Denizcilik Uygulamalarında Kompozit Malzeme Kullanımı

Son yıllarda kompozit malzemelerin deniz ortamındaki özel yapılarını anlamada önemli gelişmeler kaydedildi. İşleme ve üretim sektörlerinin daha fazla ilgi görmesiyle birlikte, ağır yüklere dayanabilen karmaşık ve büyük parçaları inşa edilebilme potansiyeli de artmış oldu.

2. Dünya Savaşı’ndan sonra denizcilikte ilk kez kullanılan kompozit malzemeler, bu geniş kapsamlı endüstriye dâhil edilmiştir. Denizcilikte kompozitlerin erken kullanımı, deniz teknelerinde hafif, güçlü ve korozyona dayanıklı bileşenlere duyulan ihtiyaçtan kaynaklanmıştır. İlk uygulamalar çelik, alüminyum ve ahşap ile ilgili yaşanan korozyon sorunlarının üstesinden gelmek için tasarlanmıştır. Ağırlık azaltma özellikle ticari gemilerde bulunan üst ağırlık için önemli bir husustur.

Şekil 1.  Gemi üzerinde korozyon örneği

Deniz endüstrisi her türlü deniz taşıtını kapsar. Ayrıca, deniz ortamına dayanabilecek malzemeler gerektiren vanaları ve diğer deniz altı yapılarını da içerir. Bu sektörde, kompozit malzemeler için uygulamalar şunlardır:

  • Gövde
  • Rulmanlar
  • Pervane
  • Kapaklar
  • Egzoz
  • Üst taraf yapılar
  • Radom
  • Sonar kubbeleri
  • Parmaklıklar
Şekil 2. Karbon fiber pervane örnekleri

Su aşındırıcı özelliğe sahiptir ve deniz suyu özellikle su araçlarına ve yapılarına zarar verir. Bu zorluklar, kompozitlerin deniz bileşenlerinde korozyona ve yorgunluğa karşı dayanıklı olmaları sebebiyle tercih edilmelerine fırsat sunar. Bakım gereksinimleri, özellikle deniz suyuna maruz kalan sabitleme ve konektör bileşenlerinde termoset kompozitlerin kullanılmasıyla önemli ölçüde azaltılabilir. (Bakınız: Denizcilik Sektöründe Kompozit Tamiri https://youtu.be/5157WJQ4tOk )

Termoset kompozit kullanılan deniz bileşenleri şunları sunar:

  • Hafiflik ve dayanıklılık için mukavemet-ağırlık özellikleri (çekme mukavemeti)
  • Kalıcı performans için boyutsal kararlılık
  • Bozulmadan çalışma için korozyon direnci
  • İşletme maliyetlerini azaltmak ve verimliliği artırmak için daha hafif ağırlık
  • Daha az bakım için birden fazla parçanın tek parça halinde kombinasyonu
  • Daha az gürültülü bir çalışma ortamı için şaşırtıcı ses
  • Karmaşık şekillerde kullanım için tasarım esnekliği
  • Radomlar ve sonar kubbeler için yüksek düzeyde akustik şeffaflık
  • Stabilite için gelişmiş sertlik

Kompozitler yarış teknelerinde diğer deniz yapılarından daha yoğun kullanır. Minimum ağırlık ve maksimum sertlik tasarımlarında çok önemlidir. Böylece tekneler deniz ortamlarındaki dalgaların ve diğer elementlerin etkisine karşı maksimum hız ve dirençle yelken açabilmektedirler. Karbon fiber takviyeli epoksi kompozitler genellikle petek veya köpük çerçeveler, direkler, bom, karbon vinç varilleri ve şaft ile korseli tekne gövdelerinde kullanılır. Fiber takviyeli polimer kompozitlerin kullanımı, performansın artmasına katkıda bulunabilir ve farklı uluslararası yelken koşullarında yelken dezavantajları ve başarısızlık tehlikesini en aza indirebilir.

Şekil 3. Fiberden üretilmiş tekne

Malzeme bilimi ve kompozit teknolojisi hızla ilerlemekte ve karbon nanotüplerin uygulanması da dâhil olmak üzere epoksi karışımları gibi yeni kompozitler, yüksek performanslı deniz yapıları için daha da popüler hale gelmektedir. Hafiflik, üretim kolaylığı, dayanıklılık ve mukavemet kompozitlerin deniz uygulamalarında sürekli ve hayati bir rol oynamasını sağlar.

Denizcilik sektörü verimliliği artırmaya ve genel maliyetleri düşürmeye bakmaya devam ettikçe, kompozit malzemeler deniz performansında önemli bir faktör olmaya devam edecektir.

You may also like...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir