < 0.06 mm

Duvar Srtnme As

Doldurmada 0

0,75 p

1.00 p

Boaltmada 5 e

0.60 p

1.00 p

Ortalama partikl ap 0.06 ile 0.2 mm arasnda kalan malzemeler iin uygun deerler enterpolasyon yolu ile bulunacaktr, te yandan malzeme bnyesindeki nem'in duvarsrtnme asn izelge l'de gsterilen deelerin altna ekebilecei dnlrse gerek alar saptanmaldr.

Yatay ykn dikey yke olan aran;

X = P h / P vbalants ile tanmlanacak olup derinlik ile deimeyereksabit kalacaktr.

Dolumda;

\ =0.50

boaltmada ise

x e = .ooolarak alnacaktr.

izelge 2'de verilen yk durumlar genellikle maksimumyk deerlerini vermekte ise de daha sonraki blmlerde tanmlanan ykarttrma veya ykeksiltme halleri baz deiiklikler oluturabilmektedir.

Sonsuz Derinlikte YklerSonsuz derinlikte ykler aada yer alan maksimal de

erlerine ulamaktadr;Doldurmada;

max P =. F

Boaltmada;

Y . F

max Ph =h F

f Umax Pw

w

Y

Y . Fmax P =

X .. ,umax Ph = max

U

Y . F

U

Sonlu Derinlikte YklerDerinlik z ile yklerin deiimi e fonksiyonu ile gsteri

lecektir,p (z) = max p.>

burada;

0 = ( l e z / z o )

olup,

Doldurmada

F

x f . u f

Boaltmada

F

u

VU

e uz/zQ fonksiyonu olarak 0 'nin alaca deerler izelge3'tegsterilmitir.

Yk Arttran Etkenler

Dolum esnasnda silo ierisinde oluabilecek malzemeylmalar ve arklar yk deerlerini arttrabilmektedir. zellikle bu durum silo tabanna gelen dikey ykler iin sz ko

izelge 2 Yk durumlar

Yk

Dikey yk Py

Yatay yk Ph

Duvar srtnme yk Pw

Granl Malzeme

Sonluderinlik

Doldurma

Boaltma

Boaltma

Sonsuzoerinlik.

Doldurma

Boaltma

Doldurma

Boaltma

Toz malzeme

Sonluderinlik

Doldurma

Boaltma

Boaltma

Sonsuzderinlik

Doldurma

Doldurma=Boaltma

Doldurma=Boaltma



9/80

izelge 3

0.

1.0

2.0

3.0

.0

0.00

0.63

0.86

0.95

.1

0.10

0.67

a8 8

tt96

.2

0.18

a 70

0.89

a 96

.3

0.26

0.73

tt90

a96

.4

a 33

0.75

0.91

0.97

.5

a3 9

0.78

0.92

0.97

.6

0 4 5

0.80

0.93

.7

0.50

0.82

0.93

.8

0.55

0.83

a94

0.97 0.98 0.98

.9

0.59

0.85

0.94

0.98

nusu olup doldurma iin bulunan dikey yk Py'nin iki kat

.alnmaldr. Ancak yk hi bir zaman 5 . z deerinden byk dnlmemelidir.

Deneyim sonucu malzemenin herhangi bir ylma ve ark

formasyonu oluturmad bilindii takdirde dikey ykler

de byle bir arttn ma gidilmemelidir.

te yandan eksantrik boaltma yapld takdirde de

yklerde art meydana gelecektir. Boaltma aznn ek

santriklii d/6 veya silo ykseklii h, 2d deerini amyor

sa eksantrisite etkisi tamamen ihmal edilerek gz nne

alnmyabilir. Burada d silo kesiti ierisine sdrlabilecek

en byk emberin apdr.

eitli silolarda kullanlan cebri havalandrma sistemleri

de yklerde belirli birtakm artlar getirmektedir. Yklenen

malzeme granl karakterde ise yatay yklerde art beklenmelidir. Bu durumda yatay ykler hava giri menfezinin

zerinde kalan derinlik ile orantl olarak hava giri basnc

kadar ykseltilmelidir. Havalandrmadan tr oluan ek

yk silo tavanna doru gittike azalarak, zirvede sfr dee

rine eriecektir. Toz karakterli malzemeler iin ise havalan

drmann ek herhangi bir yk getirdii saptanamamtr.

Son olarak eksantrik boaltma olup olmamasna bakl

makszn bulunan yk deerleri aada gsterildiiekilde

minimum 1.2 faktr ile ykseltilmelidir;

c = 1 + 0.20 x (k + (e.u)/1.5F)

Burada;

e = eksantriklik, k = 1 (Organik yn malzeme iin),

k = 0 (norganik yn malzeme iin)

Yk Azaltan Etkenler

Silo taban kesiminin yk azaltma etkisinden dolayyatay

yklerde azaltmaya gidilmelidir. ekil 3'te gsterildii ze

re silo yksekliinin 0.75'inde boaltma yk erisinin kesi

me noktas ile doldurma erisi bitim noktas birletirilerek

yatay yk dalm profili elde edilmelidir.

zel Durumlarda Kullanlacak Ykseltme Katsaylar

Baz zel malzemeler iin bulunan yk deerleri deney

sel olarak saptanan katsaylar ile arplmaldr (rnein m

sr iin bulunan deerler 1.3 faktr ile ykseltilmelidir).

Ayrca burkulma (flambaj) tehlikesine kar alnmas gere

ken nlemler dikkatle irdelenmelidir.

1670 TON KAPASTEL BR SLONUN TASARIMI

Temel ilkeleri yukarda verilen tasarm kriterlerinin

altnda burada 1670 Ton kapasiteli bir msr silosunun tasa

r m g e r e k l e t ir i le c e k t i r. e k i l 2 d e g r ld z e r eSilo ap; 15m

at eimas;25

Silindirikkesimin ykseklii; 12.05 m

Toplam ykseklik; 14.96 m

Taban tipi; Dz

Depolanacakmalzeme;Msr

Msr younluu; 0.72 T/m3

olarak alnmtr.

Bu durumda silo hacmi 1670/0.72 = 2319.4 m3 dur

st konik kesimin hacmiV, = ((15xl5xl5x 7t)/(4x3x2))xtan 25=206 m3

Silindirik kesimin hacmi

V2 = (15xl5x?r xll.95)/4 = 2113.4 m3

V +V2 = Toplam hacim = 206 + 2113.4 = 2319.4m

3

dur.

Yatay yklerin bulunmasnda en elverisiz durum i

srtnme asnn p = 26 derece olduu haldir. (Buda"iin i srtnme as 25 30, msr iin ise 2628 arasn

da alnabilir. eitli malzemeler iin i srtnme alar

standartlarda ve el kitaplarnda bulunabilir).

Kesit alan

F = (15X15XTT ) / 4 = 176.71 m2

Kesit evre uzunluu

U = 15XTT = 47 .1 2 m

Msr younluu 5 = 820 kg/m3= 8.04 kN/m3

= 8.0 kN/m3 olarak alnacaktr.Doldurma ve boaltmadaki dier parametreler;/x= tan 5

olup,

Doldurmada; Mf= tan 6f= tan (0.75x26) = 0.354

Boaltmada; ^e

= tan e

= tan (0.6 x26) = 0.279

olup doldurmada Xf = 0.5 boaltmada


10/80

= (196. 71 ) / ( 0. 5x0. 35 4x 47 .1 2) = 21 179 m

FBoaltmada ise z =

\. s.u

9 9

= ( 1 7 6 . 7 1 ) / ( 1 . 0 x 0 . 2 7 9 x 4 7 . 1 2 ) = 1 3 4 3 1 m

olmaktadr.

Bylece 0 = ( 1 e 2 / zof)

ve 0 = ( l e z / z o e )olmaktadr.

Younluk 7 = 8 kN/m3 ise doldurmada 1.3 boaltmadaise 1.2x1.3 faktrleri ile arplacaktr. (Daha nceki blmlere baknz)

Bu durumda doldurmada 7e= 1.2x1.3x8.0 = 12.48 kN/m3

omaktadr. yf . F

Doldurmada maksimum yatay yk; p h f = ~ [7

denklemi ile, max P =

= (10 4x176 71)/( 0 354x4 12)

= 110 13 kN/in2

Boaltmada maksimum yatay yk; p h e = ~

denklemi ile, max P =

=(12 48x176 71)/(0 279x47 12)

= 167 619 kN/m2

olarak hesaplanr.Hesaplarmzda rzgar yk ile sismik ve termik ykler

ihmal edilirse Yatay yklerin derinliine bal dalmp(z) = max p. 0 denklemi ile bulunur.

Dolum yatay yk erisinin izilmesi:

Burada azami msr dolum yksekliinin 13 m olacavarsaylm ve dolumda maksimum yatay yk 50.32 kN/m2

olarak bulunmutur.

Boaltma yatay yk erisinin izilmesiBenzer biimde;

mZ = 1 3 . 4 3 1Z=13.431 mZ=13.431 mZ=13.431 mZ=13.431 mZ=13.431 mZ=13.431 mZ=13.431 m

o

z 1 mz = 2 mz = 4 mz = 6 mz = 8 mz = 10 mz = 12 mz = 13 m

z/z =0.074z/z=0.148z/z=0.297z/z=0.446z/z=0.595z/z=0.744z/z=0.893z/z=0.967

O

0 = 0.0680=0.1310 = 0.2520 = 0.3560 = 0.4460 = 0.5230 = 0.589

0=0.617

P =167.619x0,P e =167.619x0,P e =167.619x0,P e =167.619x0,P* =167.619x0,P =167.619x0,P^ =167.619x0,

r

.619x0,

068=11.39131=21.95252=42.23356=59.67446=74.75523=87.66589=98.72

617=103.42

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

Dolaya ile boaltmada 13 m derinlikte maksimumyatay yk 103.42 kN/m2 olarak kmaktadr.

"Yk Azaltan Etkenler" bal altnda belirtildii zere"Yatay Yk Dalm profili" silo yksekliinin 0.75 inde

boaltma yk erisine yatay olarak izilen bir doru edolum yatay yk erisinin maksimum noktasnn birletirilmesi sonucu elde edilecektir (Baknz ekil 3)

Yatay yklerin sadece silo duvarlar tarafndan karlanaca ilkesinden hareketle, silo zemininde kullanlmas gerekli minimum levha kalnl:

t=(P.D)/(2.r)

balantsndan bulunacaktr.Burada;

t ; Levha kalnlP ; Yatay ykD ; Silo ap

r ; Emniyet gerilmesidir.

Yukarda grld zere denklemde;

P = P (max. yatay) = 50.32 kN/m2

D =15 m

Zo= 21.179Zo= 21.179Zo= 21.179Zo= 21.179Zo= 21.179Zo= 21.179Zo= 21.179Z = 21.179

mmmmmmmm

z 1 mz = 2 mz = 4 mz = 6 mz = 8 mz = 10 mz = 12 mz = 13 m

z/z o =0.047z/z o =0.094z/z o =0.188z/z o =0.283z/z o =0.377z/z o =0.472z/z o =0.566z/z o =0.613

PH,= 110.13x0.040=5.19 kN/m2kN/m2

hf0 = 0.0400 = 0.086 P^ f= 110.13x0.086=9.470 = 0.165 P = 110 .1 3x 0. 165 =1 8. 17 kN/m2

0 = 0.244 P = 110. 13x 0.2 44= 26.87 kN/m2

0 = 0.309 P h f= 110.13x0.309=34.03 kN/m2

0 = 0.375 P h f= 110.13x0.375=41.29 kN/m2

0 = 0.429 P h f= 110.13x0.429=47.24 kN/m2

0 = 0.457 Ph=110 .13x 0.4 57= 50. 32 kN/m2

hf

1 0 MHENDS VE MAKNA DERGS C L T: 28 SAY I : 333 EKM 1987


11/80

olarak alnacak,Malzeme olarak St 32 kalite sac kullanlaca kabul edi

lir ve 0.756lik bir emniyet katsays alnrsaT (emniyet) = Tx 0.756 = 320x0.756=240 N/mm2

olacaktr. Aynca balama iin kullanlacak delikler iin0.79 luk bir incelme faktr dnlrse;

T (emniyet) = 240x0.79 = 190 N/mm2 olacaktr.Bu durumda;

t = (50320/1000000 x 15000) / (2x190) = 1.98 = 2.00mm olduundan silo zemininde kullanlmas gereken sac

levhann asgari 2.0 mm (St32 kalitesinde) olaca grlmektedir.

Yatay yk dalm profil erisine gre sac kalnl stkademelere doru uygun bir biimde azaltlabilir.

doldurma durumunda olumaktadr. Boaltma iin ise;

..A. .50.32 10342 kN/m2

ekil 3.Yatay yk dalm profilinin elde edilmesi

Janssen Yaklam 3e Karlatrma

Janssen forml yatay duvar ykn:P = (W. R/J LT) X 1 e ( ^ '

k/ R) h

ile vermektedir. Burada;

W ; Malzeme younluuR = A/U kesitin ortalama hidrolik derinlii (A; kesit

alan, U; kesitin evresel uzunluu)IX =tan 0 ' ; 0'; Malzemenin duvar zerindeki srtnme

ask = Ph/Pv= (1 sin P ) / (1 + sin 0 ); Pv; dikey yk,0 ; Malzeme yn as; h; derinlik

Bu durumda Janssen formlnn uygulanmas ile 13m

derinlikte elde edebileceimiz maksimum yatay yk;

max

Y e"

vemax

denklemi ile

ve= (12.48x176.71)/(I .0x0.279x47.12

= ( 2205. 3)/ ( 13 .14) =16 7.72 kN/m2

bulunacaktr. Derinlie gre yk dalmnn belirlenmesinde; p(z) = max . p . 0 balants kullanlacaktr.

Boaltrzoe =

zzz

zzzzz

ppppppp

p

a Dikey Yk Erisinin izilmesi

13.431 m iin,

= 1m= 2m= 4m

= 6m= 8m= 10 m= 12m= 13 m

= 1 67 .= 1 67 .= 1 67 .=167.

= 167.

= 167.

= 167.

= 167.

z/ zz/z

z/ z

z/z"z/zz/z2.1' Z

z/zo

72x0.72x0.72x0.72x0.72x0.72x0.72x0.

72x0.

= 0

= 0

= 0

= 0= 0

= 0

= 0

= 0

06 8131252356446523589

617

Doldurmada ise maksimum

1

JPVf

max

denklemi ile

Yf.F

X LF 1 Jf

.074

.148

.297

.446.595

.744

.893

.967

= 11.= 21.= 42.= 59.= 74.= 87.= 98.

= 103

dikey;

1

0=0 =0=

0=0 =0=0 =0 =

4972670807178

.48

fk;

0.068

0.131

0.252

0.3560.4460.5230.5890.617

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

= ((8 x 7.5)/0.487))x(l e


12/80

z6mz = 8mz= 10m

z=12 m

z=13 m

z/z = 0.283

z/z= 0.377

z/z= 0.472

z/z= 0.566

z/z= 0.613O

0 = 0.244

0 = 0.309

0 = 0.375

0 = 0.429

0 = 0.457

P = 220.35x0.040 = 8.81

P= 220.35x0.086 = 18.95

P = .220.35x0.165 = 36.35

P = 220.35x0.24 = 53.76

P = 220.35x0.309 = 68.08

P = 220.35x0.375 = 82.63

P = 220.35x0.429 = 94.53

P = 220.35x0.457 100.69 kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

Dolays ile dikey maksimum ykler 13 m derinlikte doldurma iin 100.69 kN/m2boaltma iin ise 103.48 kN/m2

olarak belirlenmitir.Hesaplarda at yk, rzgar yk, kar yk, silonun ken

di arlndan dolay meydana gelebilecek yk ile sismikykler dikkate alnmam olup sz konusu bu ykler gerektasarmlarda mutlaka hesaplanmaldr.

Boaltmada Duvar Srtnme Yk Erisinin izilmesi

Z * 13.431 m

z =l m P = 46.8x0.068 =3.18

z=2m P = 46.8x0.131 =6.13

z=4 m P = 46.8x0.252 =11.79

z =6 m P = 46.8x0.356 =16.66

z =8 m P = 46.8x0.446 =20.87

z=10m PW= 46.8x0.523 =24.47

w fz=12 m P = 46.8x0.589=27.56

z =13 m Pwf

= 46.8x0.617 =28.87

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

Dolays ile duvar srtnme ykleri 13m derinlikte, boaltma iin 2a87 kN/m2 doldurma iin ise 17.82 kN/m2

olarak belirlenmitir.

Janssen Yaklam ile Karlatrma

Janssen yntemi dikey yk;

Pv = (W R /ju' .k)x (1 eR

Duvar Srtnme Yknn Hesaplanmas

Duvar srtnme yk

P

w u

denklemi ile hesaplanacaktr.Yf

Doldurmada; olarak alnacak ve

denklemi ile vermektedir.Bu durumda 13m derinlikte elde edilecek maksimum di

keyyk;

Pv = ( 8x7. 5/ 0.487x0. 39) 0 4 8 7 x 0 39x (1 e 7.5

x 13

W fmax u

Boaltmada P

P v = 31 5 . 9 x ( l e )= 315. 9x0.274

= 86.55 kN/m2

ye . F olmaktadr.

olarak alnacak ve Aradaki fark AP = 103.4886.55 = 16.92 kN/m2 dir.

P = (1 0, 4x l 76 . 71 ) /( 47 . 12 )= 39 kN/m2

Wm a x

U

P = ( ( 1 2 . 4 8 x 1 7 6 . 7 1 ) / ( 4 7 . 1 2 )We

max

=46.80 kN/m2

olarak bulunacaktr.

Doldurmada Duvar Srtnme Yk Erisinin izilmesiZo f = 21.179 m

z = 1 m

z = 2 m

z = 4m

z=6 m

z = 8 m

z= 10 m

z = 12 m

z =13m

12

P = 39x0.040 = 1.56

Pwf

= 39x0.086 = 3.35

Pwf

= 39x0.165 = 6.43

*=39x0.244 = 9.51

?""=39x0.309 = 12.05

Pwf

= 39x0.375 = 14.62

?"=39x0.429 = 16.73

Pwf

= 39x0.457 = 17.82

w f

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

kN/m2

K A Y N A K A

1 Gray W.S, Relnforced Concrete VVater Tovvers, Bunkers Sllos,and Gantrles. Publlshed by Concrete Publlcatlons Ltd, London1953 3rd Edttlon revlsed by Mannlng G.P

2 Deutsche Normen D N 10 55 Sheet 6Design Loads for Bulldlngs,Loads n silo blns November 1964.

3 supplementary Regulat lons to DN 1055 Sheet 6 November1964 Issue. Verslon of May 1977. Loadlng Acceptances forStructures, Loadlngs in Sllos.

4. Deutsche Normen D N 10 5 5 Teli 6*Deslgn Loads for Bulldlngs,Loads n s i lo blns. May 1986. NABau I I 3/2 Nr 686.

* D N 10 55 standartnn en yeni versiyonu olup Mays 19 86 dayaynlanmtr. Bu standartta eit l i pratik katsaylar kul lanlarak hesap yntemi daha basit letiri lmi olup tasarm'da kullanlacak yklerin emniyeti biraz artt r lmtr. Makalede yer alan hesap yntemi ayn standart in 1964 ve 1977 versiyonlar esas al narak yap lmt r .



13/80

Scak havalkupol ocaklarnda

modern dizaynlar

Mak.Mtth.NejatS.tZAR

Tek bir ocakta 3 ila 6 hafta srekli kampanya eklindeiletilebilen astarsz scak haval kupol ocaklar iletmesininok yksek verimli olduu ispatlanmtr. Uygunrekperatrler sayesinde enerji kazanc % 60 dzeyinekadar ulamaktadr. Arzulanan metalrjik gereklere veiletmenin zel alma koullarna gre ocak deiik tipte

sifon sistemleri ve tek veya ift sral tyerlerle donatlabilir.Bu ocaklara yksek miktarlarda ucuz elik hurda arjedilebilmesi ve dk enerji sarflar nedeniyle, scak havalastarsz ocaklarn retim maliyetleri, eski yndeki astarl

souk haval kupollerden veya elektrikli endksiyonocaklarndan ok daha avantajldr. Keza ayn avantaj buocaklarn elik fabrikalarnda ucuz elik hurdann nergitme nitesi olarak ve/veya % 10'dan daha az pik demirikullanarak tamamen hurda dkme demir ergitmek ekliylede geerlidir.

it has been approved that the unlined hot air cupola

furnaces that can be under taken as a campaign vith only

one firing installation for 3 to 6 ueeks is highly productive.The energy gain can be increased to 60 % vith suitable

recuperators. The firing installment can be decked out withdifferent types of syphon systems and I ar 2 roved tuyers

according to the requested metallurgic necessities or the

voorking standards of the company. The supplying costs of

the unlined hot air cupola furnaces are more preferable toold lined cold air cupolas or electric induction fire

installations because they use less energy and they can

charge high amounts ofscraps of cheap steel. The same

advantage is present in the process of the real serap cast

ron fusing by using less than 10% pig iron or by using the

seraps of steel as the melting unit in the steel factories ofthese firing installments.

BACA (SHAFT) FIRINLARININDEMR

RETMNDEK NEMLEReitli demir retim srelerinde doal ters akml al

ma sistemleri, yukardan aa inen arj, enerji, redkleyici

elementler ve yukan doru hareket eden gazlarn hareket

lerinin uygunluu nedeniyle baca tipi demir reten frnlar

en uygun ve yksek ekonomik ocaklar olduklarn kantla

mlardr. Bunun doal sonucu olarak pik demiri yksek

f r n l a r d a , d e m i r c e v h e r i n i n d i r e k t r e d & s y o n u b y k a p t aMDREX baca ocaklarnda ve dkme demir ve kupol ocak

larnda ergitilmektedir. Btn bu ocak tipleri maksimum

retkenlii salayan standard sre tiplerini temsil etmekte

dirler.

Baca tipi frn sistemlerinin bu stn nitelikleri, bunlarn

yzyllardr demirelik endstrisinin gelimesinin temel da

yana olduklar ve gnmzde de byle olmaya devam ede

cekleri kabul edilmi bir gerektir.

Btn bu evrim iinde nde gelen vazgeilmez stnlk

lerine ramen bu ocaklarn sl verimlerinin % 30'dan teyegeememesi de pek tatminkr olmayan bir durumdu. Bu

nedenle, zellikle enerji maliyetlerinin yksek olduu d

nemlerde, bu ocaklarn sl verimlerinin ykseltilerek enerji

tasarrufu yapmak gerek bir ilgi alan oluturmutur. Bu

enerji tasarrufu yntemlerinden bir tanesi de hi kukusuz

baca gazlaryla dar atlan sy geri kazanma yntemidir.

SOUK HAVALI KUPOL OCAI

ok uzun yllardan beri souk haval kupol oca demir

dkmclnde yararl ve verimli bir aygt olarak kullan

lagelmitir, ve bugn de retilen dkme demirin % 30'undan

fazlas, tm dnyada, bu ocaklarla ergitilmektedir. Gemi

te bu ocaklarn basit ve ucuz yaplar halinde kk kapasite

ler iin ve herhangi bir toztutucu donatm olmadan ina

edilip altnlabilmeleri avantajl olmaktayd. (ekil 1.).

Kalite gerekleri ve aazdan alnan metalin scakl snrl

kald srece byle ocaklar dkme demir retimi iin

yeterli olmaktayd. Bununla birlikte sl verim%30 gibi ok

dk bir deerde kalmaktayd.

egzost gazlar ^Y k l e me ^ i 1kaps ~~~" ' 1

1 ^ 1 arjlar 1

Tl t 1I Ykselen 11 gazlar 1

1 B Ergime 1" J blgesi 1

Cruf oluu B y B C T l |

STabanplakas

|

1Lfrn cidar

latetulas1 astar

L V111l | H a v a

11 boru1 donarm

H Tyerler

LD Metal oluu

ekil 1. Tip ik bir souk haval kupol ocann ematik kesiti

"Modern design of hot blast cupola furnaces", MPTMetalurgicalPlant and Technology, No: 1/83 pp. 22 29

MHENDS VE MAKNA DERGS C LT :2 8 SAY I :333 EKM 1987 13


14/80

Ocak iindeki yanma koullarn gelitirmek ve hem ocan retkenliini hem de metal scakln arttrabilmek iinifthaval (Divided blast) denen ocaklar veya ocaa dardan oksijen enjekte etmek eklindeki uygulamalar baarylakullanlm,ancak bu yntemler ocan sl verimini yalnzca% 40 dolaylarna karabilecek kadar yararl olabilmitir.Dolaysyla bu sistemin uygulanmasyla daha fazla bir enerjikazanc pek olanakl deildir. nk 500 C dolayndaki

yanm baca gazlarnda artk yeniden yaklabilecek miktarlarda (CO) gaz bulunmamaktadr. Buna karlk bu baca gazlarn tekrardan bir rekperatrden geirerek bunlann tadklar sdan yararlanmak da dnlemez. nk bu gazlarson derecede fazla kl ve kat paracklarla ykl olduklarndan (Byle bir sistem ksa bir sre altrldktan sonra)

j e t psk rtm eli ya

toz tutuculu souk Souk haval kuru toz ^

haval kupol tutucu kupol oca k

Temiz gaz

ekil 2.Souk haval kupol de :iu toz tut ucu don at m, ematik .

rekperatrde baedilmesi ok g tkanklklar ve arzalaraneden olarak ocan salkl ve dzenli ilemesini engellerlerBylece yksek bakm ve onarm giderleri yansra azalan

bir s alverii de kanlmaz olur.

Modern endstriyel toplumda zellikle iskn blgelerineyakn yerlerde iletilen kupol ocaklarnn gnmzde etkilitoztutucu donanmlarla donatlmalar ayrca kanlmaz birgerektir. ekil 2.' de iki deiik tipte uygulanmakta olantoz tutucu yntemler gsterilmitir. Bunlardan soldakindeocan tepesinde jet fskiyeli bir ya toz tutma dzeni, sadakinde ise gazlann 140 C un altna kadar soutulmasndan sonra kullanlabilmelerine olanak salayan bir kuru tiptoz tutma dzeni grlmektedir. kinci sistemde kupolleriniftHaval diye isimlendirilen iki sra tyeri olan ocak tipide ekilde grnmektedir.

SICAK HAVALI KUPOL OCAKLARI

Tek bir ergitme nitesinden gittike artan byklklerdemetal eritilmek istenmesi; son 30 yldan bu yana scak haval kupollerde deiik tasarm ekilleri, artan s verimi salayan gelimeler yaratm ve bu geliim sonuta scak havalkupollerin tm dnya dkmhanelerinde kabul bulmasnsalamtr. Gnmzde normal olarak 2 ton/saat'ten byk

btn kupol ocaklar scak haval olarak ina edilmektedirlerBugn bu tip ocaklarn en by saatte 110 (yzon) tonmetal ergitebilmektedir. (Bu ocak Japonyada Kubota fabrikalarnn dkmhanesinde almaktadr. .N)

ISI GER KAZANMA VE GAZ TEMZLEMESSTEMLEROcan 500 Da 600 C lk scak hava flenerek altrl

masyla daha yksek ergitme kapasitesi, daha yksek ergimi demir scakl, metalde daha ok karbon ve silisyum

V e n t u r i ve ya

desintigratrl

toz tutucu

Atk gazi3eoookj/t

anma havas (scak)

Rekpe

pilot

yakc

Scaklk *cH,,. mNmV

500/520

63S

3006 9 5

16

750

95S993

(D850

1035

85 0

O15

575/600 I 250

1150 | ~700

ekil 3.Scak haval bir kupol oca, dahili hava stclar ve s ejanjryle

14 MHENDS VE MAKN A DERGS CLT: 28 SAYI: 333 EKM 1987


15/80

kazanc, ve daha az oranda kok kmr kullanlmas gibiolumlu sonular domaktadr. Havay stmak iin ya dandan salanan yakt veya baca gazlarnn enerjisi kullanlmaktadr. En yksek verim hem baca gazlarn yakan hemde ilave doal gaz, fueloil ve benzeri yaktlar yakan birleiksistemlerden elde edilmektedir. ekil 3. 'te grnen ematik grnmde baca gazlan oca 300 C de terketmektedir.Bunlar nce 140 C'nin alfana kadar soutulmakta ve dahasonra tadktan toz ve kller 75 mg/NM3 dzeyine decekderecede temizlenerek rekperatr beslemektedir. Buradagazlann iindeki%1015 dolayndaki (CO) nceden stlan

scak hava ile yaklmaktadr. Bu temizlenmi gazlann ierdii enerjinin kupolun souk yanma havasn 520 C a kadarstmaya yetmemesi halinde ise rekperatre ilave enerji

yukanda deinildii gibi dandan salanmaktadr. Bacagazlarnn yanma havasnn stlarak rekperatre verilmesi

yanc gazlann alev almasn kolaylatrdndan iinde %9hatta % 8 orannda be olsa zayf (CO) gazlarnn dahi yanabilmesini, bunlardan yararlanlmasn salamaktadr.

Normal olarak gazlann temizlenmesi, kuru gaz temizleme sistemlerinin toz ykl gaz kitlelerinde sk sk patlamalara ve arzalara neden olmalarndan tr, daha ok ya temizleme yntemleriyle yaplmaktadr. Ya temizleme sis

temlerinde yanlz venturi ayrclar deil (desintegratr) zeltici tipteki aynclar da kabul bulmulardr. Fakat desintegratrlerle kyaslandnda venturi synclan arzasz alma ve az bakm gerektirmeleri nedeniyle daha avantajldrlar. Ancak buna karlk da bu synclara monte edilentemiz gaz vantilatrleri biraz daha fazla elektrik enerjisisarf ederler. Is deitirgeleri (exchanger) kullanmak yoluyla nemli miktarlarda enerji tasarrufu salanr. Isl geirgenlik salamak amacyla bu ekipmanlar ya termal yalarlaveya gazlann iine bir miktar su pskrtlerek altnlrlar.Bu yolla kazanlan enerjiden yararlanma; acak su sistemi,scak hava veya kurutma frnlar gibi yerel gereksinimlerinkarlanmas eklinde yaplr. Bylece toplam artk sdan

yararlanma sonucunda kupol oca evriminin toplam enerji dengesi % 58.60lk bir verim dzeyine ykseltilir.

ekil 4'de astarsz modem bir scak haval kupol ocann s ak denge diyagram gsterilmitir. Bundan da aka grlmektedir ki enerji giriinin%95'i kok kmrnden,kalan % 5'i de metalik arjn iindeki silisyum, karbon gibielementlerin kimyasal reaksiyonlanyla, s rekperatrnde

yaklan doal gaz veya fueloil'den salanmaktadr. Bir toneriyik demir elde etmek iin 3,8 G J enerjiye ihtiya vardr.Bu enerjinin hemen hemen % 36's eriyik demirde kalr.

Astarsz bir scak haval kupol sisteminin s kayplar iseyledir:

Cruftaki enerji 125 700 KJ %3,3Radyasyon (ocak yzeyinden) 1 011 300 KJ %26,4Gaz soutma ve temizleme 232 200 KJ %6,1Radyasyon (Rekperatrden) 54 500 KJ % 1,4TOPLAM (Artk gazlar hari) 1 423 700 KJ % 37,2

eklindedir.

Bu deerlerden aka grlmektedir ki en iyi koullardabaca gazlarndan s geri kazansa bile (ki yaklak bu enerji840 000 KJ veya toplam enerjinin % 22 si olabilir) toplam

Enerji Verimlilii 58,3 %

K a y p l a rG a z t e m i z l e m e

6 . 1 %

O c a k y z e y i n d e nR a d y a s y o n

2 6 . 1 %

C r u f3.3%

Sv dkme demirde

Kayplar

95 % coke'tan2 % Sand Creaction'dan kazanlan3 %

Rekuperatrdeki yanma ssndan

ekil 4. it en stmal rekperatrl ve s eanjryle donatlmscak haval bir kupol ocann s denge diyagram

enerji verimi % 58'i ancak biraz aabilmektedir. Yeni gelimeler ancak fnn gvde sisteminden radyasyonun azaltlmas yoluyla olanakl olabilir. Buna karlk bu gelimeler deocan hem retkenlik sresini hem de retkenliini drecei gibi, refrakter malzeme tketimini arttracak ve salanan kararl metalrjik sonularada olumsuz etkiler yapacaktr.

MODERN SICAK HAVALI BR KUPOL OCAININYAPISAL ZELLKLER

Ocak aft (gvdesi)Balangta scak haval ocaklarn tm gvdeleri iten as

tarl yaplrd. Ancak astarl ocak iletiminde yksek vekontrol edilemeyen refrakter anmalan nedeniyle dengesizmetalrjik sonular elde edilmektedir. Ayrca yksek astarmalzemesi sarf, tm astarn sk sk yeniden rlmesi gibiolumsuz ve arzulanmayan bir takm ekonomik sonulan dakanlmaz klmaktadr. Bu sorunlara bir zm olarak,

yaklak on yldan beri astarsz aftl (Ana Gvde), ilaalt hafta durmadan srekli ergitme yapabilen scak havalocaklar endstride yaygn olarak kullanlmaya balamtr.Bu ocaklar bugn de en ileri teknii temsil etmektedirler.Byle bir modern ocan kesiti ekil 5'te gsterilmitir. Buocaklarda refrakter malzeme sadece tyerler dzeyinin altndaki pota ksmnda ve baca gazlannn k az evresindebulunur. Ocan gvdesi zerine dtan su pskrtmek suretiyle ocak soutulur. Yksek retkenlikleri nedeniyle (yapzelliklerinden tr) radyasyon kayplar da yksektir;dolaysyla meydana gelen bu kayb karlamak zere buocaklarda arjdaki kok kmr oranlan normalin % 1015'ikadar daha yksek tutulur. (Genelin %1 1,1,5'u)

MHENDS VE MAKN A DERGS CLT: 28 SAYI: 333 EKM 1987 15


16/80

arj seviye kontrol

Basn kontrol

st gaz borusu

Zrh

Scak havaemberi

SifonMetaloluu

arj ykleme

platformu

arj seviyesiKontrol

Ar a pl at fo rm

Tyerler

Ocakplatformu

ekil 5. Astarsz scak haval kupol oca kesit i

Ocak aft genellikle silindiriktir. Baca gazlan blmleriise arj esnasnda scak gazlarn iine hemen hemen hi souk hava girmeyecek bir dzende yaplm, bylece bacagazlarnn dengeli homojen scaklkta kalmalar salanmtrBu yolla aynca gereksiz hava hacimlerinin gaz temizleyicileri veya rekperatr byklklerini olumsuz etkilemeleriengellendii gibi baca gazlannn iindeki yanc CO gazlannn younluunun da dalgalanma yapmadan srekli olarak yanma younluuna uygun kalmalar salanm olur.Keza tyerlerin yerleim dzeni de ocan retkenlii ve

boyutlanyla bantl olarak bu geree yant verecek biruyumda yaplmaldr. Bu ocaklarda normal olarak yksekfnn tyerlerinin benzeri olan suyla soutmal bakr tyerlerkullanlr.

ift haval (Divided Blast) sistem ocaklar

Uzun yllar sren deneyler gstermitir ki yanma havasnn bir blmn, ekil 6'da gsterildii gibi ikinci bir sratyerden vermek suretiyle yanma koullann biraz gelitirmek olanakldr. Bu tyer dzenlemesi sayesinde ergimidemirin scakln yaklak 30 C kadar ykseltmek kabilolmutur. Demir scakl sabit tutulduu takdirde de ocan kok tketiminden % 10 orannda tasarruf saland rapor edilmitir. Bu koullann optimal olarak elde edilmesiscak havann %75'inin alt,%25'inin de st tyerlerden verilmesiyle salanmaktadr. Baz uygulamalarda st tyerlerescak hava yerine souk hava liflenmektedir, ancak bu durumda hava kontrol dzeni ve datm daha karmak birhale girdii gibi scak havadan beklenen olas tasarruf veocak kapasite artmnn gereklemesi kukulu olmaktadr.Bu ift haval sistem uygulandnda gerek iletmenin genelnezaretine gerekse tyerlerin soutulmasna daha byk birdikkat sarfetmek gerekir.

ekil 6. Clf t haval (Divided Blast) sistem scak haval kupol

OCAIN DEPOSU (HEARTH) VE SFON TASARIMI

Astarsz, (LCHB) uzun kampanyascak haval kupoloca klan kullanmnn yaygnlamasyla birlikte, ara astartamirleri yapmadan, ocan srekli ergitme yapabilmesinietkileyen en nemli belirleyici etkenin, depo astan malzemesinin anma sresi olduu saptanmtr. Dier bir nemlietken de metalrjik gereklere ve retim programna uygunolarak tasannu gereken sifon sistemidir. ekil 7'de enok

kullanlan iki deiik sifon tipi gsterilmektedir. Basnlsifon sistemi diye adlandnlan tipte erimi demirle crufunher ikisi birden bu sifondan akarak d an kar ve birbirlerinden deiik zgl arlktan nedeniyle ayrlrlar. Bu sistem ocak deposunun s yknn korunmas, astann az anmas gibi avantajlan yannda demirin karbon orannn % 3,2?den az olmas istenen alma durumlannda da yararldr.Dier taraftan bu sistemde kontrol zor metalcuruf tepkimeleri grlebilir ve demirin oksidasyonu, Si ve Mn'nin crufta redklenmesi ve deslfrizasyon kontrosuz olabilir.Bu ynden ykselen tipte k az olan atmosferik sifon,crufun srekli olarak eriyik metalin stnde kalmas avantajm saladndan metalrjik adan daha kararl iletmeolana salar. Ancak bu sistemde de depo iinde oldukayksek bir sl yk bulunmas kanlmazdr. Ocan d eperini su ile soutarak ve depo i cidarlann grafit bloklarlarerek, aynca bunlann stn astarlayarak ocakta uygulanmakta olan iletme kouluna gre 3 ila 6 hafta hi durmadan vardiya srekli ergitme yapmak olanakl olmaktadr.Bu srenin sonunda ise sadece grafit tulalarn zerindekianan astar yenilenir, grafit tulalarn mr ise uzun yllarsrmektedir.

1 6 MHENDS VE MAKNA DERGS CM_T : 28 SAY I:3 33 EKM 1 987


17/80

Kupol Kupol

Atmosferik sifon

Sv metal

Metal oluu

ekil 7 . Kupolle r in basnl ve atmosfe rik sifon sistemlerinin ematik grnm

Y A T I R I MA DPERSONEL GD .

AS TAR MAL. G D

ENERJ

A L A I MLAVES GD.

D EMRARJI

SIC.HAV. SO.H. END KSY ONKUPOL KUP. OCAI

ekil 8. Deii k ergitme proseslerinde dkme demirin retimmal iyet i (Erg ly lk demir in US Dol lar/ton)

DEMR DMHANELERNDE UYGULANAN ERGTME

TEKNOLOJLERNN VERMLER

ekil 8'de yaklak 510 t/h metal ergitimine indirgenmi temel ergitme nitelerinin ergitme maliyetlerinin birkarlatrmas verilmitir. retim maliyetini etkileyen ennemli faktr metal arj maddeleri olup acak haval kupolocanda bunlarn retim maliyetinin % 50'sini, elektrikendksiyon ocanda % 47'sini, souk haval kupol ocanda ise % 65 ini oluturduu grlmektedir, zellikle bu sonuncusunda, souk haval kupolde, ikinci kademe hava ve

oksijen enjeksiyonu gibi ek nlemlere ramen eriyik me

talin scakln gerekli dzeyde tutabilmek iin yaklak% 35 orannda pik demirinin arja katlmas zorunluu retim maliyetinin yksek oluunun balca nedenidir. Bununsonucu olarak da arjdaki elik hurda miktar % 20'nin altnda kalmak zorundadr, br teknolojilerle karlatrlnca bunlarda da arjdaki pik demirinin%5 'in altna derkenelik hurda oran % 45 ile 55 dzeyine ulat grlr. Dier taraftan br teknolojilere gre souk haval kupol ocanda yksek pik demiri kullanlmas, zellikle silis gibi bazalam elemanlaryla karbonun yksek olmasn, dolaysylaelektrik ocana gre zellikle karbon giderinden tasarrufsalar.

Hi kukusuz gerek scak haval kupolde gerekse elektrikocanda yksek oranlarda elik hurda eritilmesi daha yksek enerji gerektirir. Ama tm bunlar biraraya gelse bile, elik hurdann ok dk olan fiyat, toplam retim maliyetlerinin byk lde azalmas, dmesi sonucunu dourur.Astar refrakterleri tketimi su, yedek para gibi dier tmtketim giderleri ynnden de scak haval astarsz kupoloca uzun iletme sresi nedeniyle tm dier ergitmeocaklar tiplerinden daha ekonomik sonular verir. letmepersoneli ynnden ele alnnca, elektrik endksiyon fnndaha basit altrma ekli nedeniyle biraz daha az masrafgerektirir. Yatrm giderleri ynnden ise, modern fabrikalarda tm ergitme tesislerinin evre kirlilii nlemleri, inf

rastrktr ve yardmc yan yaplar gerektirmeleri ynnden,aralarnda ki farklar kktr.

Yukarda sylenenleri zetleyecek olursak, en uygun retim masraflaryla astarsz scak haval kupolde bir ton dkme demirin maliyetinin 188 Amerikan Dolan olduu sylenebilir. Bu saynn souk haval kupolden 26 Amerikan dolan/t, ve elektrik endksiyon ocayla ergitmeden ise 12Amerikandolan/t dzeyinde daha ucuz bir maliyet olduu,dolaysyla byk ekonomi salad grlr. Elektrik oca

M H E ND S V E MA K N A D E R GS C L T : 2 8 S A Y I : 3 3 3 E K M 1 9 87 1 7


18/80

nn maliyet karlatrmasnda, hi kukusuz lokal elektrik

fiyatlarna bal olacak, daha da avantajl iletme salamak

olanakldr. Yu kanda verilen saylarn hesaplamasnda,

elektrik fiyat 7 cent/Kwh'tan hesaba alnmtr. (Halenlke

mizde elektrik fiyat 7,80 cent/kwhtu..N)

ELK RETMNDE KUPOL OCAI KULLANIMI

Gemite, yeterli elik retim olanaklar bulunan tesis

lerde kupol ocann bir nergitme arac olarak kullanlma

s ynnde eitli denemeler yaplmtr. Ancak bunlar

maliyet ynnden ve metalUrjik gerekler bakmndan optimal deerlere ulatrlamamt. Bugn ise en ucuz elik

hurdann arj edilebilmesi ve karbrizasyonu minimum d

zeyde tutabilecek ekilde tasarmlanm scak havahuzun

kampanya tipi kupol ocaklaryla, konverterlerde artma

hazr % 2,53 orannda C ihtiva eden 1500 C scaklkta ve

tonu 130 Amerikan Dolarna ergiyik demir retilebilmekte

dir. Hatta sistemde koktan gayn enerji kaynaklarn ilaveten

kullanarak daha da ileri ekonomik stnlkler dahi sala

mak olanakl olabilir. Hi kukusuz bu proses yntemini

uygulayabilmek iin buna en uygun elik retim teknoloji

sinin de seilmesi gerekir. Pek ok yer ve durumda bu gibi

alternatif yntemler ekonomik ve avantajl elik retimi

iin yeni yollar aacaktr.

SONU

Dkme demir retim teknolojileri arasnda astarsz scak

haval kupol ocaklar enerjiden yararlanmada%60 dolayn

da verime ulaabilen bir ergitme aygta olup aynca endksi

yon ocana gre nemli bir miktar fakat souk haval

kupol ocana gre ok yksek miktarlarda ucuz elik hur

da ergitebme niteliiyle byk avantajlar salayabilen bir

ocaktr.

En modern teknolojilerin uygulanmasyla, bu ocaklar i

letme olanaklar ve metalrjik gereklere uyum yle yksek

dzeylere eritirilebmitir ki, bugn yksek miktarlarda

demir ergitmek iin, scak haval kupol ocaklar dier tm

ergitme yntemlerine kyasla ok byk bir stnlk

kazanm ve aama yapmlardr.

Sz edilen bu yeni teknolojiler;

Ocaklarn astarsz olarak uzun kampanyalar sresince a

ltnlabilmeleri;

Optimal yanma koullan salanmas ve iki sral tyer

kullanlabilmesi;Optimal s kazanc, yksek verim,

gibi yeniliklerden olumaktadrlar.

Birok lkede scak haval kupollerde uygulanmaya de

vam eden eitli gelime ve yenilikler bunlarn sadece bir

ocak tipi olarak lider rol oynamakla kalmayacaklarn fa

kat demir retiminde de durumlarn gelitirip salamlat

racaklar anlamn tamaktadr. Bu ocaklarn aynca bir n

ergitme arac olarak takdim ve uygulanmas planlama aa

masndaki bir ok mini elik tesisi iin de byk bir ilgi

kayna oluturacaktr.

K A Y N A K A1 R p k e , W . D ., G as W a r m e In t e r n a t 2 8 ( 1 9 7 9 ) , N o : 6 7 , p 3 2 4 2 7 .2 Decker, E., Bektrovvarme Internat. Aug. B, 38 (1980) No: 2,

p. 9 2 9 73 Draper, A .B , And J'G. Sylvla: Tras. Amer. Foundrym. soc. 86

( 1 9 7 8 ) , p . 5 3 3 4 8 .4 Leyshon, HJ., Conference on cupola operatlon proceedlngs of

the AFSCMI conference n Rosemont, l., June 1819, 1980,p . 2 3 7 6 1 .

D U Y U R UBLGSAYAR SEMNER

Odam zn dzenledii Bi lgisayar Destekli iz im ( AU T O CA D ) konulu seminere gsteri len i lgi iin

teekkr ederiz.

Seminere katlm iin bavuran, kamu ve zel kurulular ile yelerimizin says bir seminer iin dn

len saydan ok fazla olduundan, her ay tekrarlanacak olan seminere, bavuru srasna gre kesin kayt

yap lacakt r .

Seminer verimini drmemek, makina ba nda yaplacak uygulama sresini geniletmek ve kat l mc

lara daha yararl olm ak amacyla seminere kat l m says s nr l tutu lmu olup, i leriki tarihlerde yinelene

cek olan ayn konulu seminerlere de bavuru srasna gre kesin kayt yaplacak ve seminer tarihi, yeri ve

creti ayrca duyurulacaktr.K a t l m c r et i 2 0 0 . 0 0 0 . T L ol a n A U T O C A D k o nul u i lk s e mi ne r imi z 2 6 K a sm 1 9 8 7 t a r ih l e r ind e

. gnde 6 saat olma k zere top lam 30 saat olarak ve makina banda uygulama olana salanacaktr.

Seminer cretini banka hesap numaramza yatrarak dekontunu gndermeniz halinde kesin kaydnz

yaplacak ve i lk seminerde yer kalmamas dur umunda daha sonraki seminerlere de yer ayr lac aktr.

Banka Hesab: T.Ziraat Bankas Kz lay ubesi 1289 No.lu Makina Mhendisin Odas Hesab

1 8 MHENDS VE MAKNA DERGS C L T: 28 SAY I : 333 EKM 1 987


19/80

Pres kalplarndagvenlik

A. Turan GNE

MKE Mhimmat Fabrikas

Sanayi Mhendislii Krkkale

Presler ve preste alanlar ile ilgili emniyet nlemleriMhendis ve Makina dergilerinde daha nce yaynlanmt.

Aadaki yazda kalp denilen pahal retim aralarnnemniyet dzenleri ksaca tantlacaktr. eitli kalplardamalzemenin ve parann ilerletme, konumlama, karma vs.

yanllklarn nlemede en ok kullanlan ara limitkontaklardr.

The safety of presses and their operators were tvritten in

theprevious "Mhendis ve Makina" magazines.in the article belov, the safety devices vhich can beapplicaple to the expensive production tools called "dies"

vill be briefly explained.Limit suitches are used extensively to safeguard the die in

case of misfeed or buckling ofstock or failure to eject serapor blank, and to check the position of parts in assembling dies.

Pres takmlarnn korunmas genelde, gvenli alma

iin balangta belirlenen koullardan her hangi birinin

gereklememesi durumunda pres tezgahnn harekete ba

latlmamas veya durdurulmas ilkesine dayanr. Bu ilem

ounlukla belirlenen emniyet koullan gereklemedii

durumlarda pres tezgahnn hareketini salayan "kavrama

ve firen" nitesinin elektrik enerjisi kesilerek salanr. Pres

tezgahnn istenmiyen durumlarda harekete balatlmamas

veya hareketinin durdurulmas iin kavrama nitesinin

srtnmeli tip olmas ve elektrikle kumanda edilmesi tercih

edilir. Mekanik kavraman eski tip preslere elektrik kumandal emniyet dzenleri uygulayabilmek iin kavrama kont

rol dzenlerinde tadilat yapmak gerekir [2].

Mekanik kavramah preslerin kavrama kontrollanna ya

placak tadilat yalnzca presin istenmeyen durumlarda hare

kete balamasn nleyebilir. Mekanik kavramann zelliin

den dolay harekete balam presi strok tamamlanana ka

dar durdurmaa olanak yoktur. Buna karlk srtnmeli tip

kavramas olan preslerde pres hzna ve kavrama niteliine

bal olarak harekete balam olan presi ancak belirli bir

hareketten sonra durdurabilme olana vardr. "Kavrama

Fren ataleti" olarak tanmlanan bu deer tezgah niteliini

belirleyen unsurlarn en nemlilerinden biridir. Kalplarngvenli alabilmeleri iin:

1 Kalp hareket elemanlar belirlenen koullara gre a

lmaldr.

2 Kalpta ilenecek malzeme belirlenen konumda dur

maldr.

3 Kalp paralarnda olabilecek krlmalarda ve nemli

anmalarda pres tezgah derhal durmaldr.

Pres eleman gze timinde a lan bir kalpta dikkatli biroperatr, yukardaki koullardan herhangi biri salanma

dnda, durumu grerek tezgah veya retimi durdurabilir.

Buna karlk otomatik alma durumunda, pres hareketi

ile senkronize alan tehlikeyi alglama dzenlerine gerek

sinim vardr. Alglama dzenleri, genellikle pres elektrik

devresine bal ilimit kontaklar aracl ile denetlenir. Bu

kontaklar, kalbn veya yardmc dzeneklerin belirli yerleri

ne yerletirilir. Arzulanan emniyet ve hareket koullan ger

eklemedii durumlarda, presin hareket nitesinin enerjisi

ni keser.Aada kalplarn emniyetli almalarn salamak iin

dnlm kontrol dzeneklerine ilikin bir ka ilke

tantlmtr.

Limit kontak

ekil 1. Malzemenin Kalba Doru Yerletirilmesini SalayanLimit Kontaklar.

ekil l'de malzemenin kalba doru yerletirilmemesi

durumunda, kavrama nitesinin enerjisini kesen limit kon

taklar grlmektedir. Malzeme, kalba doru yerletirilirse

kontaklar kapanacandan pres alabilir. Aksi durumda

almaz. ekil 2'deki ilke ile de erit ilerlemesinintamh

ve delme zmbasnn grev yapp yapmad kontrol edilmektedir. lerleme tam ise ve delik zmbas da grevini yap

msa, kontak kapal kalacandan pres alabilecektir.

Aksi halde, pilot zmba ieri gmleceinden kontak ala

cak, kavrama enerjisi kesilecektir.

ekil 2. erit lerlemii ve Delme Zmbasnn Kontr ol

MHENDS VE MAKNA DERGS C L T: 28 SAY I : 333 EKM 1987 19


20/80

ekil 3. Zmba kzann konumlandrlmas

ekil 3 te kzakl bir kalp grlmektedir. Zmba kza

(a), pres altna Um pozisyonunda srldnde, (c) pimikilitleme yapar. Bu durumda, st kalpla zmba ayn eksene

gelmi olur. (b) konta kapanarak, kavrama alma konu

muna gelebilir. Konumlandrma tam deilse, (b) konta

ak kalacandan pres alamyacaktr.

Kalplarn rulo malzeme kullanlarak otomatik beslenme

sinde, malzeme bittii zaman presin durmas gerekir. ekil

4'de, bademe rulolar kna kontrol dzeni yaplmtr.

Besleme dzeninde malzeme olduu srece, (a) konta ka

bV .Jp^r4 /^"

y ,r

1

TIJekil 4. Otomat ik Beslemede Malzemenin Bitip Bitmediinin

Kontrol

ekil 5. Malzeme ilerlemesinin Kot rol

ekil 6. Malzemenin Doru Yerlet irildiin in Kont rol

paldr. Pres alabilir. Malzeme bittii zaman (b) rlesi

aa der. Kontak alarak presi durdurulur.ekil 5'de grlen seri kalpta, erit ilerlemesi tam dee

rinde ise (b) ubuu (a) zmbasnn at entie girerek

konta kapatr ve pres alabilir. lerleme istenen deerde

deilse, (b) ubuu geri kayarak konta aacandan, pres

almyacaktr.

ekil 6'da 4 mm kalnlnda pirin malzemeye delik

kertme ileminde kullanlan bir kalp grlmektedir. ekme

ncesi malzemenin bask altnda tutulmas gerekmektedir.

Bunun iin kalba kam kontroll bask paras konulmutur

Bask paras, kamlarn merkeze doru hareket ettirdii

kamalarla sktrlmaktadr, t paras kalba sol kesitte

grld gibi yanl konacak olursa, presin aa inmesi s

rasnda kamlarn hareket ettirdii kamalar bask plakasnaarparak kalbn krlmasna neden olacaktr. Bunu nlemek

iin, seri bal iki adet limit kontak kullanlmtr. Malze

menin yanl yerletirilmesinde kontaklardan biri ak kalsa

dahi, pres ahmyacaktr.

Delmekesme ve bkme yapan seri kalbn limit kontak

larla korunmasna ilikin bir rnek ekil 7'de ematik ola

rak gsKlmektedir. Koruma dzenleri tasarlanrken, ncelik

le kalbn alma senaryosu hazrlanmal, alma urasnda

ortaya kabilecek tehlikeler belirlenmelidir. Daha sonra bu

tehlikeleri nleyecek dzenler dnlmelidir.

ekil 7'deki kalpta (v) konta eridin istenen boyda s

rlmesini, (bj) konta bkme istasyonu emniyetini, (b2)

konta da bir pilot zmba aracl ile adm ayarn veya

delik zmbasnn grevini yapp yapmadn kontrol etmek

tedir. erit, bkme iin tam deerde ileri srlmemise (v)

konta ak kalacandan pres kavramas devreye giremez.

Para, bkme istasyonunda eritten kesilir ve ayn zamanda

bklr. Uygun alma koullarnda para bkldnde

yayl bask grld gibi belirlenen bkme ykseklii kadar

gmlr. Bu konumda (b ) konta kapal durumdadr ve

2 0 MHENDS VE MAKNA DERGS C LT : 28 SAY I : 333 EKM 1987


21/80

r

ekil 7. Seri kal bn l imi t kontaklar la korunmas

pres alabilir. Fakat her hangi bir nedenle daha ncekiilemde bklen para kalptan dar atlmamsa bklen

paralar st ste ylacandan yayl bask daha fazla derine gmlerek (bj) kontan aar. Bu kontan almaspresi durdurur. Bylece kalbn zarar grmesi nlenir, (bj )

ve (v) kontaktan yle dzenlenmitir ki (bl ) tekrar kapanmadan pres almaz. Pilot zmbann zerinde (b 2) konta

vardr. Delme zmbas grevini yapmamsa veya erit tamdeerinde ileri srlmemise pilot zmba geri ekerek 0^ )kontan aar ve pres durur.

Elektrik devre emas u ekilde almaktadr:

(h) ana arteli aldktan sonra (e) butonuna baslr. (R)kontaktr enerjilenerek (r^) ve 0^) kontaklar kapanr.

(r2) kilitleme yapacandan, (e) braklabilir. eridin bkme iin ileri srlmesi ile (v) konta devreye girer. (S) kontaktr enerjilenir ve (s) konta kapanr. Bylece (M)kavrama bobini devreye girerek, pres alr. Kesilen erit

bkldnde, (v) konta alr. Eer koun yukar kalksrasnda bir sonraki ilem iin erit tekrar (v) kontana kadar srlmemi ise, pres durur. Dier koullara baklmakszn, presin, erit ilerlemesi ile dorudan kontrol edildiisylenebilir. Her bkme ileminden sonra (v) konta alacandan, koun yukar kalkmas srasnda eridin hzlaileri srlp (v) kontann kapatlmas gerekir. Aksi halde,(v) konta kapanana kadar pres "beklemede" kalacaktr.Bu durum kesikli almaya neden olacandan devre ekonomik olmaz. Bundan kanmak iin, (v) kontana kout(paralel) bal () konta kullanlmtr, () konta, krankmiline bal bir kamdan kumanda almaktadr. Bu kam dzeni, preslerin kumanda mekanizmalarnda bulunmaktadr.Kam, koun aa inmesinde (v) kontann almasndanksa bir zaman nce, () kontan kapatr. Bylece (S)kontaktr () zerinden beslenir. Ko yukar karkenkam (U) kontan st l noktadan nce aar. Bu durumda(v) konta devrededir. Sonu olarak, bkmeden sonra (v)

alr fakat, pres durmaz, st noktaya yaklarken, erittam deerde srlmemi ise (v) ak kalacandan pres du

rur, aksi halde almaya devam eder. eridin ilk defakalba srlmesinde ara istasyonlarn geilmesi iin presinalmas gerekir. Fakat, henz (v) kontana ulalmamolduundan (M) devreye giremez. Ara istasyonlarn geilmesi iin (v) kontana kout bal (a) butonu kullanlmtr, (v) kontana ulalana kadar pres (a) butonu ile hareket ettirilebilir.

alma gvenlii asndan kalp kontrol devrelerinde42 V gibi dk gerilim deeri kullanlmtr. Kalptaki devre, elektrik emasnda grlen kesik izgili blm kapsamaktadr. Dier ksmlar presin kendi kontrol nitesinde bulunur. Verilen devre yalnzca hayali bir kalp rneine gre

dzenlenmitir. Deiik kalplar iin deiik devreler dnlebilir.

Kalp dediimiz pahal pres takmlarnn, yukarda anlatlmaya allan rneklere benzer devrelerle korunmasnntezgah, takm ve personel gvenlii asndan nemli yararlan vardr.

K A Y N A K A1 A. Turan Gne ; : Meka nik Presler ve Kul lanmlar Hakknda K

sa Bilg iler. Mhendis ve Maklna Say 2 5 1 Ara l k 19 7 72 A. Tura n Gne: Meka nik Preslerde Gvenlik Mhendis ve Makl

n a Sa y 2 9 3 M a y s 1 9 8 43. E. Schmettovv: Ele ktrlsc he bervvachung n der Stanzere l Vverks

tatt und Betr leb 88 1965 H94 E. Klett : Shutz von Stanzereiwerkzeugen durch Mlkroschalter

VVa rks tat t un d Be tr le b 1 9 5 7 H65 VD I 3 3 6 0 /1 : Elektfclsche vverkzeujslcherurng an Stanzvverk

zeugen6 V D I 33 6 0/ 2 : Slcherung von Stanzwerkzeugen

M H E N D S V E M A K N A D E R G S C L T : 2 8 S A Y I : 3 3 3 E K M 1 9 8 7 2 1


22/80

Malzeme

mukavemet sorunlarDo. Dr. Mehmet YKSEL

K Makina Mhendislii Blm Trabzon

Konstrktrn tasarmn yapt bir makinenin veyaelemannn malzemesini semekte esas ald baz kurallarvardr. Dayanm, yenim, yapm, fiziki zellikler, ekonomive dierleri gibiYazda, bunlardan dayanm (mukavemet) sorunu elealnarak, malzemelere eitli statik ve dinamik yklemeleraltnda verilen emniyet gerilmelerinin ekme deneyideerlerinden nasl hesaplanaca anlatlmaktadr. Siinmedayanm bu hesaplamalarn dnda tutulmaktadr.

in designing a machine or parts of it, certain principles areconsidered by the designer in seleetion of materials. Theseare factors suc as tensile strength, corrosion, manufacturing,

physical properties, economy and others.in thispaper the strength problem has been studied byshoving the calculation of safety stresses from tensile testresults under various dynamic and static loading conditions.Creep phenomena has not been considered.

Malzeme seimi aada belirtilen esaslarn birine veyabirkana gre yaplr:

DayanmMalzemenin, ngrlen makina elemannda, yapda,

aparatda ve herhangi bir dier donatmda oluacakd ykleri, i gerilmeleri tamas gerekir. Bu ykler altndamalzemede oluacak elastik ve plastik uzamalar konstrtiksiyonun fonksiyonunu etkilememelidirler. ekil rijitlii salanmal ve malzeme ngrlen ekli tutabilmelidir. Dkscaklklarda olabilecek gevrekleme ve yksek scaklklardaki mukavemet dmesi dikkate alnmaldr. Her malzemede rastlanaben ve farkl olan entik duyarllk da malzemeseiminde nemli bir faktrdr.

ve d mekanik, yklemeler, elastik ve plastik zellikler, ekil rijitlii soukta ve scakta dayanm, gevrek krlganlk

Yenim:

Sei lecek malzemenin bulunaca ortama gre, evreyle malzeme arasndaki etkileim kimyasal veya elektrokimyasal olabilir (korozyon) veya mekanik srtnmeler

eklinde andrc olabilir veyahut da malzeme sv akkantarafndan hasar grebilir (kavitasyon). Malzeme seiminde

bu d etkenlere dayankl malzemelere veya malzemenin buetkenlere kar korunabilirliine de dikkat edilmelidir.

Korozyon, anma, kavitasyon

Yapm (retim Yntemleri )

Kullanlacak malzemeye dkm veya t oz metalrjisiyoluyla ekil verilecek ise, o malzemenin dkme uygun

olmas gerekir. Kaynak, lehim veya yaptrma gibi imalatilemleri ngrlyorsa yine seilecek malzemenin kaynak,lehim ve yapma kabiliyetine baklmaldr. Scak veyasouk plastik ekillendirme sz konusu ise, termik kesmeyaplacak ise, malzemenin uygunluu ve atelye imkanlardeerlendirilmelidir. Talal imalat gerektiinde, sl ilemlerde ve talal imalatn dndaki yzey ilemlerinde yineseilecek malzemede uygunluk aranmaldr.

Dkm, sinter, kaynak, lehim, yaptrma, plastik ekillendirme, termik kesme, tala kaldrma, sl ilem, yzeyteknii

Fiziki zellikler

Arl n nemli olduu yerlerde malzeme seimindeitici g zgl arla bakmak olabilir. Tanmas veyakendi kendini tamas gereken konstruksiyonlarda hafifmetal, plastik ve odun malzemeler veya bunlarn birletiri lmesi gerekli olur. Elektrik iletkenlii veya yaltkanl, sy iyi iletmesi veya korumas yine malzeme seimini birinci derecede etkileyebilir. Malzemeninferromanyetik olmas veya olmamas nemli olabilir. Iyanstmas veya mat olmas istenebilir. Isl genlemenin az

veya ok olmas, titreim sndrmenin olmas veya olmamas gerekebilir. Kat, sv ve gaz maddeleri geirmesi veyakesinlikle geirmemesi dikkat edilecek hususlardan biridir.

Baz metaller dahi gaz geirgendir, rnein paladium metalihidrojeni szge gibi geirir. Pek ok metallere, bilhassa scakln ykselmesiyle, kat, sv ve gaz maddeleri yaynabilir. Ergime noktas, rekristalizasyon ve alevlenme scakl damalzeme seimini etkiler.

Arlk, elektrik ve s iletkenlii manyetik zellikler,optik zellikler, sl genleme, titreim sndrme, madde

geirgenlii erime noktas

Ekonomi

Malzemenin uzun veya ksa mrl olmas gerei, retimindeki verimlilik bilhassa az gelimi yrelerde sk

rastlanan temin edilebilirlik, piyasadaki rekabet v.b. konular malzeme seimini etkiliyebilir.

mr, verimlilik, temin edilebilirlik, rekabet v. b.

Dierleri

Bilhassa konstrksiyonun d ksmlarnda ho g

M a l ze m e v e m a l a t Sem p o zy u m u' n da ( 2 3 M a r t 1 9 8 7, D o k u zEyll niversitesi Denizl i Mhendisl ik Fakltesi) tebli olarak sunulmutur.

2 2 M H E N D S V E M A K N A D E R G S C L T : 2 8 S A Y I : 3 3 3 E K M 1 9 8 7


23/80

riinm gerei malzemenin rengi dier zelliklerin zerine kabilir. Gda ve benzeri sanayide ilenecek ve

ya korunacak maddelerin malzeme tarafndan tadnn vekokusunun bozulmamas, zehirli olmamas istenir. Baz yerlerde de, rnein yosun ve midye kaplanmamas iin, zellikle biraz zehirli olmas istenebilir. Malzemenin titreim yani ses zellii de baz yerde nemli olabilir.

Renk, tad, koku, zehirlilik, ses

MUKAVEMET VE MALZEMEGenelde "Malzemenin mukavemeti" denildiinde o mal

zemenin ekme dayanm anlalr. Fakat makina konstrksiyonu, bir malzemeyi ekme dayanmna kadar yklemeyeizin vermez. Tayaca yk altnda malzemenin kalc ekillenmesi (plastik deformasyon) istenmez veya bu kalc ekillenmenin en ok zel durumlarda yzde birin altnda olmasna katlanlabilir.

Mukavemet ile malzeme arasndaki ilikiyi ematik olarak u ekilde gsterebiliriz:

Burada,

A /mm2/

O /N/mm2/

K /N/mm2/

Makina elemannn tamas gereken enbyk yk.Makina elemannn ykn tayan enkk kesiti.

Makina elemanna etkiyen en byk gerilm e.Bir malzeme deeridir. Genellikle akma

snn veya ekme dayanm veyanuttasnme snr olarak verilir. Snek malzemelerde K olarak akma snr, gevrek malzemelerde ise, rnein dkme demir(DDL) gibi, ki bu tr malzemelerde akmasnr yaklak ekme dayanmna eittir,K olarak ekme dayanm alnr.Emniyet katsays. Yklemeye ve malzemeye gre seilen bir deerdir. S > 1,0olmaldr.

1 T E K N K M E K A N K | ' M A L Z E M E B L G S I i I

t I t

D Y k l e m eF

M a l z e m e D e e r i

E m n i y e t G e r i l m e s iE t k e n G e r i 1 m e

I JI 1 4 _ T _ _ _ W _ _ T 1 2 '

G e r i l m e H e s a b

Emns a y

i1

y es

t

S

Ka t

. M a l z e m e B a m s z

II

I

M a l z e m e z e l 1 i iI B o y u t B a m s z

|

M u k a v e m e t K o u l u

B o y u t B a m s z

MHENDS VE MAK NA DERGS CLT : 28 SAY I: 333 EKM 1987 23


24/80

Emniyet katsays S'nin seiminde u

esaslar dikkate alnr:

S = 1,25..1,5 : Kesin belirlenebilen kuvvetler ile gerilme

lere maruz ve kontrol edilebilen koullar

altnda alan, zellikleri ok iyi bilinen

malzemeler iin.

S = 1,5.. 2,0 : Sabit evre koullar altnda alan ve

kolay belirlenebilen gerilmelere maruz

malzemeler iin.

S = 2,0..2,5 : Normal evre koullarnda alan orta

kaliteli malzemeler iin.

S = 2,5..3,0 : Normal evre, gerilme koullar altnda

alan gevrek malzemeler iin.

S = 3,0..4,0 : Normal evre ve gerilme koullarnda

alan denenmemi malzemeler iin.

YKLEME ETLER

Bir makina elemanna etkiyen kuvvetler tam statik, rne

in buhar borularnda sabit tutulan i basn, veya yaklak

statik, yani yk deiimi yava, rnein vinlerde, veyahut

ta dinamik, yani yk deiimi hzl ve sk, rnein hzl d

nen millerde, olabilir.

Statik Ykleme

Tam statik yklemelerde malzeme deeri K olarak, yak

lak 400 c ye kadarki alma scaklktan iin yine o s

caklktaki akma snn (RP0.2/T) veya ekme dayanm(Rm / T ) alnrken daha yksek scaklklar iin alma scak

lna karlk gelen snme snn RPp l / h / T burada yerinep l / h / T

hp l / h / T

gre h = 104 saat, Rp l / 0 ' / T veya h = 10s saat, yani

R ^ b i l i ) d (R b

' 1

v : y k l e m e h z

v , > v2 > v

3

ekil 1: Ayn eliin farkl ykleme hzlarnda ekme diyagram.

p / /R P I / I O S / T ^""bilir) veya snme dayanm ( Rm / h / T ,bura

da yerine gre h = 104 saat, 10s saat veya 2.10s saat) kul

lanlr. Snme ann ve snme dayanm deerleri, yksek

scaklkta kullanlan elikler iin malzeme listelerinde veri

lir. Snme yklemelerinde % 1 kalc ekil deitirmeye

kadar izin verilir. Tasarmc bu durumu gz nnde bulun

durmaldr.

izelge l'de eitli statik yklemeler iin alnacak malze

me deerleri ve bu deerler iin malzeme listelerinde bulunan hangi deerlerin (edeer gerilme) alnabilecei gste

rilmitir. Malzeme listelerinde akma snn (R( veya R( H),

0,2 snr (Rp0 ,2), ekme dayanm (R ) ve kopma uzama

s (Ag veya \0) deerleri mutlaka bulunur. Bu deerler

ekme deneyinden elde edilmi deerlerdir. Buna karn

malzeme listelerinde bas yklemesi, eme, kesilme, burul

ma yklemesi iin malzeme deerlerine rastlamak zordur.

eki yklemesi dndaki yklemelerde hangi kolay bulunan

izelge 1. Statik yklemede malzeme deerleri ve bantlar

Yk lem e

S e k l i

ekme

Basma

Fnme

K e s i m e * *(Kayma)

Buru lma( T o r s i y o n )

M alze me De e r le r i ( K )Ger i me ce$ i di

Akma s n r

ekme dayanm

Basma Akmas n r f Ez i me s n r )

Basma Dayanm

Eme AkmaS n r

Eme Dayanm

Kesi1me

Dayanm(Kayma)

Bu ru l ma Akmas n r

Burul raDayanm

Geri 1me sim qes i

K e H > R e ' R D 0 , 20 0 0 0A ! S' F' 0, 2

m * C' ma x

b A

b

eA

e ' e

T t A

T

t

Ede e r qe r i me

ReH R p 0 , 2

R

m

' R eH ' " R n 0 , 2

4Rm

ReH ' R D 0 , 2

fGevrek mal. ir ini

0,7R m( C e l i k i i n )

0,85 R( C e l . i . ) e H

Rm

E m n i y e t G e r i l m e s iem

R e H / l , 5

V

R e H / l , 5

R n

R e H / l , 5

0,35 R ,m

R e H / 4

R /4m

Ma 1 zeme es i d i

Snek

Ge vre k

Snek

Gevrek

Snek

Gevrek

e li k(SUnek)

e l i k( S ne k )

Gev r e k

* OJKm= 1,4 . . 2,5 (Gevrek malzemeler iin)

** G =E /2 (1 + l/m), m =Poisson says (elik iin :m =3 , Dkme demir iin :m = 2,5)

2 4 MHENDS VE MAKNA DERGS C L T: 28 SAY I: 333 EKM 19 87


25/80

l 's ie deerlen kul lan labi lecei "edeer ger i lme" stununda yer a lmt r . Aynca, emniyet ger i lmes inin bulunmasndagerekli emniyet katsaylarnn da bulunduu "emniyet ge

rilmesi" stunu da bulunmaktadr. Emniyet katsaylar kat

ve d e i m e z dee rl e r dei ld ir . M hen dis, te cr b es i a rtt k a ,bu deerleri yerine gre deitirebilir. Yksek scaklklarda

(veya ok dk scaklklarda) bu izelgede verilen edeer

gerilme deerlerinin yerini akma ann iin R0 2/T veyaRoi/h/re k m e Ayanm iin Rm / T veya R ' alacak

tr.

Yalnz, nemli konstrksiyonlarda zel yaplacak loboratuvar ve/veya iletme koullarndaki malzeme muayenele

ri gerekir. Buradaki izelge mhendisin malzeme seimi ve

konstrksiyonu iin bir anahtar, bir ynlendiricisi olmaldr

sadece.

Dinamik Ykleme

Bir makina elemanna etkiyen kuvvetin deeri ksa za

man aralnda deiiyorsa bu ykleme eidi dinamiktir.

Bu tr yklemeye maruz makina elemanlarnn hesaplarn

da kalc ekil deitirmenin yan sra yorulma olay da dik

kate alnmaldr.

Dinamik zorlamalarda, gerilmelerin st ve alt deerleri ile

ortalama deeri ve aynca gerilme genlii yorulma bakmn

dan en nemli byklklerdir (ekil 2).

zaman

1 yltekrar

ekil 2. Dinamik ykleme halinde gerilmenin zamana gre del$lm l .

a = st gerilmes t

o alt gerilmea lt

a o r t = + aa | t ) /2 ortalama gerilmea a | t= (a u s t aa | t ) /2 ortalama gerilme genlii

Dinamik zorlamalarda makina elemanlar, gerilmelerin de

vaml olarak deimeleri sonucu belirli bir yk tekrar N

den sonra krlabilirler. Yorulma krlmas ad verilen bu

olay ortalama gerilme ffort ile gerilme genliia ye baldr.

Sonsuz denecek yk tekranna (elikte: (2 . . . 10). 106,

hafif metallerde (5 . . . 10). 107) knlmakazn dayanlan

gerilme genliine "yorulma dayanm" veya "srekli mukave m e t" den ili r.

Yorulma genlii aQ ile yk tekrar N arasndaki deiimi

veren erilere WHLER erileri (WHLER diyagram) ad

ve ri lir ( e k i l 3). Uyg ulam ada W hle r e ri le ri ye ri ne bunlar

ekil 3. Deiken dinamik ykleme in Whler diyagram< C T s t = a a l t v e C T o r t = 0 )

dan yararlanlarak izilen "srekli mukavemet diyagramla

r" kullanlr. "SMITH Yorulma Diyagramlar" ad da veri

len bu diyagramlarda eri, akma sninnn stne kamaz,(ekil 4).

ekil 4. Smlth diyagram

Smith Yorulma Diyagramlarnm izimi

Smith diyagramlar, yorulma test cihazlaryla yaplan

yorulma deneyleri sonunda kanlar Whler diyagramlar

yardmyla izilir. Numuneler eitlio o n ve a lerde yk

lenir ve sonsuz yk deiimini (elikte 107, alminyum ala

mlarnda 108) kaldran gerilim genlikleri (srekli mukave

met) ve onlara ait o ve aUs t ler Smith diyagramna tanrFakat tasarm yapan mhendis her malzeme iin ve ge

rektii anda bu diyagramlar bulamayabilir. Bu durumda ya

placak i, Smith diyagramn o malzeme iin bulunabilecek

listedeki malzeme deerlerinden yaklak olarak izmektir.

SmithYorulma Diyagramnn Yaklak Konstrksiyonu

Verilen : ekme dayanm R

MHENDS VE MAKNA DERGS C L T: 28 SAY I: 333 EKM 1987 25


26/80

Hesaplanan:a (vea ), bak izelge 2.

Malzeme:

D/Rm

elik

0 ,3 . . . 0 , 4 5 0 , 2 . . . 0,4

DD

0 , 2 . . . 0 ,3

Al

0 , 2 . . . 0 , 3 5

izim lekli olarak izilmelidir (ekil 5).

2. A(Rm, Rm) noktas ve AO dorusu, 45

3. OQ den A ya ve OA ya paralel doru ve bunlarn aortay

4. Bu a ortay zerinden AO dorusunun ortalayaca e

kildeO eksenine dik inilir (E noktas) ve a bulunurdal

a deeri aadaki izelge 2 ile karlatrlmaldr.

5. E noktas A ile parabolik olarak birletirilir ve Smith di

yagramnn st ksm bulunmu olur. Diyagramn alt ks

m AO ekseninden eit uzaklktadr.

ek 5. Smlthyoru lma diyagram konstl lrkslyonu.

izelge 2. Dlnam lk yklemede ykleme sekil le malzeme deerleri

arasndaki bant lar, yaklak olarak, Deerler parlat lm

yzeyler in geerl idir. Y ksek ekme dayanmn dakl

malzemeler in alt snrlar, d$Uk mukavemetteki malze

meler in st snrlar kul lanlmaldr. Parlat lmam ve

dier yzeyler in bak ekil 6. Emniyet katsays S (yo

rulma k r lmasna kar ) = 2 . . . 3

//'S

a,

A/^\

^*s'11 s *

. '

jajii umi

rt*'"""'1'T v i i m H , ~Dvlm ~"

1100

1000

900

800 :

700

600 '

500

4 0 0 1

300i

100 .i

* O 200 400 600 800 1000 1200 1400 N/mm2 1 8 0 0

ek m e D a y a n m R

ekil 6: elikte ekib* dalgal ve dagiken yorulma dayannil e ekne dayanm ve ytey durunu bant lar

Malzeme Deeri K

Y k le me e i d i

e k m e B a s m a

Eme

Buru lma(Torsiyon)

Dalgal yorultna dayanm(alt 0)Deiken yor.dayanml " o r t >

D a l ga M y o r i na dayanm( a l t 0)Deiken yor.dayanm

("ort >Palgal yoruVa dayanm(,lt 0)Dei$ken yor.dayanm


27/80

Oksalatlama

Prof. Dr. Metin Ylmaz GRLEYK

Karadeniz niversitesi

Mhendislik Mimarlk Fakltesi

Makina Blm

Malzeme Bilimleri Anabilim Dal TRABZON

Yksek alaml eliklerin yzeylerinde, normal fosfatlamametodu ile fosfat tabakas oluturulamamaktadr. nkbu elikler, fosfat banyosundan hi etkilenmemekte veyaok yava etkilenmektedirler. Bu nedenle, fosfatlama

yntemi yerine, oksalatlama yntemi uygulanmaktadr.Oksalatlama iin, oksalasidi ieren sulu zeltiler, metal

yzeyine etkilendirilerek, ayrtrlp orada zor znenbir oksalat tabakasnn bymesi salanr.

Phosphate coating is not applicable to high alloy steels. it isbecause these steels are not or very little affected by the

phosphate olutions. Hence instead of phosphate coatingoxalate coating is used for these materials. in thisprocessoxalic acid containing solutions react with the metal and

form an oxalate layer on the surface.

KMYASAL VE FZKSEL ESASLAR

Asidik zeltinin reaksiyonu, ematik olarak u ekilde

dir.

Yzeydeki tabaka genel olarak demiroksalat Fe(CO2)2.2H2O

veya ilem zeltisinde iki deerli mangan vana, demir

oksalat ve manganoksalat oluur Mn(CO2)2. 2,5H2O. Ana

metalin cinsine, oksalatlama n ilemine ve uygulanan art

lara gre, tabaka kalnl 2 2 0 g/m2 arasnda deiir, r

t tabakasnn rengi, sarmtrak yeilden, koyu yeile ve gri

yeilden, siyana alar tonlardadr.

Yaklak 160C scakln zerine kadar stma yapld

nda, yzeydeki oksalat paralanarak, metaloksitler, kar

bonmonoksit ve karbondioksit olarak, ayrca asitler ve bazlarda ayrrlar.

Oksidasyon maddelerinin bulunmas halinde, oksalat ta

bakas yava yava byyerek, iri kristalli tabaka oluur. En

ok ininin hzlanduclar (oksidisyon maddesi) nitrr,

nitrit, klorat ve deerli demirdir. Bunlarn bulunmas ha

linde, en azndan ince kristalli tabakalar olumaktadr.

Kimyasal olarak dayanld FeCr, FeCrMn, FeCrNjMn

F e C r N i a y n c a F e C r N i M o e % 0 , & 4 M o , % 1 2 3 0 C r ,%1,2522 Ni,%110 Mn ve mmkn olduu kadar yksek

alaml zel eliklerin ilem banyolarna, metal yzeyleri

nin pasivitesini kaldran, bileikler katlr. Bunun iin ok

defi dkte edilen kkrt bileikleri, kloridler ve floridler

de kullanlr.

Tabaka arl ve oksalat tabakasnn yzeye ba, metal

yzeyine yaplan n ilemden olduka fazla etkilenir. Hid

roflorik asit (HF)* ieren dalama zeltileri, rnein De

mir IIISulfat/Hidroflorik asit veya Tuz asidi / Hidroflorikas*

(HF) 45C scaklkta kullanldnda, iyi sonular verir.

(Tablo 1) Asitle dalama ve oksatlama ilemleri arasnda e

lik yzeylerinin kurutulmama gerekir. Zira, aksi halde hatal

bir rt tabakas oluabilir.

Tablo 1. Demir ve Mangan Oksalatn su inde znebilIrlll

Demir Oksalat

Mangan Oksalat

znebilirlik

2 5 Cg/t

0,22

0,30

100C

0,26

0,80

Bu yntem aada akland ekilde uygulanmaktadr

1. Suh alkali zeltisi pskrtlerek yaplan temizleme

2. Su ile ykama,

3. Oksal asidi (Oxalsaure) ve sodyumklorat veya dier

oksidasyon maddesi ieren sulu zeltilerle tabaka

olumasn salama

4. Su ile ykamak ve gerektiinde zellikle korozyona

dayankl olmayan elikler iin:

5. Konsantre kromasidi ile son ykama yaplr.

6. Daha sonra sulandrlm kromasidi ile ykama yaplr

Tabaka oluumu (kademe 3) ortam scaklnda veya

yaklak 60C scakla kadar yaplr, bunun iin geen 13dakikalk srede 1 . . . 3 g/m2 tik rt tabakas olumakta

dr.

Beinci kademede tabaka, oluan Demir IIIOksalat eriyi

i ile metal yzeyinden uzaklatrlr. Fakat bu uada yak

lak 0,04 /im kalnlndaki DemiroksidKromoksid taba

kas kalr. Bu daha sonra uygulanacak boya tabakasnn alt

n korozyona kar korumaktadr ve ana metale ok iyi bir

ekilde birlemitir.

Paslanmayan elik yzeyler, genelde aada verilen bi

leim ile oksalatlanr.

Oksalasidi, Halogenid, Sulft ve / veya Thiosulfat

Oksalasidi, Halogenid, Demir (III)

Oluturan oksalat tabakas, ekillendirmeden sonra alkaliyedaldrma temizlemesi ve bundan sonraki asitle dalama fle

yzeyden uzaklatrlr.

Fosfat tabakas daha sonra

Tabaka arl (yzey arl) g/m2 olarak

Tabaka kalnlym (1ym= 1/10* m) olarak

DN 50942 [26] da olduu gibi belirlenir.

* Fluss asidi

MHENDS VE MAKNA DERGS C LT :2 8 SAYI : 333 EKM 1987 27


28/80

TABAKA MUAYENES

Tabaka arl

Tabaka arl, fosfatl bir numunenin, fosfat tabakas

zldkten sonraki arlk farkndan hesaplama metodu ne

tesbit edilir. Fosfat tabakas % 25 lik kromasidi veya % 9

luk sodyum hidroksit +%12 Na4EDTA + % 4 Trietariola

min ile zlebilir. Bu yntem metal yzeyindeki ortalama

tabaka kalnlm, ok kesin olarak vermektedir. Metal y

zeyindeki fosfat tabakasnn bir noktadan dierine farkllk

gsterebildii hallerde, bu yntem ile ortalam atabaka arl iin bir deer verilemez. Kalnl 5 fim den daha ince

tabakalar iin, yzey arlklar fark g/m2 saysal deer ola

rak, ortalama tabaka kalnlfimolarak verilebilir.

Tabaka kalnl

Fosfat tabakasnn kalnln belirlemek iin, bir seri

tahribatsz kalnlk lme yntemleri uygulanmaktadr. Fa

kat bunlar arasnda, manetik yntem en ok uygulanmak

ta olandr.

Manetik yntem: Srekli bir mknats fosfat tabakas ze

rine yerletirilir ve mknats ayrmak iin gerekli kuvvet

bir yay ile llr. Manetik kuvvet, elik zerinde manetik olmayan fosfat kaplama tabakas kalnlatka azalmak

tadr. Bir tesbit mandal ile tesbit edilen yay kuvveti, tabaka

kalnlnn bir lsdr. Buradan, bir ayar erisi yardm

ile mutlak deer belirlenebilir.

rnein; mikro tabaka kalnl leri bu prensibe gre

alr.

Endktif diren yntemi: iki endktif direnle yaplan

bir kpr balants ile, serbest hareket eden lme sondas

yaplr. Bunun direnci, manetik olmayan bir tabakaya temas

ettiinde deimektedir. Bylece akm, daha nce akmsz

hale getirilen lme kprsnden geer. Bu akm o srada

llen nokta altndaki tabaka kalnl ile orantldr.

Bu lme prensibi ile tabaka kalnl lm yapan Per

maskop ES aleti bulunmaktadr.

Dokunarak lm yapan aletler: Dey hareket eden

safir ulu bir ine, fosfat tabakas zerinde gezdirilir ve y

zey tabakasnn profili duyarl l aletinde kaydedilir. Bu

ekilde kayt edilmi bulunan bir profilogram ekil 1 de

ematik olarak gsterilmektedir.

rtl blge lem yaplan blge

ekil 1. UeltzFoster cihaz le tesbit edilen prof Doramdan, tabaka kal n l nn ematlk o larak tesblt l .

Fosfatlamadan nce, sac levhann yzeyinin yansna plas

tik folye yaptrlr ve fosfatlama ileminden sonra da

uzaklatrlr. Profilogramda iki kntl eri 'a' ve V gs

terilmektedir. Bunlardan 'a' levha yzeyinin kapal ksmn

gstermekte, V ise fosfat tabakasnn yzey yapsn gster

mektedir.

Fosfatlanmayan levha yans yeniden kapatlarak, fosfat

tabakas kimyasal olarak uzaklatrlr. Bundan sonra ka

rdan profilogramda 'a' dakine benzer deimemi metal y

zeyi profili 'c' erisi, fosfatlama ilemi srasnda, asitle da

lamas yaplan metal yzeyini verir. Fosfat tabakasnn ka

lnl V ve 'c' erileri arasndaki uzaklk olarak tesbit edilir

Korozyondan korunmann etkileri ileride aklanacaktr.

UYGULANMA YERLER

Yzey korunmas iin fosfatlama

Daha sonra ilenilecek veya son ilemi yapldktan sonra,

bir sre bekletilecek olan elik paralann scakta korozyo

nunu nleyebilmek iin, fosfatlama yaplr.

tnce kristalli inko fosfat tabakas yalnz bana koroz

yonu engelleyemez. Daha zor artlar iin, bu tabakann ay

nca yalanmas veya boyanmas gerekmektedir.

Eer elik paralar uzun sre korozyona manz kalacak

veya an zorlanacak ise, (15 20 g/m2

) olduka kaln veyasabitletirilmi fosfat tabakas ile kaplanmaldr.

nce fosfat tabakalannn gzeneklilii, fosfatlanan yze

yin % 1'i kadardr. Ancak, bu artan fosfat tabakasnn kaln

l ile daha da azalr. Fosfatlama ileminden sona, krom

asidi zeltisi ile ykama yapldnda, gzenekler ve kaplar

boluklar tkanarak elik yzeylerinin korozyona kar da

yankll daha da artar. EndurionMetodunda tabaka ka

lnl 10 g/m2 nin zerinde olup, gzenekler inko oksit

ile kapatlmtr.

Fosfatlamadan sonra yalama ve cilalama: Kk ve

ok saydaki civata, somun, pul, pim ve benzerleri, fiyat ile gerekli l byklkleri nedeniyle boyanarak

kaplanmazlar. Bu nedenle fosfatlama ileminden sonra

genellikle, daldrma ile siyahlanlr ve daha sonra koroz

yonu nleyici bir ya ile veya bir cila ile emprenye edilirler.

Kalnl olduka fazla 670 g/m2 taneli ve emici fosfat

tabakas kaplamas yaplmas tavsiye edilir. Banyo scakl

ve daldrma sresi ile, belirli fosfatlama metodunda istenilen

tabaka kalnl salanabilir. Normal olarak daldrma sresi

7095 C scaklkta 315 dakika kadardr. Fosfatlandktan

sonra, yalanm olan cvatalarn, korozyona kar dayan

m ekil 2'de gsterilmektedir.Fosfatlamadan sonra boyama: Fosfat tabakas, mekanik ola

rak hasar gren boya ve plastik kaplam tabakasnn altnda

ki paslanmay nler (ekil 3). Ayrca, bu ekilde haarLan.

m olan organik kaplamalarn, yzeye olduka iyi yapma

s salanr.

Fosfatlamadan sonra yalanacak fosfat tabakalarnn ka

im olmas istenilirken, daha sonra boyanacak fosfat tabaka

snn arlnn 13 g/m2 olmas gerekir. ok saydaki kar

2 8 MHENDS VE MAKNA DERGS C LT: 28 SAY 1:333 EKM 1967


29/80

mak ekilli paralarn seri imalt iin, bu yzey tabakas

arlnda dahi, otomatik boya pskrtme ile btn yzey

ler boyanabilirler.

Korozyona kar an dayankllk salanmas iin, in

ko kaplanm yzeyler fosfatlandktan sonra da aynca

boyanrlar. Alev ile inko kaplanm olan yzeyler, elektro

litik olarak inko ile kaplanm olan yzeylere gre, daha

dayankldrlar. Bu fosfatlamann yaplabilmesi iin, daha

sert bir fosfatlama maddesi gereklidir.

inko kaplanm olan elik yzeyleri iin, daha ok ta

baka oluturan fosfatlama yntemi uygulanr. Alev ileinko kaplanm elik yzeylerinin korozyona dayank

ll, Ynerge 400'e gre tesbit edilir.

inkolanm ve inkolanmam elik bandlar, srekli

alan band kaplama tesisatlarnda fosfatlandktan sonra,

boya veya plastik malzeme ile kaplanrlar. Eer kaplanm

bandlann ve bunlardan kesilen paralarn iyi ekillendiril

mesi isteniliyorsa, fosfatlama arl 2 g/m2'yi gememeli

dir.

Daha sonra boyanacak elik paralar iin, uygulanan

otomatik temizleme ve pskrterek fosfat kaplama tesisat

bulunmaktadr.

ekil 2,Sol taraf t a: Fosfat lanmam ve ya lanm, Sa taraf t a:Fosfat lanm ve yalanmam el ik cvatalarn 72 saatsre le, % 3 lk yemek tuzu eriini n sis hal inde pskrtUlmeslndan sonraki grnmleri deneyi.

Fosfatlanm yzeylerin, boyanmadan nce iyice temiz

lenmi olmas gereklidir. Aksi halde, boya tabakas altnda

kabarmalar oluabilmektedir. Bunun iin iki defa su ile y

kanmas zorunluluu bulunmaktadr.

kinci defa su ile ykama durulamak iindir. Bylece,

fosfat tabakasnn gzenekleri alr ve zellikle krom asidi

veya kromasidlifosfatasidi karm ile son ykama yapld

nda, korozyona kar diren olduka fazla artar. kincidurulama yapldnda su 710 pH sertliinin altnda ol

maldr, tamamiyle tuzsuz su kullanlmas daha iyidir.

Tuz miktar yksek su ile ykanlan fosfatl sa levhalarn

yzeylerinde, boya ile rtl tuz artklar kalr. Hava

rutubetinin yksek olduu veya uygun olmayan hava artla

rnda, rutubet boya tabakas altndaki fosfat tabakasna ka

dar diffuzyonla girdiinde, buradaki tuz kristalini zebilir

ve boya tabakas altnda bir kabarck oluturur.

ekil 3. ave bBir fosfat lanm (a) ve bir fosfat lanmam (b) el ik levhann SS DN 50221 e gre tuz la y kanmasnda, korozyonun lerlemesi. Deney levhalar, tuz pskrtme deneyindennce, kegenleri boyunca kesilmit ir. Kafes ekl indekikesme DN 51151'e gre boyann yapma kaybn tesbitedebilmek in, deney sonunda mutlaka yap l r.

Fosfatlanm metal yzeylerinde kalan fosfatlama zel

tisi artklarnn uzaklatrlmas ve elektrolitik zeltinin

kurutulmasndan nce, modem fosfatlama tesislerinde, par

alar evresel olarak tuzsuz su pskrten fskiye altnda tu

tulur. Boyandan yzeylerin korozyondan korunmas Yner

ge 269 da aklanmtr.

Korozyondan Korunma Etkisinin Muayenesi (Bak DN

50942): DN 5097 'e gre tuz pskrtme deneyi: Deniz ikli

minde ve deniz suyuna kar korozyon deneyi, bu norma

gre, damtlm suda% 3 sodyumklrr erii ve basnl

hava ile yaplr. Numuneler, kapal bir kapta 20C scaklk

ta saatte bir defa olmak zere 5 dakika sre ile, her tarafnaeit ekilde olmak zere, pskrtmeye tabi tutulur. lk

paslanma izinin fark edilmesi iin, genel olarak:

Yalardan arndrlm parlak elik iin 1 saat'ten az

zeri 15 g/m2 lik fosfatlanm elik iin 3 saat

zeri 15 g/m2 lik inkofosfat kapl ve yalanm elik

iin 300600 saat

zeri 13 g/m2 inkofosfat kapl ve 40 /On kalnlndaki

iki katl boya iin (Deneme izilmi yerde yaplmaktadr.

yaklak 100250 saat'tir.

Muayene edilen paralar ekil 2 ve 3'de gsterilmektedir.

ASTM'ye gre tuz pskrtme deneyi (Designation Bi l 7

64): ABD'nin askeri tesislerinde benzeri pskrtme deneyle

rinin, damtlm suda%5 Sodyumklrr zeltisi ile 33,3

36,1 C scaklklar arasnda yaplmas ngrlmtr.

zeltide, msaade edilen yabanc maddelerin miktar en fazla

% 0,3'dr ve pHDeeri 6,57,2 arasndadr.

DN 50021 n normunda da, benzeri tesbitler bulunmak

tadr. Tuz zeltisinde Nikel ve Bakr'n hi bulunmamas

gereklidir. Pskrtlen % 5 Sodyumklrrl zelti miktan

M H E ND S V E MA K N A D E R G S C L T : 2 8 S A Y I : 3 3 3 E K M 1 9 8 7 29


30/80

nin llmesi, biri pskrtme odasnda, dieri biraz uzakta

bulunan iki depo fle yaplmaktadr ve bunlarn herbirinin

huni al

Documents

MMO Dergi-Silo Tasarımında Kullanılan Yeni Kriterler-1987