API 5L Annex G · ASTM E43605 / 06

DWTT Testi

Drop Weight Tear Test, büyük çaplı boru hatlarında uzun mesafeli kırılma yayılımını (running fracture) önlemeye yönelik tokluğun belirlenmesinde kullanılan birincil kırılma mekanik testidir.

Neden DWTT? Charpy ile Fark

Charpy CVN testi küçük numune geometrisi (10×10×55 mm) nedeniyle yüksek mukavemetli boru çeliklerinin (X65, X70, X80) gerçek kırılma yayılım davranışını temsil etmekte yetersiz kalır. DWTT tam et kalınlığında, büyük format numune kullanır.

CHARPY CVN

·10×10×55 mm numune
·V-çentik, 2 mm derinlik
·Sonuç: Joule enerji
·Subsize gerektirebilir

DWTT

·305×76 mm, tam et kalınlığı
·Pressed notch veya EB notch
·Sonuç: % kesme yüzeyi (SA)
·Full-scale simülasyon

%85 Kesme Yüzeyi Kriteri

API 5L Annex G, DWTT için tasarım sıcaklığında %85 minimum kesme yüzeyi (% shear area) kriterini zorunlu kılar. Bu kriter Battelle Columbus Laboratories deneylerine dayanır: %85 SA eşiğinin altında kırılma yayılımı sürdürülebilir hale gelir.

// SA hesabı
% SA = [(A_total − A_cleavage) / A_total] × 100
A_total: Net kesit alanı = (W − 2×w_notch) × t

Çentik Geometrisi

Pressed Notch (PN)

Zımba ile oluşturulan küt çentik. Standart API 5L DWTT yöntemi. Çentik önünde kısa plastik deformasyon bölgesi oluşur. PN sonuçları EB'ye göre daha tutucu olabilir.

Kullanım: API 5L PSL1 ve PSL2

Electron Beam (EB) Notch

Elektron demeti ile oluşturulan keskin çentik. Çentik ucu yarıçapı ≈ 0.01 mm. Pressed notch ile karşılaştırıldığında daha düşük %SA verebilir.

Kullanım: Araştırma, X80/X100

DWTT Reddi – Metalürjik Kök Neden

İri Kolonyal Tane – Segregasyon Etkisi

Sürekli döküm slab merkez segregasyonu (C, Mn, P, S zenginleşmesi) hadde sonrasında bantlaşmış martenzit/bainit adacıkları oluşturur. Bu adacıklar DWTT numunesinde yarılma çekirdeklenmesi noktaları olarak işlev görür.

Yetersiz TMCP – Ar3 Altı Haddeleme

Bitiş hadde sıcaklığının Ar3 altına düşmesi deformasyon bandlaşmış ferrit oluşturur. X65/X70 üretiminde FRT penceresi tipik olarak 780–850°C aralığında tutulur.

Hızlı Soğutma – Sert Faz

ACC soğutma hızı kontrolsüz arttığında bainit/martenzit oranı yükselir. Ferrit–sert faz ara yüzeylerinde gerilim konsantrasyonu yaratır ve düşük test sıcaklıklarında erken yarılma tetikler.

API 5L PSL2 DWTT Gereksinimleri

Sınıf	Kalınlık (mm)	Test Sıcaklığı	Min. %SA	Not
X52 PSL2	≥ 6.0	Design temp.	≥ 85%	Charpy may be sufficient
X60 PSL2	≥ 6.0	Design temp.	≥ 85%	DWTT mandatory
X65 PSL2	≥ 6.0	Design temp.	≥ 85%	DWTT mandatory
X70 PSL2	≥ 6.0	Design temp.	≥ 85%	DWTT mandatory
X80 PSL2	≥ 6.0	Design temp.	≥ 85%	EB or PN

Sıkça Sorulan Sorular

Standart referanslı teknik cevaplar — mühendislik değerlendirmesinin yerini tutmaz.

▸Pres çentik ile chevron çentik arasındaki fark nedir?

ASTM E436 standart numunesi pres çentiklidir: 5 mm derinlikte, keskin bir bıçakla soğuk basılır ve kırılmayı klivajla başlatacak deformasyon sertleşmiş bölge yaratır. Chevron çentik, başlatma enerjisini düşürmek için bazı özel durumlarda (yüksek tokluklu malzemede geçersiz kırılmayı önlemek) kullanılır. API 5L uygulamasında aksi kararlaştırılmadıkça pres çentik esastır.

▸Kesme alanı (shear area) nasıl ölçülür?

ASTM E436'ya göre çentik kökünden ve çekiç temas bölgesinden birer et kalınlığı dışlanır; kalan değerlendirme alanındaki sünek (mat, lifli, 45° eğimli) bölge oranı yüzde olarak raporlanır. Ölçüm cetvelle bölgesel, görüntü analiziyle planimetrik veya standart şablonlarla karşılaştırmalı yapılabilir. Klivaj (parlak, düz) ve sünek bölge sınırı geçiş sıcaklığı civarında dilimli olabilir; separasyonlar klivaj sayılmaz.

▸DWTT geçiş eğrisi Charpy eğrisinden neden daha yüksek sıcaklıkta konumlanır?

Tam kalınlıklı DWTT numunesi, alt boyutlu Charpy'ye göre daha yüksek gerilme üç eksenliliği ve daha büyük plastik bölge hacmi barındırır; kalınlık etkisi geçiş sıcaklığını yukarı kaydırır. Tipik olarak %85 SA-DWTT sıcaklığı, aynı çeliğin 27 J Charpy geçişinden 20–40 °C daha yüksektir. Bu nedenle boru hattı çatlak durdurma tasarımı Charpy yerine DWTT'ye dayandırılır.

▸Separasyon (delaminasyon) DWTT sonucunu nasıl etkiler?

Haddeleme yönüne paralel separasyonlar, sıcak hadde bantlaşması, uzamış MnS/segregasyon bantları veya kristalografik doku kaynaklıdır; kırılma yüzeyinde çatlak düzlemine dik yarıklar olarak görülür. Separasyon üç eksenliliği bozarak lokal gerilme durumunu düzlem gerilmeye yaklaştırır — görünür kesme alanını artırabilir ancak enerji absorpsiyonunu düşürebilir. Değerlendirmede separasyonlar klivaj sayılmaz; fakat yoğun separasyon, levha üretiminde merkez segregasyonu ve bantlaşma yönünden metalografik incelemeyi gerektirir.