Filaman sarım ctp borularda darbe sonrası basma (CAI) davranışının incelenmesi

Abstract

Filaman sarım tekniği ile üretilen CTP (Cam Takviyeli Polimer) kompozit borular basınçlı kimyasal madde içeren sıvıların, endüstriyel sıvıların iletiminde, petrol ve doğalgaz iletimi ve çeşitli alanlarda konstriksiyon malzemesi olarak birçok alanda kullanılmaktadır. CTP kompozit borular gerek montaj gerekse servis esnasında çeşitli sebeplerden dolayı düşük hızlı darbelere maruz kalabilmektedir. Darbenin etkisiyle CTP kompozit boru cidarında; matris çatlağı, elyaf hasarı ve tabakalar arası ayrılma gibi gözle görülmeyen hasarlar meydana gelebilir. Darbe sonucu oluşan bu hasarlar ile mukavemet kaybına uğrayan kompozit borular, servis esnasında beklenen mukavemet değerlerini verememektedir. Düşük hızlı darbe sonrası oluşan hasarların incelenmesi ve bu hasarların kompozit borunun mukavemet kayıplarına etkisinin araştırılması için (±55°)3 konfigürasyonuna sahip üç farklı çapta (Ø54, Ø72 ve Ø96 mm) kompozit boru üretilmiştir. Düşük hızlı darbe hasarının etkisinin incelenmesi amacıyla, yukarıda belirtilen çaplardaki borular üzerine ASTM D 7136 standardına göre, 1.5, 2, 2.5 ve 3 m/s hızlarda darbe uygulanmış ve ön hasar oluşturulmuştur. Düşük hızlı darbe sırasında Kuvvet-Zaman, Kuvvet-Deplasman ve Enerji-Zaman grafikleri çıkartılarak boruların dinamik davranışları ve oluşan hasarlar incelenmiştir. Darbe sonrası borularda oluşan hasarların kalan mukavemete etkilerinin incelenebilmesi için ön hasarlı borulara ASTM D 7137 standardına göre Darbe Sonrası Basma (CAI) testleri yapılmış ve Kuvvet-Deplasman grafikleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, darbe hasarsız numunelerin davranışlarıyla karşılaştırılmıştır. Düşük hızlı darbe ve darbe sonrası basma deneyleri sırasında elde edilen veriler ve oluşan hasarlar kaydedilmiştir. Deneyler sonrasında CTP boruların optik mikroskop ve SEM görüntüleme ile makro/mikro hasar analizleri yapılmıştır

The GRP (Glass Reinforced Polymer) composite pipes produced by filament winding technique are used in many fields such as the transmission of pressurized chemical liquids, industrial liquids, oil and natural gas transmission and construction materials. GRP composite pipes may be subjected to low speed impacts for various reasons both during installation and service. The impact on the CTP composite pipe wall may lead to some nonvisible damages such as matrix crack, fiber damage, and inter-layer separation. Composite pipes suffered strength loss due to these damages caused by impact cannot support the expected strength values during service. Pipes with three different diameters (Ø54, Ø72 and Ø96 mm) were produced to investigate the damage caused by low velocity impact and to determine the effect of these damages on the strength losses of the composite pipe. In order to investigate the influence of low velocity impact damage, the produced pipes were subjected to impacts at the velocity of 1.5, 2, 2.5 and 3 m/s according to ASTM D 7136 and preliminary damage was formed. During low velocity impact tests, Force-Time, Force-Displacement and Energy-Time graphs were obtained and dynamic behavior of the pipes were examined. In order to examine the effects of damages on the strength of post-impact pipes, Compression after impact (CAI) tests were performed on pre-damaged pipes according to ASTM D 7137 and Force-Displacement graphs were obtained. The results of impacted samples were compared with the behavior of non-impacted samples. Damages and data obtained during low velocity impact and compression after impact tests were recorded. After the experiments, macro/micro damage analyses of GRP pipes were performed by optical microscope and SEM imaging.