API çeliklerinin tozaltı kaynağında farklı kök paso uygulamasının kaynaklanabilirliğe ve mekanik özelliklere etkisi

YÖK Tez No: 575226 Petrol ve doğalgaz boru hatlarında kullanılan boruların üretim esnasında tozaltı kaynak yöntemi yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bununla birlikte yüksek işletme basınçlarının talep edilmesinden dolayı kaynaklarda beklenen kalite her geçen gün daha da artmaktadır. Kullanılan çeliklerin tipi, kaynak metodu, kaynak parametreleri, ilave kaynak malzemeleri kaynakların performansını etkileyen faktörlerdir. Bu faktörler, kaynak tasarımının öneminin vurgulanması açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, düşük alaşımlı, ince taneli, yüksek mukavemetli X65 ve X70 API 5L çeliklerine uygulanan tozaltı kaynak yöntemi ve farklı kök paso uygulamalarının kaynaklanabilirlik ve mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda farklı kalınlıklarda X65 ve X70 plaka parçaları, V tipi kaynak ağzı açılarak birbirlerine uç bölgelerinden punta kaynağı ile sabitlenmiştir. Parçaların montaj işlemi sonrası alt kısımlarına seramik altlık yerleştirilerek, farklı kaynak yöntemleri ile kök kaynakları kaynatılmıştır. Kök kaynakları sonrasında kaynak bölgesini tamamlamak için kalan kısımlar tozaltı kaynak metoduna göre kaynatılmıştır. Deney numuneleri tahribatsız muayene yöntemlerinden manyetik partikül, ultrasonik ve radyoskopi yöntemleri ile kontrol edilmiştir. Kaynak bölgesinin mukavemet değerlerini tespit edebilmek için tahribatlı muayene yöntemlerinden çekme, çentik-darbe, eğme deneylerine tabi tutulmuştur. Kaynak esnasında meydana gelen yapısal değişiklikler, elektron mikroskobu ile makro numune üzerinden analiz edilmiştir. Çentik darbe numuneleri üzerinden kırık yüzeyler Taramalı Elektron Mikroskobu (TEM) ile incelenmiştir. Deney sonuçlarında, farklı kalınlıktaki X65 ve X70 kalite API 5L çeliklerinin farklı kaynak metotları ile kök kaynaklarının kaynatılabildiği, yapılan kaynaklar birbirleri ile kıyaslandığında TIG kaynak metodu kullanılan kök kaynaklarının çekme ve çentik darbe değerlerinin diğer kaynak metotlarına göre daha yüksek çıktığı görülmüştür. Submerged arc welding is widely used during the production of pipes used in oil and gas pipelines. However, due to the demand for high operating pressures, the expected quality of welds is increasing every day. The type of steels used, welding method, welding parameters, and additional welding materials are the factors affecting the performance of welds. These factors are important to emphasize the importance of weld design. In this study, the effect of submerged arc welding method and different root pass applications on low alloy, fine grain, high strength X65 and X70 API 5L steels were investigated in terms of weldability and its effect on mechanical properties. In the experimental studies, X65 and X70 plate pieces of different thicknesses were fixed to each other by spot welding by opening V type welding mouth. After the assembly process of plates, ceramic backing were put on the bottom of the plates and root welds were welded with different welding methods. After root welding, the remaining parts were welded according to submerged arc welding method to complete the welding zone. The test samples were checked by magnetic particle, ultrasonic and radioscopy methods which are non-destructive testing methods. In order to determine the strength values of the welding zone, tensile, notch-impact and bending tests, which are one of the destructive inspection methods, were subjected to the tests. Structural changes that occurred during welding were analyzed by electron microscope on macro sample. The fractured surfaces were examined by Scanning Electron Microscopy (SEM) over notch impact samples. In the results of the experiment, it was observed that the root welds of X65 and X70 grade API 5L steels of different thicknesses can be welded with different welding methods, and compared with each other, the tensile and notch impact values of the root welds using TIG welding method are higher than the other welding methods.