Paslanmaz Çelik Başarısız Oldu mu? Malzeme ile Uygulama Kaynaklı Kırılma Nasıl Ayırt Edilir: Bir Adli Mühendisin Rehberi

Paslanmaz Çelik Başarısız Oldu mu? Malzeme ile Uygulama Kaynaklı Kırılma Nasıl Ayırt Edilir: Bir Adli Mühendisin Rehberi

Paslanmaz çelik komponentler kırılma, pit oluşumu ya da felaket çatlak gibi nedenlerle başarısız hale geldiğinde ilk soru şu olur: Bu hatanın nedeni malzeme miydi yoksa uygulama mı? Bir adli mühendis olarak, bu nedenleri birbirinden ayırt etmek, sorumluluğun belirlenmesi, tekrarların önlenmesi ve gelecekte kullanılacak malzemelerin belirlenmesi açısından hayati öneme sahiptir. Kök nedenin belirlenmesi için yapılandırılmış bir metodoloji aşağıda verilmiştir.

? 1. Başlangıç Hatası Değerlendirmesi: Olay yerini belgeleyin

Kanıtları koruyun

• Çatlak yüzeylerin makro ve yakın çekimlerini içeren, birden fazla açıdan çekilmiş fotoğraflar alın.

• Ortam koşullarını not edin: sıcaklık, pH, klorid konsantrasyonu ve kimyasallara maruz kalma.

• Operasyonel gerilmeleri kaydedin: sabit yük, döngüsel yükleme veya termal çevrim.

Örnek toplama

• Çatlak yüzeylerin zarar görmeyeceği şekilde dikkatlice kırık komponentleri çıkarın.

• Karşılaştırma için etkilenmemiş komponentleri toplayın.

⚠️ 2. Paslanmaz Çelikte Yaygın Hata Modları

A. Malzeme Kaynaklı Hatalar

Bunlar, çeliğin kendisindeki yapısal kusurlardan kaynaklanır.

1. Yanlış Sınıf Seçimi

   • Örnek : 316 gereken yüksek klorid içeren ortamlarda 304 kullanmak.

   • Kanıt : Aşırı agresif ortamlarda uniform pitting veya oyuk korozyonu.

2. Metalurjik Kusurlar

   • İÇERİKLER : Sülfür veya oksit içermeleri gerilim odakları gibi davranır.

     • Kanıt : Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) çatlağın başladığı yerlerde MnS tellerini gösterir.

   • Sigma Fazı Gevrekliği : Uygun olmayan ısıl işlem nedeniyle çift fazlı çeliklerde (örn. 2205) çökelme.

     • Kanıt : Darbe tokluğunun kaybı (Charpy testi), tane içi kırılma.

3. Sahte veya Yanlış Etiketlenmiş Malzeme

   • Örnek : 304'ün 316 olarak satılması.

   • Kanıt : XRF analizi düşük Mo içeriği göstermektedir (<316 için %2,1).

B. Uygulamaya Bağlı Arızalar

Bu hatalar malzeme kalitesiyle ilgili olmayan dış faktörlerden kaynaklanır.

1. Gerilme Korozyonu Çatlaması (SCC)

   • Sebep : Çekme gerilmesi + kloridler + sıcaklık bir arada.

   • Kanıt : Mikroskop altında dallanan çatlaklar (klorid SCC'nin tipik özelliği).

2. Galvanik korozyon

   • Sebep : Elektrolitlerde daha anodik bir metal (örneğin karbon çeliği) ile paslanmaz çeliğin birleştirilmesi.

   • Kanıt : Temas noktalarında lokal korozyon.

3. Uygun Olmayan İmalat

   • Kaynak Hataları :

     • Pürgü yapılmaması (arka yüzde şekerlenme).

     • Isıl renk (oksit tabakası) temizlenmemiş, krom eksikliği bölgeleri oluşturur.

   • Soğuk İşleme : Kalıntı gerilmeleri oluşturur, SSC'yi teşvik eder.

4. Yetersiz Bakım

   • Örnek : Karbon çelik aletlerden bulaşan demir kontaminasyonu temizlenmemiş, pittinge neden olur.

? 3. Adli Teknik Araştırmalar

Görsel ve Mikroskobik İnceleme

• Stereo Mikroskopi : Kırılma türünü belirleme (sünek vs. gevrek).

• SEM/EDS : Kırılma yüzeylerini elementel kompozisyon için analiz etme (örneğin, klorür varlığı).

Malzeme Doğrulama

• XRF Tabancası : Saniyeler içinde kalite kompozisyonunu doğrulama.

• Optik Emisyon Spektroskopisi (OES) : Alaşımların hassas kantifikasyonu.

Mekanik ve Korozyon Testi

• Sertlik testi : Yüksek sertlik, uygun olmayan ısıl işlemi gösterebilir.

• Charpy V-Notch : Darbe tokluğunu değerlendirin (düşük değerler gevreklik gösterir).

• ASTM G48 Testi : Oyuklanma direncini değerlendirin (başarısızlık korozyon kaynaklıysa).

Simülasyon Testleri

• Aynı partiden alınan numuneler üzerinde servis koşullarını (örneğin, çalışma sıcaklığında klorür maruziyeti) tekrarlayın.

? 4. Karar Ağacı: Malzeme vs. Uygulama

Bu akış diyagramını nedenleri daraltmak için kullanın:

1. Adım 1: Malzeme Sınıfını Doğrulayın

   • XRF yanlış kompozisyona işaret ediyorsa → Malzeme kırılması .

   • Eğer kompozisyon doğruysa → Adım 2'ye geçin.

2. Adım 2: Kırılma Yüzeyini İnceleyin

   • Eğer sünek çukurlanma varsa → Aşırı yükleme (uygulama).

   • Eğer tane içi çatla varsa → Hassasiyet kaybı (malzeme) veya SSC (uygulama) kontrol edin.

   • Eğer oksitlenme varsa → Kloridler (uygulama) veya inklüzyonlar (malzeme) kontrol edin.

3. Adım 3: İmalat Geçmişini Kontrol Edin

   • Kaynaklarda gaz koruması yoksa veya ısı rengi görülüyorsa → Uygulama hatası .

   • Malzeme hatalı durumda (örneğin, çatlamış kütük) teslim edildiyse → Malzeme kırılması .

?️ 5. Vaka Çalışması: Başarısız Paslanmaz Çelik Pompa Mili

• Arka plan : Deniz uygulamasında 6 ay sonra kırılan 316L mil.

• Arama :

  • XRF, doğru kimyasal bileşimi doğruladı (Mo = 2,5%).

  • SEM, bir pit kökenli yorulma çizgileri ortaya koydu.

  • EDS, pit içinde yüksek klorid tespit etti.

• Temel Neden : Uygulama hatası . Yavaş akan deniz suyu kloridleri, çökelti altında konsantre hale gelerek pittinge ve ardından yorulma çatlağı oluşumuna neden oldu.

• Düzeltmek : Stagnant bölgilerden kaçınmak için yeniden tasarım; pitting direncini artırmak amacıyla 2205 duplex'e geçiş.

✅ 6. Önleme Stratejileri

Malzeme Kusurları İçin

• ISO 9001 sertifikasına sahip tesislerden temin edin.

• Her parti için Malzeme Test Raporları (MTR) talep edin.

• Gelen malzeme kontrolünü gerçekleştirin (XRF, sertlik testleri).

Uygulama Hataları İçin

• Malzeme seçimi öncesinde korozyon risk değerlendirmesi yapın.

• Pasivasyon ve imalat için ASTM A380/A967 standartlarını uygulayın.

• Kaynakçıları paslanmaz çeliğe özgü prosedürler konusunda eğitin (örneğin, temizleme gazı kullanımı).

? Sonuç: Sistematik Yaklaşım Kazanır

Hatalar nadiren siyah beyazdır. Sıkça, malzeme kusurları ve uygulama hataları birbirleriyle etkileşime girer. Titiz kriminalistik analizleri sektör standartlarıyla birleştirerek hatanın nedenini belirleyebilir ve etkili düzeltici önlemler alabilirsiniz.

Profesyonel İpucu : Bir hata veri tabanı tutun – soruşturmaların belgelenmesi gelecekteki teşhislerin hızlandırılmasına ve sorumluluk iddialarının görüşülmesine yardımcı olur.