Hakan ADA, Sinan AKSÖZ, Tayfun FINDIK, Cemil ÇETİNKAYA, Gülsün MEHMET

Tozaltı Kaynak Yöntemiyle Birleştirilen Petrol ve Doğalgaz Borularının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Bu çalışmada; farklı çelik üreticileri tarafından biri doğalgaz (X52), diğeri ise petrol boru hatları için üretilmiş (X65) aynı karbon eşdeğerliğine sahip X52 ve X65 kalitede rulo sac malzemeler boru haline getirilerek tozaltı ark kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. Elde edilen birleştirmelerden alınan kaynaklı numunelerin mikroyapı ve mekanik özelliklere olan etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, numunelere kimyasal analiz, sertlik, çekme, çentik - darbe testleri uygulanmıştır. Kaynaklı birleştirmelere yapılan mekanik testler ile makro ve mikroyapı incelemeleri sonucunda, ince taneli yapıya sahip olan petrol boru hattı için üretilen X65 malzemenin çekme dayanımı ve kaynak metali sertliğinin, nispeten daha iri taneli olan ve doğalgaz boru hattı için üretilen X52 malzemeden daha yüksek olduğu ve tokluk değerlerinin ise daha düşük olduğu görülmüştür.

Investigation of Microstructure and Mechanic Properties of Petroleum and Natural Gas Pipeline Weldment by Submerged Welding Processes

In this study, roll sheet materials that were produced for natural gas and oil pipelines by different steel producers, have the same carbon equivalent, X52 and X65 quality were turned into pipe. These materials were combined with submerged arc welding method. Microstructure and mechanical properties of weld samples which taken from combined pipes were investigated. In experimental studies, chemical analysis, hardness tensile, notch-impact tests were performed. The macro-microstructure and mechanical test investigations for the samples taken from welded joints showed that tensile strength and weld metal hardness of X65 material produced for oil pipeline and have fine-grained structure were higher than that of X52 material produced for gas pipeline and have coarser-grain structure. On the other hand, the toughness values of X65 material were lower than that of X52 material.

PDF

___

[1] TPAO, “Petrol ve Doğalgaz Sektör Raporu”, Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı, Ankara, 1-2, (2008)
[2] Petrogas, “Dünya daha çok enerji istiyor”, Petrogas, Botaş Vakfı Yayın Organı Sayı 10, Ankara, 30-31, (1999).
[3] Durgutlu A., Kahraman N., Gülenç B., “Tozaltı ark kaynağında kaynak tozunun mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi”, ESEF, 10(11):1-8, (2002).
[4] Kahraman N., Gülenç B., Durgutlu A., “Tozaltı ark kaynağı ile kaynaklanan düşük karbonlu çeliklerde serbest tel uzunluğunun mikroyapı ve mekanik özelliklere olan etkisinin araştırılması”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 18(3): 473-480 (2005).
[5] Kaya Y., Kahraman N., Durgutlu A., Gülenç B., “Tozaltı ark kaynağı ile birleştirilen farklı kalınlıktaki Grade A gemi saclarının mekanik özelliklerinin araştırılması”, J. New World Sci. Acad. Eng. Sci., 1A0088, 5(2): 348-357, (2010).
[6] Kahraman N., Gülenç B., “Modern Kaynak Teknolojisi Kitabı”, Epa-Mat Basın Yayın Ltd. Şti, Ankara, 30-36, (2009).
[7] Ogborn J.S., “Submerged Arc Welding”, ASM Handbook, 6: 202-204, (1993).
[8] Çetinkaya C., “Orta karbonlu çeliklerin tozaltı ark kaynak yöntemi ile kaynak edilebilirliği ve mekanik özelliklerin incelenmesi”, Politeknik Dergisi, 1(3-4): 61 - 67, (1998).
[9] Yıldız M., “Doğalgaz boru hatlarının kaynağı ve tahribatsız muayenesi”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 4 - 12, (2000).
[10] Bajic N. and Šijaki-Žeravi V., “The analysis of change of structural and mechanical properties of welded joints of microalloyed Nb/V steel grade by changing the composition of filler material,”, Internat. Conf. on Welding, Belgrade (2003).
[11] Bajic N., Šijaki-Žeravi V., Rakin M. and Kovacevic K., “Structure optimization of weld metal and HAZ in microalloyed high strength steel welded joints”, YUCOMAT 2005, Herceg Novi, (SBN: 86-80321-08-7), pp. 193–200, (2005).
[12] Radovic A., Bajic N. and Grabulov V., “Specific quality of the weld metal of welded joints of fine-grained microalloyed steels”, Zavarivanje 96, 61–72, Belgrade, (1996).
[13] Beidokthi B., Koukabi A.H., Dolati A., “Effect of Titanium Addition On The Microstructure And Inclusion Formation In Submerged Arc Welded HSLA Pipeline Steel”, Journal of Materials Processing Technology, 209: 1-9, (2009).
[14] Osama A.K., “Weld metallurgical aspects and crack sucseptibility in high-strength steels: weldability of materials and testing methods”, Vranje, 49–57, (1985).
[15] Bhadeshija H.K.D.. “Bainite in Steels”, The Institute of Materials, London, UK, 45–58. (1992).
[16] Li Y., Crowther D.N., Green M.J.W., and Mitchell P.S., “The effect of vanadium and niobium on the properties and microstructure of the intercritically reheated coarsegrained heat-affected zone in low-carbon microalloyed steels”, ISIJ International, 41: 46 – 61, (2001).
[17] Evans G.M., “The effect of alloying elements on the microstructure and properties of ferrite all-weld-metal deposits”, Welding-90, Zurich, Switzerland, (1990).
[18] Evans G.M., “The effect of nickel on the properties of CMn as-welded metal deposits”, (I.I.W2-1A-791-89), (1989).
[19] Hallen G., “Some aspects on the formation of microstructure in multipass welds in ferritic ductile iron”, 3rd Int. Symp. on the Physical Metallurgy of Cast Irons, Stockholm, Sweden, 457–65, (1984).
[20] Krautkramer M.B., “Nondestructive Material Testing with Ultrasonics - Introduction to the Basic Principles”, The e-Journal of Nondestructive Testing & Ultrasonics, ISSN: 1435-4934, 5:9, (2000).
[21] Deniz A., “Çeliklerde Tane Boyutunun Ultrasonik Yöntemle İncelenmesi”, Doktora Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 40, Ağustos, (2012).
[22] Kara R., “Tane Boyutunun HMK Kafesli Metallerin Temel Mekanik Özelliklerine Etkisi”, Yüksek lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon, (2005).
[23] Mahmutoğlu Z., Çimenoğlu M., “% 0.03 Nb ve % 0.05 V’lu Bir Boru Hattı Çeliğinde Mikroyapı-Mekanik Özellik İlişkisi”, İTÜ Dergisi – Mühendislik, 2(6): 1-5, (2003).
[24] Ada H., Fındık T., Çetinkaya C., “Petrol ve Doğalgaz Boru Hatları İçin Üretilen Boruların Birleştirilmesinde Kaynak Teli Kompozisyonunun Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisi”, 2nd International Conference on Welding Technologies and Exhibition, Ankara, 654- 664, (2012).
[25] Ünlü B.S., Kurgan N. ve Yılmaz S.S., “Toz Metal Çeliklerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi”, Mühendis ve Makina, 50: 1-9, (2008).
[26] Karacif K. ve İnem B., “Düşük Karbonlu Bir Çeliğin Kaynağında Termomekanik İşlemin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi , 16: 1-8, Ankara, (2001).
[27] Taş Z., “Nb ve V Alaşımlı Çeliklerinde Mikroyapı - Mekanik Özellikler İlişkisi”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 22: 1-9, Kayseri, (2006).
[28] Eroğlu M. ve Aksoy M., “15Mo3 Çeliğinin Kaynağında Enerji Girişinin Kaynak Bölgesinin Mikroyapısı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”, Kaynak Teknolojisi 2. Ulusal Kongresi, 38, (2002).
[29] Kostrubanic J., Koss D.A., Locci I.E. and Nathal M., “On Improving the Fracture Toughness of a Niai-Based Alloy by Mechanical Alloying”, MRS Fall Meeting, (1990).
[30] Xiao F.R., Liao B., Shan Y.Y., Qiao G.Y., Zhong Y., Zhang C., Yang K., “Challenge of Mechanical Properties of An Acicular Ferrite Pipeline Steel” Materials Science and Engineering A, 431: 41–52, (2006).
[31] Zhao M.C., Yang K., Shan Y. “The Effects Of ThermoMechanical Control Process On Microstructures And Mechanical Properties Of A Commercial Pipeline Steel”, Materials Science and Engineering A, 335: 14–20, (2002).