Maden ve Tünelcilik Sektöründe Kullanılan Sıcak Haddelenmiş TH34 Profilin Bükme Prosesine İlişkin Simülasyon Destekli Tasarımı, Prototip Üretimi ve Tahribatsız Muayene Yöntemi ile Analizleri

Abstract

Son yıllarda ülkemizde yaşanan maden kazaları sebebiyle birçok can kaybı yaşanmıştır. Bundan dolayı madencilik ve tünel inşa sektöründe yeni araştırmalar ortaya çıkmıştır. Yeni gelişmelerle tünel kısa zamanda, düşük maliyet ve yüksek kalitede tamamlayarak projelerinde beklenen hassasiyeti güvence altına almak mümkündür. Geçmişten günümüze kadar tahkimat malzemeleri maden ve tünelcilik sektörünü etkilemiştir. Son zamanlarda madencilik ve tünelcilik sektöründe farklı amaçlar için kullanım alanlarına sahip malzemelerden biri çeliktir. Çelik, ahşaba göre daha yüksek dayanıma sahiptir, çeşitli mekanizmalara göre şekillendirilebilir ve bu mekanizmaların yükü altında bozulmadan kullanılabilir. Çelik tahkimat sistemlerde son zamanlarda kullanılan profil ise Toussaint-Heitzmann (TH)’dır. TH profili tahkimatların servis ömrünü büyük oranda etkileyen soğuk deformasyon proseslerinin kontrollü ve en verimli süreç tasarımları ile elde edilebilirliğini ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada, sıcak haddeleme yöntemi ile elde edilen S480W malzemesinden TH34 profiller için, madencilik ve tünelcilik sektöründe kullanımı amacıyla galeri kesitlerine göre profilin bükme ile şekil verme süreçleri, sonlu elemanlar yöntemi ile tasarlanmıştır. Elde edilen çıktılar ile birlikte prototip üretim gerçekleştirilmiştir. Referans alınan galeri ark ölçüsüne göre prototip üretimi gerçekleştirilen profilin büküm yüzeyleri tahribatsız muayene yöntemleri kullanılarak incelenmiş ve plastik deformasyon kaynaklı çatlak oluşuma rastlanılmamıştır. Elde edilen sonuçlara göre çelik tahkimatların soğuk plastik deformasyonuna (bükme) ait en verimli proses tasarımının gerçekleştirildiği belirlenmiştir.

In recent years there have been many casualties due to mining accidents in our country and there have been searches and anticipations for new developments in mining and tunnel construction sector. With the emergence of new developments, it is possible to secure the expected precision of tunnel projects in a short time, at low cost and high quality. From past to present day, ground support materials have affected the orientation of the mining and tunneling sector. One of the materials that have recently been used for various purposes in the mining and tunneling sector is steel. Steel is higher in strength than wood and can be shaped according to various mechanisms and can be used undisturbed under a load of these mechanisms. The profile recently used in steel support systems is Toussaint-Heitzmann (TH). The TH profile reveals that the cold deformation processes affecting the service life of the ground supports can be achieved with controlled and efficient process designs. In this study, S480W material TH34 profiles obtained by the hot rolling method are designed by using finite element method for bending and shaping processes according to gallery sections for use in mining and tunneling sector. Prototype production was carried out with the results obtained. According to the reference gallery arc gauge, the bending surfaces of the profile produced prototype were examined by using non-destructive inspection methods and crack formation due to plastic deformation was not found. According to the results obtained, it has been determined that the most efficient process design for cold plastic deformation (bending) of steel ground supports is carried