Boru hattı taşımacılığında kullanılan St37 kalite çeliğin kaynaklı halde korozyon davranışının incelenmesi

Abstract

Gaz, petrol ve su taşımacılığından yüksek basınçlı kimyasal sıvı ya da gaz akışkanlarını taşıyan değişik boru hatları, boru iç yüzeyleri içinden geçen akışkana maruz kalırken dış yüzeyleri içinde bulundukları ortama (toprak, deniz suyu, atmosfer gibi) açık halde bulunurlar. Aynı malzemeden yapılmış olsalar da farklı ortamlara açık bulunan boru hatları değişik korozyon davranışı gösterebilirler. Bu çalışmada St37 (S235JR) kalite çeliklerinden imal edilmiş şebeke suyu hatlarında kullanılan borulardan çıkartılan 20 mm X 15 mm X 230 mm ölçülerindeki numune plakalar ASTM G58 standardına uygun olarak kaynaklı ve kaynaksız olarak gerilmeli ve daldırmalı korozyon testlerine tabi tutulmuştur. Plakalar gazaltı ve elektrik ark (selülozik) kaynak yöntemi kullanılarak birleştirilmiştir. Korozyon testleri, ağırlık kaybı ölçümleri ve potansiyodinamik polarizasyon ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Esas metal, gazaltı kaynaklı ve elektrik ark kaynaklı düz ve U şekilli St37 (S235JR) kalite boru numunelerinin daldırma yöntemi ile korozyon deneyleri yapılmıştır. Daldırma korozyonu sırasında ihtiyaç duyulacak ölçüm sıklıkları, U şekilli numunelere uygulanacak gerilme miktarı gibi parametreler araştırılıp, çalışma için uygun olacak değerlerin seçimi yapılmıştır. Daldırma korozyonu çözeltisi olarak %3,5 NaCl+%10 HCl ve %3,5 NaCl+%10 NaOH belirlenmiştir. Daldırmalı korozyonda hazırlanan çözelti içerisinde bekletilen numuneler belirli zaman aralıklarında ağırlık kaybı ölçümleri hassas terazi ile yapılarak çözeltiye tekrar daldırılmıştır. Ağırlık kaybı değerlerine bakıldığında gazaltı ve elektrik ark kaynaklı numunenin ana metale göre biraz daha fazla korozyona uğradığı gözlenmiştir. HCl içeren çözelti NaOH çözeltisinden çok daha agresiftir. Sonuç olarak HCl çözeltisi ağırlık kaybını yaklaşık 800 kat artırmıştır. Korozyon testine tabi tutulmuş numunelerde kesitin orta çizgisinde (nötr eksende) uzunlamasına çatlak oluşumu şeklinde hasar meydana gelirken, kaynaklanmış numunelerde ilave olarak kaynak yüzeyinde oyuk oluşumu da gözlenmiştir.

Different types of pipelines that enable the flow of high pressure chemical solutions or gases, used in water, natural gas or petrol distribution, have their internal surfaces exposed to the flowing material while their external surfaces are exposed to the environment ( soil, sea water , atmosphere etc.). Even though these pipes are made of the same material, the environmental effects they are exposed to results in different corrosion behaviour. In this study, sample plates of 20 mm X 15 mm X 230 mm dimensions obtained from pipes made from St37 (S235JR) quality steel, used in the water distribution networks, have been subjected to stress and dip corrosion tests in accordance with ASTM G58 standards. Plates have been joined using gas metal and electrical arc welding. Corrosion tests were carried out using weight loss and potentio-dynamic measurements. The corrosion tests of the base metal and the U shaped St37 (S235JR) quality pipe samples were subjected to corrosion test using the dip method. Parameters such as the measurement intervals and the amount of stress to be used for the U shaped samples were researched and the appropriate values for for the study were determined. A composition of %3.5 NaCl+%10 HCl and %3,5 NaCl+%10 NaOH was selected for the dip corrosion solution . The samples that were left in the dip corrosion solution were measured by a sensitive balance at specific intervals for weight loss and then replaced back into the solution. When the weight loss figures are investigated, it was determined that the gas metal and electrical arc welded samples had been subjected to more corrosion than the base metal. The solution containing HCl is more aggressive than the solution with NaOH. In conclusion, HCl solution increased weight loss by a factor of 1 to 800. While there was, a lengthwise crack formed in the middle line of the cross section of the samples subjected to the corrosion test, in the welded samples formation of cavities was observed on the welded join surface.