KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
481
NW250 DUBLE VENTİL YÜZEYE AÇIK DÖKÜM HATALARININ TESPİT EDİLMESİ KAYNAKLA TAMİRİ KAYNAK SONRASI TAHRİBATSIZ MUAYENESİ Özgür Tokmak GAZALTI KAYNAK UYGULAMALARINDA FUZZY KONTROLLÜ İZ TAKİP SİSTEMLERİNİN UYGULANMASI Ahmet Öztürk, İlhan Asiltürk, Hayrettin Düzcükoğlu, Ömer Aydoğdu
2. Gün
21 Kasım 2015
Poster Bildiriler
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
482
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
483
NW250 DUBLE VENTİL YÜZEYE AÇIK DÖKÜM
HATALARININ TESPİT EDİLMESİ KAYNAKLA TAMİRİ
KAYNAK SONRASI TAHRİBATSIZ MUAYENESİ
Özgür TOKMAK
Makina / Kaynak Mühendisi, PT2, VT2, UT1, İmalat Müdürü
T.Ş.F.A.Ş. Turhal Makina Fabrikası
E-posta: [email protected]
ÖZET
Şeker pancarından kristal şeker üretimi, zincirleme birçok prosesten oluşmaktadır. Şeker üretim
dönemleri, pancar işleme kampanyası olarak adlandırılır. Şeker Fabrikalarının 7/24 esasına dayalı,
aralıksız üretime devam ettiği düşünülürse; prosesler arasında kopukluk olmaması gerekmektedir.
Şeker pancarının kesilip haşlanarak şeker üretiminin yapıldığı ham fabrika, kristal şeker elde edilen
rafineri, buhar üretim tesisi, elektrik üretim tesisi gibi ana proses hatlarında dolaşan buhar, su ve
şerbetin debi oranları, şeker üretim proseslerinin hayati değerleridir. Debi oranlardaki sapmalar, bir
sonraki prosesi şişirmekte veya yeterince besleyememektedir. Şeker üretim proseslerindeki en büyük
sıkıntı, mekanik oransal sistemlerdeki(şiber, duble ventiller) kaçak ve sızıntılardır.
Bu çalışmada mekanik oransal sistem olarak görev yapan NW250 duble ventilin, yüzeye açık döküm
hatalarının tespiti, kaynakla tamiri ve kaynak sonrası tahribatsız muayene kontrolleri yer almaktadır
Anahtar Sözcükler: Pik döküm , gözle muayene, sıvı penetrant muayenesi, tamir kaynağı.
ABSTRACT
Crystal sugar production from sugar beet, include a lot of multi process which consist of a chain.
Sugar production periods, called beet processing campaign. The sugar factories based on a 7/24
basis, and thought that if winded continued uninterrupted production, should not be disconnection
between processes. Flow rates of steam, water and syrup which circulating in the main process line
as raw factory where cut and boiled sugar beet and production sugar, rafinery where obtained crystal
sugar, steam generating plant, electricity generation plant are vital value of sugar production
process. Deviation in flow rate are being inflated next process or not enough feed. The biggest
problem in sugar production process that leaks and spills in mechanical proportional systems, such as
shutter, double valve.
İn this study, , determination of surface exposed casting defects, repairing with welding, non-
destructive inspection checks after welding for NW250 double valve, which acting as a proportional
system is located
Key words: Cast iron, visual inspection, liquid penetrant inspection, repair welding of cast iron.
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
484
1. GİRİŞ
Şeker pancarının, ekim sahasından hasad edilerek, fabrikaya iletilmesi ile başlayan ve toz
şeker olarak; 50kg’lık çuvallar içerisinde, stok sahasında yerini alması ile biten yolculuğu,
oldukça karmaşık ve birbirine bağlı kimyasal prosesler içermektedir. Eylül-Ekim aylarında,
şeker pancarının hasadı ile başlayan şeker üretim dönemi; bölgeye, hasadı yapılan şeker
pancarının tonajına ve fabrikanın günlük işleme kapasitesine bağlı olarak Ocak-Şubat
aylarına kadar devam eder. “Kampanya” diye tabir edilen şeker üretim dönemlerinde, fabrika
7/24 esasına dayalı olarak, aralıksız şeker üretim faaliyetini sürdürür.
Şeker üretim aşamaları aşağıdaki şekillerde gösterilmiştir:
Şekil 1.a Şeker pancarının fabrika sahasında silo edilmesi
Şekil 1.b Şeker pancarının fabrikaya sevk edilmesi
Şekil 1.c Ham fabrika
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
485
Şekil1.d Rafineri
Şekil1.e Ambalajlama
Şeker fabrikalarında ki başlıca üretim tesisleri, ham fabrika, rafineri, kızgın buhar üretimi
yapılan kazan dairesi ve elektrik üretimi yapılan türbin dairesidir. Kampanya döneminde, ana
üretim tesislerinde sürekli olarak su, şerbet ve buhar sirkülasyonu söz konusudur.
Fabrikadaki üretim tesisleri, birbirlerine bağlı proses zinciri oluşturmaktadır. Kızgın buhar
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
486
hattında olası bir kaçak türbin devrini etkileyebildiği gibi, ham fabrikadan kaynaklanan koyu
şerbet hattındaki bir kaçak ya da sızıntı, rafineri verimini düşürebilmektedir. Bu bağlamda,
şeker fabrikalarında kullanılan mekanik oransal sistemler (duble, şiber ventiller) hayati önem
taşımaktadır. Mekanik oransal sistemlerdeki sızıntı ve kaçaklar, şeker üretim prosesinde
kesinti ve aksaklıklara neden olabilmektedir. NW250 duble ventiller, yaklaşık 100 farklı su,
buhar ve şerbet geçiş hattında kullanılan, en önemli mekanik oransal sistem
elemanlarındandır ve bu sistem elemanlarında, en ufak bir kaçak yada sızıntıya müsaade
edilmesi söz konusu dahi değildir.
2. NW250 DUBLE VENTİL ÖZELLİKLERİ
Su, buhar ve şerbet geçiş hatlarında mekanik oransal sistem elemanı olarak görev yapan
NW250 Duble ventil’in ( şekil 2.1 ) 2 adet giriş ve 2 adet çıkışı mevcuttur. Giriş ve çıkış
debileri elle (manuel ) ayarlanmaktadır.
Şekil 2.1 NW250 Duble Ventil kesit görünümü
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
487
Şekil2.2 Duble Ventillerin Şeker Fabrikalarındaki muhtelif kullanım alanları
NW250 Duble Ventil’ler, lamel grafitli (gri) dökme demir olarak imal edilmekte olup, her
döküm şarjından sonra, çıkan üründen, numune parçalar alınarak kimyasal analiz
yapılmaktadır( Şekil 2.3 )
Şekil2.3 Pik döküm analiz sonucu
3. YÜZEYE AÇIK DÖKÜM HATALARININ TESPİT EDİLMESİ
NW250 Duble ventil’ler, dökümden sonra bir süre soğumaya bırakılır. Kalıp iyice
soğuduktan sonra, kalıp bozma işlemi uygulanarak, iş parçası (ventil) kalıptan çıkarılır ve
yüzey temizleme işlemi uygulanır. Yüzey temizleme işlemi kumlama ve basınçlı hava ile
yapılır. Yüzey temizleme işlemini takiben, gözle kontrol yapılarak, yüzeye açık döküm
hatası olup olmadığı araştırılır. Göz’le kontrol ilk muayenedir. Dökümden çıkmış yüzey
pürüzlü olduğundan dolayı, yapılan ilk muayene (göz kontrol) sonuçları, çoğu zaman
aldatıcı olmaktadır. Yüzeye açık hata olup olmadığının tespiti için yapılan ikinci işlem 7 Bar
basınçlı su ile yapılan testtir. (Şekil 3.a)
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
488
Şekil 3.a NW250 Duble Ventil Basınç Testi Uygulaması
Şeker Fabrikalarında en önemli mekanik oransal sistem elemanı olarak görev yapan NW250
Duble ventillerin yüzeye açık döküm hatalarının tespiti için, en sağlıklı ve en garantili test
yöntemi basınç testidir. 7 Bar basınç altında, yaklaşık yarım saat süreyle teste tabi tutulan
ventilde, yüzeye açık bir hata olması durumunda, ortalama 10 dk. içerisinde, hata kendini
göstermektedir.
Şekil 3.b Basınç Testi Uygulama Sonucu
Dökümden çıkmış, yüzey temizliği yapılmış olan NW250 Duble Ventile yapılan basınç
testinde 8.dk’da, iğne deliği gibi küçük bir noktadan su fışkırdığı gözlemlenmiştir.
(Şekil3.b) Daha farklı noktalarda, olası yüzeye açık hataların çıkma ihtimaline karşı, basınç
testine 30 dk. boyunca devam edilmiş ve başka hata gözlemlenmemiştir. 7 Bar basınçlı su ile
yapılan testin ardından, ventil test aparatından indirilerek, düz bir pleyt üzerine alınmış,
basınçlı kuru hava ile kurutulmuş ve yüzeye açık hatanın boyutlarını tespit edebilmek
amacıyla, sıvı penetrant testine tabi tutulmuştur. Sıvı penetrant uygulamasında, EN571-1
Standardına uyularak, aşağıdaki işlem sırası takip edilmiştir:
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
489
3.1 Ön Temizlik
Kontrol edilecek yüzeyde, olası kılcak çatlakların, mikro gözeneklerin v.s görünürlüğünü
engellememek adına, mekanik temizlik tercih edilmemiş olup, kontrol yüzeyi, önce havsız
temiz bir bez vasıtası ile temizlenmiş ve ara temizleyici uygulaması yapılmıştır.(şekil3.c)
Şekil 3.c Kontrol yüzeyine temizleyici uygulaması
3.2 Penetrant Uygulaması
Kontrol edilecek yüzeyde bulunan kir, yağ, pas, vs. iyice temizlendikten sonra, penetrant
uygulamasına geçilmiştir. Penetrant sıvısı, yüzeye püskürtme yöntemi ile uygulanmış,
kontrol yüzeyinde, penetrant sıvısının göllenmesine müsaade edilmemiştir. Penetrasyon
süresi olarak, 20 dk. bekleme yapılmıştır. (Şekil 3.d)
Şekil 3.d Penetrant uygulaması
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
490
3.3 Ara Temizleme
Penetrasyon süresinin ardından, ara temizleme aşamasına geçilmiştir(Şekil3.e) Ara
temizleme, sıvı penetrant test yönteminde ki en önemli aşamalardan biridir. Bu işlem
uygulanırken, ara temizleyicinin çok fazla püskürtülmemesine önemle dikkat edilmiştir.
Şekil 3.e Ara temizleyici uygulaması
3.4 Geliştirici Uygulaması
Penetrasyon ve ara temizlik işleminden sonra geliştiricinin uygulanması aşamasına
geçilmiştir (şekil3.f) Sıvı penetrant uygulamasında en önemli hususlardan biri de gözlemdir.
Kontrol yüzeyinde, süreksizlik tespitine dair yapılan gözlem, geliştirici uygulamasından
hemen sonra başlar. Eğer gözlem, geliştirici püskürtüldükten hemen sonra yapılmazsa,
yanıltıcı sonuçlar elde edilebilir. Örneğin, işlemin başında gözlemlenen gözenek grupları,
daha sonra birleşerek tek ve büyük bir gözenek halini alabilir. Aslında oradaki hata gözenek
grubudur, ama gözlemci, onu tek ve büyük bir gözenek olarak kayda alabilir.
Şekil 3.f Geliştirici uygulanması
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
491
4. TAHRİBATSIZ MUAYENE ESASLARI VE SONUÇLARIN
DEĞERLENDİRİLMESİ
NW250 Duble ventilin yüzeye açık hatalarının tespiti için 3 farklı tahribatsız muayene
yöntemi uygulanmıştır:
1- Göz Kontrol
2- 7 Bar basınç altında su ile sızdırmazlık testi
3- Sıvı penetrant uygulanması
Bütün tahribatsız muayeneler EN473 standardına uygun olarak vasıflandırılmış personel
tarafından yapılmıştır.
Tahribatsız muayeneler için, projektör vasıtası ile ortam aydınlatması güçlendirilmiş ve
650 lx aydınlanma şiddeti altında muayeneler yapılmıştır.
Sıvı penetrant muayenesi için, muayene sıcaklığı ortam sıcaklığı olarak değerlendirilmiş
( 18 °C), BT68-69-70 Tipi ürün ağacı kullanılmış ve muayene ortamı EN571-1- IICd-2
olarak tanımlanmıştır
Sıvı penetrant muayenesinde, EN 1371-1 Standartı’na uygun usul ve esaslar takip
edilmiş, bölgesel ve çıplak gözle kontrol yapılmıştır.
Şekil 4 Tespit edilen hatalar
Yapılan kontrol neticesinde 7 farklı lineer ve lineer olmayan süreksizlik tespit edilmiş
(Şekil 4) ve tamir edilmesine karar verilmiştir.
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
492
5. NW250 DUBLE VENTİL YÜZEYE AÇIK HATALARIN KAYNAK’LA TAMİR
EDİLMESİ
Yüzeye açık hataların tespit edilmesinden sonraki en önemli işlem, hataların kaynakla tamir
edilerek tekrar tahribatsız muayene işlemlerinin uygulanmasıdır. Tespit edilen hatalar,
aşağıda sıralanan işlemler takip edilerek tamir edilmiştir.
5.1 Yüzeye Açık Hataların Mekanik Yolla Temizlenmesi
Tespit edilen hataların, freze tezgahında temizlenmesi ve çürütülmesi en uygun yöntem
olarak benimsenmiş ve NW250 Duble Ventil, freze tezgahına bağlanarak, hatalar tamamen
giderilinceye kadar yatay freze tezgahında Ø18 mm matkap ucu ile frezelenmiştir (Şekil
5.1)
Şekil 5.1Döküm Hatalarının Freze Tezgahı’nda çürütülmesi
5.2 Hatalı Bölgenin Kaynakla Tamir Edilmesi
Yüzeye açık döküm hatalarının, yatay freze tezgahında, tamamen çürütülmesinden sonra,
tekrar göz kontrolu ve sıvı penetrant test işlemleri uygulanmış ve hataların iyice temizlendiği
kanaatine varılmıştır. Öncelikle kaynak yapılacak bölge ve ısının tesiri altındaki bölge’lere
ön tav yapılmıştır. Sanayi tabiri ile “ suyunu alma “ şeklinde bir ön tav uygulaması yapılmış
olup, ön tav sıcaklığının, el ile dokunulunca yakmayacak bir sıcaklık aralığında olmasına
dikkat edilmiştir ( Şekil 5.2.a)
Şekil 5.2.a Ön Tav Uygulaması
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
493
Ön tavlama işlemi bitirildikten sonra, kaynak işlemine geçilmiştir. Kaynak işlemi için, DIN
8573 E Ni-BG 13, Ø 3.25 x 300 mm Ni elektrot kullanılmıştır. 110 Amper kaynak akımı
uygulanmış olup, kaynak bölgesine 4 paso bindirme kaynağı yapılmıştır. Kaynak dikişindeki
olası gerilimleri yok edebilmek için, her elektrot değişiminde kaynak dikişi çekiçlenmiştir.
Şekil 5 .2.b Hatalı Bölgenin Kaynakla Tamir Edilmesi
Kaynak işlemi sonunda, hem kaynak dikişlerinin, hem de ısıdan etkilenmiş bölgenin, hava
ortamında hızla soğuyarak, soğuk gerilim çatlaklarının oluşumuna müsaade edilmemesi için,
kum örtüsü altında yavaş soğumaya bırakılmıştır (şekil 5.2.c). Kaynak bölgesi soğuduktan
sonra, önce sıvı penetrant testi, ardından da 7 bar basınçlı su altında sızdırmazlık testleri
tekrarlanmış olup, herhangi bir sızma ve problem olmadığı, daha önce tespit edilen yüzeye
açık döküm hatalarının tamamen giderildiği gözlemlenmiştir.
Şekil 5.2.c Kaynak Bölgesinin yavaş soğumaya bırakılması
KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ
BİLDİRİLER KİTABI
494
6. SONUÇ
Proseslerin birbirine bağlı olduğu ve birbirini etkilediği şeker üretim teknolojisinde; su,
şerbet ve buhar geçişlerinde, mekanik oransal sistem elemanı olarak kullanılan duble
ventillerin sızdırmazlığı çok önemlidir. Gerek pik döküm aşamasında, gerekse yıllık
revizyon planlamasında, şiber ventillerin sızdırmazlığı sürekli olarak kontrol edilmekte,
yüzeye açık hatalara müsaade edilmemektedir. Tespit edilen hatalara yönelik uygulanan
tamir kaynağı, prosedürlere uygun olarak yapılmakta, ilgili standartlarca yetkilendirilmiş
kişilerce tahribatsız muayenesi yapılmaktadır.
KAYNAKLAR
[1] Cavcar Melike M. Dökme Demirler ve Dökme Demirlerin Kaynağı, OERLIKON
Yayını, 1996.
[2] Guide for Welding Iron Casting’ American Welding Society.
[3] Gözle Muayene Seviye 1,2 Ders Notları, Gsi-Slv Bilgi Merkezi, 2013.
[4] Sıvı Penetrant Muayenesi Seviye 1,2 Ders Notları, Odtü Tahribatsız Muayene Merkezi,
2012.