Gemi pervane malzemesi kavitasyon erozyonu aşınma davranışı: Yüzey pürüzlülüğü (Ra) değişiminin Taguchi yöntemiyle analizi
Gemi pervane malzemesi kavitasyon erozyonu aşınma davranışı: Yüzey pürüzlülüğü (Ra) değişiminin Taguchi yöntemiyle analizi
Yazar: Tini, Sedat Can; Zeren, Adalet; Yıldıran Avcu, Yasemin; Abakay, Eray; Avcu, Egemen
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 40 No. 2, 2024
Anahtar kelimeler: Solid Mechanics ; Katı Mekanik ; Optimization Techniques in Mechanical Engineering ; Makine Mühendisliğinde Optimizasyon Teknikleri ; Machine Design and Machine Equipment ; Makine Tasarımı ve Makine Elemanları ; Material Design and Behaviors ; Malzeme Tasarım ve Davranışları ; Glass ; Cam ; Material Characterization ; Malzeme Karekterizasyonu ; Aşınma,denizcilik uygulamaları,bakır alaşımı,Taguchi methodu,kavitasyon su jeti.

Bu araştırmada, çalışma sırasında kavitasyon olayına maruz kalan gemi pervanelerinde tercih edilen Mangan Alüminyum Bronz (MAB-CU4) malzemesinin kavitasyon aşınması davranışında etkili olan farklı parametreler incelenmiştir. Çalışma, özellikle bu parametrelerin yüzey pürüzlülüğündeki (Ra) değişimi nasıl etkilediğine odaklanmıştır. Verileri analiz etmek için Taguchi deneysel tasarımı kullanılmıştır. Bu özel bağlamda, MAB-CU4 alaşımının kavitasyon erozyonu özellikleri mevcut literatürde yalnızca asgari düzeyde araştırılmıştır. Bu kapsamda çalışma, kavitasyon sayısı, hücum açısı ve mesafe gibi çeşitli parametreler dikkate alınarak yüzey pürüzlülüğü etkisinin ilk kapsamlı incelemesini temsil etmektedir. ASTM G134-95 standartlarında belirtilen özelliklere uygun olarak kavitasyon erozyonu deneyleri için yüksek basınçlı kavitasyon su jeti test cihazı tasarlanmış ve üretilmiştir. Deneyler, Taguchi deney tasarımı L9 ortogonal dik düzen kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sistemin tasarımı ve analizi; kavitasyon hücum açısı (30°, 60° ve 90°), nozul ile numune arasındaki mesafe (Soff=5, 10 ve 15 mm) ve kavitasyon sayısı (σ= 0,01, 0,008 ve 0,006) olmak üzere belirli parametreleri ve seviyeleri içermektedir. Sonuçlar analiz edildiğinde, MAB-CU4 alaşımı yüzey pürüzlülüğünün (Ra), 90°’ye kıyasla 30°’lik kavitasyon hücum açısında iki kattan daha fazla arttığı bulunmuştur. Yüzey pürüzlülüğündeki (Ra) bu değişimi etkileyen en önemli faktör, %42,57 değerine sahip olan kavitasyon sayısıdır. Ayrıca, elde edilen 3B optik profilometre ve SEM görüntüleri, kavitasyon erozyon parametrelerine dayalı hasar mekanizmalarındaki çeşitliliği göstermiştir.

Bu araştırmada, çalışma sırasında kavitasyon olayına maruz kalan gemi pervanelerinde tercih edilen Mangan Alüminyum Bronz (MAB-CU4) malzemesinin kavitasyon aşınması davranışında etkili olan farklı parametreler incelenmiştir. Çalışma, özellikle bu parametrelerin yüzey pürüzlülüğündeki (Ra) değişimi nasıl etkilediğine odaklanmıştır. Verileri analiz etmek için Taguchi deneysel tasarımı kullanılmıştır. Bu özel bağlamda, MAB-CU4 alaşımının kavitasyon erozyonu özellikleri mevcut literatürde yalnızca asgari düzeyde araştırılmıştır. Bu kapsamda çalışma, kavitasyon sayısı, hücum açısı ve mesafe gibi çeşitli parametreler dikkate alınarak yüzey pürüzlülüğü etkisinin ilk kapsamlı incelemesini temsil etmektedir. ASTM G134-95 standartlarında belirtilen özelliklere uygun olarak kavitasyon erozyonu deneyleri için yüksek basınçlı kavitasyon su jeti test cihazı tasarlanmış ve üretilmiştir. Deneyler, Taguchi deney tasarımı L9 ortogonal dik düzen kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sistemin tasarımı ve analizi; kavitasyon hücum açısı (30°, 60° ve 90°), nozul ile numune arasındaki mesafe (Soff=5, 10 ve 15 mm) ve kavitasyon sayısı (σ= 0,01, 0,008 ve 0,006) olmak üzere belirli parametreleri ve seviyeleri içermektedir. Sonuçlar analiz edildiğinde, MAB-CU4 alaşımı yüzey pürüzlülüğünün (Ra), 90°’ye kıyasla 30°’lik kavitasyon hücum açısında iki kattan daha fazla arttığı bulunmuştur. Yüzey pürüzlülüğündeki (Ra) bu değişimi etkileyen en önemli faktör, %42,57 değerine sahip olan kavitasyon sayısıdır. Ayrıca, elde edilen 3B optik profilometre ve SEM görüntüleri, kavitasyon erozyon parametrelerine dayalı hasar mekanizmalarındaki çeşitliliği göstermiştir.