Karbon Çelik Boruların Dikişsiz Sınıflandırılmasına Detaylı Bir Analiz: Ulusal Standartlardan Uygulama Senaryolarına

Giriş: Karbon çelik dikişsiz boruların sınıflandırılması neden kritik öneme sahiptir?

Endüstrinin 'damarları' olarak hareket eden karbon çelik dikişsiz borular, petrol, kimya, enerji ve makine imalatı gibi sektörlerde akışkanların taşınması, basınç iletimi ve yapısal destek sağlama gibi hayati roller üstlenir. Farklı işletme koşulları, boru malzemelerine çok farklı performans gereksinimleri getirir: normal sıcaklık ve basınçta sıradan akışkanların taşınmasından yüksek sıcaklık ve basınç altında buhar borularına, genel bina yapılarından nükleer santrallerdeki temel ekipmanlara kadar. Karbon çelik dikişsiz boruların doğru sınıfının seçilmesi yalnızca proje kalitesini ve güvenliğini değil, aynı zamanda proje yatırımının ekonomik verimliliğini de doğrudan etkiler.

Bu makale, uygulama standartlarından, malzeme sınıflarına, üretim süreçlerine ve muayene gereksinimlerine kadar karbon çelikten dikişsiz boruların sınıflandırma sistemini sistematik olarak açıklayacaktır; böylece malzeme seçimi karmaşasında en bilimsel karar verme yolunu bulmanıza yardımcı olacaktır.

I. Karbon Çelik Dikişsiz Boruların Temel Sınıflandırma Boyutları
Karbon çelik dikişsiz boruların sınıflandırılması, temelde dört boyutta yer alır: uygulama standart sınıfı, malzeme sınıfı, üretim kalite sınıfı ve işletme koşulu sınıfı.

1.1 Uygulama Standartlarına Göre Sınıflandırma
Ülkemizde karbon çelik dikişsiz boruların üretimi ve kullanımı, aşağıdaki temel ulusal standartlara dayanmaktadır; bu standartlar kendileri de önemli bir sınıflandırma unsurudur.

Standart Kodu | Standart Adı | Temel Uygulama

GB/T 8163 Akışkan Taşıma İçin Dikişsiz Çelik Borular | Genel akışkan taşıma amaçlı kullanımlar (örneğin petrol, petrol ve doğalgaz, su, hava vb.)

Düşük ve Orta Basınçlı Kazanlar İçin GB 3087 Çelik Borular (Dikişsiz) | Düşük ve orta basınçlı kazanlarda aşırı ısıtılmış buhar, kaynayan su vb.

Gübre Ekipmanları İçin GB 6479 Yüksek Basınçlı Çelik Borular (Dikişsiz) | Yüksek basınçlı gübre ekipmanları ve boru hatları, düşük sıcaklık koşullarını da içermektedir

Petrol Kraking Üniteleri İçin GB 9948 Çelik Borular (Dikişsiz) | Petrol kraking üniteleri; 8163 standardının uygun olmadığı durumlarda kullanılır

Yüksek Basınçlı Kazanlar İçin GB/T 5310 Çelik Borular (Dikişsiz) | Yüksek basınçlı kazanlarda aşırı ısıtılmış buhar boru hatları

Yapısal Kullanım İçin GB/T 8162 Çelik Borular (Dikişsiz) | Genel yapısal ve mekanik yapılar; örneğin bina ve makine parçaları

Petrol ve Doğalgaz Endüstrisi Taşıma Boruları İçin GB/T 9711 Çelik Borular | Uzun mesafeli petrol ve doğalgaz boru hatları

Nükleer santraller gibi özel alanların belirli sınıflandırma standartları olduğu unutulmamalıdır. Örneğin, GB/T 24512.1, nükleer santrallerde kullanılan dikişsiz karbon çelik borular için sınıflandırma gereksinimlerini belirtir ve Bu standart, 1., 2. ve 3. sınıf ekipmanlara uygulanır.

1.2 Malzeme Sınıfına Göre Sınıflandırma

Dikişsiz karbon çelik borular için yaygın malzeme sınıfları şunlardır:

Düşük karbonlu çelik serisi: No. 10, No. 20 çelik – çoğunlukla akışkan taşıma boru hatlarında kullanılır

Orta karbonlu çelik serisi: No. 35, No. 45 çelik – çoğunlukla makine imalat parçalarında kullanılır

Düşük alaşımlı çelik serisi: Q345 (16Mn), 09MnV – daha yüksek mukavemet gerektiren uygulamalarda kullanılır.

II. Temel standart sınıflarının detaylı analizi

2.1 Akışkan taşıma amaçlı dikişsiz çelik borular (GB/T 8163)

Bu, dikişsiz karbon çelik borular için en temel standarttır ve tasarım sıcaklığı 350 ℃ altı ve basınç 10,0 MPa altı olan petrol, petrol gazı ve diğer faydalı ortamlar için geçerlidir.

Malzeme Sınıfları: 10, 20, Q345 vb.

Muayene Gereksinimleri: Kimyasal bileşim analizi, çekme testi, düzleştirme testi ve hidrostatik test zorunludur. Flaring (açma) ve soğuk bükme testleri anlaşmaya göre istenebilir.

Üretim Süreci: Genellikle açık ocak fırınlarında veya dönüştürücülerde eritilir; bu da görece daha fazla safsızlık ve iç hata oluşumuna neden olur.

Uygulanabilir Senaryolar: Genel endüstriyel boru hatları, su arıtma sistemleri ve düşük basınçlı akışkan taşıma.

2.2 Düşük ve Orta Basınçlı Kazanlar İçin Dikişsiz Çelik Borular (GB 3087): Düşük ve orta basınçlı kazan sistemleri için özel olarak tasarlanmış bir standarttır; bu standart, düşük ve orta basınçlı kazanlardaki aşırı ısıtılmış buhar ve kaynar su boru hatlarına uygulanır.

Malzeme Sınıfları: 10, 20

Muayene Gereksinimleri: Genel testlerin yanı sıra soğuk bükme testi de zorunludur.

Üretim Süreci: 8163’e benzer şekilde, açık ocak fırınlarında veya dönüştürücülerde eritilir; ancak kalite kontrol gereksinimleri biraz daha yüksektir.

Uygulanabilir Senaryolar: Kazanlarda, termik santrallerde, ısıtma sistemlerinde ve petrokimya tesislerindeki kamu buhar boru hatları.

2.3 Petrol Krakingi İçin Dikişsiz Çelik Borular (GB 9948): Petrol rafinerisi üniteleri için özel olarak tasarlanmıştır; GB/T8163 çelik boruların uygun olmadığı uygulamalara uygundur.

Malzeme Sınıfları: 10, 20; Krom-molibden çelik serisi 12CrMo, 15CrMo vb. içerir.

Muayene Gereksinimleri: Temel testlerin yanı sıra flair (açılım) ve darbe testleri de gereklidir; muayene gereksinimleri katıdır.

Üretim Süreci: Başlıca elektrik ocak eritmesi ve kova rafinasyonu kullanılarak gerçekleştirilir; bu da görece daha az kimyasal bileşim ve iç hata oluşumuna neden olur.

Uygulanabilir Senaryolar: Tasarım sıcaklığı 350 ℃’yi aşan veya basınç değeri 10,0 MPa’dan büyük olan petrol ve petrol-gaz ortamları; hidrojen ortamında çalışan boru hatları; gerilme korozyonuna eğilimli ortamlar.

2.4 Yüksek Basınçlı Gübre Ekipmanları İçin Dikişsiz Çelik Borular (GB 6479): Yüksek basınçlı gübre ekipmanları ve boru hatları için uygundur; -40℃ ile 400℃ arasındaki sıcaklık aralığı ile 10,0–32,0 MPa basınç aralığında sert işletme koşullarını kapsar.

Malzeme sınıfları: 10, 20G, 16Mn vb.

Muayene gereksinimleri: Katı bir şekilde öngörülen flair (açma) ve darbe testleri; özellikle düşük sıcaklıkta darbe tokluğuna ilişkin özel gereksinimler.

Üretim süreci: Standart kendisi, iç saçılmaları ve safsızlıkları en aza indirmek amacıyla kova rafinasyonu (ladle refining) gereksinimini belirtir; bu da en yüksek kaliteye ulaşmayı sağlar.

Uygulanabilir senaryolar: Düşük sıcaklık (–20℃ altı) ortamları; yüksek basınçlı kimyasal akışkanlar; son derece yüksek güvenlik gereksinimleri olan durumlar.

2.5 Yüksek Basınçlı Kazanlar İçin Dikişsiz Çelik Borular (GB/T 5310): Yüksek basınçlı kazan sistemleri için özel olarak hazırlanmış bir standarttır; yüksek basınçlı kazanlarda aşırı ısıtılmış buhar akışkanlarına uygulanır.

Malzeme sınıfları: 20G; Krom-molibden çelik serisi: 15MoG, 20MoG, 12CrMoG, 15CrMoG vb.

Denetim gereksinimleri: 6479 standardına eşdeğerdir; flair (açık uçlu) ve darbe testlerine kesinlikle uyulur.

Üretim süreci: Kaşık rafinasyonu; son derece yüksek malzeme kalitesi.

Uluslararası Karşılaştırmalı Standartlar: GB/T 5310’deki 20G, ASME SA-106 Gr.B’ye karşılık gelir ve uluslararası mühendislik uygulamalarında birbirleriyle değiştirilebilir.

2.6 Yapısal Amaçlı Dikişsiz Çelik Borular (GB/T 8162): Yukarıda bahsedilen akışkan taşıma uygulamalarından farklı olarak, bu ürün türü genel yapılar ve mekanik yapılar için kullanılır.

Malzeme Sınıfları: 10, 20, 35, 45, Q345, 20Cr, 40Cr, 15CrMo vb.

Boyutsal Hassasiyet: Dış çap sapmasına göre D1–D4 olmak üzere dört sınıf halinde sınıflandırılır; en yüksek hassasiyet ±0,50%’e (minimum ±0,10 mm) ulaşır.

Uygulanabilir Senaryolar: Köprüler, binalar, makine parçaları, otomotiv taşıma elemanları, hidrolik destekler vb.

III. Üretim Kalite Sınıfı Sıralaması ve Seçim Mantığı

3.1 Kalite Sınıfı Sıralaması: Düşükten Yüksüğe

Ergitme süreçlerine, muayene gereksinimlerine ve pratik uygulama performansına dayanarak, yukarıdaki çelik boru standartlarının üretim kalite sınıfları şu şekilde sıralanmıştır:

GB/T 8163 < GB 3087 < GB 9948 < GB/T 5310 < GB 6479

Sıralama düşükten yükseğe doğru ilerlemektedir. GB 6479’un düşük sıcaklık darbe tokluğu için özel gereksinimleri ve en katı kova rafinasyon kuralları nedeniyle kalite sınıfı sıralamasında en üst sırada yer aldığı unutulmamalıdır.

3.2 Temel Seçim Mantığı

Gerçek mühendislik seçimlerinde aşağıdaki karar verme ilkelerine uyulmalıdır:

**Çalışma Koşulları Uyumluluk İlkesi:** Genel çalışma koşulları için 8163, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç için ise 9948 veya 6479 kullanın.

**Sıcaklık Önceliği İlkesi:** Tasarım sıcaklığı 350 ℃’yi aşan veya -20 ℃’nin altına düşen durumlarda doğrudan daha yüksek kalite sınıfı seçilmelidir.

**Ortam Özel Özellikleri İlkesi:** Hidrojen maruziyeti altında çalışan sistemlerde ve gerilme korozyonu ortamlarında 9948 veya 6479 seçilmelidir.

**Düzenleyici Uyumluluk İlkesi:** Kazanın izleme kapsamındaki buhar boruları, 3087 veya 5310 standartlarına uygun olmalıdır.

**Ekonomik İlke:** Daha yüksek kaliteli çelik borular daha pahalıdır (örneğin, 9948’in fiyatı 8163’e kıyasla neredeyse %20 daha fazladır); bu nedenle güvenilirlik ile maliyet arasında bir denge kurulması gerekir.

3.3 Önemli Sınırlamalar
"Basınçlı Boru Hatları için Güvenlik Teknik Denetim Yönetmeliği" gibi standartların gereksinimlerine göre:

GB 3087 ve GB 8163 standartlarına uygun çelik borular, GC1 sınıfı basınçlı boru hatlarında kullanılamaz (ancak her bir boru ultrasonik testten geçirilmiş ve kalitesi L2.5 sınıfından düşük olmamışsa ve tasarım basıncı ≤4,0 MPa ise istisna yapılır).

IV. Gemi İnşaatı ve Nükleer Santraller Gibi Özel Alanlara Yönelik Sınıflandırma

4.1 Gemiler İçin Dikişsiz Çelik Borular (GB/T 5312)
Gemi boru sistemleri, tasarım basıncı ve sıcaklığına göre I, II ve III olmak üzere üç sınıfa ayrılır:

Boru Hattı Sınıfı | Tasarım Basıncı/Sıcaklığı Gereksinimleri | Tipik Uygulamalar

Sınıf I | Daha yüksek parametreler (örn. buhar >1,6 MPa/300 ℃) | Yüksek basınçlı buhar ve yakıt yağı boru hatları

Sınıf II | Orta parametreler | Orta basınçlı sistemler

Sınıf III | Daha düşük parametreler | Düşük basınçlı yardımcı sistemler
Çelik sınıfları 320, 360, 410, 460 ve 490’tır; buradaki rakamlar minimum çekme dayanımını (MPa) gösterir.

4.2 Nükleer Santraller İçin Dikişsiz Çelik Borular (GB/T 24512.1): Nükleer santraller için dikişsiz karbon çelik borular, güvenlik seviyelerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılır:

Seviye 1: En yüksek düzeyde nükleer güvenlik ekipmanı

Seviye 2: Önemli güvenlik ekipmanı

Seviye 3: Genel güvenlik ekipmanı

Nükleer olmayan sınıf: Geleneksel ada ve yardımcı sistemler

V. En Son Kalite Derecelendirme ve Değerlendirme Sistemi Geleneksel standart derecelendirme sisteminin yanı sıra, sektör son yıllarda daha ayrıntılı bir kalite derecelendirme ve değerlendirme sistemi geliştirmiştir. T/CAS ES470700003-2022 "Endüstriyel Ürün Kalitesi Derecelendirme ve Değerlendirme Kuralları – Karbon Çelik ve Alaşımlı Çelikten Üretilen Dikişsiz Boru Fittingleri" standardına göre:

Değerlendirme Boyutları:

Temel Yeterlilik İncelemesi (Tek Maddeye Dayalı Reddete Yetkili)

Üretim Güvencesi Yeteneği Değerlendirmesi (Tek Maddeye Dayalı Puanlama)

Ürün Performans Testi (Tek Maddeye Dayalı Puanlama)

Kalite Derecesi Sınıflandırması: Kapsamlı değerlendirme puanına göre, yüksekten düşüğe doğru 9 dereceye ayrılmıştır:

AAA, AA, A (Mükemmel Derece)

BBB, BB, B (İyi Derece)

CCC, CC, C (Uygun Derece)

Bu derecelendirme yöntemi, ürünün gerçek kalite seviyesini daha kapsamlı şekilde yansıtabilir ve kullanıcıların ürün kalitesine yönelik farklılaşmış ihtiyaçlarını karşılayabilir.

VI. Seçim Kararı Yönergeleri ve Yaygın Yanlış Anlayışlar

6.1 Dört Aşamalı Seçim Yöntemi
Uygulamayı Netleştirin: Akışkan Taşınımı mı? Kazan Borulaması mı? Yapısal Yük Taşıma mı?

Çalışma Koşullarının Değerlendirilmesi: Sıcaklık, Basınç, Ortam Özellikleri, Çevresel Koşullar

Standartların Uygunluğu: Yukarıdaki analize göre uygulanabilir standartları seçin.

Sınıfın Belirlenmesi: Standart aralığı içinde en ekonomik malzeme sınıfını seçin.

6.2 Yaygın Seçim Yanlış Anlayışları
Yanlış Anlayış 1: "8163 çok yönlüdür ve tüm durumlarda kullanılabilir."
Düzeltme: 8163, yüksek sıcaklık, yüksek basınç, düşük sıcaklık ve hidrojen maruziyeti gibi özel çalışma koşullarında kesinlikle kullanılmamalıdır.

Yanlış Anlayış 2: "Standart sınıfı ne kadar yüksekse, o kadar güvenlidir."

Düzeltme: Standart sınıf, gerçek ihtiyaçlarla uyumlu olmalıdır; aşırı seçim israf yol açar (örneğin, 5310 genel su boruları için kullanılır).

Yanlış Anlayış 3: "Sadece standarta bakın, ergitme sürecine bakmayın."

Düzeltme: Aynı standart bile olsa, farklı üreticiler arasındaki ergitme süreçlerindeki farklar, ürünün gerçek kalitesini etkiler.

Yanlış Anlayış 4: "Denetim gereksinimlerindeki farklar göz ardı edilir."

Düzeltme: Yüksek kaliteli sınıf standartlarının temel avantajı, daha katı denetim gereksinimlerinde yatmaktadır.

Sonuç: Bilimsel seçim, mühendislik değer yaratır. Karbon çelikten üretilen dikişsiz boruların sınıflandırılması, temelden üst düzey seviyeye, genelden özelleşmiş uygulamalara kadar tam bir sistemdir. Doğru malzeme seçimi, işletme koşullarının doğru değerlendirilmesine, standartların derinlemesine anlaşılmasına ve makul kalite gereksinimlerine dayanmalı; güvenilirlik ile ekonomiklik arasında en uygun dengeyi sağlamalıdır.

Karmaşık işletme koşullarıyla veya belirsizliklerle karşılaşıldığında, profesyonel bir malzeme mühendisine danışılması ve gerekirse doğrulama amacıyla küçük çapta testler yapılması önerilir. Sonuçta, uygun olmayan bir malzeme seçimi nedeniyle meydana gelen bir boru hattı arızasından kaynaklanan kayıplar, malzeme için ödenen makul primi çok aşar.