Buhar devrelerinde boru tasarımı ve boru gerilme analizi
Steam systems pipe design and pipe stress analysis
Yazar: AHMET DURSUN ÇETİN
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL BAYER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
Boru hatları çok geniş bir alanda ve çok değişik basınç ve sıcaklıklardaki gaz ve sıvı akışkanların taşınmasında kullanılır. Boru hatları üzerinde çalışılırken, üç önemli soruna çözüm bulmaya çalışılır. Bunlar; optimum boru çapının belirlenmesi, optimum yalıtım kalınlığının belirlenmesi ve gerilmelerin en ekonomik biçimde alınmasıdır. Boru tasarımı da esas olarak gerilme analizine bağlıdır. Proses boruları ve güç boruları boru stres mühendisleri tarafından rotalama, nozul yükleri, askılar ve desteklerin doğru yerleştirildiğini ve seçildiğini, izin verilen boru gerilmesinin sürekli yükler, işletim yükleri, basınç testi gibi farklı yükler durumunda izin verilen değerlerin aşılmadığını doğrulamak için kontrol edilir. Boru hatları, sıvı, buhar veya havayı endüstrilerde ve birçok fabrikada nakletmek için Endüstriyel / Uluslararası Kodlar ve Standartlar tarafından yönetilir. Boru sistemi, borular, flanşlar, contalar, dirsekler, farklı rakorlar, vanalar gibi bileşenleri içerir. ASME B31.1, elektrik enerjisi üreten istasyonlar, endüstriyel ve kurumsal tesisler, jeotermal ısıtma sistemleri ve merkezi ve bölgesel ısıtma ve soğutma sistemlerinde tipik olarak bulunan boru sistemleri tasarım, malzeme, imalat, montaj, test, kontrol, işletme ve bakım için asgari gereklilikleri öngörür. 
Bu yüksek lisans tezinde boru devrelerinde oluşan gerilmeler, oluşum sebepleri, bu gerilmelere boru tasarımının etkisi, boru yer değiştirmelerinin nedenleri ve etkilerini ve boru gerilmeleri için iş akışı incelenmiş olup, boru gerilme analizinde genel kriterlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu sayede boru tasarımında boru gerilmesini göz önüne alarak bir takım esaslar ve genel kriterler belirlenmesi amaçlanmıştır.
Çalışmanın analiz kısmında ise buhar türbini bulunan bir enerji gemisinde türbin buhar hattının iki farklı boru tasarımında boru üzerinde oluşan gerilmeler hidrostatik yük, sürekli yükler, çalışma sırasında oluşan yükler ve ısıl genleşme durumundaki yüklerin ve türbin bağlantısındaki yük ve moment değerleri sonlu elamanlar yöntemi ile çalışan program yardımıyla hesaplanmış, model tasarım uygunluğu incelenmiş ve optimizasyonu üzerine çalışılmıştır. Hesaplama yapılırken ASME B31.1 Güç Boru Kodu standartları esas alınmıştır.  

Anahtar Kelimeler: Boru tasarımı, Borularda gerilme, Borularda gerilme analizi, ASME B31.1

Abstract:
Pipelines are used for transporting gas and liquid fluids in very wide areas and at very different pressures and temperatures. While working on pipelines, we try to find solutions to three important problems. These; determining the optimum pipe diameter, determining the optimum insulation thickness and taking the stresses in the most economical way. Pipe Design mainly depends upon stress analysis. Process pipelines and power pipelines are checked by pipe stress engineers to verify that the permissible values are not exceeded in the case of different loads such as continuous loads, operating loads, pressure tests, permissible pipe tension, positioning, nozzle loads, hangers and supports are correctly positioned and selected. Pipelines that are used for the transportation of liquid, steam and air in many factories are regulated by Industrial/International codes and standards. Pipe line systems consist of pipes, flanges, gaskets, elbows, valves and various couplings. ASME B31,1 stipulates the minimum requirements for typical pipe systems design, material, assembly, test, control operations and maintenance in stations producing electrical energy,  industrial and institutional installations, geothermal heating systems, central and regional heating and cooling systems.
In this master thesis, stresses formed in pipelines and their causes, effects of pipe design on these stresses, causes and effects of pipe displacements and work flow for pipe stresses are investigated and a general criterion for pipe stress analysis is aimed to be specified. By taking pipe stress into account, also a basic and general criterion for pipeline design is aimed to be determined.
In the analysis part of this study, stresses formed in pipelines, hydrostatic loads, continuous loads, loads formed during the operation or that arise during the course of heat expansion and load and moment values of the turbine connection, of two different designs of a turbine steam line which belongs to a powership, are calculated using finite elements method with the help of programme, their model design convenience are examined and optimization of the systems practised. During the calculations ASME B31.1 code standards are taken into consideration.

Key words: Pipeline design, Pipe stress, Pipe stress analysis, ASME B31.1