Farklı yapıştırıcılar ile tamir edilmiş hasarlı izotropik borularda yapıştırıcıların performanslarının incelenmesi

Abstract

Petrol, doğalgaz ve tesisat sistemlerinde kullanılan borularda imalat kusurları ve dış yüklerin etkisi sonucu boru iç ve dış yüzeylerinde çatlaklar oluşmaktadır. Bu çatlaklar sıcaklık ve basıncın değişmesi sonucunda büyüyerek borunun belli bir süre sonra hasara uğramasına sebebiyet vermektedir. Hasara uğramış borunun tamiri veya yenilenmesi ciddi boyutlarda maliyet, zaman ve işçilik gerektirmektedir. Yapıştırma bağlantıları günümüzde tamir ve birleştirme amaçlı olarak endüstrinin her alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapıştırıcıların hafiflik, titreşim yalıtımı ve korozyon direnci gibi avantajları nedeniyle boruların birleştirilmesi ve onarım işlemlerinde yaygınlığı artmıştır. Bu çalışmanın amacı iç basınca maruz kalmış hasarlı çelik boruların tamirinde epoksi esaslı DP410 ve akrilik esaslı DP810 yapıştırıcıların performanslarının karşılaştırılması ve uygun yama açıları ile bindirme uzunluklarının tespit edilmesidir. Bu amaç doğrultusunda 33.7 mm dış çap ve 26.9 mm iç çapa sahip galvanizli çelik borular ele alınmış ve bu borular üzerine 17 mm boyunda ve 2 mm genişliğinde kanal açılarak çatlak oluşturulmuştur. Borularda oluşturulan çatlaklar 90°, 120°, 150° açılarda 30, 40, 50 mm boyunda çelik yamalar kullanılarak 0.2 mm kalınlığında yapıştırıcı tabakası oluşturularak tamir edilmiştir. Tamir edilmiş borulara iç basınç uygulanarak hasar anındaki değerler tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında her iki yapıştırıcı ile tamir edilmiş boruların modellenmesi ve nümerik çözümleri için ANSYS 15 paket programı kullanılmıştır. Oluşturulan modellere iç basınç uygulanmış ve nümerik olarak çözümlenmiştir. Nümerik analizler sonucunda elde edilen veriler deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır.

Cracks are formed on the inner and outer surfaces of the pipes, which are affected by manufacturing defects and external loads in pipes used in oil, natural gas and plumbing systems. These cracks grow as a result of changes in temperature and pressure, causing damage to the pipe after a certain period of time. The repair and renovation of the damaged pipeline requires considerable cost, time and workmanship. Adhesive connections are now widely used in all areas of the industry for repair and assembly purposes. Due to the advantages such as lightness, vibration isolation and corrosion resistance in the repair of pipe damages, repairs are made using adhesives. The purpose of this work is to compare the performances of epoxy-based DP410 and acrylic-based DP810 adhesives in repairing damaged steel pipes exposed to internal pressures and to determine the length of overlap with appropriate patch angles. For this purpose, galvanized steel pipes with an outside diameter of 33.7 mm and internal diameter of 26.9 mm were handled and cracks were formed on these pipes by opening a channel of 17 mm length and 2 mm width. The cracks formed in the pipelines were repaired by forming a 0.2 mm thick adhesive layer using steel patches of lengths of 30, 40, 50 mm at 90°, 120°, 150° opening. Damaged values were determined by applying internal pressure to the repaired pipes. In this thesis study, ANSYS 15 package program was used for modeling and numerical solutions of pipes repaired with both adhesives. Internal pressure was applied to the generated models and numerically analyzed. The numerical results obtained were compared with the experimental results.