Boru İmalatı | Boru İmalat Yöntemleri | Metalurji ve Malzeme Bilimi
Ana sayfa » Metalurji ve Malzeme Mühendisliği » Boru İmalatı
Boru İmalatı Yöntemleri
Boru lar, uygulanan üretim yöntemlerine göre ;
1- Dikişli ( Kaynaklı Borular )
2- Dikişsiz ( Kaynaksız Borular )
olarak başlıca iki gruba ayrılırlar.
Dikişli borular genellikle çeliklerden, dikişsiz borular ise çelik ve demir dışı bütün metalik malzemelerden üretilir.
Dikişli Boru İmalat Yöntemleri
Dikişli boruları, üretiminde kullanılan kaynak yöntemine ve kaynak yönüne göre sınıflandırmak mümkündür.
​1- Kaynak Yöntemine Göre :
​2- Kaynak Yönüne Göre :
Aşağıdaki şekilden de görülebileceği gibi, kaynaklı birleştirmeler borunun boyuna paralel şekilde yapılmaktadır. İsteğe göre kaynak izleri zımparalanabilir ya da olduğu gibi bırakılabilir.
boru boyuna kaynak
Aşağıdaki fotoğrafta spiral kaynaklı borular görülmektedir. Bu tip imalatlar büyük çoğunlukla hem malzeme kalınlığı hem de işlem hızından dolayı tozaltı kaynak yöntemi ile ( SAW ) yapılmaktadır. Bu borular genellikle basınca karşı dayanıklı olmadıkları için, yapısal alanlarda kullanılmaktadır. Örnek olarak zemine çakılan kazıklar olarak kullanılır ve içerisine beton dökülerek kontrüksiyon amacıyla kullanılabilirler. Ya da içerlerinden basınçsız su geçer.
dikişli boru olarak isimlendirilir.
Dikişli borular çaplarına göre de sınıflandırılırlar.
Bu sınıflandırmaya göre :
Küçük çaplı dikişli borular ( d < 170 mm )
Orta çaplı dikişli borular ( 170 mm < d < 400 mm )
Büyük çaplı dikişli borular ( d > 400 mm )
Küçük Çaplı Dikişli Boru Üretimi :
Kullanılan kaynak yöntemine göre bu boruların üretimi alın kaynağı ve elektrik kaynağı olarak iki şekilde yapılır.
Alın Kaynağı Yöntemi :
Bu yöntemle üretilen borular sıcak haddelenmiş boru bandından, çapı 10 cm ‘ye kadar olan çaplardaki çelik boru üretiminde kullanılır. Kaynak sıcaklığına kadar bandın ısıtılması gerektiğinden, yani sıcak şekillendirme gerektiğinden bu kaynak yöntemi yaygın olarak kullanılmamaktadır.
Elektrik Kaynağı Yöntemi :
Elektrik kaynağı yöntemi, elektrik direnç kaynağı, ark kaynağı veya radyasyon kaynağı olarak yapılabilir. Bu yöntem alın kaynağı yöntemine göre daha yeni bir yöntem olup soğuk şekillendirme ile yapılmaktadır.
Önceleri küçük çaplı ve ince boruların yapımında kullanılan bu yöntem daha sonra 500 mm ve üzerindeki çaplarda ve 12 mm’ye kadar kalınlıklardaki boruların üretiminde de başarıyla kullanılmaktadır.
Elektrik direnç kaynağında üretim kademeleri sırasıyla; yüzey temizleme (dekupaj), dilme, yüzeysel haddeleme, şekillen-dirme, kaynak, tavlama ve boyutlandırma işlemleridir.
Boyuna kaynaklı boru imal edilirken, ilk önce sac dilme işlemi yapılır. Sac dilmeden sonra boru imalat makinesine takılan dilinmiş saclar makaralar yardımıyla istenilen çap ölçüsünde bükülürler. Büküm işleminden sonra ark kaynağı işlemi yapılır. Kaynak işleminden sonra makaralar yardımıyla çap toleranslar dahiline getirilir. Eğer ısıl işlem yapılacak ise, son şekillendirmeden sonra uygulanır.
Kaynaklı borularda, kaynağın kontrolü genel olarak tahribatsız yöntemlerle yapılmaktadır. Örnek olarak ilgili ASME SA-312 standardına göre, kaynak dikişinin sağlam olup olmadığı 2 yöntemden biri ile belirlenir.
Bunlardan ilki Eddy Current yöntemidir. Bu yöntem tahribatsız muayene NDT ( Non Destructive Test ) yöntemlerinden biridir. Bu konu ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.
Boru imalatı sonrasında kontrollerden bir diğeri ise hidrostatik test yöntemidir. Burada da, standardın izin verdiği ölçüde boru içerisine su basılır. Borunun her iki ucu kapaklarla kapatılır. Bu yöntem tahribatlı yönteme girer. Çünkü eğer boru su test basıncına dayanamaz ise patlar ve kullanılamaz hale gelir.
Büyük Çaplı Dikişli Boruların Üretimi :
Büyük çapı dikişli borular, boyuna veya spiral kaynaklı olarak üretilirler. Bu borular genellikle petrol ve gaz hatlarında kullanılırlar.
Büyük çaplı boruların üretim kademeleri sırası ile;
Kesme ve düzeltme
Boyutlandırma veya genişletme işlemleridir.
Boruların üretimi sonunda kaynak dikişi mutlaka tahribatsız yöntemlerle kontrol edilir.
Büyük çaplı spiral dikişli boruların üretiminde boru bandına kırıcı roleler yardımı ile spiral şekli verilmekte, spiralin birbirine değen uçları içten ve dıştan kaynaklanmaktadır. Genellikle toz altı ark kaynak yöntemi kullanılmaktadır.Kaynak dikiş kontrolü basınçlı su kullanılarak da yapılabilir. Buna hidrostatik test denmektedir. Test basıncı ilgili API Standartlarında belirlenmektedir.
Dikişsiz Boruların Üretim Yöntemleri
Yüksek basınçlı ortamlarda güvenlik açısından dikişsiz borular tercihen kullanılır. Bu boruların üretimi genellikle sıcak işlemle, ancak çok yumuşak metalik malzemelerde soğuk işlemle yapılır.
Dikişsiz boruların üretimi ;
Özel haddeleme yöntemleri
Ekstrüzyon ile Boru Üretimi
Bu yöntem de kendi içinde ikiye ayrılır. Bunlar; direkt ve endirekt ekstrüzyon yöntemleridir. Bu yöntemleri birbirinden ayıran farklılıklar ise ekstrüzyonda kullanılan silindirik metalik blokların (takozlar) dolu veya delikli olmasından kaynaklanır. Direkt ekstrüzyonda dolu ve delikli takozlar kullanılırken, en direk ekstrüzyonda ise sadece delikli takozlardan borular üretilir.
Özel Haddeleme Yöntemleri ile Dikişsiz Boruların Üretimi
Ekstrüzyonla özellikle plastik deformasyonu zor olan metalik malzemelerden dikişsiz borular imal edilebilirse de daha ekonomik yöntemlerde vardır. Bunlar özel haddeleme ile dikişsiz boru üretimi olup, burada prensip silindirik metal bloğunun sıcak işlemle delinmesidir. Bundan sonraki işlem kademeleri boru çapına ve et kalınlığına bağlı olarak değişmektedir.
Mannesmann boru üretim yöntemi olarak bilinen yöntemde sıcak silindirik blok, eş eksenleri birbirine göre daha az eğik olan
ve aynı yönde dönen iki merdane ve delme işlemini gerçekleştiren bir zımba ile kalın et kalınlığında boru haline getirilir. Mannesmann yöntemi ile boruların üretiminde silindirik bloğun delinmesi helisel haddeleme şeklindedir.
Aşağıda mannesmann yöntemi ile boru imalat aşamaları listelenmektedir.
İlk olarak ısıtılan kütükler, içerisinden malafa geçirilir.
İçinden malafa geçirilen kütükler döner merdaneler arasından geçirilir ve uzatılır. Burada dikkat edilecek husus, istenen et kalınlığının yakalanmasıdır.
İki merdane arasından geçirilirken haddeleme işlemi devam eder.
Daha sonra, boru nihai ölçülerine getirilir ve soğumaya bırakılır.
Soğuma işleminden sonra boyutsal özelliklerinde bozulmalar meydana gelen borular düzleştirme işlemine sokulur.
Borular soğuk olarak düzleştirildikten sonra, ısıl işleme sokulurlar.
Isıl işlem neticesinde, borudaki şekil bozukluklarını gidermek için tekrar merdaneler içinden geçirilerek ölçüsel doğruluk sağlanır.
Boruları düzleştirme ve soğumaya bırakma işlemi burada yine tekrarlanır.
Bu işlemlerden sonra borularda herhangi bir çatlak ya da laminasyon gibi hataların olup olmadığı manyetik parçacık test yöntemiyle tespit edilir.
Herhangi bir hata tespit edildiğinde işlem tekrar başa döner.
Herhangi bir problem tespit edilmeyen borular, son olarak göz kontrolüne sokulur.
Herhangi bir sıkıntı yok ise, son ölçüsel kontroller tamamlanır.
Borularda çatlak, gözenek, laminasyon kontrolü son kez Ultrasonik Muayene ( UT ) yöntemiyle yapılır.
Son olarak ürün markalama bilgileri standart ve müşteri istekleri doğrultusunda tamamlanarak, paketlenip sevk edilir.
Sıcak işlemle üretilen borulara çoğu zaman çekme işlemi uygulanır. Soğuk işlem olarak yapılan boruların çekme işlemi ile daha hassas boyut toleransları, daha düzgün yüzey ve daha iyi mekanik özellikler sağlanır.
Boruların çekme yöntemlerinin başlıca üç tipi vardır. Bunlar;
İçi boş çekme
​Malafa ile çekme
​Zımba ile itmelidir
Soğuk olarak şekillendirme yapılıyor ise, malzemenin mikro yapısı bozulacağı için ısıl işlem yapılabilir. Bazı standartlar bunu zorunlu tutarken, bazıları ise imalatçının insiyatifine bırakmaktadır. Soğuk şekillendirme yöntemiyle imal edilen borularda plastik deformasyon olduğu ve tane yapısı bozulduğu için, eğer çelikten imal edildiyse ( paslanmaz çelik haricinde ) normalizasyon tavı uygulanması tavsiye edilmektedir.
Ancak ısı malzeme yüzeyinde tufal oluşturacağı için, özellikle gıda üretiminde kullanılacak borularda soğuk işlem her zaman tercih edilmektedir. Çünkü gıda sanayinde yüzey kalitesinin iyi olması hedeflenmektedir. Pürüzlü bir yüzey olduğunda, bakteri üremesi çok daha kolay olacaktır.
Ekstrüzyon ile ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…
Ekstrüzyon ile ilgili ders notuna aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…
EtiketlerBoru boru imalatı dikişli boru dikişsiz boru