Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi
Yıl: 2021 Cilt: 36 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1977 - 1992 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.824054 İndeks Tarihi: 29-07-2022
Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi
Öz: Değişken basınç etkisi altında bulunan basınçlı kaplar, boru hatları, ısı değiştiriciler, kazanlar vb. ekipmanlarda hasar meydana gelme ihtimalinin en aza indirilebilmesi veya mevcut hasarların erken teşhis edilebilmesi için ekipmanların periyodik olarak muayene edilmesi gerekmektedir. Bu muayeneler sabit zaman aralıkları dahilinde yapılabileceği gibi bir risk değerlendirmesine bağlı olarak, ekipmanın bulunduğu ortam, çalışma koşulları ve içerisinde bulunan kimyasalın potansiyel tehlikesine bağlı olarak belirlenen aralıklarla da gerçekleştirilebilmektedir. Yapılan bu çalışmada değişken iç basınç yükü altında görev alan ince cidarlı basınçlı ekipmanlar değerlendirmeye alınmıştır. Söz konusu ekipmanlarda yorulmaya bağlı hasarın tespitinde gerilmenin görece yüksek olduğu hassas noktalara dikkat edilmelidir. İnce cidarlı basınçlı kaplarda gerilme konsantrasyon faktörlerinin kaynaklı bölgelerde daha yüksek seviyelerde olduğu bilinmektedir. Dolayısıyla söz konusu kaynaklı birleştirmelerde yorulmaya bağlı çatlak oluşumu ve bu sebepten hasar meydana gelme ihtimali ekipmanın ana metal bölümlerine göre daha yüksektir. Çalışma sonucunda, alın kaynaklı birleştirmeler için değişken iç basınçtan doğan yorulma etkisi altında zamana bağlı hasar olasılığı elde edilmiş ve periyodik kontrol planlaması için yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Çalışma dahilinde örnek bir uygulama olarak; değişken basınç altında faaliyet gösteren akaryakıt veya gaz boru hatlarının hasar olasılıkları yukarıda sayılan parametrelerde meydana gelen çeşitliliğe bağlı olarak hesaplanmış ve en uygun periyodik muayene aralığı tespit edilmeye çalışılmıştır.
Anahtar Kelime: Determination of periodic inspection time in pressurized equipment exposed to fatigue by estimating the probability of fracture
Öz: It is essential to inspect the pressurized equipment such as vessels, pipes, heat exchangers, boilers, etc., which are under the influence of variable load periodically to minimize the possibility of damage occurring or early disclosure of existing damage. These inspections may be carried out at fixed time intervals or can be carried out at determined intervals depending on a risk assessment that considers settlement of the equipment, operating conditions, and the potential danger of the equipment's chemical contained. Within the scope of this study, we evaluate the thin-walled pressurized equipment under variable internal pressure load. Special attention is crucial to the hot points where the stress is relatively high for inspection of fatigue-related damage on the equipment. We know that stress concentration factors are critical in welded zones in thin-walled pressure vessels. Therefore, the fatigue crack formation in the welded joints is more likely than the equipment's base metal. As a result of the study, we present the probability of time-dependent damage under the effect of fatigue caused by variable internal pressure for butt welded joints. Also, we propose a new approach for periodic control planning. As a case study, damage probabilities of the fuel or gas pipelines operating under variable pressure are calculated based on the diversity of the mentioned parameters, and a new approach is provided to determine the most suitable periodic inspection interval.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. American Petroleum Institute, Risk-Based inspection technology, Washington D.C.: API Standards Department, 2008.
- 2. Det Norske Veritas, DNV-RP-G101 Risk based inspection of offshore topsides static mechanical equipment, Oslo: DNV, 2010.
- 3. DNV GL AS, DNV GL-RP-C210 Probabilistic methods for planning of inspection for fatigue cracks in offshore structures, Oslo: DNV GL AS, 2015.
- 4. The British Standards Institution, BS 7910 Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures, London: BSI, 2016.
- 5. Straub D., Faber M. H., Risk based inspection planning for structural systems. Structural safety, 27 (4), 335-355, 2005.
- 6. Tan Z., Li J., Wu Z., Zheng J., He W., An evaluation of maintenance strategy using risk based inspection, Safety science, 49 (6), 852-860, 2011.
- 7. Singh M., Pokhrel M., A fuzzy logic-possibilistic methodology for risk-based inspection (RBI) planning of oil and gas piping subjected to microbiologically influenced corrosion (MIC), International Journal of Pressure Vessels and Piping, 159, 45-54, 2018.
- 8. Luque J., Straub D., Risk-based optimal inspection strategies for structural systems using dynamic Bayesian networks, Structural Safety, 76, 68-80, 2019.
- 9. Lotsberg I., Sigurdsson G., Fjeldstad A., Moan T., Probabilistic methods for planning of inspection for fatigue cracks in offshore structures, Marine Structures, 46, 167-192, 2016.
- 10. Lassen T., Recho N., Risk based inspection planning for fatigue damage in offshore steel structures, ASME 34th International Conference on Ocean Offshore and Arctic Engineering, Saint John – Canada, V003T02A076- V003T02A076, May 31 – June 5, 2015.
- 11. Cunha D. J., Benjamin A. C., Silva R. C., Guerreiro J. N., Drach P. R., Fatigue analysis of corroded pipelines subjected to pressure and temperature loadings, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 113, 15-24, 2014.
- 12. Shuai Y., Shuai J., Zhang X., Experimental and numerical investigation of the strain response of a dented API 5L X52 pipeline subjected to continuously increasing internal pressure, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 56, 81-92, 2018.
- 13. Ryu D. M., Wang L., Kim S. K., Lee J. M., 2017, Comparative study on deformation and mechanical behavior of corroded pipe: Part I–Numerical simulation and experimental investigation under impact load, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 9, (5), 509-524, 2017.
- 14. Balcı A., Yurdakul M., İç Y.T., Development of a decision support system to select materials for pressure vessels, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (1), 115-125, 2018.
- 15. Haugen E. B., Probabilistic Approaches to Design, John Wiley and Sons, New York, A.B.D., 1968.
- 16. Kececioglu D., Cormier D., Designing a specified reliability directly into a component, SAE Technical Paper, 640615, 1964.
- 17. Cornell C. A., A probability-based structural code, In Journal Proceedings, 66 (12), 974-985, 1969.
- 18. Hasofer A. M., Lind N. C., Exact and invariant secondmoment code format, Journal of the Engineering Mechanics division, 100 (1), 111-121, 1974.
- 19. Rackwitz R., Flessler B., Structural reliability under combined random load sequences, Computers & Structures, 9 (5), 489-494, 1978.
- 20. Ditlevsen O., Principle of normal tail approximation, Journal of the Engineering Mechanics Division, 107 (6), 1191-1208, 1981.
- 21. von Neumann J., Ulam S., Monte Carlo method, National Bureau of Standards Applied Mathematics Series, 12 (1951), 36, 1951.
- 22. Harrison R. L., Introduction to Monte Carlo simulation, AIP conference proceedings, 1204 (1), 17-21, 2010.
- 23. Çalamak M., Estimation of flood induced overtopping reliability of dams on Tanyeri Dam case study, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (3), 965-975, 2017.
- 24. DNV GL AS, DNV GL-ST-F101 Submarine pipeline systems, Oslo: DNV GL AS, 2016.
- 25. DNV GL AS, DNV GL-RP-C203 Fatigue design of offshore steel structures, Oslo: DNV GL AS, 2016.
- 26. Altın M., Investigation of performances of energy absorbing profiles having different geometries under oblique loads, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34 (3), 1517-1525, 2019.
- 27. Uğuz A., Penekli U., Determination of mechanical behavior of metal-rubber compound pulley part, finite element analysis and verification with tests, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35 (4), 2113-2123, 2020.
- 28. The American Society of Mechanical Engineers, ASME B31.4: Pipeline transportation systems for liquid hydrocarbons and other liquids, Washington D.C.: ASME, 2002.
- 29. Budynas R. G., Nisbett J. K., Shigley's Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill, New York, A.B.D., 8, 2008.
| APA | Sözen L, YURDAKUL M, IC Y (2021). Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. , 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| Chicago | Sözen Levent,YURDAKUL MUSTAFA,IC YUSUF TANSEL Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. (2021): 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| MLA | Sözen Levent,YURDAKUL MUSTAFA,IC YUSUF TANSEL Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. , 2021, ss.1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| AMA | Sözen L,YURDAKUL M,IC Y Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. . 2021; 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| Vancouver | Sözen L,YURDAKUL M,IC Y Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. . 2021; 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| IEEE | Sözen L,YURDAKUL M,IC Y "Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi." , ss.1977 - 1992, 2021. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| ISNAD | Sözen, Levent vd. "Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi". (2021), 1977-1992. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.824054 |
| APA | Sözen L, YURDAKUL M, IC Y (2021). Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(4), 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| Chicago | Sözen Levent,YURDAKUL MUSTAFA,IC YUSUF TANSEL Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, no.4 (2021): 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| MLA | Sözen Levent,YURDAKUL MUSTAFA,IC YUSUF TANSEL Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.36, no.4, 2021, ss.1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| AMA | Sözen L,YURDAKUL M,IC Y Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(4): 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| Vancouver | Sözen L,YURDAKUL M,IC Y Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(4): 1977 - 1992. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| IEEE | Sözen L,YURDAKUL M,IC Y "Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36, ss.1977 - 1992, 2021. 10.17341/gazimmfd.824054 |
| ISNAD | Sözen, Levent vd. "Yorulmaya maruz kalan basınçlı ekipmanlarda periyodik muayene zamanının hasar olasılığı tahmini yapılarak belirlenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/4 (2021), 1977-1992. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.824054 |
