Sülfürik asit korozyonuna uğramış ince cidarlı çelik tankların burkulma davranışı
Buckling behaviour of sulfuric acid corroded thin-walled cyrindrical steel shells
Yazar: MUHAMMET ÇİNAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT KILIÇ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu araştırma kapsamında sülfürik asit korozyonuna maruz bırakılan ince cidarlı silindirik tankların burkulma davranışı incelenmiş, oluşan burkulma performansı kayıpları Karbon Fiber Takviyeli Polimer (CFRP) ile güçlendirilmek suretiyle geri kazanımı araştırılmıştır. Bu maksatla üç grup silindirik tank modelleri hazırlanmıştır. İlk grup karbon lifli polimer (CFRP) uygulaması yapılmayan silindir numuneleri içerirken,  ikinci grup tüm yüzey karbon lifli polimer uygulaması yapılmış numuneleri ve üçüncü grup ise değişken karbon lifli polimer uygulaması yapılan silindirik numuneleri teşkil etmektedir.  Deneyler 800x400x0.45 mm boyutlarında 12 adet model ile yapılmıştır. Hazırlanan çözeltiler sızdırmazlıkları sağlanan deney modellerinin içine tam dolu ve 1/2 dolu vaziyette 24 saat sülfürik asit çözeltisine maruz bırakılarak deneyler gerçekleştirilmiştir. 24 saat sonunda çözeltisi boşaltılan silindirik numunelerin ağırlık değişimleri tespit edilerek kütle kayıpları belirlenmiştir. Korozyon sonrası silindir boyunca, silindirin ½ yüksekliğinde ve orta noktasından 10cm'lik kısmına CFRP uygulaması yapılmıştır. CFRP kullanımının maliyetinin fazla olması nedeniyle dayanım kayıplarının en ekonomik yönden geri kazanımı hedeflenmektedir. Hazırlanan model numuneler deney düzeneğine yerleştirilerek sızdırmazlıkları sağlanmıştır. Silindirik tanklar için özel tanzim edilmiş vakumlu sistem deney düzeneği ile test edilen modellere ilişkin veriler toplama ünitesiyle kayıt altına alınmıştır. Deformasyonlar, gerinim ölçerler (strain gauge) ve deformasyon ölçüm cihazları (LVDT) yardımıyla ölçülerek veri toplama cihazı (data logger) yardımıyla bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Verilerin toplanmasından sonra ilgili grafikler çizdirilmiştir. Böylelikle asit korozyonuna uğramış bir malzemenin geri kazanımı amaçlanmaktadır. Korozyon etkisine maruz kalan numunelerin CFRP uygulaması yapılarak kaybettikleri dayanımlarını %20-60 oranında geri kazandıkları görülmüştür.

Abstract:
In this research, buckling behavior of thin-walled cylindrical tanks exposed to sulfuric acid corrosion was investigated and buckling performance losses were recovered by reinforcing with CFRP. Experiments planned in three groups for this purpose include the first group of without corrosion control samples, and the second group includes full CFRP models and last group variable CFRP application groups. The experiments were carried out with 12 models of 800x 400x0.45 mm dimensions. The prepared solutions were applied to the sealed test models as full and 1/2 filled and exposed to sulfuric acid solution for 24 hours, and the experiments were carried out. The mass losses were determined by determining the weights of the cylindrical samples which were discharged after 24 hours. After the corrosion, CFRP was applied to the cylinder, ½ height of the cylinder and 10cm from its midpoint. Prepared model samples were placed in the test apparatus and sealed. Prepared model samples were placed in the test apparatus and sealed. In the experiments, vacuum was made with the help of the vacuum pump, and data were recorded with the help of load cell. Deformations were measured by strain gauges and LVDT and transferred to the computer by means of a data collection device (datalogger). After data collection, vacuum-displacement plots are plotted. Thus, it is aimed to recover a material that has undergone acid corrosion. It was observed that the samples exposed to corrosion effect recovered their lost strength by CFRP application by 20-60%.