Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi

TÜRK, Ahmet; ERDOGAN, Garip; Demirsöz, Recep; POLAT, Refik

doi:10.17341/gazimmfd.416467

Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi

Recep DEMİRSÖZ, (Kardemir, Karabük Demir Çelik Sanayi ve Ticaret A.Ş, Karabük, Türkiye)

Refik POLAT, (Karabük Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Karabük, Türkiye)

Ahmet TÜRK, (Manisa Celal Bayar Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Manisa, Türkiye)

Garip ERDOĞAN (Manisa Celal Bayar Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Manisa, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

0 1

Yıl: 2019 Cilt: 34 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 103 - 113 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.416467 İndeks Tarihi: 28-12-2020

Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi

Öz:

Sanayi tesislerindeki en büyük problemlerden biri ekipman ömürlerini doğrudan etkileyen aşınmalardır. Yüksekfırınlar gibi entegre tesislerde aşınmanın birçok türüne rastlanmakta olup bunlardan bir tanesi de erozif aşınmadır.Sulu çamur erozyonu ise erozif aşınmanın etkili türlerinden biridir. Cürufun sıvı akışkan ortam içerisinde naklisırasında, nakil ekipmanları sulu çamur erozyonuna maruz kalmaktadır. Yüksek erozyon oranı naklingerçekleştirildiği malzemelerin ömrünü ciddi oranda kısaltmakta ve bakım-onarım maliyetlerini artırmaktadır. Buçalışmada sulu çamur erozyon aşınma deney düzeneğinde yüksek fırın granüle cürufu kullanılmış ve St 37-2referans standart boru malzemesi, Hardox 400 ve W2C-NiCrBSi kaplama malzemelerinin üzerindeki aşındırıcılığıincelenmiştir. Cüruf ortalama 505 µm partikül büyüklüğünde elenmiş ve ağırlıkça %10, %20 ve %30 değerlerindecüruf içeren sulu çamur ortamı hazırlanmıştır. Deneyler 2 m/s ve 4 m/s çevresel hız değerlerinde ve partikül normalçarpma açısında (90°) gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu deneysel çalışmalarla belirli partikül büyüklüğündehazırlanmış olan cürufun aşındırıcılığının partikül konsantrasyonu ve dönme hızı(malzeme iletim hızı) ile doğrudanilgili olduğu ve konsantrasyonun ve dönme hızının artmasıyla aşınmanın da arttığı tespit edilmiştir. Numune olarakkullanılan malzemelerin aşınma değerleri yüksekten düşüğe doğru sırasıyla St 37-2, Hardox 400 ve W2C-NiCrBSikaplama malzemesi olarak belirlenmiştir. Ayrıca aşınma mekanizmalarının anlaşılabilmesi için aşınmış yüzeylerinmorfolojik yapıları SEM (Taramalı Elektron Mikroskopu) kullanılarak incelenmiştir.

Anahtar Kelime:

Investigation of erosive wear behavior of granulated blast furnace slag on hard coated and uncoated steels

Öz:

One of the biggest problems in industrial plants is wear that directly affects equipment life. In integrated plants such as blast furnaces, many types of wear are encountered, one of which is erosive wear. Slurry erosion is one of the effective types of erosive wear. During the transfer of the slag into the liquid medium, the transport equipment is exposed to slurry erosion. The high amount of erosion seriously shortens the life of the equipment where the transportation is carried out and increases the maintenance-repair costs. In this study, blast furnace slag was used in the slurry erosive wear test system and the abrasivity of the St 37-2 reference standard pipe material, Hardox 400 and W2C-NiCrBSi coating materials was investigated. The slag was sieved to an average particle size of 505 μm and slurry containing 10%, 20% and 30% by weight of slag was prepared. The experiments were carried out at 2 m/s and 4 m/s peripheral speed values at the partical normal impact angle (90°). It has been determined by these experimental studies that the abrasivity of the slag prepared at a certain grain size is directly related to the concentration and the rotation speed (material conveyance speed) and that the wear is also increased by increasing the concentration and rotation speed. The wear values of the materials used as specimens are determined from high to low respectively as St 37-2, Hardox 400 and W2C-NiCrBSi coating material. In addition, the morphological structures of the worn surfaces were examined using SEM(Scanning Electron Microscope) in order to understand the wear mechanisms.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Finnie I., Erosion of surfaces by solid particles, Wear, 3, 87-103, 1960.
2. Finnie I., Some observations on the erosion of ductile metals, Wear, 19, 81-90, 1972.
3. Bitter J.G.A., A study of erosion phenomena—Parts I, Wear, 6, 5-21, 1963.
4. Bitter J.G.A., A study of erosion phenomena—Parts II, Wear, 6, 169-190, 1963.
5. Shipway P.H., Hutchings L.M., The ro1e of particle properties in the erosion of brittle materials, Wear, 193, 105-113, 1996.
6. Lindsley B.A., Marder A.R., The effect of velocity on the solid particle erosion rate of alloys, Wear, 225–229, 510–516, 1999.
7. Barton N.A., Erosion in Elbows in Hydrocarbon Production Systems: Review Document, TÜV NEL Limited, Research Report 115, Glasgov, 2003.
8. Adamiak M., Effect of Abrasive Size on Wear, Abrasion Resistance of Materials, InTech, 167-184, 2012.
9. Kulu P., Tarbe R., Vallikivi, A., Abrasive Wear of Powder Materials and Coatings, Materials Science, 11, 230-234, 2005.
10. Lopez D., Congote J.P., Can J.R., Toro A., Tschiptschin A.P., Effect of particle velocity and impact angle on the corrosion–erosion of AISI 304 and AISI 420 stainless steels, Wear, 259, 118-124, 2005.
11. Jha A.K., Batham R., Ahmed M., Majumder A.K., Modi O.P., Chaturved S., Gupta, A. K., Effect of impinging angle and rotating speed on erosion behavior of aluminum, Trans. Nonferrous Met. Soc.China, 21, 32- 38, 2011.
12. Katsich C., Badisch E., Manish Roy, Heath G.R., Franek F., Erosive wear of hard faced Fe–Cr–C alloys at elevated temperature, Wear, 267, 1856–1864, 2009.
13. Doubek P., Filipek J., Abrasive and erosive wear of technical materials, Acta Univ. Agric. Et Silvic. Mendel. Brun., 3, 13–22, 2011.
14. Patil M.S., Deore E.R., Jahagirdar R. S., Patil S.V., Study of the Parameters Affecting Erosion Wear of Ductile Material in Solid-Liquid Mixture, Proc. Of the World Congress on Engineering, London, UK, 2159- 2163, 2011.
15. Franek F., Badisch E., Kirchgassner M., Advanced Methods for Characterisation of Abrasion/Erosion Resistance of Wear Protection Materials, FME Transactions, 37, 61-70, 2009.
16. Desale G.R., Gandhi B.K., Jain S.C., Improvement in the design of a pot tester to simulate erosion wear due to solid–liquid mixture, Wear, 259, 196-202, 2005.
17. Khan A.A., Evaluation of Erosion Wear of Ash Handling Pipes, Master of Engineering, Thapar University, Patiala, 2011.
18. Kumar S., Ratol J.S., Effects of Tribological Parameters on Slurry Erosion Behaviour of Uncoated and Coated Materials: A Review, Materials Engineering, 20, 119- 131, 2013.
19. Özel S., Yüzey Kaplama İşlemlerinde Kullanılan Isıl Püskürtme Yöntemleri, BEU Journal of Science, 2 (1), 88-97, 2013.
20. More S.R., Nandre B.D., Desale G.R., Development of Pot Tester to Simulate the Erosion Wear due to SolidLiquid Mixture, Int.Jour. of Researchers, 2, 6-12, 2014.
21. Desale G.R., Gandhi B.K., Jain S.C., Slurry erosion of ductile materials under normal impact condition, Wear, 264, 322-330, 2008.
22. Ramanujam N., Nakamura T., Erosion mechanisms of thermally sprayed coatings with multiple phases, Surface and Coatings Technology, 204, 42-53, 2009.
23. Avcu E., Fidan S., Karabay S., Sınmazçelik T., Türkiye’de Enerji Nakil Hatlarında Kullanılan AA-1070 ile AA-6101 Alaşımlarının Katı Partikül Erozyon Davranışlarının Karşılaştırılması, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 27(4), 865-874, 2012.
24. Abd-Elrhman Y.M., Abouel-Kasem A., Emara K.M., Ahmed S. M., Effect of Impact Angle on Slurry Erosion Behaviour and Mechanisms of Carburized AISI 5117 Steel, Journal of Engineering Sciences, Assiut University, 41, 137-157, 2013.

APA	Demirsöz R, POLAT R, TÜRK A, ERDOGAN G (2019). Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. , 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
Chicago	Demirsöz Recep,POLAT Refik,TÜRK Ahmet,ERDOGAN Garip Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. (2019): 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
MLA	Demirsöz Recep,POLAT Refik,TÜRK Ahmet,ERDOGAN Garip Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. , 2019, ss.103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
AMA	Demirsöz R,POLAT R,TÜRK A,ERDOGAN G Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. . 2019; 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
Vancouver	Demirsöz R,POLAT R,TÜRK A,ERDOGAN G Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. . 2019; 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
IEEE	Demirsöz R,POLAT R,TÜRK A,ERDOGAN G "Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi." , ss.103 - 113, 2019. 10.17341/gazimmfd.416467
ISNAD	Demirsöz, Recep vd. "Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi". (2019), 103-113. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416467

APA	Demirsöz R, POLAT R, TÜRK A, ERDOGAN G (2019). Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(1), 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
Chicago	Demirsöz Recep,POLAT Refik,TÜRK Ahmet,ERDOGAN Garip Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34, no.1 (2019): 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
MLA	Demirsöz Recep,POLAT Refik,TÜRK Ahmet,ERDOGAN Garip Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.34, no.1, 2019, ss.103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
AMA	Demirsöz R,POLAT R,TÜRK A,ERDOGAN G Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(1): 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
Vancouver	Demirsöz R,POLAT R,TÜRK A,ERDOGAN G Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(1): 103 - 113. 10.17341/gazimmfd.416467
IEEE	Demirsöz R,POLAT R,TÜRK A,ERDOGAN G "Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34, ss.103 - 113, 2019. 10.17341/gazimmfd.416467
ISNAD	Demirsöz, Recep vd. "Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/1 (2019), 103-113. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416467