Gemi Çelikleri

Gemi bünyesi ince levhaların birleştirilmesinden meydana gelen, çok sayıda stifnerlerle takviye edilmiş bir kabuk sistemidir. Gemi yapımında kullanılan, çelik sac, band ve levhalar TS 6070'de (Ekim 1988) ve çelik çubuklar ve profiller TS 6937'de (Nisan 1989) standartlaştırılmıştır.

TS 6070'e göre çelik sac, genişliği 600 mm veya daha geniş, kalınlıkları 0,80 mm den 200 mm (dahil) 'ye kadar olan sıcak haddelenmiş rulobandlardan boydan kesilerek yapılmış yassı mamullerdir. Çelik levha genişlikleri 600 mm veya daha geniş, kalınlıkları 4,75 mm - 50 mm (dahil) olan, sıcak haddelenerek yapılmış mamullerdir. Çelik band ise, genişlikleri 600 mm veya daha geniş, kalınlığı 0,10 mm-20 mm (dahil) 'ye kadar olan, sıcak haddelenerek yapılmış ve rulo halinde sarılmış yassı mamullerdir.

TS 6070'de verilen çelikler, çekme dayanımlarına göre belirtilen "normal çekme dayanımlı" ve "yüksek çekme dayanımlı" genel yapı çelikleri, kimyasal bileşimlerine göre belirtilen "manganlı" ve "az alaşımlı" kazan yapımında kullanılan çelikler, "manganlı" ve "nikelli" alçak sıcaklığa dayanıklı ferritik çelikler ve ostenitik paslanmaz çelikler olarak gruplara ayrılırlar.

Önerilen Makale: Çelik profil malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için hea çelik profil nedir sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.


Alaşımsız, düşük alaşımlı ya da yüksek alaşımlı tüm çeliklerde karbon miktarı oldukça düşüktür. Böylece, gemi yapımında kullanılan sac, band ve levhalarda özellikle soğukta şekil değişebilirlik ve kaynak kabiliyetinin çok iyi olması sağlanmıştır. Alaşımlı çeliklerde de alaşım elementi olarak özellikle ferretik yapıda kaynak kabiliyetini kötüleştirmeyen mangan ve nikel gibi elementler tercih edilmektedir. Krom, molibden gibi karbür yapıcı ve kuvvetli dayanım artırıcı elementler, yalnızca karbür teşekkülü için yeterli karbonu olmayan ostenitik paslanmaz çeliklerde ve yapıda katı çözelti içerisinde bulunacak şekilde katılmaktadır.

Gemi yapımında kullanılan çelikler, Siemens-Martin fırınlarında, oksijen konvertörlerinde ya da elektro ark yöntemleriyle ergitilirler. Bileşimleri gösteren çizelgelerde de görüldüğü gibi, birkaç çelik dışında genellikle sakin ya da en azından yarı sakin olarak dökülürler. Dezoksidan ve tane inceltici olarak, başta alüminyum olmak üzere, niob ve vanadyumdan yararlanılır.

Türlerine bağlı olarak temin edilmeleri, belirli boyutlara sıcak haddelenmiş halde, haddeleme sonrası normal tavlanmış halde ya da kontrollü haddelenmiş durumdadır. Termomekanik işlemin uygulandığı, kontrollü haddeleme işleminde mikro düzeydeki alaşım elementleriyle şekil değişebilirlik ve kaynak kabiliyeti azalmaksızın, daha yüksek dayanım değerlerine ulaşılmaktadır.

Gemi yapımında kullanılan sac, levha ve bandların yüzeyleri, haddeleme metodunun gerektirdiği düzgünlükle pürüzsüz olmalı, yüzeylerinde tufal, gözenek, çizik, çukur ve katmer gibi kusurlar bulunmamalıdır. 

Gemilerde kullanılan çelik çubuk ve profil malzemelerin belirtildiği TS 6937'de, çelik sac, band ve levhaların belirtildiği TS 6070'de verilen malzemeler aynı çeşit ve özellik olarak alınmıştır, yalnızca alçak sıcaklığa dayanıklı ferritik çeliklerin sıvılaştırılmış gaz tankerlerinde kullanılan türlerinde vurma (Charpy-V) deneyinde farklılık vardır.

İlk bakışta gemi gibi çok büyük bir çelik yapının paslanmaz çelikten imali kesinlikle çok pahalı ve de maliyet dolayısıyla uygulanabilirliği imkansız bir yöntemmiş gibi görülebilir. Ancak gemi yapımında bazı hallerde paslanmaz çelik kullanımı kaçınılmaz durumdadır. Özellikle kimyasal tankerlerde, LPG ve LNG gemilerinde ve de gıda malzemesi ya da hammaddesi taşıyan bazı tip dökme yük gemilerinde paslanmaz çelik kullanımı kaçınılmazdır. Elbette ki bu gemilerin metalsel malzemelerinin tamamı paslanmaz çelik değildir. Paslanmaz çelik kullanımı gerekli görülen durumlar dışındaki tüm yerlerde metalsel malzeme olarak normal gemi inşa çeliği kullanılmaktadır. 

Tersanelerce, karbon-çelikden imal edilmiş bir geminin maliyeti oldukça iyi bilinmektedir. Tersanelerin, paslanmaz çeliklere direkt kontaktan kaçınılması açısından, plazma kesim ekipmanı, vakumlu kaldırma ekipmanı ve tersanede bazı küçük hol ilaveleri yapılması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Ayrıca gemi suya indirilmeden önce, paslanmaz çelikten imal edilmiş bu tankların özel bir kuruluş tarafından kontrolünün yapılması gereklidir. Bütün bunlar gösteriyor ki tersane için üretim maliyeti karbon çeliğe oranla oldukça artmaktadır. Kargo tanklarının paslanmaz çelikten imal edilmiş olması üretim maliyetini %50 ila %100 oranlarında arttırmaktadır. 

Baş ve kıç seksiyonları sıradan enine posta sistemine göre, kargo tanklarının bulunduğu, geminin paralel gövde seksiyonları ise boyuna posta sistemine göre inşa edilmiş bir kimyasal tankeri inceleyelim. Geminin kargo tanklarına düzgün bir yüzey sağlanabilmesi açısından güverte girderleri ana güverte üzerinde yerleştirilmektedir. Bu girderler,  gemi kıç güvertesinden başlayıp, baş kasaraya kadar uzanan sızdırmaz gövde üzerinde olup üzerinde bütün boru ve kablo donanımlarını bulundurmaktadır. Ayrıca gövde üzerinde bir yürüme yolu ve kargo pompaları mevcut bulunmaktadır. Kargo tankları üzerine tekabül eden güverte bloklarının malzemesi paslanmaz çelik olacaktır. Ayrıca kargo malzemesiyle ilgili bütün borulama sistemleri de olduğu gibi paslanmaz çelik olmalıdır. Bu bölmeler dışında kalan güverte bloklar ve yürüme yolu, yardımcı makinalar gibi diğer aksesuarlarda gemi inşa çeliği kullanılır.

Kimyasal tankerlerin yan duvarları genellikle çift cidarlı olarak inşa edilmektedir. Gemi inşasında bu yöntem, olası bir kimyasal madde sızıntısını önlemek maksadıyla uygulanmaktadır. Ayrıca bütün balast tanklarına ve de boş tanklara çok daha güvenli bir durum yaratılabilmesi açısından gaz detektörleri yerleştirilmektedir. Günümüzde kimyasal madde sızıntısını önlemek için alınan önlemler bir lüks olmaktan çıkmış, bilakis bir zorunluluk halini kazanmıştır. Nitekim bu çift cidarlı gemi inşası durumu, bazı ülkelerin, güvenli görmedikleri gemileri limanlarına sokmamaya başlanmasıyla da oldukça önemini artırmıştır. Bu tip gemilerin dış kaplama sacları normal gemi inşa çeliğinden imal edilmiş olup, kargo tanklarını oluşturan iç kaplama sacı malzemesi paslanmaz çelik olacaktır. 

Bünyesinde gemi kapasitesine göre değişen ebatlarda ve adetlerde bulunan kargo tanklarının çeperleri paslanmaz çelikten imal edilmekte olup konstrüksiyon elemanları da, tank içinde düzgün yüzey sağlayabilmek açısından tank dışına verilmektedir. Tank bölmelerini oluşturan perdeler genellikle, daha yüksek mukavemet sağladığı için corrugate (ondüle) kullanılır. Bu corrugate perdelerde de paslanmaz çelik kullanılmaktadır. Tank dipten düz ve paslanmaz çelik olmaktadır. Kısacası kimyasal kargo malzemesiyle temasta bulunan bütün blok yüzeyleri paslanmaz çelik olma durumundadır. Böylelikle paslanmaz çeliklerin en önemli özelliklerinden olan korozyona dayanım özelliğinden yararlanılmış olunmaktadır. 
 

Kimyasal maddelerin deniz taşımacılığı, çok önemli bir özellik olan güvenlilik ve ekonomikliğinden dolayı büyük bir ticarete dönüşmüştür. Bu aynı zamanda özel paslanmaz çelik kalitelerinin geniş çapta kullanıldığı bir alan olmuştur. Korozyon dayanımı, yapısı ve tankın temizlenmesinde sunduğu kolaylık, paslanmaz çeliğin kimyasal madde taşımacılığında en mükemmel malzeme seçeneği olmasını sağlamıştır. Önde gelen tersanelerin kullandığı paslanmaz çelik olan, Avrupa'nın önde gelen paslanmaz çelik üreticilerinden Avesta Sheffield kimyasal taşımacılığı endüstrisine ürünleri ve de bilgileriyle destek sağlamıştır. 

Önde gelen paslanmaz çelik üreticileri, amatörlerin, tersanelerin, dizayn bürolarının ve de klas kuruluşlarının da büyük desteğiyle kimyasal madde taşımacılığında bilgi ve tecrübelerini maksimum alanda geliştirmişler ve amaca uygun ürün üretiminde bugünleri aşarak geleceğe meydan okumuşlardır. Bu elbette ki sadece yeni ve gelişmiş paslanmaz çelik kalitelerini içermemekle beraber, aynı zamanda kimyasal madde taşımacılığı endüstrisindeki ihtiyaç duyulan malzeme türlerinin tespitinde de büyük bir bilgi kazanılmıştır. 

Kalitenin seçimi 

Kimyasal tankerlerin kargo tank bölümünde kullanılan plakalar paslanmaz çeliktendir. Farklı çeşitlerde kargo taşınabilmesi için aşağıdaki ihtiyaçlar kapsamında bir kalite seçilmelidir. 

• Kargo malzemesine karşı korozyon dayanımı 
• Tank temizliği için kullanılan deniz suyuna karşı korozyon dayanımı 

Portakal suyu gibi maddeler taşıyan tankerlerde yüksek alaşımlı çelik kullanılması gerekli görülmüştür. Avesta Sheffıeld firması uzun yıllardır edindikleri tecrübelerine dayanarak bu tip tankerlerde minimum kalite olarak Avesta Sheffield SKR-4 kullanılmasını tavsiye etmektedirler. Buradaki en önemli nokta Avesta SKR-4 ile uluslararası paslanmaz kalitesi olarak kullanılan M16LN arasındaki farktır. İçeriğinde molibden partikülleri bulundurmasından dolayı malzemenin korozyon direncine çok büyük etki sağlamaktadır. ASTM A240, 316LN tipi paslanmaz çeliğin içeriğinde %2 ila %3 arasında molibden bulundurduğunu belirtmiştir. Aynı şekilde Avesta SKR-4 içeriğinde minimum %2,75 molibden bulundurmaktadır.

Ürün Standartları
 
Kimyasal tankerler için klas kuruluşlarının konstrüksiyon malzemelerin dair kendi istekleri mevcuttur. Normal olarak Avesta Sheffield Kalite Departmanı tarafından; armatörün, tersanenin ve klas kuruluşlarının isteklerinin yerine getirebilmek maksadıyla her paslanmaz plaka için teknik şartname hazırlanmaktadır. Örneğin ASTM A240 ürün standardı. 

Mekanik Özellikleri 

Paslanmaz çelikler yüksek dayanım, tok yapı ve oldukça iyi sünek yapıya sahiptir. Östenitik paslanmazlarda kırılgan yapı bir dereceye kadar düşüktür. Bu yapıya nitrojen ilavesiyle, çelikte kırılgan yapı oluşumu fark edilir şekilde gözlenebilmektedir. Nitrojen ilavesiyle daha kırılgan olarak elde ettiğimiz çelik dupleks paslanmaz çeliktir. Gemi inşasında sıkça kullanılan dupleks paslanmaz çeliklerden Avesta Sheffield 2205, genelde kullanılan östenitik paslanmaz çeliklere oranla çok daha yüksek yapıya sahiptir. Bu paslanmaz çeliğin mekanik özellikleri kimyasal tankerler için garanti edilmiştir. Dupleks yapı paslanmaz çeliğin doğasında bulunan bir sakıncalı özellik ise malzemenin 40°C’nin altında tavsiye edilmemesidir. 

Kalınlık, Genişlik, Boy ve Yüzey Toleransları

Kimyasal tankerlerde kullanılan paslanmaz plakalar ASTM A480, DIN 1643, BS 1501, AFNOR A NF-110 ve SS2I 11 12 standartlarına göre üretilmektedir. Anlaşmaya göre bazı özel toleranslar kullanılabilir. 

ASTM A240 boyut toleransları plaka boy ve genişlikleri için 6.35mm'ye müsaade etmektedir. Eğer tersanede bu plakalara uc işlemesi yapılacaksa, plaka sertifikasyonu mümkün eksi toleransı karşılayabilmelidir. Klas kuruluşları genellikle yukarıda belirtilen standartların normal + / - kalınlık toleranslarını kabul etmektedir. 

Çoğu zamanlarda sipariş edilen paslanmaz plakalar istek dahilinde uç işlemeleri yapılmış olarak tedarik edilir. Bu tersanelerin işlerini kolaylaştırmak ve zamandan tasarruf etmek açısından çokça uygulanan bir yöntemdir. 

Ondule Plakalar 

Enine ve gemi centerline boyunca giden ondüle perdelerde de yine paslanmaz çeliğin kullanıldığı üzerinde durulmuştu. Bu ondule saclarda büküm radyusları genellikle 70mm uygulanmaktadır. Bir ondule plaka genellikle iki ya da dört bükümden oluşacak ebatlarda satılır. Ancak yeterli ekipmanı bulunan tersanelerde bu ondule saclar paslanmaz düz plakalardan da bükülmek suretiyle üretilebilmektedir. 

Kaynak 

Avesta Sheffield'ın kimyasal tankerler için ürettikleri paslanmaz çeliklerin düşük karbon oranlı oluşundan ve iyi dengelenmiş kimyasal kompoziyonlanndan dolayı kaynak kabiliyetleri oldukça iyidir. Östenitik çelikler, ayrılmış dolgu metali ile kaynak edilirken kaynak metaline az miktarda ferrit katabilmesi açısından dengelenmiştir. Bütün malzemeler iyi bir sıcak şekil değiştirme ve kaynak edilebilme özelliğine sahiptir. Kimyasal tankerlerin malzemeleri otomatik kaynak yönteminin de içerildiği çokça kullanılan kaynak metotlarıyla kaynak edilebilirliğe sahiptir.