Uçsuz bucaksız sulu bir alemin kaptanı olan gemileri, malzeme bilimi ile daha yakından tanıyalım…
Gemi içindeki yaşam alanlarında ısıya dayanıklı, yanmaz malzemeler tercih edilir. Örnek verecek olursak taş yünü veya cam yünü. Kablolamalarda izolasyon adına plastik ve bakır malzemeler tercih edilir. Zeminlerde ise beton tercihler arasındadır. Şu ana kadar yazılanlara göre evden bir farkı olmayan gemilerin, malzeme yapısıyla farklılık gösterdiği alanlar geminin mukavim yapısını oluşturan kısımlardır. Bu malzemelerde aranan en önemli özellik üretim aşamasındaki işlenebilirlik kolaylığıdır. Şöyle bir İstanbul boğazını seyre daldığımızda gördüğümüz ticaret gemileri genel olarak çelikten oluşur. Hafiflik istenildiğinde ise alüminyum ve elyaf takviyeli plastikler kullanılır. Tarih kitaplarını karıştırdığımız zaman ilk kez üretilen gemilerde ana malzeme olarak ağaç kullandığını görebiliriz. Eskiye özlem hala sürüyor ki günümüz gezinti teknelerinde de ağaç çok fazla kullanılmakta.
Genel olarak gemi yapımında kullanılan malzemelerden istenilen özellikler: malzeme üzerine gelecek basma, çekme ve kesme gerilmelerini karşılayabilmeli; sertlik, kırılganlık, yorulma dayanımı ve yanma mukavemeti istenilen değerlerde olmalıdır. Genel hatlarıyla gemileri ve gemi içinde kullanılan malzemeleri öğrenmiş olduk. Şimdi ise geminin mukavim yapısını oluşturan malzemeleri inceleyelim.
Çelik Malzemeler
Çelik nasıl üretilir?
Çelikler cevherden elde edilen ham demire oksijen üfleme yöntemi veya hurdaların elektrik ark ocaklarında tekrar eritilmesi yöntemiyle elde edilir. Büyük ölçüde demir ve kontrollü karbondan oluşur. Kükürt, silikon, fosfor gibi maddeler minimumda tutulur. Kimyasal yapısı değiştirilmek istenirse krom, nikel, manganez gibi alaşım maddeleri katılır. Gemilerde kullanılan çelikler, fiyat ve bulunabilirlik açısından genellikle yumuşak çelik üzerine olur. Yumuşak çeliğin diğer bir güzel yanı ise sıcak-soğuk şekil verme ve kaynak gibi işlemlere elverişli olmasıdır. Negatif bir tarafa değinecek olursak, sıcaklığın çok düşürüldüğü durumlarda darbe sertliği azalır ve kırılganlık başlar. Herhangi bir çeliğin gemide kullanılabilirliğini klas kurumu denetler. Toplum olarak insanları sınıflandırdığımız gibi bu kurumlar da çelikleri A’dan E’ye doğru sınıflandırır. Yumuşak çelik ise A ve B sınıflarında yer alır. Tanker gibi gerilmelerin fazla olduğu ve ağırlığın önem teşkil ettiği savaş gemilerinde yüksek gerilim çelikleri kullanılır. LPG VE LNG yakıtlarını taşıyan gemiler de ise ortam şartlarından dolayı kırılganlaşmayan ve korozif etkisi göstermeyen çelik malzemeler tercih edilir.
Alüminyum Alaşımları
Alüminyum çelikle aynı akma gerilmesine sahip olmasına rağmen yoğunluğu üçte biri kadardır, alüminyumun burkulma mukavemeti çeliğe kıyasla daha düşük olduğundan çeliğe göre çok daha hafiftir. Alüminyumun en büyük dezavantajı ne diye soracaksak? Tabi ki üretim aşamasındaki fiyatı ve kaynak yapma zorluğu diye cevap vermek mümkün. Fiyatı somutlaştırmak gerekirse, gemi inşasında kullanılan çelik $ 2.0 / kg birim fiyat iken alüminyum ise $ 12.0 / kg’dır. Bu da gemi inşası sırasında alüminyum kullanırken bir kez daha düşünülmesine yol açıyor. Alüminyum bazı durumlarda sadece geminin üst yapısında, küçük bir alanda kullanılır. Ateş ve barut bir yerde durmaz derler. Aynı şeyi alüminyum ve çelik içinde söylemek mümkün. Alüminyum ile çeliğin temas ettiği yerlerde elektro-kimyasal korozyon meydana gelir. Aslında zaman içinde çelik alüminyumu yer bitirir de diyebiliriz. Korozyonun oluşmasını neopren ya da benzeri bir malzeme yardımıyla engellenebilir. Çelik gibi alüminyumda klas kurumları tarafından belirlenir, denetlenir ve belgelenir.
Elyaf Takviyeli Plastik
(FRP) Elyaf takviyeli plastik örgü ve kısa serbest elyaf tabakalarının sentetik reçine yardımıyla karıştırılması sonucunda üretilir. En çok kullanılan reçineler polyester, vinly ester, epoxy ve phenolic reçinelerdir. Elyaf kategorisinde en çok cam elyaf kullanılırken, ender de olsa karbon ya da aramid elyaf da kullanılabilir. Sandwich konstrüksiyon haricinde FRP yapıların üretiminde erkek veya dişi kalıplar kullanılır. Elyaf takviyeli plastik, gemi içerisinde yüksek hızlı makinelerde, soğutucularda, ofis kabinlerinde ve oda izolasyonunda kullanılır.Çelik ve alüminyumda da olduğu gibi FRP içinde malzeme özellikleri ve üretimi klas kurumları tarafından belirlenir, denetlenir ve belgelenir.
Tam anlamıyla uzay keşifleri başlamamışken, yeryüzünde de okyanusları ve denizleri keşfederek en azından küçük bir antrenman yapabiliriz. Bize bu keşfimizde kaptanlık edecek gemilerin, güven vermesi tamamıyla malzeme bilimine bağlı. Geçmişe bakıldığında gemilerin ağaç malzeme ağırlıklı olduklarını, günümüzde ise tahta genel itibariyle yerini çelik ve alüminyum alaşımlara bıraktığını görebiliyoruz. Mutlaka ilerleyen yıllarda cebimizi çok daha verimli ve kaliteli malzemeler ile dolduracağız çünkü bilim her zaman değişmek ve gelişmek ister.
Yorumlar