RAYLI SİSTEMLERDE KULLANILAN MAKAS ISITICILARINDA HASAR ANALİZİ VE KOROZYON TESTİ


AVCI A. , AKDOĞAN EKER A.

2. INTERNATIONAL CONGRESS ON ENGINEERING ARCHITECTURE AND DESIGN, Kocaeli, Türkiye, 12 Mayıs 2017, ss.809-810

  • Basıldığı Şehir: Kocaeli
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayısı: ss.809-810

Özet

SİSTEMLERDE KULLANILAN MAKAS ISITICILARINDA HASAR ANALİZİ VE
KOROZYON TESTİ
Ali AVCI1, Ayşegül AKDOGAN EKER2, Ferit DENİZ3
1-2Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, İstanbul / Beşiktaş
3 İstanbul Ulaşım A.Ş
aliavci@yildiz.edu.tr
Öz: Giriş: Raylı sistemler, 7/24 hızlı, güvenilir, dakik ve ekonomik olmak zorundadırlar. 2014 yılı verilerine
göre İstanbul’da yılda yaklaşık 477 milyon kişi raylı sistemleri kullandığı göz önüne alınılırsa sistemdeki
herhangi bir aksama veya performans azalması kesinlikle kabul edilebilir bir durum değildir. Kış aylarında
sıcaklığın +7 ºC ‘in altına düştüğü durumlarda, kar birikmesi veya buzlanmadan dolayı makas bölgelerinde
makas atma hataları meydana gelmektedir. İstanbul’da son 55 yıla ait ortalama hava sıcaklıkları incelendiğinde
Aralık, Ocak, Şubat ve Mart aylarındaki ortalama sıcaklık değerlerinin +8ºC ‘in altında olduğu görülmektedir.
Yaslanma rayı ve makas noktaları boyunca buzlanmayı önlemek amacı ile ısıtıcı elmanlar kullanılmaktadır.
Demiryolu makas ısıtıcıları kontrol sistemleri, düşük sıcaklık ve kar yağışlarında demiryolu makaslarının hareketli
kısımlarının donmasını ve makasların arasına karın dolmasını engellemek için kullanılır. Günümüzde
farklı çalışma prensipleri olan makas ısıtıcıları bulunmakta ve en bilineni ve yaygın olarak kullanılanı elektrikli
makas ısıtıcılarıdır. Elektrikli makas ısıtıcılar, makaslardaki buzlanmayı önlemekte ve sorunsuz ray geçişleri
sağlamakta ve seferlerin iptal edilebilirliğini önlemektedirler. Amaç: Çalışma ortamlarında korozyon, ısıl
genleşme, mekanik zorlamalar gibi birçok çevresel etkilere maruz kalan elektrikli ısıtıcılarda meydana gelen
hasarın incelenmesi, önlenmesi ve alternatif malzemelerin seçimi hedeflenmiştir. Çalışma şartları göz önünde
bulundurulduğunda, karşımıza çıkan en büyük problem korozyondur. Korozyon, metal ve alaşımların sulu
veya gaz ortamlarda olan çevreleriyle kimyasal ya da elektrokimyasal olarak etkileşime girmesi ile özelliklerinin
dıştan içe doğru, meydana gelen oluşan her türlü bozulma olarak nitelendirilebilir. Söz konusu ısıtıcılarda
korozyonu önlemek amacıyla ana malzeme olarak başlıca paslanmaz çelikler kullanılmaktadır. Kapsam: İstanbul
Ulaşım A.Ş. tarafından tramvay hatların da kullanılan arıza yapmış elektrikli makas ısıtıcıları incelenmiş
ve oluşan hasarlar tespit edilmiştir. Numuneler üzerinde yapılan gözlemler sonucunda, korozyon sonucu
hasar oluştuğu belirlenmiştir. Öncelikle, ısıtıcı malzemesi paslanmaz çeliğin çeşidini belirleyebilmek amacı
ile ilgili çalışma yapılmıştır. Daha sonra, ısıtıcının montaj ve çalışma şartları üzerinde durulmuş ve bu nedenle
de gerekli tespitler yapılmıştır. Isıtıcılar, çalışma ortamlarında özellikle kış ayların da; tuz, motorin, nem, değişken
sıcaklık, mekanik titreşim ve gerilmeler gibi birçok zorlayıcı etmene maruz kalmaktadır. Bu faktörlerin
her biri farklı tipte korozyonlara zemin hazırlamaktadır. Isıtıcı malzemesi olarak sıklıkla kullanılan AISI304
ve AISI316 tipi paslanmaz çelik malzemelerden hazırlanan yarı mamullerden belirlenmiştir. Araştırmanın
Sınırlılıkları: Çalışmada, sadece I1 tipi ısıtıcı elemanlar üzerinde meydana gelen hasar üzerinde araştırma
yapılmıştır. Bulgular: Elektrikli ısıtıcıların, sıcaklık, nem, tuz ve motorin ortamındaki korozyon davranışı
incelenmiş ve malzeme üzerinde oluşan korozyon hasarı belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonrasında; AISI 316paslanmaz çeliğin, tuz ve motorin ortamda diğer paslanmaz çelik çeşitlerine göre korozyonun direncinin daha
iyi olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca, kullanıcı kuruluş tarafından gönderilen hasarlı ısıtıcılardan alınan numunelerin
metalografik incelemeleri özellikle SEM incelemeleri ve EDX analizleri yapılarak hasarlı bölgeler detaylı
olarak incelenmiştir. Elde edilen SEM görüntülerinde, numunelerde oluşan korozyon hasarları ve dağılımı
net olarak gözlemlenmiştir. Sonuç: Korozyon sonucu, elektrikli makas ısıtıcılarının dış ceketinin yapısının
bozulmasına bağlı olarak ısıtıcının görevini yerine getirememesi, makas bölgelerinde makas atma hatalarını
oluşmasına neden olduğu anlaşılmıştır. AISI 316 paslanmaz çelikten üretilen ısıtıcıların, AISI 304 paslanmaz
çelikten üretilen ısıtıcılara göre %60-70 oranında daha fazla korozyon direnci ne sahip olduğu anlaşılmıştır.
Kar ve buzlu ortamda yapılan deney sonuçlarından, ısıtıcıların özellikle büküm yerlerinde korozyona bağlı hasarın
olduğu saptanmıştır. İstanbul Ulaşım A.Ş. tarafından tramvay hatların da kullanılan elektrikli ısıtıcıların,
çalışma ortamına bağlı olarak, kısıtlar ve istenilen fonksiyonlar göz önüne alınarak malzeme seçimi yapılmış
ve alternatif malzemeler belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Ray Makas Isıtıcıları, Korozyon Testi, Raylı Sistemler