İç içe geçmiş silindirik, yüksek basınç altında çalışabilen, yüksek sızdırmazlığa sahip titanyum tüpün, elektron ışın kaynağı yöntemi kullanılarak deneysel kaynak parametre karakterizasyon çalışması ile elde edilmesi
Experimental e-beam parameters characterization on the nested cylindrical ultra fine leak titanium Gr5 pressure vessel
Yazar: TOLGA ÖZKAYA
Danışman: DOÇ. DR. SELAHATTİN ÇAĞLAR BAŞLAMIŞLI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünya genelinde ülkeler açısından savunma sanayi sektörü, sürekli ve değişen diplomatik dengelerden ötürü büyük önem arz etmekte olup; bu sektörün önemi günden güne artmaktadır. Ülkelerin savunma sanayi sektöründe önem verdikleri
sistemlerden biri de hava savunma füzeleridir. Bu bağlamda, bu tez çalışması kapsamında kızılötesi arayıcı başlığa sahip hava savunma füze sistemlerinde kullanılan arayıcı başlık soğutma performans ihtiyacını karşılamak amacıyla görev yapacak sistemin ana bileşenlerinden biri olan basınçlı tüpün tasarımı ve geliştirme aşamalarından bahsedilmiştir. Bu tasarım geliştirme çalışmalarının en kritik aşamalarıdan biri olan elektron ışın kaynağı prosesi ve proses parametreleri irdelenmiştir. Elektron ışın kaynağı kulllanılarak, deney tabanlı yaklaşımla, tüp malzemesine yönelik kaynak parametre çalışma yapılmış olup; parametreler belirlenirken maksimum kaynak performansı açısından bir tasarım yaklaşımı geliştirilmiştir. Kaynak parametre çalışması, tahribatlı ve tahribatsız kaynak muayeneleri ile desteklenmiş olup, elde edilen sistemin patlama ve sızdırmazlık performansı incelenmiştir. Elde edilen basınçlı tüpün patlama performansı açısından emniyet gereksinimini sağladığı ve 20 yıl kontrollü depo koşullarında saklandığı takdirde, sızdırmazlığının kabul edilebilir seviyelerde olduğu yapılan deneylerle ispatlanmıştır. Bu deneyler kapsamında deney düzenekleri tasarlanmış olup, ileride bu kapsamda yapılacak
çalışmalarda test alt yapısının hazır olması büyük önem arz etmektedir. Sonuç olarak bu çalışma ile, patlama basıncı 900 bar'dan fazla, He sızdırmazlık değeri den daha az (20 yıl görev ömrü sonunda 1 bardan az basınç kaybı) ağırlığı
500 gr'dan az olan, içerisinde yaklaşık 90 ml gaz depolayabilen, titanyum gövde malzemeli ve elektron ışın kaynak yöntemi ile kapalı bir hacme dönüştürülen, iç içe geçmiş çift silindirik yapıda bir basınçlı tüp elde edilmiştir.

Abstract:
Around the world, the defence industry is of great importance due to continuous and changing diplomatic balances. The importance of the industry is increasing day by day. At this point, air defence missile systems are one of the most important technologies for countries. In this sense, in the scope of this thesis, the steps of the pressure vessel design which is one of the main components of the system that will serve to meet the IR seeker cooling performance requirement used in air defence missile systems, will be mentioned. The electron beam welding process and process parameters which are the most important part of these design development stages are examined. By
developing experiment-based methods, the electron beam welding process and the process parameters have been studied. A design approach has been developed in terms of maximum welding performance when determining parameters. Electron beam welding parameter study is supported by destructive and non-destructive welding inspections. Besides, the burst pressure and He leakage performance of the system is examined. It has been proved experimentally that the pressure vessel provides safety requirements in terms of the burst pressure performance and for the controlled storage conditions about 20 years, the leakage is acceptable. Also, experimental set-ups are designed within the scope of these experiments. In the future, it is of great importance for the preparation of the test infrastructure and readiness for use in similar works. As a result, by this study; a nested cylindrical titanium pressure vessel that has a burst pressure of more than 900 bar, He leakage rate less than (At the end of 20 years of service life, less than 1 bar pressure loss), weighs less than 500 g and having a capacity of approximately 90 ml has been obtained and qualified by using electron beam welding method.