Deniz Taşıtlarında Kompozit Malzeme Kullanımı

Deniz Taşıtlarında Kompozit Malzeme Kullanımı Gelişen dünya ve artan üretim ile birlikte hafif ve dayanıklı malzemelere olan talep de yıllar içinde artış göstermiştir. Bu noktada bu özellikleri karşılayan kompozit malzemeler birçok sektörde kullanılmaktadır; savunma, havacılık, uzay, deniz, inşaat vb… Denizcilik uygulamalarında kompozit malzeme kullanımının tarihçesine baktığımızda, 2. Dünya Savaşı’ndan sonra deniz taşıtlarında kullanılmaya başlandığı görülmektedir. Korozyon direnci, yüksek dayanıklılık gibi özelliklere artan talep; kompozit kullanımını doğurmuştur. Günümüzde kompozit sektöründeki teknolojik gelişmeler sayesinde deniz sektöründe kompozit kullanımı giderek artmaktadır. Teknolojik gelişmelerle birlikte ağır yüklere dayanabilecek kompozit malzemeler üretilebilmektedir. Deniz taşıtları üretilirken ilk uygulamalar ahşap, çelik ve alüminyum malzemelerle yapılmıştır. Fakat her iki malzeme de korozyon direnci göstermemektedir. Yıllar içinde bu malzemelerin uzun ömürlü ve dayanıklı olmadığı gözlemlenmiş ve üreticiler yeni bir malzeme arayışına girmiştir. Burada kompozit malzeme karşılarına çıkmış ve hafif olması, yüksek korozyon direnci ve kimyasal direnç göstermesi; üreticileri kompozit malzeme kullanımına itmiştir. Deniz taşıtlarında pek çok alanda kompozitler kullanılmaktadır. Bu alanları sıralamak gerekirse; pervane, rulmanlar, gövde, egzoz, random, sonar kubbeleri, parmaklıklar, kapaklar, üst taraf yapılarda kompozit malzemelerden yararlanılmaktadır. Son dönemde İstanbul’da devreye giren deniz taksilerinin imalatında da kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Kompozit malzemelerin deniz taşıtlarında sunduğu pek çok avantaj vardır.

Deniz Taşıtlarında Kompozit Malzeme Kullanımının Sağladığı Avantajlar

Deniz suyunda bulunan tuz ve aşındırıcı özellikler yıllar içinde deniz taşıtlarında büyük zararlara sebep olmaktadır. Bu sebeple kompozitlerin korozyona direnme kabiliyeti, bakım gereksinimleri gibi bileşenler önemlidir. Bu özellikleri karşılayan kompozit malzemelerden termoset kompozitler deniz taşıtlarında en çok kullanılan kompozitler arasındadır. Bu kompozitlerin ana matrisini polimer olan termosetler oluşturur. Termoset kompozitlerin deniz taşıtları için bir dizi avantaj sunar. Termoset kompozitler deniz suyunun tuz ve aşındırıcı özelliklerine karşı korur, deniz taşıtlarının direnme kabiliyetini arttırır ve bakım gereksinimlerini azatır. Termoset kompozitler aynı zamanda hafiflik ve dayanıklılık için çekme mukavemeti sunar ve yüksek korozyon direnci gösterir. Bu sayede termoset kompozitlerin kullandığı deniz taşıtları uzun süre boyunca bozulmadan kullanılabilir. Daha hafif ağırlık da sunan termoset kompozitler, bu sayede işletme maliyetlerinin azalmasını sağladığı gibi verimliliği de artırır. Termoset kompozitler; şaşırtıcı derecede sesi düşürerek daha az gürültülü bir ortam da sunar ve tasarım esnekliği sayesinde daha rahat çalışma olanağı sunar. Kompozit malzemelerin avantajlarından bir diğeri ise uygun malzemelerin kullanımı ile; çok üstün elektriksel özelliklere sahip kompozit malzemeler elde edilebilmesidir. Kompozitin denizcilik uygulamalarında kullanılmasının bir başka sebebi ise denizlerde oluşan atık kirliliği ve bu atıkların deniz taşıtlarına olan zararlı etkileridir. Gitgide artan deniz trafiği, deniz taşımacılığı ile beraber denizlerdeki kirlilik oranı giderek artmaktadır. Deniz trafiği dışında fabrikaların denizlere atık bırakması da son yıllarda denizlerde artan kirliliğin sebeplerinden sayılmaktadır. Bu noktada kompozit malzemeler bu atıklara ve kimyasallara karşı yüksek direnç gösterir ve böylece kompozit malzeme ile üretilen deniz taşıtlarında daha az aşınma görülür. Kompozit malzemelerinin en çok kullanıldığı deniz taşıtlarının başında ise yarış tekneleri gelmektedir. Yarış teknelerinde daha sık kullanılmasının nedeni ise kompozit malzemelerim minimum ağırlık ile maksimum sertlik sunmasıdır. Deniz taşıtlarında en çok kullanılan malzeme bileşimlerine baktığımızda karşımıza; cam elyaf ile polyester, karbon elyafı ile epoksi ve aramid elyafı ile epoksi bileşimleri çıkmaktadır. Günümüzde en çok kullanılan ise Cam Takviyeli Polyester (CTP)‘dir. CTP, ilk modern polimer esaslı kompozit malzemedir.

Cam Elyaf Takviyeli Plastik

Bu kompozitler metallerin sahip olmadığı özelliklere de sahiptirler ve çoğu muadiline göre daha az maliyetlidir. Bu sebeple üstün özelliklerle birlikte tasarruf etmek isteyen üreticiler tarafından tercih edilmektedirler. Cam Elyaf Takviyeli Plastik; cam elyaf ile taşıyıcı bir polimerin birleştirilmesi ile elde edilen kompozit malzemelerdir. Bu kompozit malzemede cam elyafın çekme mukavvemeti ile plastik malzemenin basınç mukavemeti birleştirilir. Böylece hem yüksek basınç hem de yüksek çekme mukavvemetine sahip kompozit malzemeler elde edilir. CTP’lerin deniz taşıtlarında kullanımı 1940’lara, 2. Dünya Savaşı zamanına dayanmaktadır. O dönemlerde daha dayanıklı tekneler inşa etmek isteyenler yeni malzeme arayışına girmiş ve CTP malzemesini araştırmışlardır. CTP’nin sunabileceği avantajların saptanması ile ise bu malzeme deniz taşıtlarında kullanılmaya başlanmıştır. 1965 yılında ise Colombia Tersanesi tarafından o zamana kadar CTP kullanılarak yapılmış en büyük yelkenli olan Columbia 50 inşa edilmiştir. Bu yelkenli katıldığı yarışlardaki üstün performansı ve dayanıklılığı ile göz doldurmuştur. [3] Yıllar içinde gelişen teknoloji ile beraber daha üstün ve hatasız kompozit malzemeler geliştirilmiş, CTP’nin denizcilikteki kullanımı artmıştır. Cam Elyaf Takviyeli Plastikler deniz taşıtlarında birçok avantaj sunmaktadır. Bu avantajların bazılarını şu şekilde sıralayabiliriz; • Hafiflik, • Yüksek çekme mukavvemeti, • Yüksek basınç mukavvemeti, • Yüksek kimyasal direnç ve korozyon dayanımı, • Sınırsız tasarım ve kalıplama esnekliği. • Kolay tamir edilebilme, • Düşük araç-gereç maliyeti, • Üstün elaskiliyet, • Renklendirilebilme, • Üstün boyutsal stabilite. Kompozit malzemelerin deniz sektöründe sıklıkla kullanılmasının başında sunduğu bu özellikler sayesinde teknelerin ömrünün uzaması ve bunun yanında diğer malzemelere oranla daha az maliyetli olmasıdır. CTP’ler günümüzde yapılan araştırmalara göre dünya tekne pazarının büyük bir yüzdesini ele geçirmiş durumdadır. CTP’ler denizcilik uygulamalarında birçok farklı şekilde imal edilebilir. Bunlar; elle yatırma, elyaf püskürtme yöntemi, vakum yöntemidir. Tekne yapımında en önemli kısım ise kalıplardır. Tekne yapımında kullanılacak kalıpların çok hassas ve doğru bir şekilde yapılması gerekmektedir. İmalat yöntemleri arasında en çok kullanılan yöntem elle yatırmadır. Elle yatırmanın diğer yöntemlere göre daha çok kullanılmasının başlıca sebebi; düşük teknoloji ile de yapılabilmesi ve özel bir beceri gerektirmemesidir. Elle yatırma yöntemi ile imalat yapılırken önemli olan nokta kalıp, malzeme ve atölyenin belirli bir sıcaklık ve nem oranında tutulmasııdır. Günümüzde üretilen yatların büyük bir çoğunluğu CTP kullanılarak üretilmektir. Bunun en büyük sebeplerinden biri aslında daha üstün özellikler sunmasından çok seri üretim için daha uygun olmasıdır. CTP diğer malzemelere göre çok daha kısa sürede üretim yapılmasını sağlar. Bu nedenle ahşap ve metaller daha çok kişiye özel tasarım yapılan atölyeler tarafından tercih edilirken CTP daha çok büyük ölçekli atölyeler tarafından kullanılmaktadır. CTP, kullanıcılar tarafından da tercih edilmeye başlanmıştır. Yüksek korozyon dayanımı gibi özellikleri sayesinde daha az emek gerektirir. Yüksek teknoloji ile doğrusal olarak ilerleyen kompozit teknolojisi pek çok sektörde kullanılmaktadır. Denizcilik de bu sektörlerden biridir. Deniz endüstrisinin ihtiyaç duyduğu özelliklerde üretime olanak sağlayan kompozitlerin kullanımı her geçen yıl artmaktadır.   Kaynaklar 1- Introduction: the use of composites in civil structural applications, V. M. Karbhari 2-http://kompozithayalleri.com/denizcilik-uygulamalarinda-kompozit-malzeme-kullanimi/ 3- Ctp Malzeme Ve Yat Tasarımında Kullanımı, Mehmet Aziz Göksel 4- Deniz Sektöründe Kullanılan Kompozit Malzemelerin Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi İçin Basit Bir Deney Düzeneği, Savaş SEZEN, Süleyman DUMAN, Ozan KAPLAN ve Yalçın ÜNSAN, Emin KORKUT 5- https://rotadeniz.com/hangi-malzemeden-yapilmis-tekne-almaliyiz/   Hazırlayan: Nilsu Kotil