KARBONLU VE ALA IMLI ÇEL KLER N KAYNA I, Burhan O uz, OERLIKON Yayını, 1985
5
arzeden A 302 Grade B aynı amaçla kullanılmı tır. Bu çelik Mn (% 1,15-1,50) ve Mo (% 0,45-
0,60) içeren bir karbon (% 0,25) çeli idir. ASME Code Case 1339'un müsaadesiyle % 0,40 ile %
1,0 arasında de i en bir nikel ilâvesiyle bu malzeme sonunda ASME A 533 Grade B adını almı
olup halen nükleer reaktörlerin ana primer devresinin büyük boyutlu teknelerinde çok geni
ölçüde kullanılmaktadır.
Sodyumla so utulan reaktörlerin primer devrelerinde bugüne kadar sadece klasik
austenitik çelikler kullanılmı olup bu tip reaktörlerin buhar generatörlerinde ise, bu kısmın
özellikle hassas olması nedeniyle a a ıda belirtece imiz özel çelikler kullanılmı tır.
Bunların seçimine hâkim olan kriterler unlardır :
1 — Genel kriterler :
a) mekanik karakteristikler (anî, ya landırmadan sonra, sürünme, yorulma),
b) i lenebilirlik;
c) kaynak kabiliyeti;
d) fiyat;
e) normal ko ullarda korozyona mukavemet
2 — Sodyumun kullanılmasına ba lı kriterler :
a) sodyumla temas halinde mekanik karakteristikler;
b) dekarbürasyona meyil;
c) sodyum-su reaksiyonu (kaçaklar) halinde korozyona mukavemet.
Bütün bu kriterlere cevap verecek ve bu yolda kendini kesinlikle kabul ettirecek bir
malzemenin bulunmaması nedeniyle dünyada in a edilmi ya da proje halindeki bu tip
reaktörlerde de i ik malzeme kullanılmı ya da öngörülmü tür. Bunların ba lıcaları ikiye ayrılır :
1) Ferritik çelikler: niobiumla stabilize edilmi veya edilmemi 2 1/4 Cr- 1 Mo'li çelikler, 9
Cr-1 Mo'li çelik, 9 Cr-2 Mo-Nb V çeli i
2) 18/10 tipi austenitik çelikler veya 35 Ni-20 Cr (Alloy 800) ala ımı.
Sodyumun malzemelerin mekanik karakteristikleri üzerindeki olumsuz etkilerinden biri de
sıvı sodyumun metali gevrekle tirme olayıdır. Bunun borulardaki gerilmelerin hesabında dikkat
nazara alınması gerekir.
Sıvı sodyuma maruz kısımlar reaktörün ortasında bulunur (yakıt baralarının zarfı, ana
tekne, pompalar, ara ısı e anjörleri). Buhar generatörü hem sıvı sodyum, hem de suya maruzdur.
Nükleer reaktörlerin in asında kullanılabilecek dökme çelikler arasında dü ük karbonlu ve
nikel içeren martensitik paslanmaz çelikler, özellikle 13 Cr-4 Ni tipi, ilginç bir gelecek
vaadetmektedir. Dü ük (%0,06 veya daha az) karbon sayesinde bunların kaynak kabiliyeti çok
iyi olup sürünme mukavemeti de elveri lidir. Gevrek kırılmaya mukavemet de iyidir.
KARBONLU VE ALA IMLI ÇEL KLER N KAYNA I, Burhan O uz, OERLIKON Yayını, 1985
6
YÜKSEK SICAKLIK ÇEL KLER N N KAYNA I VE KAYNAK MALZEMES
Yüksek sıcaklık çeliklerini birle tirmede kullanılan kaynak malzemesi genellikle ana
malzemeninkine benzer bile imdedir. Örtülü metal-ark kaynak elektrodları AWS—AiSTM
standardından seçilebilir. Bazı Cr-Mo elektrodları özel markayı haizdirler. En çok kullanılan Cr-
Mo bile imlerinin ala ımlı çelik elektrodları gaz metal-ark (gazaltı) ve tozaltı kaynakları için de
mevcuttur. Bu Cr-Mo bile imlerinin kaynak malzemeleri, beklenebilece i gibi, kaynaklı halde
sınırlı tenasiteyi haizdir. Bunun çatlamasını önlemek üzere ön ısıtma geni ölçüde uygulanır;
kaynaktan sonra gerilim giderme ısıl i lemi de kaynak metali ile ana metalin ısıdan etkilenmi
bölgesinin tenasitesini ıslah eder. Kaynak sonrası ısıl i lemin uygulanamadı ı hallerde kaynaklı
halde daha üstün mekanik özellikler arzeden bir kaynak metali kullanılabilir. Bu takdirde bir Cr-
Ni austenitik paslanmaz çelik ya da nikel esaslı kaynak malzemesi genellikle seçilir (örne in
E309 veya E310 paslanmaz çelikler). Her ne kadar bu farklı kaynak metalları iyi bir mukavemet
ve toklu u haiz iseler de bunların kullanılması ısıdan etkilenmi bölgelerin sertle mesine mani
olamaz. Bu itibarla bu dokusal ko ulun ilerde i letmede herhangi bir sakınca do urup
do urmayaca ı hususu dikkat nazara alınmalıdır. Keza, austenitik kaynak metallerinin bazıları
C-Mo veya Cr-Mo ana metallerinkinden çok daha yüksek bir uzama katsayısını haizdirler. Ana
metalle kaynak metali arasında ısıl uzama farkları kayna ın uçlarında toplanma e iliminde
bulunan yüksek gerilmeleri do urur. Bu gerilmeler özellikle parçanın devresel ısı de i melerine
maruz bulundu u hallerde zararlı olabilir. Bunlar ana metal-kaynak metali birle im yüzeyinde
mevziî gerilim-oksidasyon kusurları veya ısıl yorulma tipi bir kırılma meydana getirebilirler.
Austenitik kaynak metali ile birle tirme daha çok, genellikle de i mez ko ullar altında çalı an
petrol endüstri teçhizatında kullanılır; oysa ki buhar-güç üretimi merkezlerinde talep de i meleri
sıcaklık ve basıncın da devresel olarak de i mesini sonuçlandırır.
Yüksek sıcaklıkta çalı acak kaynaklı teçhizatın imalinde alınacak tedbirler arasında her
zaman zikredilen çukurluk, yarık ve çentiklerden kaçınma kaidesi vardır. Bu gerilmeyi yükseltici
faktörler facia halindeki gevrek kırılmaya götürmese de bunların varlı ı uzun sürede çok zarar
verici olur. Gerilim kırılmasına götürebilecek olan bu gerilme yo unla masına ek olarak yarık ve
çentikler, zamanla korozyon zararları hasıl edebilecek maddelerin buralarda toplanmasına da yol
açarlar. Kaynak cürufu, özellikle flüorid içeren cüruf, yüksek sıcaklıkta çalı an teçhizat için
istenmeyen bir bakiyedir. Bu yarık ve çentiklerde toplanabilecek dü ük sıcaklıkta ergiyen
vanadium, sodyum ve çinko oksitleri gibi bile imler, çeli in yüzeyinde te ekkül edecek
koruyucu krom oksiti tabakasını yok etmeleri halinde çok zararlı olurlar.
Geni , ve özellikle yüksek sıcaklıklarda kullanma alanına sahip dökme austenitik çeliklerin
kayna ı üzerinde yürütülmü ara tırma sonuçlarını özetleyelim.
Gerek do ruca ana malzemede, gerekse birle me yeriyle IEB' de vaki olan çatlamalar,
örne in % 18 Cr, % 37 Ni ve % 0,4 C'lu bir austenitik çeli in nominal 700°C çalı ma
sıcaklı ında, mekanik zorlanmalar dı ında, ya landırılmı yüksek karbonlu austenitik çelikler
için M
23
C
6
tipinde ince karbür çökelmeleri ve yüksek karbon dolayısiyle dü ük sünekli e