Korozyona Uğrayan Tankların Burkulma Kapasitesinin Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Çelik elemanların çeşitli güçlendirme yöntemleri ile yapısal bütünlüklerini koruma esasları üzerinde yapılan araştırmalar son zamanlarda da devam etmektedir. Günümüzde çelik elemanlarının güçlendirilmesinde CFRP (Karbon fiber takviyeli polimer) kullanımı hızla yaygınlaşmakta olup birçok deneysel çalışmanın da konusu olmaya devam etmektedir. Bu deneysel çalışmada farklı oranlı hidroklorik asit çözeltileriyle doldurulan ve korozyona uğraması sebebiyle burkulma dayanımında azalma olan ince cidarlı silindirik çelik tanklarda, CFRP ile yapılan güçlendirmenin burkulma dayanımına etkisi araştırılmıştır. Çalışmada 6 adet ince cidarlı silindirik çelik tank numunesi deneye tabi tutulmuştur. Silindir numuneleri 400 mm boyunda ve 400 mm çapında olup, 0,45 mm kalınlık değerine sahiptirler. Bu deney numunelerinden korozyonsuz olarak burkulma deneyi gerçekleştirilen iki numuneden birisinde CFRP kullanılmamış olup, diğer numune CFRP kumaş ile kaplanmıştır. Geri kalan dört numune ise korozyona tabi tutulmuştur. Korozyonlu bu dört numuneden iki adet numune %2,5 oranında, diğer 2 adet numune ise %5 oranında hidroklorik asit çözeltisine maruz bırakılmıştır. %2,5 oranında korozyona maruz kalan numunelerden birisine ve %5 oranında korozyona maruz kalan numunelerden birisine CFRP uygulaması yapılmıştır. 6 deney numunesi üzerinde gerçekleştirilen burkulma deneyleri sonucu elde edilen deney verileri literatürde teorik olarak hesaplanan Ross, Jawad ve Ventsel ve Krauthammer teorileriyle karşılaştırılmıştır. Burkulma deneyleri sonucunda, hidroklorik aside maruz kalmasından dolayı korozyona uğrayan ve burkulma dayanımlarında düşüş olan silindir numunelerde CFRP takviyesi yapıldığında burkulma dayanımlarında ciddi bir oranda iyileşme gözlemlenmiştir.

Research on the principles of preserving the structural integrity of steel elements through various strengthening methods continues to be a topic of interest. The use of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) in strengthening steel elements has rapidly become widespread, with many experimental studies focusing on this topic. In this experimental study, the effect of strengthening with CFRP on the buckling strength of thin-walled cylindrical steel tanks subjected to corrosion-induced reduction in buckling strength, filled with different ratio hydrochloric acid solutions, was investigated. Six samples of thin-walled cylindrical steel tanks were tested. The cylindrical specimens are 400 mm in height and diameter, with a thickness of 0,45 mm. Among these test specimens, one was subjected to buckling test without CFRP, while the other was covered with CFRP fabric. The remaining four specimens were subjected to corrosion. Two of the corroded specimens were exposed to a 2,5% hydrochloric acid solution, while the other two were exposed to a 5% solution. CFRP application was applied to one specimen exposed to 2,5% corrosion and one exposed to 5% corrosion. The experimental data obtained from the buckling tests conducted on the six test specimens were compared with the Ross, Jawad, and Ventsel and Krauthammer theories calculated theoretically in the literature. As a result of the buckling tests, a significant improvement in the buckling strength was observed when CFRP reinforcement was applied to the cylindrical specimens subjected to corrosion-induced reduction in buckling strength due to exposure to hydrochloric acid.