Denizcilik Malzemeleri Seçim Kılavuzu: Hangi Temel Yapılarda Paslanmaz Çelik Kullanılmalıdır?
Hizmete alınmasının üzerinden üç yıl geçmiş bir açık deniz platformu. Bağlantı flanşındaki cıvatalar paslanmaya ve kırılmaya başlıyor.
Bir cıvatayı değiştirmek neredeyse hiçbir şeye mal olmaz. Ancak bir deniz aracını seferber etmek, operasyonları durdurmak ve onarımı tamamlamak yüz binlerce dolara mal olabilir. Bu aşırı bir örnek değil. Yüksek tuzlu su püskürtmesi, yüksek nem ve yüksek gerilimin aynı anda etkili olduğu deniz ortamlarında, yanlış malzeme seçimi beklenenden çok daha kısa sürede arızaya yol açabilir.
Bu kılavuz dört konuyu ele alıyor:
- Deniz ortamlarının neden benzersiz derecede zorlu olduğu,
- Hangi kalitede paslanmaz çelik kullanılmalı?
- Diğer malzemelerin kabul edilebilir olduğu durumlarda hangi bileşenlerde mutlaka paslanmaz çelik kullanılmalıdır?
- ve en sık yapılan malzeme seçimi hataları.
Deniz ortamları neden yapı malzemelerinden daha fazlasını talep eder?
Kara yapılarında karbon çeliği, düşük maliyeti, yüksek mukavemeti ve kolay işlenebilirliği nedeniyle varsayılan yapı malzemesidir. Koruyucu kaplamalarla normal atmosferik koşullarda iyi performans gösterir ve 20 yıl veya daha uzun süre dayanabilir.
Ancak deniz ortamlarında bu yaklaşım geçerliliğini yitirmeye başlar. Üç koşul aynı anda gerçekleşir:
Tuz Spreyi (klorürler)
Tuz spreyi (klorürler) Korozyonun başlıca etkeni klorür iyonlarıdır. Klorür iyonları metal yüzeylerdeki pasif oksit tabakasını parçalayarak karbon çeliğinde paslanmayı hızlandırır ve paslanmaz çelikte çukurlaşmaya neden olur. Deniz yüzeyine ne kadar yakınsa, klorür konsantrasyonu o kadar yüksek olur.
Yüksek Nem
Yüksek nem Elektrokimyasal korozyon için gerekli elektroliti sürekli olarak sağlar. Doğrudan deniz suyuna batırılmasa bile, sürekli ıslak kalan bir yüzey korozyonun kesintisiz devam etmesini sağlar.
Yüksek Stres
Yüksek stres En tehlikeli birleştirici faktördür. Çekme gerilimi ve klorür iyonları birlikte etkileştiğinde, gerilim korozyonu çatlamasına (SCC) neden olurlar. — Deniz yapılarındaki bağlantı elemanları, askılar ve destekler için başlıca arıza biçimlerinden biri.
Üçünün birleşimiyle, Karada 20 yıl dayanabilen kaplamalı karbon çelik çözümü, denizde 5 yıldan kısa sürede arızalanabilir. NACE International araştırmasına göre, denizaşırı bir tesiste arızalanan bir parçanın değiştirilmesinin toplam maliyeti oldukça yüksektir.Karada yapılan eşdeğer onarımlara göre 5 ila 20 kat daha yüksek maliyetlidir.
Bununla birlikte, paslanmaz çeliğe geçmek tek başına yeterli değil; yanlış kaliteyi seçmek de aynı sorunlara yol açar.
Deniz ortamları için hangi paslanmaz çelik kalitesi uygundur?
Korozyon ve nem direncine gelince, çoğu insanın ilk aklına gelen şey kalitedir. 304 paslanmaz çelik.
Ancak denizcilik projelerinde 304 numaralı yöntem önerilmemektedir.
Sebep tek bir unsurda yatıyor: molibden.
- Seviye 316 İçeriğinde, yüksek klorürlü ortamlarda korozyona karşı direnci önemli ölçüde artıran 2–3% molibden bulunur.
- Seviye 304 Molibden içermez ve sıçrama bölgelerinde hızla çukur korozyonuna neden olur.
NORSOK M-001 ve diğer uluslararası açık deniz mühendisliği standartları, deniz atmosferine veya sıçrama bölgelerine maruz kalan herhangi bir bileşen için minimum 316/316L malzeme kullanılmasını açıkça şart koşmaktadır; 304 kabul edilebilir bir alternatif değildir.
Pratikte, 304 ve 316 birbirine tıpatıp benziyor. Malların teslim alındığı sırada kalitesini doğrulamanın tek güvenilir yolu şudur: MTR'yi (Fabrika Test Raporu) kontrol edin. ve onaylayın molibden içeriği ≥ 2%'dir..
MTR'yi okuma konusunda rehberlik için, [MTR Okuma Rehberi] — Gerçek bir örneği adım adım inceliyoruz.
Çift katmanlı paslanmaz çeliğe ne zaman geçmelisiniz?
316L kalite, denizcilikte kullanılan ve açıkta kalan çoğu bileşeni kapsar. ancak bazı koşullar yükseltmeyi gerektirir çift fazlı paslanmaz çelik (2205):
Parçaların tamamı deniz suyuna batırılmış halde (sadece sıçrama bölgesine maruz kalma değil).
60°C'nin üzerindeki çalışma sıcaklıklarında klorür teması
Buharlaşma bölgeleri gibi yüksek klorür konsantrasyonu riski taşıyan alanlar
Standart sıçrama bölgesi ve atmosferik bölge bileşenleri için 316L yeterlidir. Tam bir proje yükseltmesi için çift katmanlı malzemeye nadiren ihtiyaç duyulur.
Hangi bileşenlerde paslanmaz çelik kullanılması zorunludur?
Listeye geçmeden önce önemli bir nokta: Korozyon kaynaklı arızalar çoğunlukla görünür ana yapısal yüzeylerde değil, boşluklarda, temas arayüzlerinde ve gizli bağlantı noktalarında meydana gelir. Yüzeydeki çukurlaşma temiz görünse de, metalin iç kısmı çoktan derinlemesine aşınmıştır. Hasar görünür hale geldiğinde, çoğu zaman nüfuz etme işlemi zaten gerçekleşmiş olur. Bu gizli yerler aynı zamanda onarılması en zor yerlerdir ve Yenileme maliyetleri, orijinal malzeme maliyetinin birçok katı olabilir.
Aşağıdaki beş bileşen türü şunları taşır: En yüksek riskli alanlarda ve deniz ortamlarında paslanmaz çelik kullanılmalıdır. — hiçbir istisna yok.
Bağlantı Elemanları ve Cıvatalı Bağlantılar
Deniz yapılarında korozyon kaynaklı arızaların en önemli nedeni bağlantı elemanlarıdır. Küçük boyutlu, düşük birim maliyetli ve tedarik incelemesi sırasında kolayca alt sınıfa geçirilebilen bu ürünlerin, arıza durumunda değiştirme maliyetleri, malzeme fiyat farkının yüzlerce katı olabilir.
Sıcak daldırma galvanizli karbon çelik bağlantı elemanlarının tipik çinko tabakası kullanım ömrü şöyledir: 5 yaşın altındaki deniz sıçrama bölgelerindeBu durum, herhangi bir proje tasarım ömrünün çok altında bir süreyi kapsar.
Önerilen özellikler: 316 paslanmaz çelikISO 3506 A4 sınıfına uygun olarak tedarik edilmiştir. Östenitik paslanmaz çelik dişlerin soğuk kaynaklanmasını (sıkışmasını) önlemek için montaj sırasında aşınmayı önleyici yağlayıcı uygulayın.
Ankraj Cıvataları ve Gömülü Parçalar
Beton temele döküldükten sonra, ankraj cıvataları ve gömülü parçalar Esasen kalıcıdırlar. Başarısızlık, en azından yapısal onarım anlamına gelir; bu da bitki dikimi, derz dolgu yenileme veya kısmi temel yeniden inşası demektir ve bunların hepsi muazzam maliyetlere yol açar.
Bu bileşenlerin ilk malzeme maliyeti, toplam proje maliyetinin ihmal edilebilir bir kısmını oluşturur. Ancak, başarısızlığın sonuçları öyle değildir.
Üniforma şartı: 316L veya dubleks 2205. Eksiksiz MTR dokümantasyonu, mal kabulü için zorunlu bir koşuldur.
Boru Destekleri, Kelepçeler ve Askılar
Boru destekleri, genellikle yapı içine veya platform döşemelerinin altına monte edilen ve nadiren denetlenen, klasik bir gizli yüksek riskli unsurdur. Değiştirilmesi iskele veya yüksekte çalışma platformları gerektirir. Toplam değiştirme maliyeti, başlangıçtaki malzeme tasarrufunu büyük ölçüde aşmaktadır.
Bölgeye göre:
Sıçrama bölgesi ve atmosferik bölge: 316L
Gelgit bölgesi: 2205 numaralı dubleks daireye yükseltme
Korkuluklar, Izgaralar ve Güverte Donanımları
Bütçeler kısıtlı olduğunda, ana korkuluk ve ızgara bölümleri için kaplamalı karbon çelik değerlendirilebilir. Ancak, bir kaplama çizildiğinde, korozyon hasarın oluştuğu yerden hızla dışarı doğru yayılır ve geniş çaplı arızalara yol açabilir.
Daha da önemlisi, ızgara panellerini tutan kelepçeler ve bağlantı cıvataları, panellerin kendilerini değiştirmekten çok daha zordur. Bu bağlantı elemanları karbon çelikten yapılmışsa, bağlantılar arızalandığında sağlam paneller bile erken değiştirilmeyi gerektirecektir.
Özetle: tüm bağlantı elemanları ve konektörler paslanmaz çelik olmalıdır. Ana yapısal bölümler bütçe açısından değerlendirilebilir; bağlantı elemanları ise değerlendirilemez.
Boru Destekleri, Kelepçeler ve Askılar
Boru destekleri, genellikle yapı içine veya platform altlarına monte edilen ve nadiren denetlenen, klasik bir gizli yüksek riskli unsurdur. Değiştirilmesi iskele veya yüksekte çalışma platformları gerektirir. Toplam değiştirme maliyeti, ilk malzeme tasarrufunu büyük ölçüde aşmaktadır.
Bölgeye göre:
Sıçrama bölgesi ve atmosferik bölge: 316L
Gelgit bölgesi: 2205 numaralı dubleks daireye yükseltme
Alet Braketleri ve Kablo Kanalları
Denizcilik projelerinde malzeme seçimi söz konusu olduğunda, ölçümleme genellikle göz ardı edilen bir noktadır. Aletlerin kendileri genellikle sıkı korozyon koruma gereksinimlerine sahiptir, ancak onları destekleyen braketler ve kablo kanalları bazen düz karbon çelik kullanılarak yerel standartlara göre temin edilir.
Bağlantı elemanları arızalandığında, bu sadece yapısal bir sorun değildir; toprak direncini ve yalıtım bütünlüğünü etkiler ve bu da kontrol sistemindeki ölçüm doğruluğunu ve güvenlik fonksiyonlarını tehlikeye atabilir.
Önerilen özellikler: Tüm braketler ve tepsiler için 316 paslanmaz çelik kullanılmıştır; yüksek klorlu ortamlarda korozyona aynı derecede yatkın olan alüminyum kullanılmamıştır. Galvanik korozyonu önlemek için paslanmaz çelik braketler ile karbon çelik ana yapı arasına yalıtım pedleri yerleştirin.
Kaplamalı karbon çelik ne zaman kabul edilebilir?
Bir denizcilik projesindeki her bileşenin paslanmaz çelik olması gerekmez. Sınırı net bir şekilde belirlemek, bütçeyi gerçekten önemli olan yerlere yönlendirmenin yoludur.
Kaplamalı karbon çelik ancak şu durumlarda geçerli bir alternatiftir Tümü Aşağıdaki koşulların sağlanması gerekmektedir:
Bileşen, sıçrama bölgesinin üzerinde, atmosferik bölgede yer almaktadır. (genellikle deniz yüzeyinden > 10 m derinlikte)
Kaplama incelemesi ve bakımına yönelik kapsamlı bir plan mevcuttur. (3-5 yılda bir kapsamlı kontrol önerilir)
Parça kolayca değiştirilebilir ve yük taşıyıcı veya güvenlik açısından kritik bir parça değildir.
Bileşen şudur: tek seferlik gömülü bir parça değil
Hiçbir şekilde taviz verilemeyecek bir nokta var: Ana yapıda kaplamalı karbon çelik kullanılsa bile, tüm bağlantı elemanları paslanmaz çelik olmalıdır. Bağlantı elemanları (cıvatalar, kelepçeler, klipsler) montaj ve servis sırasında kaplama hasarına en yatkın olanlardır. Kaplama kırıldığında, korozyon hızla içeri doğru yayılır ve tüm düzeneğin bozulmasına neden olabilir. Bu, denizcilik projelerinde en yaygın arıza modellerinden biridir ve önlenebilir olanlardan biridir.
Malzeme Seçiminde Yapılan Dört Yaygın Hata
Doğru kalite belirtilmiş olsa bile, projeler yine de başarısız oluyor; bunun nedeni kötü malzemeler değil, tasarım, tedarik ve kurulum sırasında alınan kararların yanlış olmasıdır. Bu dört hata, denizcilik projelerinde önlenebilir korozyon kaynaklı arızaların büyük çoğunluğunu oluşturmaktadır.
Ana yapıya odaklanmak, bağlantı elemanlarını göz ardı etmek.
Korozyon genellikle bağlantı noktalarında başlar ve bu noktaların değiştirilmesi en maliyetli olur. Ana yapıyı doğru kurarken bağlantı elemanları için yanlış malzemeler kullanmak, tüm sistemin yine de başarısız olması anlamına gelir.
Kaplamaları kalıcı bir çözüm olarak ele almak
Kaplamalar mekanik hasar ve eskime nedeniyle bozulur. Bakım planı olmadan, kaplamalar korozyonu sadece geciktirir, ortadan kaldırmaz. Kritik parçalar için kaplama işleminden vazgeçin ve paslanmaz çelik kullanın.
Karışık metallerin neden olduğu galvanik korozyon
Alüminyum kablo kanallarına takılan karbon çelik cıvatalar veya karbon çelik ana yapıyla doğrudan temas halinde olan paslanmaz çelik braketler, arayüzde korozyonu hızlandırır. Farklı metallerin temas ettiği tüm noktalarda yalıtım pedleri gereklidir.
"Korozyon koruması" ifadesini belirtmek ancak kalite derecesini belirtmemek
"Korozyon koruması" zorunlu değildir. Müteahhitler bunu mevcut en düşük maliyetli seçenekle karşılayacaklardır. Teknik özelliklerde, kalite (316/316L), standart (ASTM A276) ve dokümantasyon gereksinimi (MTR) belirtilmelidir.
Özet
Bu kılavuzda her şeyi kapsayan tek bir ilke var: Başarısızlığın maliyeti, malzemenin iyileştirilmesinin maliyetini çok aşmaktadır.
Bağlantı elemanları, gömülü parçalar ve gizli destekler en yüksek riskli bileşenlerdir ve tedarik sürecinde en sık düşürülenlerdir. Bunları doğru yapmak, herhangi bir denizcilik projesindeki malzeme seçimi açıklarının 80%'sini kapatır.
Şimdi yapabileceğiniz üç şey:
Teknik şartnamenizdeki "korozyon koruması" ifadesinin her geçtiği yeri belirli bir kalite ve standartla değiştirin.
Bağlantı elemanı malzeme listesini (BOM) çıkarın ve her bir satır öğesini 316 / ISO 3506 A4 gereksinimine göre doğrulayın.
Kabul edilebilir referans noktalarınızı belirlemek için malzeme tedarikçinizden 316L ve duplex 2205 MTR numuneleri isteyin.
Paslanmaz çelik spesifikasyon şablonuna veya MTR kabul referansına mı ihtiyacınız var? Doğrudan bizimle iletişime geçin.
Kaynaklar ve Daha Fazla Okuma
NACE International — Amerika Birleşik Devletleri'nde Korozyon Maliyetleri ve Önleyici Stratejiler
ABD federal hükümetinin yaptığı çığır açıcı bir çalışma, yıllık korozyon maliyetlerini 1.4 trilyon 276 milyar dolar olarak tahmin ediyor; denizcilik ve açık deniz altyapısı da dahil olmak üzere 26 endüstriyel sektörde ekonomik analiz sunuyor.
https://www.ampp.org/resources/general-resources/cost-of-corrosion-studyNACE IMPACT — Korozyon Teknolojisinin Önlenmesi, Uygulanması ve Ekonomisine İlişkin Uluslararası Ölçütler
Küresel korozyon maliyeti araştırması, dünya çapında yıllık maliyetlerin 1,4 trilyon dolar (küresel GSYİH'nin 3,41 trilyon doları) olduğunu tahmin ediyor; korozyon yönetimi çerçevesi ve en iyi uygulamaları içeriyor.
http://impact.nace.orgNORSOK M-001: Malzeme Seçimi (Baskı 5, Eylül 2014)
Hidrokarbon üretim tesisleri için Norveç açık deniz endüstrisi malzeme standardı; sıçrama bölgesi, daldırma bölgesi ve denizaltı uygulamaları için 20 yıllık tasarım ömrü gereklilikleriyle referans noktası.
https://standard.no/en/sectors/energi-og-klima/petroleum/norsok-standard-categories/m-material/ASTM A276/A276M — Paslanmaz Çelik Çubuklar ve Profiller için Standart Şartname
Sıcak ve soğuk işlenmiş paslanmaz çelik çubuklar için resmi ASTM spesifikasyonu; yuvarlak, kare, altıgen ve ekstrüde şekilleri kapsar; 316 ve diğer yaygın kaliteleri ve mekanik özellik gereksinimlerini içerir.
https://www.astm.org/a0276_a0276m-24a.htmlISO 3506 — Bağlantı Elemanları — Korozyona dayanıklı paslanmaz çelik bağlantı elemanlarının mekanik özellikleri
A4 sınıfının 316 serisine karşılık geldiği paslanmaz çelik bağlantı elemanları için uluslararası standart; kimyasal bileşimi, mekanik özellikleri ve kalite tanımlarını (A4-50, A4-70, A4-80) belirtir.
https://www.iso.org/standard/67012.htmlTWI Global — Kaynaklı Östenitik Paslanmaz Çeliklerde Atmosferin Neden Olduğu Gerilme Korozyonu Çatlaması (Üye Raporu 1050)
Östenitik paslanmaz çeliklerde gerilim korozyonu çatlaması mekanizmalarına ilişkin teknik araştırma raporu; 30% bağıl nem ve 400 MPa gerilim seviyelerinde ortam sıcaklığında çatlamayı göstermekte olup, özellikle kaynaklı yapılarda klorür kaynaklı çatlamaya odaklanmaktadır.
https://www.twi-global.com/pdfs/Member-Report-Summaries/1050-Summary.pdfTWI Global — Stres Korozyonu Çatlak Testi Hizmetleri
Mühendisler için SCC mekanizmaları, test yöntemleri ve önleme stratejilerine ilişkin teknik genel bakış; malzeme seçimi, çevresel hafifletme ve gerilim azaltma yaklaşımlarını kapsar.
https://www.twi-global.com/what-we-do/research-and-technology/technologies/materials-and-corrosion-management/corrosion-testing/stress-corrosion-cracking-testing
