SİLİNDİRİK ALEV DUMAN BORULU KAZANLARDA TAHRİBATSIZ

SİLİNDİRİK ALEV DUMAN BORULU KAZANLARDA TAHRİBATSIZ MUAYENE
Endüstride yoğun olarak kullanılmakta olan silindirik, alev duman borulu buhar, kızgın
su ve sıcak su kazanlarında PED97/23 direktifi doğrultusunda uyulması gerekli olan
kurallardan biri de kaynaklı imalat sonrasında gerçekleştirilecek tahribatsız muayenelerdir.
Bu yazıda, tahribatsız muayene yöntemlerinin, kazanlarda EN 12953 standardının
öngördüğü şartlar ve PED97/23 gerekliliklerine göre uygulamalarından bahsedilecektir.
Ancak uygulama esaslarıyla tüm kaynaklı imalatlarda faydalanılabilecek bilgilere yer
verilmiştir.
Öncelikle,
kısaca
da
olsa
tahribatsız
muayene
nedir
ve
hangi
metotları
kapsamaktadır, bu metotların temel uygulama esasları ve prensipleri hakkında bazı bilgiler
verilecektir. Bu bilgiler ışığında ilerde bahsedilecek ve standardın atıfta bulunacağı konular
daha rahat anlaşılabilecektir.
Amerikan Tahribatsız Muayene Cemiyetine (ASNT) göre Tahribatsız muayenenin
(non destructive testing - NDT) tanımı şu şekilde yapılmıştır. “ Bir cismin kullanılabilirliğini
bozmadan, onu inceleme amacıyla yapılan testlere tahribatsız muayene denir.” Tahribatsız
muayene de “Bu cisimde herhangi bir problem var mı ?” sorusuna yanıt aranırken bu cisme
zarar vermemek ve kullanılabilirliğini sürdürmek esastır.
Tahribatız muayene yöntemleri nelerdir ?
1-
Gözle muayene – Gözle muayene belki de en eski ve en çok uygulanılan
tahribatsız muayene yöntemidir. Gözle muayene her ne kadar herkes
tarafından kolaylıkla uygulanabilecek bir yöntem gibi görünse de bu
yöntemle ilgili olarak da bir takım şartların yerine getirilmesi, uygun aparat
ve cihazların kullanılması alınacak sonuç açısından belirleyici olmaktadır.
Endoskopik cihazlar ve benzeri elektronik görüntüleme ve kayıt cihazları
gözle muayene yönteminde, kayıt edilebilirlik, tekrarlanabilme ve uygulama
alanının genişliği gibi özelliklerin oluşmasını sağlamıştır.
2-
Sıvı Penetrant Testi - Kılcal boru etkisi, “Capillary Tube Effect” prensibine
dayanan bu metot yardımıyla, yüzeye açılan hataları (çatlak, gözenek, v.b)
tespit etmek mümkündür. Uygulaması kolay, oldukça ucuz ve yaygın olan
yöntemin kendi içerisinde birkaç uygulama tekniği vardır. Yöntemin kolay
anlaşılması için şu şekilde tarif etmekte fayda vardır. Çatlak, gözenek gibi
açıklıklardan kolayca malzemeye doğru penetre edebilecek ve genellikle
gözle tespitinin kolay olması açısından beyaz ile en iyi kontrastı sağlayan
kırmızı renkte seçilen penetrant boya sıvısı, malzeme yüzeyine uygulanır.
Daha sonra, malzeme yüzeyi temizlenir. Developer denilen ve malzeme
yüzeyine uygulanmasının ardından beyaz bir pudra benzeri tabaka
oluşturan madde yüzeye uygulanır. Kılcal damar etkisi yaparak öncesinde
uygulanan kırmızı renkli penetrant boyası yüzeye çıkar ve hatanın tespiti
sağlanmış olur.
3-
Manyetik Partikül Testi – Bu yöntem ferromanyetik malzemelerin
(mıknatıslanma etkisi gösteren) yüzeyinde veya yüzeye çok yakın
bölgelerdeki süreksizliklerin tespitinde kullanılır. Test edilecek malzeme
magnetlendikten sonra yüzeyde bulunan manyetik alan içerisindeki
süreksizliklerde kaçak bir manyetik alan meydana gelir, bu manyetik alan
içerisinde yüzeyden uygulanan manyetik partiküller yüzeye yapışır ve bu
şekilde yüzeyde veya yüzeye yakın bölümdeki hatalar ve süreksizlikler
tespit edilebilir. Tespitin kolaylığı açısından manyetik partiküllerin UV ışık
altında parlayan bir solusyonla bilrlikte karanlık bir ortamda uygulanması
sıklıkla karşılaşılan bir uygulamadır.
4-
Akustik Emisyon Testi – Katı bir malzemeye artan bir stres uygulandığında,
öncelikle plastik deformasyon ardından da kırılma meydana gelmesi
kaçınılmazdır. Bu süreç esnasında, biriken uzama enerjisi aralıklarla
serbest kalmakta ve elastik dalgalar emisyonu (akustik emisyon)
oluşmaktadır. AE (akustik emisyon) testi için geliştirilen cihazlara, birden
fazla transducer bağlanmakta ve transducer lar test parçası üzerinde çeşitli
noktalara yerleştirilmektir. Test parçası üzerindeki bir süreksizliğin veya
çatlağın stres altındayken ilerlemesi sonucu çıkan ses dalgalarını tespit
eden transducerlardan gelen sinyaller test cihazında işlenmekte ve
süreksizliğin konumu ve yoğunluğu hakkında bilgi edinilebilmektedir.
Akustik emisyon metodunun pratikteki uygulama alanı, büyük hacimli
basınçlı tanklar gibi, belirli periyotlarla muayenesi yapılması gerekli olan
ancak tüm yüzeyin %100 taramadan geçirilmesinin fiziksel olarak kolay
olmadığı yerlerdir. Bu gibi durumlarda büyük yapıların kontrolü AE ile
mümkün olmaktadır.
5-
Girdap Akımları (Eddy current ) testi – Bir bobin üzerinden alternatif akım
geçirildiğinde değişken bir manyetik alan oluşmaktadır. Bu bobine veya
manyetik alana yakın bir iletken yüzey üzerinde de Eddy Current veya
Girdap akımları denen elektrik akımları oluşmaktadır. Eddy Current iletken
yüzey üzerindeki süreksizliklerden etkilenmekte ve şiddetinde değişiklikler
oluşmaktadır, bu değişiklikler manyetik alan yaratan bobinin empedansını
etkiler, bu etkinin izlenmesi ile yüzey üzerindeki süreksizlikler veya hatalar
tespit edilmiş olur. Seri üretim halindeki boruların hızlı kalite kontrolünün
sağlanmasında ve uçak endüstrisinde yoğun olarak Eddy Current testi
tercih edilmektedir. Bu yöntem yüzeyde veya yüzeye yakın bölgelerdeki
hataların tespitinde, çok katmanlı yapıların incelenmesinde, metal ve
kaplama kalınlıklarının ölçülmesinde, sertlik ve kalite yönünden metal
sınıflandırmasında, elektrik iletkenliği ölçümlerinde kullanılmaktadır.
6-
Radyografik test –
Radyografik test, sıklıkla ve neredeyse 100 yıldır
medikal alanda kullanılmakta olduğu için ve hemen hemen herkes mutlaka
en az bir kere bu testi kendi vücudu üzerinde uygulattığı için anlaşılması ve
anlatılması görece kolay bir metottur. Temel prensibi, madde içerisinden
geçebilme özelliği olan ışınların aynı zamanda film üzerinde iyonlaşma
prensibi ile kalıcı etki bırakabilme özelliğine dayanmaktadır. X ışınları ve
gama ışınları kısa dalga boylu elektromanyetik ışınlardır. Bu ışınlar
yöneltildiği madde içerisinde geçiş, saçılma, soğurulma karakteristiği
gösterirler, madde içerisinden geçerken maddenin kalınlığına içerisindeki
yapının
homojenliğine
bağlı
olarak
etkilerinde
değişiklikler
oluşur.
Maddeden geçen ve film yüzeyine ulaşan ışın miktarındaki farklılık film
yüzeyinde farklı yoğunlukta görüntü oluşmasını sağlar. Film banyo
edildikten sonra incelenerek bu farklılıklar yorumlanır ve malzeme
içerisindeki süreksizlik veya hatalar hakkında bilgi sahibi olunur. X ışınları
ve Gama ışınlar endüstride kullanılan ışın çeşitleridir, aralarındaki fark
ortaya çıkma şekilleridir. X ışınları yapay olarak elektrik enerjisinden
istifade ile oluşturulurken, Gama ışınları doğal izotopların kendi kendine
ışıması sonucu ortaya çıkmaktadır. İnsan sağlığı açısından riskleri ve
tehlikeleri bilinmekte olan bu ışınlardan etkilenmemek için bu yöntemin
uygulanması esnasında kurallara ve şartlara uyumda çok fazla özen
gösterilmelidir. Gerekli izin ve şartları haiz uzman firma ve ekipler bu
yöntemde tercih edilmelidir. Bilinçsiz yaklaşımların ölümle sonuçlanacağı
unutulmamalıdır.
7-
Ultrasonik test – Ultrasonik test yöntemi de radyografi gibi tıp alanında
uzun yıllardır kullanılmakta olan ve pek çok kişinin aşina olduğu bir
yöntemdir. Prensip, ultrasonik ses dalgalarının (20.000 hz ve üzeri) madde
içerisinde ilerlemesi ve duvarlardan yansıması ile bu ses dalgalarının
alınarak tespit edilmesine dayanmaktadır. Kullanımı oldukça güvenli olan
bu yöntem, uzman personel tarafından uygulandığında çok doğru sonuçlar
verebilmektedir. Özellikle kalın malzemelerin muayenesinde etkili olan bu
yöntem,
radyografinin
uygulanamadığı
pek
çok
yerde
rahatlıkla
uygulanabilmektedir.
Yukarıda bahsettiğimiz yöntemler en sık uygulanan ve çeşitli normlarda uygulama
şekilleri tarif edilmiş tahribatsız muayene yöntemleridir, bunların yanı sıra genlik ölçümü
(strain measurement), fractografi gibi uygulamalarda bir tahribatsız muayene uzmanının
yakın olması gereken konulardır.
Tahribatsız muayene yöntemlerini uygulayacak kişilerin sadece o yöntemi iyi
uygulayabiliyor olması yeterli değildir. Kontrolü yapılacak ürün hakkında iyi bir temel bilgiye
sahip olunması önemlidir, şöyle ki bir basınçlı kap muayenesi yapacak olan uzmanın bu
basınçlı kapın kritik kaynak bölgelerinin nereler olduğunu, imalat esnasında hangi safhaların
yapımının zor olduğunu, hangi bölgeye nasıl ulaşabileceğini bilmesi gerekir. Olası kaynak
hataları konusunda bilgilerini taze tutmalı, kaynak yöntemlerinin prensiplerini iyi bilmeli, WPS
leri yorumlayabilmelidir. Döküm parça kontrolü yapacak bir uzmanın da olası döküm hataları,
imalat teknikleri hakkında bilgisi olması şarttır. Bunun dışındaki yaklaşımlar kalite
kontrolünde istenilen neticeyi veremeyeceği gibi, hem üretici hem de muayene personeli
açısından aşılamaz sorunlara sebep olur.
Tahribatsız muayene yöntemlerini inceleyen kimselere sıkça sorulan sorulardan biri
de hangi yöntemin daha iyi olduğu sorusudur. Bu soru, yöntemlerin özelliklerinin iyi
bilinmemesi sonucu ortaya atılan yanlış bir sorudur. Yöntemlerin birbirlerine karşı üstünlüğü
veya eksikliği yoktur, ancak uygulama alanı ve test parçasının özelliklerine göre tercih
edilmelerini gerektirecek koşullar vardır. Hangi yöntemin seçileceği konusunda imalata esas
oluşturan standartlar çoğu zaman üreticiye veya NDT uzmanına zaten yeterli rehberliği
yapmaktadır. Ancak belirli bir standardı veya uyulması gerekli müşteri şartları olmayan
durumlarda seçim serbestîsi, üreticiye veya NDT uzmanına bırakılmaktadır.
PED 97/23 EC basınçlı kaplar direktifinde, tahribatsız muayene ile ilgili olarak şu
ifadeye yer verilmektedir. “Tahribatsız testler : Basınçlı ekipman ve donanımlar için sabit
birleştirmelerin tahribatsız testleri uygun nitelikteki personel tarafından yapılmalıdır. Kategori
III ve IV sınıfı basınçlı ekipman için personel 13 üncü madde de belirtildiği gibi bildirilmiş
üçüncü taraf uygunluk değerlendirme kuruluşunca onaylanmalıdır.” Bu madde bize
uygulanacak tahribatsız yönteminin hangi koşulları sağlayan personel tarafından yapılması
gerekliliği konusunda bir sınırlama getirmektedir. Buna göre tahribatsız muayeneyi yapacak
personelin basınçlı kaplar direktifi madde 13 te tanımlanan özellikleri haiz bir 3 ncü taraf
uygunluk değerlendirme kuruluşunca onaylanması gerekliliği açıkça ifade edilmiştir.
PED 97/23 basınçlı kaplar için gerekli güvenlik şartlarının sağlanması için çerçeve
koşulları ortaya koymaktadır, bunun ötesinde uygulama detaylarında seçilecek yöntemler ve
sınırlamaların tespitinde seçimi imalatçıya ve onaylı kuruluşlara bırakmaktadır. Bu bağlamda
uygulanacak ölçütlerin uluslar arası standartlar arasından seçilecek olması da kaçınılmazdır.
Çeşitli ürünler için ortaya konan normlar imalatçıya tasarım ve imalat kriterlerini dikte
etmektedir. Bu yazının konusu olan silindirik kazanlarda uygulamada olan Avrupa normu EN
12953 olup TSE ce TS 377 EN 12953 olarak yürürlüğe girmiştir.
Standart oldukça geniş ve detaylı olarak tasarım, imalat ve kalite kontrol konularını
ele almaktadır. Bu yazımızda “TS 377-5 EN 12953-5 Kazanların Basınçlı Parçalarının
İmalatı, Dokümantasyonu ve İşaretlenmesi Esnasında Muayene” – “Inspection during
construction, documentation and marking of pressure parts of the boiler” bölümü referans
alınarak uygulanacak tahribatsız muayenelerden bahsedilecektir.
Standardın tamamı bir bütün olarak ele alınmalı ise de, özel olarak tahribatsız
muayene ile ilgili olarak burada detay vereceğimiz için, burada standardın tamamını ele
almadığımız akıldan çıkarılmamalıdır.
İmalatçının, kazanın standardın özelliklerine uygunluğundan sorumlu olduğu ortaya
konmuştur. Bu sorumluluğun yerine getirildiğinin ispatı noktasında, gene standardın
içerisinde yer alan 29 adet bir seri muayene işlemlerinin tamamlanması gerekliliği vardır. Bu
işlemler;
1- Tasarım ve genel dokümantasyon
2- Malzeme
3- İmalat ve kaynak
4- Kaynakların tahribatsız muayenesi
5- Kaynak sonrası ısıl işlem
6- Son muayene ve işaretleme
Başlıkları altında toplanmıştır. Görüldüğü gibi kaynakların tahribatsız muayenesi ayrı bir
başlık olarak ele alınmıştır. Bu başlık altında standardı incelememize devam edecek olursak,
4 alt başlık karşımıza çıkar. Bunlar;
A- Tahribatsız muayene işlemleri : Uygun tahribatsız muayene işlemlerinin var olduğu
doğrulanır ve bu muayene işlemlerini tasarımlayanın yeterliliğinin uygun olduğundan
emin olunmalıdır.
B- Tahribatsız muayene operatörünün yeterliliği : Tahribatsız muayene operatörünün
yeterliliğinin uygun olduğu doğrulanır.
C- Tahribatsız Muayene işlemi : Herhangi bir radyografi dikkatlice gözden geçirilir ve
kabul kriterlerine uygunluğu kontrol edilir.
D- Tahribatsız muayene raporu : Bilgilerin ve sonuçların kabul kriterlerine uygunluğu
doğrulanır.
Bu maddelerdeki şartların sağlanması için gereklilikler, muayene ile ilgili detaylar verilirken
zaten ele alınmış olacağından, tekrar burada da bahsetmek ihtiyacı hissedilmemiştir.
EN 12953-5 , madde 5.5 e göre tahribatsız muayeneler nasıl yapılacaktır?
Tahribatsız muayene, diğer pek çok standartta da belirtildiği gibi eğer uygulanacaksa
ısıl işlemden sonra yapılmalıdır. PWHT (post weld heat treatment), kaynak sonrası ısıl
işlemler, EN 12953-4 e göre, kaynak edilen herhangi bir bağlantının et kalınlığının 35 mm yi
geçtiği durumlarda yapılmalıdır. Bu gibi durumlarda ısıl işlem gerçekleştirildikten sonra
tahribatsız muayene yapılacaktır. Buradaki temel prensip ısıl işlem esnasında ve sonrasında
ortaya çıkabilecek hataların da tespit edilmesidir.
Yapılacak tahribatsız muayenelerin kapsamları , EN12953-5 Çizelge 5.5-1 de şu
şekilde verilmiştir.
Bu maddeleri inceleyeceke olursak;
1- Bütün kaynaklar görsel olarak %100 muayeneye tabii tutulacaktır. Tasarım
aşamasında
kaynak
faktörünün
1
veya
0,85
seçilmesi
herhangi
bir
farklılık
oluşturmamaktadır.
Gözle muayeneyi kim ve nasıl yapacaktır. EN12953-5 madde 5.2.2 tahribatsız
muayene personelinin onaylanması başlığında bu konuyu şu şekilde açıklar. “Yorumlama,
değerlendirme ve rapor etmeyi içeren tahribatsız muayeneden sorumlu personel EN 473 e
göre sertifikalandırılmalıdır. EN 473 ün uygulanamadığı kaynakların gözle muayenesi ve
kazanların son kontrolü bu kuralın bir istisnasıdır. Gözle muayene EN 970 e göre
yapılmalıdır.” Gözle muayenede bize kılavuzluk edecek standart EN 970 dir. Buna göre
aşağıdaki şartları sağlamak gerekliliği oluşur.
Muayene şartları ve ekipman; Muayene yüzeyinde en az 300lx kuvvetinde aydınlatma
olmalıdır. 500 lx önerilmektedir. Direk gözle muayene yapılabilmesi için muayene yüzeyine
600 mm mesafe içerisinde ve 30 dereceden az olmayan bir açıyla görüş sağlanmalıdır.
Muayene esnasında, boroskop, kamera vb. cihazlar kullanılacaksa, bu cihazların
kullanımına yönelik şartlara uyulmalıdır. Gerekli durumlarda yüzeydeki hatalardan emin
olunamazsa, diğer tahribatsız muayene yöntemlerine başvurulmalıdır. (örn. PT, MT). Görsel
muayeneyi uygulayan personelin, kaynak tekniği, kaynak hataları ve genel tahribatsız
muayene yöntemleri bilgisinin yanı sıra kabul seviyelerini belirten EN 25817 standardı ve
ISO6520 standardı hakkında da bilgisi olmalıdır.
Gözle muayene kaynak hazırlığı, kaynak işlemi ve kaynak sonrası safhalarında
gerçekleştirilebilir. Zaten standardın gerekliliği olan ve yukarıda bahsettiğimiz 29 adet
muayene işlemlerinden imalat ve kaynak kısmındaki muayenelerin gerçekleştirilebilmesi de
görsel muayene ile mümkün olmaktadır. Konuyu bu bağlamda ele aldığımızda görsel
muayene konusunu imalat safhalarında da ele almakta fayda vardır.
Kaynak birleşim yerlerinin hazırlığında görsel muayene.
a) Kaynak ağızlarının şekli ve ölçüsünün kaynak prosedüründe belirtilen
özelliklere göre hazırlanıp hazırlanmadığı.
b) Kaynak birleşme ve yakın yüzeylerinin temizliği.
c) Birleştirilecek parçaların çizimlerde verilen şekilde ve pozisyonda olup
olmadığı.
Kaynak işlemi sırasında görsel muayene.
a) Her kaynak pasosundan önce gerekli yüzey temizliğinin yapıldığının
kontrolü.
b) Göze çarpan çatlak, boşluk, çöküntü varsa bunun tespiti ve sonraki
pasolara geçilmeden tamirinin sağlanması.
c) Bir sonraki pasoda yeterli ergimeyi sağlayabilecek, kaynak formunun
oluşup oluşmadığının kontrolü.
d) Taşlamanın uygun seviyede yapılıp yapılmadığının kontrolü.
Kaynak işlemi sonrasında gerçekleştirilecek gözle muayene ile ilgili şartlar ve kabul
sınırları EN12953-5 standardında çizelge 5.5.-2 de aşağıdaki gibi verilmiştir. Bu çizelgeyi
detaylı bir şekilde inceleyerek her maddesi hakkında yorumlarda bulunmakta fayda vardır.
Görsel muayene tüm muayenelerin temelidir ve buradaki hataların tarifi ve kabul kriterlerinin
bilinmesi, imalat sürecinde iyileştirmeye de esas teşkil edecektir.
Çizelgeden anlaşılacağı üzere, hataların sınıflandırılmasında, referans Standard EN
ISO 6520-1 dir. Bu standart genel manada hataları tarif eder. Bu standart, kaynaklı
birleştirmelerdeki hataları 6 ana grupta toplar. Bunlar;
a- Çatlaklar
b- Boşluklar
c- Katı kalıntılar
d- Yetersiz ergime ve nüfuziyet
e- Kusurlu biçim
f-
Yukarıdaki grupların kapsamında olmayan diğer hatalar.
Her bir grup alt başlıklar ve onların da altındaki çeşitli maddelerden oluşmaktadır. Bunların
detaylarına aşağıdaki çizelgenin incelenmesinde girilecektir. Hataların kalite seviyelerinin,
belirlenmesinde ise referans standart EN 25817 dir. Bu standarda göre kalite seviyeleri B
(sıkı), C (orta), D (gevşek) olarak belirlenmiştir, bu seviyelendirmenin yanı sıra aşağıdaki
çizelgede “S “ olarak öze bir kalite seviyesi EN12953-5 de verilmiştir.
Yukarıdaki çizelgede 1 nci sütun EN ISO 6520 deki gruplamaya göre sıralanmıştır. Bu
sıralamaya göre 1 nci sırada incelenecek hata grubu çatlaklardır. Çatlaklar kaynaklı
birleştirmelerde en kritik ve en olumsuz hata biçimleridir. Sadece yapılarına göre EN ISO
6520 de 7 ana grup ve ve gruplara bağlı 19 alt tipi tanımlanmıştır. Oluşma mekanizmaları
değişkenlik gösterir ve çatlakların incelenmesinde bu mekanizmaların tanımlanması önemli
rol oynar. Kaynak hatalarının detaylı incelenmesi ayrı ve çok geniş bir konudur. Çatlaklara
EN25817 nin hiçbir kalite seviyesinde müsaade edilmez. (yalnızca krater çatlaklarına seviye
D de müsaade edilmektedir.). Çatlakların bu kadar önemli olmasının en büyük sebebi
kırılmaya yol açma risklerinin büyüklüğüdür. Çatlaklar, stres altında büyüme eğilimi gösteren
ve stres yoğunlaşmasının (stress concentration) ileri düzeyde gerçekleştiği bölgelerdir. Diğer
maddeler çizelgedeki şartlar doğrultusunda tek tek ele alınmalıdır. Ancak referans
standartlarla uyumlu olması açısından, maddelerin tanımlanmasında kullanılan kelimelerin
EN ISO 6520 stadartındaki
karşılıklarını numaralarından kontrol etmekte fayda vardır.
Örneğin yukarıdaki çizelgede “5011-5012 erişilmeyen kısım” olarak tanımlanmıştır, ancak
EN6520’de EN25817’de ve günlük kullanımda da bilindiği üzere “yanma oluğu” (undercut)
olarak geçmektedir. Bu hususlara dikkat etmek kaydı ile çizelgenin doğru takibi neticesinde
görsel muayene tamamlanabilir.
2- Branşman Kaynakları ve Tamponlar : Gövde kısmındaki bu kaynaklar için yüzeydeki
kusurların tespiti noktasında manyetik partikül testi (MP) veya sıvı penetrant (DP) testi
yapılması ön görülmüştür. Burada dip not “a” da sadece P355NH malzeme kullanılması
halinde bu testin yapılacağını belirtilmektedir. Bu incelemede kaynak faktörü 1 ise %25, 0,85
ise %10 muayene kapsamı olarak bildirilmiştir. EN 12953-5 standartında Manyetik parçacık
testi EN 920 ye göre ve sıvı penetrant testi de EN 571-1 e göre yapılmalıdır ibaresi yer alır
ancak manyetik partikül testi için geçerli standart EN 1290 dır, muhtemel bir yazım hatası
vardır.
Bu yöntemlerin uygulanması için EN 473 e göre sertifikalandırılmış bir uzman
personelin muayeneleri gerçekleştirmesi şarttır. Kabul seviyeleri olarak EN 12953-5 de şu
ifadelere yer verilmiştir.
a) Uzunluktan bağımsız olarak çatlaklar, ergime veya nüfuziyet eksikliği olarak yorumlanan
süreksizlikler,
b) Çizelge 5.5-2’ye göre kabul seviyelerinden daha büyük herhangi bir hata.
3- Bu bölümde, gövde kısmında yani dış örtü olarak da adlandırılan bölümdeki kaynakların
kontrolüne
yönelik
şartlardan
bahsedilmiştir.
Bu
konuyla
ilgili
olarak
standart
incelemesine başlamadan önce gövde veya dış örtü saçı üzerinde hangi kaynakların
daha kritik olduğunu aşağıdaki şekil ile bir kez daha açıklamaya çalışalım.
Gövde saçı iç basınca maruz kalmaktadır. İç basınç etkisiyle oluşan yükler, kaynak
birleşimlerinin ve malzemenin çekme mukavemeti ile karşılanmaktadır.
F1
D
F2
t
L
Kazanımızın dış gövde çapı D, uzunluğu L, et kalınlığı ise t olsun. Kazan tasarım
basıncımız ise P. P basıncının oluşturduğu kuvvet F1 ve F2 olarak y ve x eksenlerinde etki
etmektedir. Temel kuvvet formülü F=PxA dır. A basıncın etki ettiği kesit alandır. F1 ve F2
kuvvetlerini dengeleyen ise kaynaklı birleşimlerdeki et kalınlığı ve malzemenin (kaynaklı
birleşim noktasındaki) çekme mukavemetidir. Bu durumu formüllerle izah edersek.
F1 = P x A1 = P x D x L
F2 = P x A2 = P x D2 x π / 4
F1 i dengeleyen boyuna birleşimlerin oluşturduğu kuvvet;
F 1 = σ1 x 2 x t x L
F 1 = σ1 x 2 x t x L = P x D x L
σ1 = P x D / (2 x t)
F2 i dengeleyen boyuna birleşimlerin oluşturduğu kuvvet;
F 2 = σ2 x D x π x t
(t << D)
F2 = σ2 x D x π x t = P x D2 x π / 4
σ2 = P x D / (4 x t )
P x D / t ye φ dersek
σ1 = φ/2
σ2 = φ/4 bu sonuçlara göre boyuna ek yerlerine gelen yük çevresel ek yerlerine gelen
yükün tam 2 misli fazladır.
Boyuna kaynaklara ve onların kontrolüne göstermemiz gereken hassasiyet en basit
anlatımıyla çevresel kaynaklara nazaran 2 misli fazla olmalıdır.
Bu yüzden standart, boyuna kaynakların kontrolünde kaynak faktörü 1 alınmış ise
%100 muayene, 0,85 alınmış ise %10 muayene ön görmektedir. Çizelgede de referans
gösterilen şekil (EN12953-4 A-1), boyuna ve çevresel kaynakların alın kaynağı ile
birleştirilmesi için plaka hazırlığını göstermektedir. Burada tek taraflı kaynak detayları da
verilmiş ise de, çift taraftan yarılmak suretiyle kaynak edilmesi kesinlikle tavsiye edilir.
Gövde kısmındaki boyuna kaynakların muayenesi için radyografik veya ultrasonik
test metodu uygulanması zorunluluğu getirilmiştir. Test metotlarının uygulamasının
detaylarına geçmeden önce dip notlarda belirtilen noktaları izah etmekte fayda vardır.
“b” dip notunda şöyle denilmektedir. “İncelenecek kaynakların yüzdesi, uzunlamasına ve
çevresel dikişlerin her bir kesitini içermelidir. Her bir uzunlamasına çevresel dikiş için, en az
bir radyografik veya ultrasonik deneyin belirtildiği yerde en az 200 mm’lik uzunlukta muayene
edilmelidir.”
Bu dip notta kaynak faktörünün 0,85 alındığı tasarımlarda, %10 kontrol yapılacak bölümlerin
nasıl belirleneceği açıklanmıştır. Buna göre her bir uzunlamasına ve çevresel kaynak
dikişinden en az %10 luk kısım muayene edilmelidir ve muayene edilecek dikiş boyunun %10
u daha kısa olsa dahi en az 200 mm lik bir uzunlukta dikiş muayene edilmelidir.
“c” dip notu şunu söyler. “ Her bir durumda, deneye tabi tutulacak kaynak kısmı rastgele
seçilmelidir.” Bu ifade gayet açıktır ve her bir imalatta aynı kazandan yapılıyor olsa bile
muayene yapılan bölgenin rasgele seçilmesini önerir.
4
3
2
Muayene, 4 boyuna dikişte de
ayrı ayrı gerçekleştirilmelidir.
1
Muayene sonucu olarak elimizde yukarıdaki kazan örneği için 4 ayrı rapor olmalıdır.
Radyografik muayene gerçekleştirilmesi halinde şu noktalara dikkat edilmelidir.
Kaynakların radyografik incelemesi EN 1435 sınıf A ya göre yapılmalıdır. EN 1435 de 2
inceleme sınıfı tarif edilmiştir sınıf A ve sınıf B. Sınıf B daha ileri düzeyde ve hassas bir
inceleme yapmamızı sağlarken, sınıf A temel gereklilikleri sağlar. Daha önce kısaca
bahsettiğimiz gibi radyografik incelemeler piyasada yaygın olarak X-ray cihazları veya
Gamma-ray cihazları ile gerçekleştirilmektedir. Film pozlamasının alınacağı şekil EN1435
Madde 6.1 de tarif edilen 18 adet yerleşimden uygun olanı seçilerek uygulanır.
Örnek şekiller:
Radyasyon kaynağı seçimi, önemli bir faktör olmasına rağmen genelde bu konuya dikkat
edilmemektedir. Endüstride yoğun olarak imal edilen kazanlarda ve yazımızda hedef ürünler
olarak seçtiğimiz ürün sınıflarında en fazla imal edilen ve satışı yapılan kazan
kapasitelerinde, gövde et kalınlıkları en fazla 30 mm ye kadar çıkmakta iken ağırlıklı olarak 8
– 20 mm arasında kalmaktadır. EN 12953-3 e göre alev borusu (külhan) kısmında en fazla
22 mm et kalınlığına müsaade edilmektedir. Bu bilgiler ışığında, radyasyon kaynağı
seçimindeki önemli kriterlerden olan et kalınlığı konusunun göz ardı edilmemesi lazımdır.
Piyasada gama ışın kaynakları kolay taşınabilmeleri ve uygulama sahasındaki avantajları
sebebiyle sıkça tercih edilmektedir. X ışın kaynakları çok daha güvenli olmalarına rağmen
uygulama ve taşıma zorlukları sebebiyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. EN 1435 de X
ışınları ve gama ışınları için uygulanabilecek et kalınlıkları grafik ve çizelgesi aşağıda
verilmiştir.
Bu grafiğe göre kazanlarda et kalınlığına bağlı kullanılabilecek X ışını gerilimi 110 kV ile 350
kV arasındadır.
Daha yüksek gerilim ve gama ışınları için uygulanabilecek et kalınlıkları tablosu ise şöyledir.
EN 1435 de “ilgili taraflar arasında varılan anlaşmayla Ir192 için değer 10 mm ye Se 75 için 5
mm ye kadar azaltılabilir” ifadesine yer verilirken şu hatırlatma yapılmaktadır. “İnce çelik
numuneler üzerinde Se 75, Ir192 ve Co 60 dan gelen gama ışınları, uygun teknik
parametrelerle kullanılan x-ışınları cihazının sağladığı kadar iyi bir hata tespit hassasiyetine
sahip radyograflar sağlayamaz”.
EN1435 e göre kullanılacak film sistemleri ve metal ekran özellikleri aşağıdaki tablo ile
verilmiştir.
Film alınması esnasında uyulması gereken diğer kurallar (film-kaynak arası mesafe,
saçılmanın engellenmesi, pozlama alanı v.s.) EN1435 de detaylı olarak belirtilmiştir. Bunların
yanı sıra önemli bir nokta da banyo edilmiş film görüntü kalitesidir. Görüntü kalitesini belirli
referanslara oturtabilmek adına görüntü kalite göstergeleri uygulanmaktadır. IQI (image
quality indicators) denen bu göstergelerin değişik tipleri vardır. EN 462-1-2-3 standartında
bunlarla ilgili gerekli şartlar belirtilmiştir. Piyasada yaygın olarak telli tip IQI lar
kullanılmaktadır. W1 den W19 a kadar tel numarası vardır. W1 in tel çapı 3,2 mm iken W19
un tel çapı 0,05 mm dir. Tel tip göstergelerin düşük alaşımlı çeliklerde kullanılanları FE1,
(W1-W7), FE6 (W6-W12), FE10 (W10-W16) ve FE13 (W13-W19) olarak gruplandırılmıştır.
IQI kullanılmamış bir radyografi değerlendirilemez. Değerlendirme şartları ise aşağıdaki
çizelgede verilmiştir.
Bu çizelgelere göre FE10 IQI kazanlarda sıklıkla görmemiz gereken göstergedir.
Film yoğunluğu da değerlendirme kriterlerinden biri olup, filmin incelenebilmesi için gerekli
şarttır. Banyo edilmiş filmin ışık geçirgenliğine karşı direnci olarak tanımlanabilecek
yoğunluk, ışık densitometreleri ile ölçülebilmektedir. Gerekli şartlar aşağıdaki tabloda
verilmiştir.
EN1435 e göre bir muayene raporu en az aşağıdaki bilgilere yer vermelidir.
a- Muayene kuruluşunun adı
b- Cisim
c- Malzeme
d- Isıl İşlem
e- Kaynak dikişinin geometrisi
f-
Malzeme kalınlığı
g- Kaynak işlemi
h- Kabul şartları dahil, muayene özellikleri
i-
Radyografi tekniği ve sınıfı, bu standarda göre gerekli IQI
hassasiyeti
j-
EN1435 madde 6.1 e göre muayene düzenlemesi
k- Kullanılan işaretleme sistemi
l-
Film konum planı
m- Radyasyon kaynağı, odak noktasının tip ve boyutu ile kullanılan
teçhizatın tanımı
n- Film ekranlar ve filtreler
o- Kullanılan tüp gerilimi ve akımı veya kaynağın aktivitesi
p- Poz süresi ve kaynak film mesafesi
q- Banyo işlemi tekniği (elle / otomatik ?)
r- Görüntü kalite göstergelerinin tipi ve konumu
s- Film yoğunluğu, IQI okuma verileri dahil olmak üzere muayene
sonuçları
t-
Özel anlaşmayla bu standarttan herhangi bir sapma olup
olmadığı
u- Sorumlu kişinin / kişilerin adı ve belge durumu
v- Pozlama ve muayene rapor tarihi / tarihleri
Gövdedeki kaynakların Ultrasonik muayene edilmesine yönelik şartlar ise şu şekilde
açıklanabilir.
Ultrasonik test güvenli, eşzamanlı uygulamaya açık ve geniş uygulama alanı olması
sebebiyle giderek artan oranlarda endüstride tercih edilmektedir. Ultrasonik test uygulaması
pratik bir uygulama olmasına rağmen operatörün bilgi birikimi, tecrübesi ve kabiliyetine
fazlaca bağlı olması bu yöntem için bir dezavantaj oluşturmaktadır. Modern cihazların
yaygınlaşması ve TOFD ve Phased Array uygulamalarının artıyor olması bu yöntemin
gelecek de çok daha fazla tercih edileceğini bize göstermektedir.
EN12953-5 de Ultrasonik muayeneye yönelik şu ifadelere yer verilmiştir. “ Kaynakların
incelenmesi EN 1714 Seviye A ya göre yapılmalıdır”. EN1714 –Kaynaklı Birleştirmelerin
Ultrasonik Muayenesi- standardı muayenenin hangi şartlar altında ve nasıl yapılacağını
belirten bir standarttır. Bu standarta göre tarama sayıları, muayene kapsamı, kullanılacak
prob ve cihaz özellikleri belirlenebilmektedir. Standartın kapsamı kısmında “ Bu standart esas
metal kalınlığı 8 mm veya daha fazla olan ve esas olarak saçılmadan kaynaklanan ses
zayıflamasının düşük olduğu metalik malzemelerdeki ergitme kaynak dikişlerinin elle
ultrasonik muayenesini kapsar. Bu standart öncelikle ferritik çelikler ve tam nüfuziyetli kaynak
dikişlerine uygulanır ” İfadesi yer alır. Alt kısmında ise taraflar arasında anlaşma sağlanması
halinde
-farklı malzemeler
-tam nüfuziyetli olmayan kaynak dikişleri
-otomatik muayene sistemleri için de kullanılabilir.
Denilmektedir.
AWS (american weldind society) e göre Ultrasonik muayene yapılacak malzeme et kalınlığı
minimum 6 mm olarak belirlenmiştir. Modern cihazlar ve uygun problarla düşük et
kalınlıklarında da muayene yapılabilmektedir.
EN1714 de A,B,C seviyelerinde muayeneleri tarif etmektedir. A dan C ye doğru daha sıkı bir
muayene tarifi yapılmaktadır. Bu sıkılık muayene sayısının ve açısının artması olarak pratikte
karşımıza çıkar. Radyografik testte ihtiyaç duyulduğundan daha fazla kaynak geometrisi,
hazırlığı ve uygulaması hakkında ön bilgiye ihtiyaç vardır. Bu bilgiler doğrultusunda muayene
kapsamı, şekli ve detayları ortaya çıkarılarak uygun bir muayene talimatı hazırlamak
mümkündür. Ultrasonik muayene öncesinde kağıt üzerinde kısa bir geometrik ve
trigonometrik çalışma yapmak muayeneyi hızlandırır. Daha önce de bahsedildiği üzere
EN473 e göre sertifikalı bir NDT uzmanı tarafından (seviye 2 belgeli) bu muayene
gerçekleştirilmelidir. Problar ve cihazda olması gereken şartlar standartta belirtilmiştir.
Bilinmesi gereken bir diğer konuda prob tabanı ile muayene yüzeyi arasında 0.5 mm den
fazla bir boşluk olmaması gerekliliği ve silindirik veya küresel bir yüzeyde tarama yapılıyor ise
D>= 15a durumunun dışındaki hallerde prob adaptasyonu yapılması gerekliliğidir. D
muayene parçasının çapı, a ise prob tabanının muayene yönündeki uzunluğudur.
Muayene hacmi kaynak dikişi ve dikişin her iki yanında en az 10 mm genişliğindeki esas
metali veya ısıdan etkilenen bölge (HAZ) genişliğini kapsamalıdır.
Ultrasonik muayenede mesafe ve hassasiyet kalibrasyonları standart test blokları vasıtasıyla
yapılmaktadır. Prob ve cihaz birleşiminin ekrana yansıttığı sonuçları etkileyen, geliş açısının
ve hatanın konumlandırılmasına yarayan prob indeksinin doğru tespiti ve kontrolü EN 583-2
ye göre yapılmakta ve bu işleme mesafe ve hassasiyet kalibrasyonları denilmektedir.
Muayene boyunca her 4 saatte bir yapılmalı ve sonuna kadar kontrol edilmelidir.
Ultrasonik muayene yansıyan ses dalgasının ekran üzerinde aşağıdakine benzer yükseltiler
oluşturması
ve
bunların
yorumlanması
olarak
özetlenirse
bu
yankı
yüksekliğinin
yorumlanabilmesi için referans bazı değerlere sahip olunması gerekliliği kaçınılmazdır.
Referans yüksekliğin tespiti için uygulanan 3 metod EN1714 de tarif edilmiştir. En yoğun
olarak kullanılan metod, Metod 1 : yandan açılmış 3 mm çaplı delik için DAC eğrisidir. Bu
yazımızın devamında bu metoda göre yapılacak muayeneler üzerinde durulacaktır.
Değerlendirme seviyesi DAC -10 dB dir (DAC eğrisinin %33 ü) . Yani bu değerin altında
kalan yükseklikteki belirtiler değerlendirilmeye alınmaz.
Hata sınıflandırılması EN 1713 e göre yapılacaktır.
Kabul seviyeleri T – alın kaynakları haricinde EN 1712 seviye 2 olarak istenmektedir (madde
5.5.4.4.3) . Bu standarta göre DAC -6 dB (DAC eğrisinin %50 si) seviyesindeki belirtiler kayıt
edilmelidir. Kabul seviyeleri için ise aşağıdaki çizelge verilmiştir.
Standartta belirtilen diğer bazı kuralların da yer aldığı 2 adet ultrasonik muayene raporu
örneği ekte verilmiştir.
Ultrasonik muayene teorik bilginin ileri seviyede uygulandığı bir metot olduğu için daha fazla
ayrıntıya girmek uygun olmayacaktır.
T alın kaynaklarındaki muayeneler için geçerli olacak kabul seviyeleri EN 12953-5 de özel
olarak ele alınmıştır. Standarttan aynen alıntı yaparsak;
T-alın kaynakları için kabul seviyeleri, kapak plâkası kaynaklarının EN 12953-4 Şekil A.13a)
ilâ Şekil A.13c)’de gösterilen tiplerine, EN 12953-4 Şekil A.15’te gösterilen ocak kapak
plâkası ile tersinir hazne arasındaki kaynaklara, EN 12953-4 Şekil A.14a) ilâ Şekil A.14c)’de
gösterilen tersinir hazne kapak plâkaları ile ceket plâka arasındaki kaynaklara ve EN 12953-4
Şekil A.16a) ilâ Şekil A.16c)’de gösterilen erişim borusu ile kapak plâkaları arasındaki
kaynaklara uygulanmalıdır.
Ultrasonik muayene ile bulunan hataların kabul seviyeleri için, tam nüfuziyetin istendiği ikinci
kenarı yuvarlatılmış kaynaklar (EN 12953-4 Şekil A.13, Şekil A.14 ve Şekil A.15) haricinde
Madde 5.5.4.4.3’ün kuralları uygulanmalıdır, ancak tabandaki nüfuziyet eksikliği aşağıdaki
sınırlar dahilinde olmalıdır:
l = 200 mm en fazla,
h = 3 mm en fazla.
Burada,
h : Kusurun yüksekliği,
l : Kusurun uzunluğu, dur.
Bu, ers/erh < 1,25 oranıyla uygulanmalıdır.
4- Kazanların diğer parçalarındaki (ocak, cehennemlik-tersinir hazne, patlama kapağı, destek
kirişler ve bulonlar) muayenelerde gene yukarıdaki prensipler esas alınmak kaydı ile
gerçekleştirilmelidir.
Hazirlayan : A. Cevat Akkaya (Mak. Müh. NDT L2)

Download Report