Hidrojen depolama tanklarının mekanik özelliklerinin belirlenmesi ve bilgisayar yardımı ile modellenmesi

Anahtar kelimeler: AA6061, AA6063, AA6082 Al Mg Si alaşımları, yüksek basınca dayanıklı hidrojen depolama tankları, hidrojen tanklarının sonlu elemanlar analiziBu tezde, liner olarak adlandırılan ve yüksek basınca dayanıklı kompozit hidrojen tüpü olarak kullanılan dikişsiz alüminyum tüplerin bilgisayar destekli tasarımı ve analizi yapılmıştır. Prototiplerin mekanik özellikleri ve mikroyapıları incelenmiştir.Bu çalışmada, tankların imalatında kullanılan 6000 serisi Al Mg Si alaşımı olan AA6061, AA6063 ve AA6082 malzemelerden üretilen tüplerin davranışları incelenmiştir. Tüplerin kalite standardlarını sağlayıp sağlayamadıkları incelenmiştir.Bu tez kısmi olarak Sanayi ve Ticaret Bakanlığının San-Tez (Sanayi Tezleri) Programı tarafından desteklenmiştir. Bu San-Tez 123 projesinde, Türkiye'de ilk kez yüksek basınca dayanıklı hidrojen depolama tanklarının ar-ge çalışmaları yapılmış ve prototipler üretilmiştir. 6000 serisi Al Mg Si alaşımı malzemelerle üretilen prototiplerin yüksek basınç altındaki davranışları bilgisayar destekli sonlu elemanlar analizi ile incelenmiştir. Her alaşım ile üretilen prototipler hidrostatik basınç testleri ile test edilmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.Tez kapsamında; AA6061, AA6063, AA6082 alaşımlarından yapılan her bir prototip için hidrostatik basınç testleri ve sonlu elemanlar analizleri ısıl işlemsiz, T4 ve T6 ısıl işlem durumlarına göre tekrarlanmıştır. Çekme deneyi için deney parçaları üretilmiş ve gerilme uzama diyagramları elde edilmiştir. Elde edilen veriler analiz için bilgisayar modeline girilmiştir. Ayrıca, plastik deformasyona uğrayan tankların yapılarındaki değişimi anlamak için mikroyapıları incelenmiştir. Sertlik dağılımlarına ve mikroskop görüntülerine bakılmıştır. XRD analizi ile içyapıda ısıl işleme bağlı olarak ortaya çıkan yapılar gözlemlenmiştir. Tahribatsız deneyler, radyografik muayene, sıvı penetrant testi, ultrasonik kalınlık ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Prototip tanklar bu testlerden elde edilen bilgi ile değerlendirilmiştir.Bu tezin ana hedefi dikişsiz alüminyum tüplerin mekanik özelliklerini bilgisayar modellerinin yardımıyla ve sonlu elemanlar yöntemleriyle belirlemektir. Ayrıca en ideal alaşım türü ve en uygun ısıl işlemi tespit etmekte hedeflenmiştir.