SeyrüseferMalzeme Bilgisi → Denizaltı İnşa Çeliği - 6; NS63, NS80, NS110 vesaire

Denizaltı İnşa Çeliği - 6; NS63, NS80, NS110 vesaire

Seyir Defteri - Malzeme Bilgisi
Perşembe, 16 Mart 2017

Japon NS Sınıfı Denizaltı İnşa ÇelikleriJaponyanın 2.Dünya Savaşı sonrasında inşa ettiği ilk denizaltı olan Oyashio 25 Mayıs 1959 tarihinde öngörülenden tam dört sene sonra, Kawasaki Tersanesinde denize indirilmişti. 1.140 tonluk denizaltının mukavim teknesinde ise melez bir yaklaşım uygulanmış ve HT50 ve HT60 olarak tanımlanan yüksek mukavemetli çelikler birlikte kullanılmıştı.

Bildiğim kadarıyla bu dönemde, HT50 ve HT60 sırasıyla NS23 ve NS30 olarak adlandırılarak Japon savaş gemisi inşa çeliklerinin NS olarak tanımlanma süreci de başlamış oldu. Böylece NSX şeklinde bir ifâde şekli oluştu ki burada {NS} "Donanma Çeliği anlamında olup ingilizceden uyarlanmıştır ve {X} ise rakamlardan oluşarak belirtilen çeliğin "akma mukavemeti sınırını" belirtir ki mesela {NS80} çeliğini örnek gösterirsek bu malzemenin, 80kgf/mm2 veya başka bir ifadeyle ~785N/mm2 asgari akma mukavemeti değerini sağlayabildiği anlaşılır.

Aslında nitelik ve üretim yöntemi olarak biraz daha farklı bir çelik olduğu için NS23 (HT50) yerine Japon NS çelik ailesinin, suverilmiş ve tavlanmış düşük alaşımlı bir yaklaşımla üretildiği belirtilen, NS30 ile başladığının kabûl edilmesi daha uygun olur.

Japonya'da yüksek mukavemetli çelik üretiminin bir standarda oturması 1940 senesinde ingiliz çalışmalarından uyarlanan Ducol kökenli DS çeliği ile başladı ki bu çelik mesela meşhur Yamato kruvazöründe kullanılmıştır.

1943 civarında ise yüksek mukavemetli çelik konusunda Almanya ile işbirliği yapılmaya başlandı ve bu dönemde alman teknolojisi ithâl edilerek ve St-52 çeliği kullanılarak ilk tamamen kaynaklı inşa edilmiş Japon denizaltısı 1944'de tamamlandı. Savaş sonrası dönemde ise 1951 itibarı ile Japonlar alman St-52 çeliğini temel alarak, öncelikle gemi inşa sanayiinde kullanabilmek için HT50 teknolojisini geliştirmeye başladılar.


Japon NS Sınıfı Denizaltı İnşa Çelikleri ve En Yaygın Batı Üretimi Rakipleri

Resim.1) Denizaltı mukavim teknelerinde kullanılan Japon NS çeliklerinin batıda en yaygın olarak kullanılan HY (ABD), HLES (Fransa) ve Weldox (İsveç) ile akma mukavemeti değerleri açısından karşılaştırılması. Grafikteki çeliklerin tamamı denizaltı inşasında kullanılmıştır yalnız Weldox960 için durum biraz belirsizdir, bu çeliğin A26 üzerinde ilk kez kullanılması muhtemel olmakla birlikte doğrulanmış değildir.


1954'de ise ABD kökenli bir çeliği temel alan ilk düşük alaşımlı kaynak edilebilir yüksek mukavemetli çelikleri olan HT60 için ar-ge çalışmasını başlattılar. İşte bu ilk iki çelik birlikte Oyashio'nun inşasında kullanılmıştır. Oyashio savaş döneminin Japon I-201 tasarımının bazı ABD donanımları ve çözümleri ile birleştirilmesiyle ortaya çıkmış bir araçtır.

Sonraki senelerde Japon sanayii ve ekonomisi geliştikçe pek çok yüksek evsaflı çelik ailesi geliştirilmiştir ve hâlen geliştirilmeye de devam edilmektedir. Günümüzde Japonya yüksek nitelikli çelik teknolojilerinin geliştirilmesinde, üretiminde ve kullanımında rahatlıkla Dünyanın en önde gelen ülkesi olarak kabûl edilebilir.


Mevcut çelik teknolojisi mukavemet/ağırlık ve mukavemet/maliyet oranları açısından hemen her türlü kompozit ve titanyum teknolojisi ile rekabet edebilecek düzeydedir. Diğer taraftan Türkiye ve benzeri ülkelerde demir-çelik sanayiinin artık devrini tamamlanmış önemsiz bir teknoloji olduğu yönünde yapılan propagandanın ve derinden sürdürülen kampanyaların ne kadar başarılı olduğunu görebilmek de ibretliktir, üstelik savunma sanayii başta olmak üzere hemen her alanda yüksek evsaflı çeliğe bu kadar muhtaç olup bütün ihtiyacımızı ithalâtla karşılayabilmemize ve istediğimizi bazen parasıyla bile alamamamıza rağmen...


NS46 NS63 NS80 NS90 NS110
Karbon 0,16 0,16 0,10 0,12 0,08
Silisyum 0,15-0,50 0,15-0,40 0,15-0,40 0,15-0,40 0,10
Mangan 0,60-1,45 0,35-0,80 0,35-0,90 0,35-1,00 0,10-0,75
Fosfor 0,035 0,025 0,015 0,015 0,010
Kükürt 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01
Nikel 0,60 2,00-3,50 3,50-4,50 4,75-5,50 9,2-10,2
Krom 0,30 0,30-1,20 0,30-1,00 0,40-0,80 0,35-1,00
Molibden 0,15 0,20-0,60 0,20-0,60 0,30-0,65 0,70-1,50
Vanadyum 0,10 0,03 0,10 0,10 0,20
Bakır 0,25 0,25 0,15 0,15 -
Niyobyum - - - - 0,03

Çizelge.1) Bilinen NS sınıfı çeliklerin içerdiği alaşım elementlerinin ağırlıkça oranları (%)


Aşağıdaki çizelgede görülen HT100 çeliği köprü vesaire inşaatlarında kullanılmak amacıyla geliştirilmiş ticarî bir üründür. Muhtelif Japon kaynaklarında aynı çelik olduğu yönünde bilgiler olsa da yayınlanan bileşimlerine bakıldığında askerî bir ürün olan NS90 ile aralarında bazı farklar mevcuttur. Her iki çeliğin asgari akma mukavemeti değeri açısından tamamen eşdeğer olduğu doğru olmakla birlikte denizaltı inşasının gerektirdiği özel ihtiyaçlar sebebiyle bazı fizikî farklara sahip olması muhtemeldir.

HT100'ü satın alabilmek mümkün görünür iken NS90 türünden çelikler Japonya tarafından ihraç edilmemektedir. Daha sonra HT Sınıfı Japon çeliklerini ayrıca ele almak gerekebilir ama belki NS90 için deniz kullanımına uyarlanmış HT100 denilebilir, en azından şimdilik...


HT100
NS90
Karbon 0,08 0,12
Silisyum 0,30 0,15-0,40
Mangan 0,46 0,35-1,00
Fosfor 0,003 0,015
Kükürt 0,005 0,01
Nikel 5,12 4,75-5,50
Krom 0,57 0,40-0,80
Molibden 0,53 0,30-0,65
Vanadyum 0,05 0,10
Bakır 0,05 0,15
Aluminyum 0,04 -

Çizelge.2) Çeşitli Japon kaynaklarına göre ulaşılabilen veriler ışığında eşdeğer akma mukavemeti değerine sahip olan iki düşük alaşımlı - suverilmiş ve tavlanmış yüksek mukavemetli çeliğe ait alaşım elementlerinin ağırlıkça yüzde olarak dağılımları.1


Yazının başında savaş sonrası dönemde inşa edilen ilk Japon denizaltısı olan Oyashio mukavim teknesinin iki farklı yüksek mukavemetli çeliğin birlikte kullanılmasıyla inşa edildiği yazılmıştı. Japonya'da bu yaklaşım, kullanılan çelikler gelişse de günümüze kadar devam etmiş görünmektedir.

Mesela omurganın 1976'da kızağa konmasıyla inşa faaliyetlerine başlanan Yūshio Sınıfının ilk iki denizaltısı NS46 ve NS63 çeliklerinin birlikte kullanılmasıyla inşa edilmiştir. Zaman içinde NS63'ün kaynağı hususunda yeterli tecrübe seviyesine ulaşıldıktan sonra ise aynı sınıfın sonraki sekiz denizaltısının mukavim teknelerinde sadece NS63 kullanılmıştır.


Asgari
Akma
Mukavemeti
MPa

Kopma
Uzaması
%

Asgari
Çekme
Mukavemeti
MPa
Ar-Ge
Başlangıcı
İlk
Denizaltı
Uygulaması
Kullanıldığı
Denizaltı
Sınıfları
(İnşa Başlangıcı)
NS30 294
?

? 1954 1957 Oyashio (1957)
Hayashio (?)
NS46 451 20+ (<12mm)
26+ (12-20mm)
23+ (>20mm)
569 ? 1963 Ōshio (1963)
Asashio (1964)
Uzushio (1968)
NS63 617 19+ (<12mm)
25+ (12-20mm)
20+ (>20mm)
686 1959 1968 Uzushio (1968)
Yūshio (1976)
NS80 785 15+ (<12mm)
21+ (12-20mm)
17+ (>20mm)
834 ? 1976 Yūshio (1976)
Harushio (1987)
Oyashio (1994)
NS90 883 14+ (<12mm)
20+ (12-20mm)
16+ (>20mm)
? 1969 1978 Shinkai2000 (1978)
Derinsu Araştırma Aracı
NS110 1.079 12+ (<12mm)
18+ (12-20mm)
14+ (>20mm)
? 1979 (?) Harushio (1987)
Oyashio (1994)
Sōryū (2005)

Çizelge.3) NS Sınıfı yüksek mukavemetli çeliklerin bazı temel verileri.


Takip eden Harushio sınıfında muhtemelen tamamen veya büyük ölçüde NS80 kullanılmıştır. Zaman akışı düşünüldüğünde o dönemde NS110 için yeterli kaynak teknolojisinin henüz olgunlaşmamış olabileceğinde hareketle Harushio'da belki ancak çok kısıtlı ölçüde NS110 kulanılmış olabileceği öngörülebilir.

Sonraki tasarım olan Oyashio Sınıfı için de yine NS80-NS110 karşımı bir çözüm mevcut olduğu tahmin edilebilir. Fakat Oyashio tasarımında oran olarak daha fazla miktarda NS110 kullanılmış olabilir. Nihayet en çok merak edilen günümüz Sōryū Sınıfına gelirsek bu denizaltı üzerinde önemli oranda NS110 mevcut olabilir gibi görünmektedir. [Çizelge.1]'de görülebileceği üzere NS110 aynı ailenin önceki ürünlerine göre oldukça değişik bir bileşime sahiptir.

Japon kaynakları incelendiğinde anlaşılabileceği gibi, örneğin Japon Savunma Bakanlığı tarafından yürütülen; NS110 kaynak teknolojisinin çeşitli açılardan daha fazla iyileştirilmesine yönelik 2002-2012 arasında yürütülen 18milyon $ bütçeli ar-ge çalışması [4] göz önüne alınırsa özellikle bu çalışmadan sonra inşa edilen Sōryū Sınıfları üzerinde belki tamamen NS110 kullanılmaya başlanmış olması söz konusu olabilir.


NS46 ve NS63 Çelikleri için Önısıtma Eğrileri

Resim.2) NS46 ve NS63 çelikleri için çatlama sınırlarını gösteren önısıtma verileri. [7]


Bu arada NS90'ın herhangi bir Japon askerî denizaltısı üzerinde kullanıldığını gösteren bir işaret mevcut değildir ancak Shinkai2000 adlı araştırma amaçlı insanlı küçük derinsu denizaltısında kullanıldığı ifâde edilmektedir.

Bugün için Japonya askerî denizaltılar üzerinde en yüksek mukavemetli çeliği kullanabilen ülke olarak görülmektedir. Her iki ülke için de elde yeterli veri mevcut olmamakla birlikte bu açıdan Rusyanın Japonya'ya yakın veya eşdeğer seviyede olabilmesi de ihtimâl dahilindedir. Diğer taraftan önümüzdeki dönemde mesela NS130 gibi yeni bir çeliğin ortaya çıkıp çıkmayacağını ise zaman gösterecek.

Son olarak; eldeki verilere göre Japon NS Sınıfı çok yüksek mukavemetli denizaltı inşa çelikleri, ABD'nin bu maksatla kullanmakta olduğu HY Sınıfı gibi suverilmiş ve tavlanmış düşük alaşımlı çelik türünden olsalar da farklı nitelikte ve özgün malzemeler gibi görünmektedirler. Diğer taraftan Japonya-ABD arasında bu çeliklerin geliştirilmesi hususunda işbirliği mevcut olduğu da yayınlanan çeşitli belgeler vasıtasıyla anlaşılabilmektedir.

Nihayetinde Japonyanın halen hangi büyüklükte, toplam kaç denizaltı inşa edebileceği gibi konularda önce ABD'den izin alması gereklidir. Nitekim kısa bir süre önce donanmasındaki aktif denizaltı sayısını 19'dan 24'e çıkartabilmek için izin alabilmiştir fakat uzun zamandır beklemesine rağmen nükleer tahrik sistemi konusunda henüz istediğini alabilmiş değildir ve bu konuda artık ümidini kesmiş olsa gerek ki kendi Yakıt Hücresi temelli HBT2 çözümünü hizmete almaya karar vermiştir.

Bu sayfadaki verilerin bir kısmı üzerinde kısmen belirsizlik mevcut olduğundan zaman içinde değişebilir!

♦ Açıklamalar

1. [Çizelge.2]'deki veriler muhtelif Japon kaynaklarından derlenmiştir fakat yanlışlık içermeleri ve bazı verilerin askerı gizliliği sağlayabilmek için özellikle hatalı yayınlanmış olması da söz konusu olabilir. [geri]
2. HBT: Havadan Bağımsız Tahrik [geri]

♦ Kaynaklar

1. 我が国における溶接構造用高張力鋼の発展とその特徴, 1981, 柴田浩司
2. 防衛省規格改正票 艦船用超高張力鋼板 (NS110), 2010
3. 防衛庁関連委員会
4. Japonya Savunma Bakanlığı genelağ sitesi: http://www.mod.go.jp/
5. 超高張力鋼材の研究に関する外部評価委員会の概要
6. 防 衛 庁 規 格る 艦船用超高張力鋼(NS110鋼)用溶接材料, 2004
7. Welding and Fabrication of New High Tensile Steels for Submarine in Japan, 1972, Kiyoshi Terai - Shichiro Kuroda - Sotaro Yamada
 







Telif Hakkı © 1997-2017 [uskudar.biz] - sürüm 5.5.1 - Bütün Hakları Saklıdır. Kullanım şartları için tıklayın!
Joomla! GNU/GPL lisansı altında özgür bir yazılımdır.