Ti - Nb mikro alaşımlı yüksek mukavemetli petrol boru çeliklerinde (apı) düşük sıcaklıklarda çentik darbe ve DWTT dayanımının incelenmesi

Abstract

Dünyada sıvı ve gaz fosil yakıt kullanımının devam etmesi ve ihtiyacın gerekli olan bölgelere taşınması için çelik borular kullanılmaktadır. Bu ihtiyacı gidermek adına Amerikan Petrol Enstitüsü tarafından standartları belirlenmiş petrol boru çelikleri hem Türkiye’de hem de dünyanın çeşitli bölgelerinde farklı üretim teknolojileri ile üretilmektedir. Petrol ve doğal gaz gibi bu yakıtların nakli ve kullanımı sırasında kullanılan çelik boruların dış etkenlerden özellikle iklim şartlarından etkilenmemesi için çelik üretiminde dikkat edilmesi gereken çok önemli parametreler bulunmaktadır. Çelik boruların kullanıldığı iklim şartları ağır olması ve sıcaklıkların sıfır altındaki düşük derecelerde olması nedeniyle dayanımlarının yüksek olması gerekmektedir. Petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtların taşınması sırasında aşırı soğuk havaların yarattığı çelik kırılganlığı nedeniyle borularda hasarlanma oluşmaması amaçlanmaktadır. Boruların kullanıldığı iklim şartlarının çok düşük sıcaklıklara sahip olması durumunda çelik borulardan yüksek dirence sahip olması ve petrol ile doğal gaz gibi yakıtların nakliyatına engel yaratacak durumların oluşmaması amaçlanmaktadır. Bu nedenle de Amerikan Petrol Enstitüsü tarafından çelikten istenen asgari mekanik özellikler standartlar ile belirlenmiştir. Çelik üreticiler bu çelik boruların üretimi sırasında Amerikan Petrol Enstitüsü tarafından belirlenen standartlara uyması zorunludur. İklim şatlarının zorlaştığı kuzey ülkelerinde ise kullanılacak boru özellikleri daha zorlayıcı limitlere yani daha düşük sıcaklıklarda yüksek kırılma direncine sahip olması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, bahsedilen soğuk iklim şartlarına dirençli petrol ve doğal gaz boru taşımacılığında kullanılan çeliklerin üretimi sırasında standartlarda belirtilen limitler içinde kalmak adına dikkat edilmesi gerekenler ve daha soğuk iklim şartlarında da yüksek darbe direnci gösterebilecek çeliklerin üretimi incelenmiştir. İstatistiksel veri analiz yöntemleri ile birlikte laboratuvar ortamında çelik mikro yapısı karakterizasyonu çalışmaları ile sanayi üretim sonuçları irdelenmiş ve sonucunda ülkemizin de üretiminde büyük pay sahibi olduğu petrol boru çelikleri için düşük sıcaklıktaki direncini yükseltebilecek parametreler belirlenmiştir. Bu parametreler ile birlikte gerçekleştirilen üretim sonrası çeliğin mekanik özellikleri çekme testi, çentik darbe testi, mikro yapı incelemesi ve DWTT yapılarak incelenmiştir.

Steel pipes are used to continue the use of liquid and gas fossil fuels in the world and to transport the need to the required regions. In order to meet this need, petroleum pipe steels, whose standards have been determined by the American Petroleum Institute, are produced with different production technologies both in Turkey and in various regions of the world. There are very important parameters to be considered in steel production so that the steel pipes used during the transportation and use of these fuels such as oil and natural gas are not affected by external factors, especially climatic conditions. In case the climatic conditions in which the pipes are used have very low temperatures, it is aimed to have higher resistance than steel pipes and not to create situations that will prevent the transportation of fuels such as oil and natural gas. For this reason, the minimum mechanical properties required by the institute have been determined by the standards. It is mandatory for steel manufacturers to comply with these standards during the production and end-use approval stages of the relevant steel pipes. In the northern countries where the climatic conditions are difficult, the pipe specifications to be used must have more stringent specifications. In this thesis, the considerations during the production of steels used in oil and natural gas pipe transportation that are resistant to cold climate conditions and the production of steels that can show high impact resistance in colder conditions are examined. In addition to statistical data analysis methods, the results of industrial production were examined with the steel microstructure characterization studies in the laboratory environment, and as a result, the parameters that can increase the resistance at low temperature for petroleum pipe steels, which our country has a large share in the production, were determined.