Galvanik Korozyon Nedir? Oluşumu Galvanik Korozyon Nasıl Önlenir?

Galvanik korozyon nedir:

Galvanik korozyon nedir: Kimyasal ve elektrokimyasal etkilerinden dolayı metalik malzemelerde bozulmalar oluşur. Oluşan bu etkiye korozyon denir. Reaksiyon türlerine göre iki tür korozyon vardır. Kimyasal ve elektrokimyasal korozyon.

Kimyasal korozyon metal ve alaşımlarının gaz ortamlar içindeki oksitlenmesidir. Metal ve alaşımlarının sıvı ortamlar içinde bozulmaları ise elektrokimyasal korozyondur. Elektrokimyasal korozyonda elektrolite ek olarak anot ve katot iki elektrot vardır.

Katot kimyasal anlamda daha kararlı (soy) metaldir. Daha az kararlı olan anodun bozulmasına sebep olarak kendini korur. Bu korozyon türüne “galvanik korozyon” (galvanic corrosion) denir.

Galvanik korozyonun oluşması için gerekli olanlar;

• Sistem içerisinde farklı elektrokimyasal potansiyele sahip metaller
• İki metal arasında elektriksel bir bağlantı
• Her iki metali birbirine bağlayan bir elektrolit (electrolyte)

Galvanik eşleşmeler çoğunlukla bir tasarım veya imalat ihtiyacı olarak ortaya çıkar. Galvanik korozyon (corrosion) oluştuğunda anot elektron saldırısına uğrar. Katot (cathode) olan malzeme korozyona karşı korunmaktadır.

Farklı potansiyele sahip iki metalin elektrolit bir çözelti içerisine konur. Metallerin birbirine teması sonucu, anottan katoda doğru bir elektron akışı olmaktadır. Anot üzerindeki korozif (corrosive) saldırı oldukça hızlıdır.

Bütün metallerin kendine özgü özellikleri vardır. Bu özelliklerden birisi standart elektrik potansiyeli (SEP) dir. Birimi Volt olan bazı metallerin SEP değeri;

• Au: +1,50 V
• Sn: -0.14 V
• Cu: +0,34 V
• Ag: +0,80 V
• Cr: -0.74 V
• Mg : – 2,37 V
• Al  : -1,66 V
• Fe : -0.41 V

Kullanılan bu metallerden bazıları “+” bazıları “- “ SEP e sahiptir. “+ +” ile veya “-  -“ ile yan yana geldiği zaman bir problem olmaz. Ancak “+”  ve ” -“ iki metal yan yana geldiği zaman “+” olan metal “–” olan metali yiyecektir. İşte bu galvanik korozyondur. İki metalin temasında oluşan gerilim farkı 0,5 volttan fazla ise korozyon tehlikesi vardır.(nemli ortamlarda 0,3 Volt)

Galvanik Korozyon Nasıl Oluşur?

Ortamda bulunacak sıvı veya nem elektrolit görevi görerek galvanik bir korozyon hücresi oluşmasına neden olur. Örneğin: paslanmaz çelik ve sac malzeme deniz suyu ile temas ettiğinde bağlantı kısımlarında galvanik korozyon oluşur.

Çözünen metal paslanır yani korozyona uğrar. Çinko, bakır, galvanik hücrede (galvanik eleman) bakır (Cu) – elektrotta (katot) suyun parçalanır. Bu sebeple hidrojen (H) açığa çıkarken çinko – elektrodu (anot) Zn2+ – iyonları çözünmeye başlar. Her iki elektrot (electrode) arasında büyüklüğü elektrot malzemelerine bağlı olan küçük bir elektrik gerilimi oluşur.

Normal bir hidrojen elektrodu ile ölçüm yapılır. Ölçümler yardımıyla, potansiyel münferit elektrot malzemelerinin gerilimleri belirlenir. Metallerin gerilim sırası tablosuna aktarılır.

Hidrojen sıfır potansiyelinden itibaren sola doğru asal olmayan metaller, sağa doğru asal metaller yer alırlar. Bir galvanik elemanda daha solda kalan metal çözünür, örnek olarak Zn / Cu elemanında çinko çözünür. Galvanik elemandaki gerilimin büyüklüğü normal potansiyel farkından hesap edilebilir.

Örneğin: Zn / Cu galvanik elemanı bakırın normal potansiyeli

+ 0.34 V. çinkonun ki -0.76 V.

Bu durumda galvanik elemanda

+0.34 Volt – (-0.76 Volt) =1.1 Volt’ luk bir gerilim meydana gelir.

Bir galvanik elemanın koşulları, makine elemanlarında ve yapı parçalarında birçok yerlerde oluşur. Bu sahalar, korozyon elemanları çinko adını alır. Bu hususta, iki farklı metal (elektrotlar) ve bir miktar su (elektrolit) gereklidir.

Tipik korozyon elemanları örnek olarak. Çelik yapı parçaları üzerinde metal kaplamalar vardır. Bu kaplamaların üzerindeki hasarlı yerler veya farklı malzemeden oluşan iki yapı elemanının temas etmesi ile oluşur.

Ayrıca alaşımların içindeki asal olmayan metal bu yerlerde çözünmek suretiyle zarara uğrar.

Galvanik korozyon, denizcilik endüstrisinde de etkilidir. Deniz suyunun (tuz içeren) temas borularının veya metal yapıların oluşum sebepleridir. Anodun nispi boyutu, metal türleri ve çalışma şartları (sıcaklık, nem, tuzluluk, vb.) Galvanik korozyonu etkileyen faktörlerdir. Anot (anode) ve katotun yüzey alanı malzemelerin korozyon hızlarını doğrudan etkiler.

Deniz Tuzunun Galvanik Korozyona Etkisi

Deniz suyunda tuz konsantrasyonu yaklaşık olarak 32-36 g/L kadar olup yüksek oranda NaCl (sodyum klorür) içerir. Tropikal bölgelerde ve daha derin sularda bu oran daha da fazladır. Deniz suyunda bulunan elementler klorür, kalsiyum, sodyum ve sülfattır. Deniz suyunda çok çeşitli organik ve anorganik moleküller de vardır. Bu kompleksler korozyon mekanizmasını önemli ölçüde etkileyebilir.

Deniz suyunda iki veya daha fazla metal elektriksel olarak birbirine bağlandığında; elektriksel potansiyel korozyonda önemli bir faktördür.

Örnek; magnezyumun potansiyeli 1,5, alüminyumun 0,79 iken pasif paslanmaz çeliğin potansiyeli 0,08’ dir. Deniz suyunda pH değeri 8,1 ile 8,3 arasında değiştiği için korozyon reaksiyonları oksijenin indirgenmesi ile gerçekleşir. Deniz içi çeliklerde korozyon hızı 0,1-0,125 mm/yıl aralığında değişir. Bu korozyon değerleri malzemenin sabit oluşu veya yüzmesi, hareketli veya taşıyıcı olması gibi faktörlere bağlı olarak değişir.

Örneğin denize çakılı bir çelik kazık için beş ayrı bölge incelemesi yapılırsa;

deniz suyu ile ıslanmayan ama deniz yakınında olan bölgede atmosferik korozyon görülür.

• Deniz yüzeyinde dalgaların etkisiyle ıslanan bölgede korozyon oluşur. Oluşan korozyon ürünleri kabuk meydana getiremediği için yüksek hızlı korozyon görülür.
• Gel-git olaylarının etkisiyle periyodik olarak ıslanıp kuruyan bölgede ise;
• Korozyon ürünleri için koruyucu kabuk meydana gelir. Bundan dolayı hız düşüktür.
• Sürekli su altında kalan bölgede üst tarafta oksijen konsantrasyonu yüksek olduğundan korozyon hızlıdır.
• Denizin derinliklerinde oksijen difüzyonu düşük olduğu için korozyon hızı da düşüktür.

Galvanik Korozyon Nasıl Önlenir?

Galvanik korozyonu önlemenin yolu birbirine uyumlu malzemelerin seçilmesidir. İki farklı metal arasında elektron transferini ve galvanic korozyonu önlemek için:

İpek bant, amyant, sealing (macun) gibi yalıtım malzemelerinin kullanılması gerekir. Zorunlu malzemeler kullanılacaksa koruyucu önlemler alınarak korozyon önlenebilir.

Bu önlemler:

• Parçaların elektriksel yalıtımı,
• Bağlantı yerlerini neme maruz kalmayacak bir alanda bulundurmak,
• Bir katodu veya anotla beraber katodu kaplamak (geniş yüzey alanlarında veya birleşme yeri yakınında)

Galvanik Korozyondan Korunma Yöntemleri

Belli bir ortam içinde bulunan metalik yapının korozyonunu önlemek veya korozyon hızını azaltmak için alınacak önlemler:

Galvanik korozyondan korunmada elektrokimyasal yöntemler

• Katodik koruma
• Anodik koruma

Galvanik korozyondan korunmada kimyasal yöntemler

• İnhibitör kullanılması
• Söz konusu ortama dayanıklı bir metal veya alaşımın seçilmesi
• Çevrenin kimyasal bileşiminin değiştirilmesi

Galvanik korozyondan korunmada koruyucu kaplamalar

• Organik kaplama (boya) uygulanması
• İnorganik kaplama yapılması

Soğutma Kulesi Nedir? Ne Amaçla Kullanılır?

Soğutma Kulesi Nedir: Soğutma kulesi, su akışının daha düşük bir sıcaklığa soğutulmasına rağmen atmosfere atık ısıyı çıkaran bir ısı cihazıdır. Soğutma kulesi, suyun sıcaklığını düşürmek için hava ve suyun birbiri ile doğrudan temas ettiği özel bir ısı değiştiricidir. Su soğutma kulesi bir ısı uzaklaştırma ünitesidir.

Oldukça hareketli olan hava akımında suyun buharlaşması da sağlanır. Bunun için bu cihazlar buharlaştırıcı, buharlaşmalı ısı reddetme sistemleri diye de ifade edilir.

Soğutma Kuleleri Ne Amaçla Kullanılır?

Su soğutma kuleleri Atmosferik cihazlar olarak tanımlayabilir. Su soğutma kuleleri bir ısı uzaklaştırma ünitesidir. Soğutma kulesi çalışırken içinden geçen suyun bir kısmının buharlaşmasını sağlayarak sistemdeki istenmeyen ısıyı atmosfere verir.

Soğutma sağlamak için hareketli bir hava akımı içine buharlaşmasına izin verdiği için “buharlaştırıcı” olarak adlandırılır. Kalan su istenilen derecede soğur. Gerekli sıcaklığa ulaşmış kalan kısmını ise tesise kullanılmak üzere geri gönderir.

Su akımından hava akımına aktarılan ısı, havanın sıcaklığını ve bağıl nemini% 100’e yükseltir ve bu hava atmosfere boşaltılır. Soğutma kuleleri gibi buharlaşmalı ısı reddetme cihazları, hava soğutmalı. Yada soğutma kuleleri için yaygın olarak kullanılan uygulamalar;

Klima, imalat ve elektrik enerjisi üretimi için soğutulmuş su sağlamaktadır. Ayrıca kule soğutma sistemleri;

• Su soğutmalı chiller gruplarında,
• Üretim tesislerinde,
• Plastik, tekstil, petrokimya
• Termik enerji santrallerinde soğutma suyu elde edilmesinde kullanılırlar.

Güç santralleri, büyük iklimlendirme sistemleri ve kimya endüstrisi büyük miktarlarda atık ısı üretirler. Bu atık ısı genel olarak yakınlardaki bir göle veya akarsuya verilir. Fakat bazen su akışı sınırlıdır. Isıl kirlenme önemli bir ölçüt olarak göz önüne alınmalıdır. Böyle durumlarda, atık ısı atmosfere verilir. Soğutma suyu ısı kaynağıyla atmosfer arasında ısı geçişi için aracı akışkan olur. Farklı işlemlerden geçmiş bu suyu, kaynakları tüketmeden yeniden kullanabilmektir. Sudan istenmeyen ısıyı uzaklaştırmak, zararsız olarak çevreye atabilmek ancak kurulacak bir soğutma kulesi ile mümkündür.

Soğutma Kulesi Çeşitleri

Bütün soğutma kuleleri tüm bu uygulamalar için uygun değildir. Soğutma kulesi firmaları tarafından soğutma kulesi tipleri birçok farklı boyutta tasarımı yapılmış ve üretilmiştir. Bir proje için doğru kuleyi belirlerken, çeşitli türleri, avantajları ve sınırlamaları ile birlikte anlamak önemlidir.

Su soğutma kuleleri;

• Atmosferik tip (tabi hava akımlı),
• Cebri hava akımlı,
• Enjektör tipi, hava teşvikli
• Parabolik inşai tip su soğutma kuleleri imalatçılar tarafından üretilmektedir.

En çok kullanılan tip aksiyal veya radyal fan vasıtası ile cebri hava akımı sağlanan kulelerdir. Hava ile suyun karşılaşma tarzına bağlı olarak çapraz akışlı ve ters akışlı olarak adlandırılırlar.

Su Soğutma Kuleleri Sınıflandırması

Su soğutma kuleleri çalışma prensiplerine göre:

• Doğal çekişli ve zorlanmış (cebri) çekişli.
• Hava ve su akışının durumuna göre çapraz akışlı ve karşı akışlı su soğutma kuleleri
• Bunun dışında kullanılan fana göre radyal fanlı veya eksenel fanlı su soğutma kulesi

Çapraz Akışlı Soğutma Kuleleri

Çapraz akışlı su soğutma kulelerinde su yukarıdan aşağıya dikey olarak akar. Hava akımı yataydır düşen suyun akışı boyunca akar. Bu sebeple hava, dağıtım sisteminin içinden geçerek, ünitenin üstünde dolumun üst kısmına monte edilir. Yerçekimi akışı sıcak su dağıtım havzalarının kullanılmasına izin vermez. Bu havzalar tüm çapraz akışlı kulelere evrensel olarak uygulanır. Son yıllarda karşı akışlı kuleler tercih edilmektedir.

Karşı Akışlı Soğutma Kuleleri

Karşı akışlı su soğutma kulelerinde su yukarıdan aşağı doğru süzülür. Hava ise aşağıdan yukarı hareket eder.

Ters akışlı soğutma kulesi tasarımı;

Hava, dikey olarak yukarı doğru akacak ve dolguda ki düşen suyun akışına ters olacak şekilde tasarlanmıştır.

Dikey hava akışı sebebi ile, çapraz akışlı yapılan tasarımlarda tipik olan açık, yerçekimi akışlı havzaları kullanmak mümkün değildir. Bunun yerine, ters akışlı kuleler, dolumun üstüne su püskürtmek için basınçlı, boru tipi sprey sistemleri kullanır. Havanın püskürtme sisteminden geçebilmesi gerektiği için, hava akışını kısıtlamak için borular ve nozullar daha uzak olmalıdır.

Su Kulesinde Kullanılan Elemanlar

• Fan
• Dolgu malzemesi (tahta veya plastik (pvc))
• Damla tutucu
• Su haznesi
• Ana gövde

Kule Gövdesi: Kule gövdesinin minimum dayanıklılık ve kolayca taşınabilirlik göz önüne alınarak tasarlanmış ve üretilmiştir. Kule gövdesi, havuzlar ve üst gövdeden ibarettir. paslanmaya karşı epoksi boyalı olarak veya sıcak galvanizli çelikten imal edilir.

Fan: Fanlar kuleler için özel olarak tasarlanır. sessiz, statik/dinamik olarak tam balanslı, korozyona dayanıklı malzemeden üretilir.

Fan Koruyucu: Fan koruyucusu yabancı maddelerin sisteme girmesine engel olacak şekilde imal edilir. Yuvarlak profilli demirden aerodinamik yapıda üretilir.

Fan Silindiri: Havanın alana kolayca girişini, dolayısıyla kulenin verimli çalışmasını sağlayacak şekilde tasarlanır.

Su Filtresi: Tulumbalara gidecek suyun temizlenmesi için havuz emişine monte edilir.

Su Soğutma Kulesi Çalışma Prensibi 

Cebri çekişli karşı akışlı tip su soğutma kulelerinde;

Çalışma prensipleri;

İşletmeden ısınıp gelen su, özel üretilen su dağıtım sistemi ve fıskiyeler vasıtasıyla kulenin tüm kesitine püskürtülür. Bu işlem yukarıdan aşağı doğru homojen olarak püskürtülür. Püskürtülen su kütleleri, kule dolguları arasından süzülür ve parçalanır. Dış ortamın nemine sahip hava, motor fan grubu vasıtasıyla dolgular üzerinden aşağıdan yukarıya doğru emilir. Dolgu soğutma yüzeyinde hava ile buluşan su havaya ısı vererek soğur. Kalan suyun az bir kısmı buharlaşır. Soğuyan su kulenin soğuk su havuzunda toplanır ve işletmeye gönderilir. Suyun buharlaşması sonucu nemi artan hava, kulenin en üstünde bulunan fan yardımıyla bacadan atmosfere atılır. (doyma oranına yakın).

Kapalı Çevrim Soğutma Kulesi Çalışma Prensibi.

Kapalı devre soğutma kuleleri: Dolaylı evaporatif soğutma prensibine göre çalışan soğutma üniteleridir.

Sistemde normal şartlar altında 3 adet akışkan bulunur. Bunlar boruların içerisinden geçen diğerlerine göre sıcak akışkan, atmosfer havası ve spreylenen havuz suyudur.

Spreyleme, kulenin havuzunda biriken sirkülasyon suyunun pompa vasıtasıyla çekilir. Böylece ısı değiştiricinin üzerinde bulunan sprey nozullarına iletilmesi ile gerçekleşir.

Havanın ortamdan ısı çekmesi için birim kütledeki havanın giriş ve çıkış entalpileri arasındaki farkın artması gerekir. Bu entalpi farkının oluşması içinde havanın hem sıcaklığı, hem de bağıl nemi artış göstermelidir

Soğutma Kulesi Seçimi

Su soğutma kuleleri en sıcak yaz günlerine ait meteorolojik şartlara göre tasarlanır.

• Soğutulacak toplam su miktarı (m³/h) ve/veya kapasite (kcal/h, kW)
• Soğutma kulesi giriş suyu sıcaklığı (°C)
• Soğutma kulesi çıkış suyu sıcaklığı (°C)
• Kullanılacağı bölgeye ait yaş termometre değeri (°C)
• Sirkülasyon suyunun kalitesi (kirlilik miktarı)

Sistemlerde debiler yüksekse fan ses yapar. Bu nedenle sistem bahçe ve çatı gibi yerlere yerleştirilir. Kışın donma tehlikesi göz önünde bulundurulmalıdır.

Soğutma Kulesi Nerelerde Kullanılır?

Su soğutma kulelerinin kullanım alanları;

Fabrikalarda chillerlerin soğutma kapasitesinin üzerinde olan sıcaklıklarda kullanılmaktadır. Chiller sistemleri 7-12º aralığında çalışma prensibi ile üretilir. Fakat 20º ve üzerindeki sıvıların soğutulması kondenserin patlamasına neden olabilir.

Bu nedenle ara depolar kullanılmaktadır. Böylece daha yüksek dereceli sıvılar chiller sistemleri ile soğutulabilir. 20º ve üzeri sıcaklıklardaki sıvıların soğutulmasında yüksek oranda kapalı veya açık çevrim su soğutma kuleleri kullanılmaktadır.

Soğutma kuleleri harcadıkları enerjiden dolayı en ekonomik proses soğutma sistemleridir. Özellikle iklimlendirme amaçlı ve endüstriyel alanlarda soğutma kulesi kullanılır. Bunlar sulu tip kondansere sahiptir.

• Su kaynaklı chiller ve vrf sistemleri,
• Santrifüj chiller,
• Absorption chiller gibi sistem çözümlerinde enerji verimliliği sağlamaktadır.

Su soğutma kulesi çeşitleri kullanım alanlarına göre de farklılaştığından her ortama göre farklı projelendirilir.

Su soğutma kulesi kullanım alanları:

Kimya, orman ürünleri, deri, kağıt gıda, cam sanayi, hastaneler,

• Döküm, demir çelik, çimento fabrikaları , enjeksiyon makineleri,
• Doğalgaz çevrim santralleri jeneratör sistemleri, oteller, enerji santralleri, klima sistemleri,
• PVC profil üretim tesisleri elektrik üretim tesisleri, üretim prosesleri,
• Enerji santralleri, klima sistemleri, kompresörler,
• Rezidans, havalimanı vb gibi yerlerde kullanılmaktadırlar.

Chiller Nedir Ne İşe Yarar?

Hava soğutmalı chiller cihazları;

Kondansere gelen kompresörün basma hattında ısınan soğutucu akışkan gaz gelir. Kondanser üstünde bulunan yüksek devirli fanlar ile soğutulmasını sağlar.

Soğutma Kulelerinin Faydaları

• Soğutma daha az enerji harcanarak sağlanır.
• Bu sayede su tasarruflu bir şekilde kullanılır.
• İşletmelerin yer altı kaynak suyu yada şebekeden kullandıkları su ihtiyacı minimuma iner.
• Düzenli soğutma ile üretim kesintileri ve hatalı üretim ortadan kalkar.

Soğutma kuleleri, çeşitli amaç ve büyüklükteki endüstriyel tesislere soğutma suyu sağlamak için tasarlanmış yapılardır. Değişik ölçülerde olabilir; 100 metre çapına ve 120 metre yükseklikte kuleler vardır.

Soğutma Kulesi Fiyatları

Soğutma kulesi fiyatları üretimi, tasarımı, yedek parçalar ve markasına göre değişmektedir.

 

 

Boyler Nedir Boyler Ne İşe Yarar  Boyler Çeşitleri – Boylerler ve Bağlantıları

Boyler Nedir: Günümüzde binalarda kullanılan sıcak su, farklı yöntemlerle elde edilir. Genel olarak küçük ve müstakil binalarda ev ısıtma sistemleri olarak termosifon, elektrikli kombi, şofbenden yararlanılır.

İnsanların toplu yaşadığı alanlarda ve faaliyet gösterdiği yerlerde bireysel sıcak su üretimi yerine daha çok ekonomik yararlar sağlayacak merkezi sıcak su hazırlama sistemleri geliştirilmiştir. Özellikle, fabrika, apartman, kışla, otel ve hastane gibi yerlerde günlük sıcak su tüketimi fazla olacağı için, buralara merkezi sıcak su hazırlama sistemleri yapılarak hem insan gücünden hem de yakıttan enerji tasarrufu sağlanır. Değişik ısı kaynaklarından alınan suyu depolamaya , ihtiyaç olunduğunda kullanmaya yarayan mekanik tesisat elemanıdır. Sıcak suyu kullanıma hazırlamaya yarayan cihaza boyler (boiler) denir. Isı kaynakları arasında buhar kazanı, ısı pompası, güneş kollektörü, sıcak su kazanı gösterilebilir.

Boyler Ne İşe Yarar?

Boyler beslemesinde 90–70 ºC sabit sıcaklıkta su gerekir, ayrıca yaz kış bütün yıl çalışır. Bu sebeple boylerin beslenmesinde kullanmak için ayrı bir kazan bulunmalıdır. Bina ve boyleri aynı kazandan ısıtmak gerekirse, üç yollu vana kullanılarak iki farklı sıcaklıkta su elde edilebilir.

BOYLER ÇEŞİTLERİ

• Gömlekli boyler
• Serpantinli boyner

Gömlekli Boyler (Çift cidarlı)

Gömlekli boyler iç içe geçirilmiş iki adet silindirden meydana gelir. Genel olarak binalarda sıcak su ihtiyacının giderilmesi için kullanılır. Boylerin ısıtıcı akışkanı buhar veya kalorifer kazanı olabilir. Genellikle kalorifer kazanları kullanılır.

Gömlekli boyler çeşitleri;

• Sabit aynalı
• Sökülebilir bombeli aynalı
• Boyunlu

olmak üzere üç tipi mevcuttur. Boru bağlantılarına uygun standart ağızlar konmuştur. Sıcak sulu ısıtma sistemlerinde ( 90–70 ºC ) ve kalorifer işletme basıncı 25 mSS’ nu (2,5 atü) geçmeyen tesisatlar da kullanılması uygundur. Daha yüksek basınçlarda kullanıldığı zaman iç cidar da çökmeler meydana gelebilir.

Serpantinli Boyler

Serpantinli boyler çelik (steel) borulu, bakır (copper) borulu veya sacdan kıvrılarak tek silindirden oluşur.

• Sökülebilir bombeli aynalı
• Boyunlu

olmak üzere iki tipi mevcuttur. Dik veya yatay kullanıma uygun olarak imalatı yapılır. Büyük hacimli olanları sökülebilir bombeli aynalı olarak yapılır. İç kısımlarında borudan yapılmış tek serpantinli boyler veya çift serpantinli boyler mevcuttur.

Tek serpantinli hızlı boylerler; tek bir ısı kaynağından (buhar kazanı, sıcak su kazanı, güneş enerjisi panelleri, jeotermal enerji, ısı pompası vs.) aldığı ısı enerjisi ile hem ekonomik hem de hijyenik kullanım sıcak suyu temini sağlar.

Emaye kaplı tek serpantinli boylerler sıcak su ihtiyacı olan mekanlarda, otel, restaurant, villalarda  buhar kazanına, güneş kollektörüne veya sıcak suya bağlanılarak kullanılır. Emaye boyler deposunun içi yüzeyi camsı madde ile kaplanmış olan bir metaldir.

Çift serpantinli boyler nedir? Çift serpantinli tipler güneş enerjisi kolektörüne ve kazana bağlantısı yapılır ısıtma öncelikli olarak güneş enerjisi kolektörü ile gerçekleştirilir, sıcaklığın ayarlanan seviyeye gelmediği hallerde kazan hattı otomatik olarak devreye girer.

Boyler 100-10.000 litre hacimleri arasında imal edilebilir. Boyler seçimi yapılırken hangi boyleri kullanacağımız ve bu boylerlerin özelliklerini bilmek çok önemlidir. Üretici firmaya göre kapasiteleri  ve ölçüleri değişir. Boyler fiyatları, çift serpantinli boyler fiyatları da boyler seçimine göre değişkenlik gösterir.

BOYLERLER ve BAĞLANTILARI

Gömlekli Boyler Boru Bağlantıları

Sıcak su kazanından gelen sıcak su 90 – 70ºC’de iki gömlek arasında dolaşarak tekrar kazana döner. Bu dolaşım sırasında, iç silindirdeki soğuk su 40 – 60ºC arasında ısınarak kullanma yerlerine gider. Kazandan gelen 90ºC sıcak su, boyler gömleğinin üst ucundan girer. Sıcak su dönüşü de 70ºC gömleğin diğer alt ucundan çıkar, kazana döner.

Isıtılacak olan soğuk su, boylerin sıcak su dönüşüne yakın alt yerinden, kullanma sıcak suyu da sıcak su girişine yakın üst çıkış noktasından alınır. Kullanılacak su, uzak mesafelere taşınıyorsa dolaşım doğal olarak gerçekleşmez. Bu halde dolaşım borusunun boylere girişine yakın yere konur.

• Yaylı Güvenlik Valfi: Isınan boyler suyunun genleşme sonucu basınç artışından doğacak tehlikeyi önlemek için boylere en yakın yere konur.
• Manometre: Yaylı güvenlik valfinin işletme basıncına göre ayarlanmasını veya herhangi bir sebeple doğru çalışıp çalışmadığını kontrol etmek içindir.
• Çek-Valf: Suyun kesik olduğu zamanlarda boyler suyunun geri boşalmaması için konulur.  Boylerin alt kısmına boşaltma valfi, en üst noktasına ise hava boşaltma ventili koymak  yararlı olur.

Gömlekli Boyler Kazan Bağlantıları

Kazanda ısıtılan sıcak su, kullanılacak yerlere, uygun çaptaki borular ile götürülür. Sıcak suyun tesisatın en üst noktasından, kolon sonlarından dolaşım borusu ile dönüşleri sağlanır. Kolonlardaki bu dönüşler birleştirilerek boylerin ekseninde bulunan dolaşım yerine bağlanır. Dolaşım borusu, sıcak suyun her an, kullanma yerinde hazır olmasını sağlar.

1. Gömlekli Boyler
2. Şiber vana
3. Termostatik vana
4. Boşaltma vanası
5. Termometre
6. Sirkülâsyon pompası
7. Manometre
8. Yaylı emniyet ventili
9. By-pass bağlantı
10. Sıcak su gidiş
11. Sirkülasyon borusu
12. Sıcak su kat dağıtım borusu

Gömlekli Boylerin Tesisata Bağlanışı

Serpantinli Boyler Boru Bağlantıları

Şeklimizde serpantinli boylerin alçak basınçlı buharlı tesisata bağlantı şeması görülmektedir. Kullanım sıcak su çıkışı, buharın girdiği kısma yakın üst bağlantı ucuna; soğuk su girişi de boylerin diğer alt bağlantı ucuna bağlanması gerekir.

• Termostatik Vana: Buhar girişinde kullanılmıştır. Boyler içindeki kullanım suyu istenilen sıcaklığa ulaşınca vana otomatik olarak buhar girişini kapatır. Boylerdeki su sıcaklığı ayarlanan sıcaklık değerinin altına düşünce buhar girişini açar ve ısınma devam eder.
• Pislik Tutucu: Termostatik vanadan önce konur. Tesisattan gelebilecek partiküllerin sisteme zarar vermesini önler.
• Kondenstop: Buharın dönüş borusuna geçmesini engeller. Burada arıza durumu düşünülerek by-pas devre yapılmalıdır.

Serpantinli Boyler Kazanı (Boyler Tankı)Bağlantıları

Aşağıda serpantinli boylerin alçak basınçlı buharla çalışan bir ısıtma sisteminden faydalanılarak kullanma için sıcak suyun elde edilmesi ve boyler bağlantı şeması görülmektedir. Boyler hesabı; boyler hacmi, kullanım yeri ve kullanıcı sayısına göre hesaplanır. Boyler, sağlam ayaklar üzerine oturtulmalıdır. Ayrıca ısı kaybını engellemek için izolasyon yapılır. Boylerlerin cinsi ne olursa olsun üzerindeki bağlantılar sökülebilir (rakor, flanş ve sağ- sol manşonlu) olmalıdır.

Sistem Elemanları

A- Soğuk su şebeke girişi

B- Güneş enerjisi bağlantısı (soğuk)

C- Güneş enerjisi bağlantısı (sıcak)

D- Boyler kazanı bağlantısı (soğuk)

E- Boyler kazanı bağlantısı (sıcak)

F- Kullanım suyu (sıcak)

1. Güneş kolektörleri
2. Çift serpantinli boyler
3. Güneş enerjisi pompa grubu
4. Otomatik kontrol ünitesi
5. Boşaltma
6. Boyler emniyet ventili
7. Açma-kapama vanası
8. Çek valf
9. Basınç düşürücü
10. Soğuk su filtresi
11. Yaylı çek valf
12. Sirkülasyon pompası (kullanım)
13. Manometre
14. Emniyet ventili
15. Kapalı genleşme tankı
16. Termometre
17. Magnezyum anot
18. Elektrikli ısıtıcı bağlantısı
19. Elektrik şebeke bağlantısı
20. Otomatik pürjör
21. Kollektör sıcaklık sensörü
22. Boyler sıcaklık sensörü (alt)
23. Boyler sıcaklık sensörü (üst)
24. Yaylı çek valf
25. Sirkülasyon pompası (kazan)
26. Kazan sıcaklık sensörü

Diğer Boylerler Hakkında Kısa Bilgiler

Elektrikli Boyler; üretici firmalar Avrupa Standartlarına göre üretilmektedir. Elektrik ısıtıcılı boylerler ısıtıcı akışkan kaynağı olmayan yerlerde elektrik enerjisini kullanarak sıcak su ihtiyacını karşılamak için kullanılırlar. Elektrik ısıtıcılı boylerler de kullanılan elektrik kumanda panosunda güvenlik maksimum seviyeye çıkarılmıştır. Elektrik kumanda panosu içinde başlıca kontaktör, kaçak akım rölesi, sigorta, emniyet termostatı ve işletme,  açma kapama şalteri  vardır. Arzuya bağlı olarak sıcaklık ve basınca duyarlı emniyet valfi kullanılabilmektedir.

Termoboyler; elektrik enerjisinin yanı sıra yardımcı bir ısı kaynağı (merkezi sistem kazan, kalorifer, Jeotermal ısı ve güneş enerjisi sistemi) yardımıyla içindeki suyu ısıtıp depolayan serpantinli termosifon modelidir. Yardımcı ısı kaynağından gelen sıcak suyu termoboylerin serpantinlerinde dolaştırılması ile içindeki suyu ısıtan, kullanım suyunun sıcaklığının yeterli olması halinde de elektrik enerjisi kullanılmaya gerek duyulmayan, bu sebeple elektrik enerjisi tasarrufu yapılmasına imkan sunan bir üründür.

Sıcak Su Boyleri; kalorifer tesisatı olan binalarda ve dairelerde, su ve ortam ısıtma amacı ile kullanılmaktadır. Sıcak su boyleri uygulanacak mekandaki radyatör sökülür, yerine banyo boyleri montajı yapılır. Dairenin sıcak ve soğuk su boruları boylere bağlanır. Kalorifer kazanının yanması ile hem ortam ısısı hemde dairenin sıcak su ihtiyacı karşılanmış olur.

Banyo Boyleri; küçük işletmelerde, evlerde, sıcak su tüketiminin az olduğu yerlerde kullanılmak için  tasarımı yapılmıştır. Banyo boyleri, iki çeşit enerji ile aynı anda veya ayrı ayrı çalışabilir. Banyo boyleri, binanın mekan ısıtma tesisatına (radyatör) bağlanabildiği için suyu katı / sıvı / gaz / alternatif enerji kaynakları ile ısıtılmaktadır. Elektrik enerjisi (elektrikli rezistans).

Kışın binanın merkezi ısıtma tesisatı çalışırken elektrikli rezistans kullanılmayacağı için elektrikten enerji tasarrufu sağlanır. Yazın binanın merkezi ısıtma tesisatı kapatıldığı zaman su elektrikli rezistans yardımıyla otomatik olarak ısıtılmaktadır.

Sıcak Su Boyleri; kalorifer tesisatı olan binalarda ve dairelerde, su ve ortam ısıtma amaçlı kullanılmaktadır. Uygulanacak mekandaki radyatör sökülerek yerine banyo boyleri monte edilir. Dairenin sıcak ve soğuk su boruları boylere bağlanır. Kalorifer kazanının yanması ile birlikte hem ortam ısısı hemde dairenin sıcak su ihtiyacı karşılanmış olur.

Emaye Boyler; güneş enerjisi veya kazan ısıtma sistemlerinden birinin kullanılması veya her ikisininde aynı anda kullanılması sonucunda elde edilen ısının serpantin vasıtasıyla kullanma suyuna aktarılmasını ve kesintisiz şekilde kullanım suyunun elde edilmesini sağlayan boylerlerdir. İkinci kaynak olarak termostatlı elektrikli ısıtıcı devreye sokulabilir.

Akümülasyon Tankı; ısı pompaları veya güneş sistemleri gibi çeşitli kaynaklardan gelen ısılar ile tank içinde bulunan suyu ısıtarak depolama işlemini sağlayan sistemdir. Akümülasyon tankı eşanjör kullanarak sıcak su temin edilir. Özellikle serpantinli boylerlerin düşük kaldığı yüksek sıcak su ihtiyaçlarında akümülasyon tankı kullanımı en doğru çözümlerden biridir. Akümülasyon tank imalatı emayeli veya sıcak daldırma galvanizli olarak yapılmaktadır.

Piyasada birçok boyler markaları vardır. Bunlardan bazıları; Kodsan boyler, Alarko boyler, Buderus boyler gibi.

 

 

Korozyon Nedir? Korozyon Çeşitleri Nelerdir? Korozyon Nasıl Oluşur? Korozyon Nasıl Önlenir?

Korozyon nedir: Metal yada metal alaşımlarının içinde bulundukları ortam ile oksitlenme yada diğer elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda metalik  ve fiziksel özelliklerini kötü yönde kaybetmeleri olayına korozyon (corrosion) denir.

Korozyon aynı zamanda paslanma, çürüme, aşınma, bozulma anlamlarına da gelir. Alüminyumun oksitlenmesi, demirin   paslanması korozyona örnektir.

Korozyon Neden Olur?

Korozyon olayları, her ortama ve farklı etki mekanizmalarına göre meydana gelir. Buna göre elektrokimyasal  veya kimyasal korozyon farklı olur. Makinalar üzerindeki mutad (alışılmış) korozyon düzeneği genellikle elektrokimyasal (electrochemical) olaylardan ileri gelmektedir.

Korozyona neler sebep olur?

• Atmosferdeki karbondioksit
• Havadaki klorürler
• Tatlı ve tuzlu deniz suyu
• Klorür için katkılar
• Deniz suyu ile karışan agregalar

Korozyona Sebep Olan  Etkenler Nelerdir?

Korozyon olayı, dinamik bir döngü sürecidir. Yani her an, her ortamda metal olan veya olmayan malzemeler korozif (corrosive) bir etkiye maruz kalabilir.

Korozif etkenler üç grupta toplanabilir.

• Elektrokimyasal
• Fiziksel
• Çevresel

Elektrokimyasal Etkenler

Elektrokimyasal (electrochemical) korozyonun meydana gelmesi için bazı koşullar sağlanmalıdır.  Metallerle temas eden nemin olması, metallerin elektro potansiyelleri arasında fark olması, meydana gelen akımın devreyi tamamlaması gerekir. Bir elektro korozyon hücresinde anot (anode), katot (cathode), metal yolu ve elektrolit olmak üzere dört eleman vardır. Bu elemanlardan biri olmaz ise korozyon meydana gelmez. Karbon-çinko kuru pil korozyon hücresine örnek olarak verilebilir. Kuru pilin dışı çinko malzemeden yapılmış ve iki elektrottan biri olan çinko, katodu meydana getirir. Merkezdeki karbon çubuk ise anottur. İki elektrot (electrode) arasındaki nemli pasta ise elektroliti meydana getirir. Korozyon hücresinde, korozyon başlaması ve devam etmesi içinde aynı elemanlar olmalıdır.

İki metal, elektrolite daldırıldığı zaman çözelti içerisinde çözünmeyi yönlendiren elektrik potansiyeline sahip olur. Metaller çözelti içerisine çözündüğünde, metal atomları yüzeyde bir veya daha fazla elektron bırakarak pozitif yüklü iyon şeklinde metalden ayrılır. Yüzeyde bırakılan elektronlar, metal yoluyla (iletken vasıtasıyla) katoda ulaşır. Metal kaybı (korozyon) anotta olur, anodik metal elektrolitte çözünür. Anoda göre daha az aktif olan ve korozyona uğramayan elektron katottur. Katotta metal kaybı olmaz.(Katot korunmaktadır.)  Elektronların anottan katoda taşındığı yola metal yolu denir. Uçaklarda metal yolu uçağın kaplama sacı, bağlantı elemanları, cıvataları veya herhangi bir metalik iletken olabilir. Korozyon hücresini meydana getiren elektrolit (electrolyte), nemi içeren iyonize çözeltidir. Korozyon hücresinde elektrolit bulunmaz ise metal çözünemediğinden iyon anodik metali terk etmez ve korozyon meydana gelmez.

Fiziksel Etkenler

Yüksek basınç ve sıcaklık, maddelerin korozyona uğraması için elverişli bir ortamtır. Yüksek basınç ve sıcaklık gaz türbinli motorlarda türbin kısmında en yüksek seviyeye  ulaşır. Türbin bölümündeki türbin paleleri (kanatçıkları) (turbine blades) yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklı ve korozif etkenlerden en az etkilenen titanyum malzemesi kullanılarak korozyon meydana gelişi azaltılabilir. Malzemelerin koruyucu yüzeyleri, sürtünme nedeniyle tahrip olmuşsa malzeme korozyona maruz kalabilir.

Çevresel Etkenler

Coğrafik konuma göre iklim şartları korozyona sebep olabilir. Sıcaklık-nem etkisi, özellikle tropikal deniz ikliminin görüldüğü bölgeler de korozif etkiyi daha çok arttırmaktadır. gün içinde aşırı sıcaklık farklarının olduğu bir ortam korozyon meydana gelmesi için uygun ortamdır.

Korozyon Nasıl Oluşur?

Metal ve alaşımların kararlı halleri olan bileşik durumuna dönme eğilimleri yüksektir. Korozyonun sonucu olarak metaller içinde bulundukları ortamın elemanları ile tepkimeye girerek, önce iyonik (ionic) duruma ve oradan da ortamdaki başka elementlerle birleşerek bileşik haline dönmeye çalışırlar; yani kimyasal değişime uğrarlar ve bozulurlar. Sonuçta; metal veya alaşımın fiziksel, kimyasal, mekanik veya elektriksel özelliği istenmeyen değişikliklere uğrar.

Korozyon, metalik malzemelerin içinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri sonucu, dışarıdan enerji vermeye gerek olmadan, doğal olarak oluşan olaydır. Metallerin büyük bir kısmı su ve atmosfer etkisine dayanıklı olmayıp normal şartlar altında bile korozyona uğrayabilirler. Endüstrinin ana yapı malzemesi olan demir ve çelik sulu ortamlarda ve atmosferde korozyona dayanıksız bir metaldir. Uygun biçimde yüzeyleri korunmayan metal ve metal alaşımlarının bozulmaları önemli bir teknolojik problemdir.

Korozyonun yönetimi ve önlenmesi, çoğu sektörde kritik öneme sahiptir. Gereken adımlar atılmadığında korozyon; altyapı, güvenlik ve iş performansını riske sokarak yıkıcı sonuçlara neden olabilir. Korozyon, sistemin kâr/zarar dengesi için de kötü neticeler verir.

Korozyon olayı endüstrinin her bölümünde kendini göstermektedir. Açık atmosferde bulunan tanklar, depolar, direkler, korkuluklar, taşıt araçları, yeraltı boru hatları, betonarme demirleri, iskele ayakları, gemiler, fabrikalarda kimyasal madde doldurulan kaplar, borular, depolar ve bir çok makine parçası korozyon olayı ile maruz kalmaktadır. Tüm bu yapılar korozyondan dolayı beklenenden daha kısa zaman içinde işletme dışı kalmakta ve büyük ekonomik kayıplar oluşmaktadır.

KOROZYON ÇEŞİTLERİ

Korozyon çeşitlerinin oluş nedenleri ve karakteristik özellikleri şunlardır:

• Yüzeysel (Uniform) Korozyon

Sıvılarda veya kirli ortamda, metal yüzeylerinde kimyasal bir etki ile atmosferik koşullarda meydana gelen en basit ve en yaygın korozyon türüdür. Metal yüzeyinin her noktasında aynı olan korozyondur.
Metalin yüzeyinde renk değişimine sebep olur, metal yüzeylerinde matlaşma şeklinde görülür. Örnek olarak; gümüşteki kararma, nikel yüzeyinin sislenmesi, demirin paslanması, bakırın renginin matlaşması, gibi. Bu tür korozyon, yüzeyde kaba ve dalgalı bir görünüş oluşturur. Parlatma ile yüzeydeki korozyon alınabilir. Önlemler alınabildiği zaman en az risk içeren korozyon türüdür.

• Galvanik Korozyon (galvanic corrosion)

Elektrokimyasal (galvanik) korozyon; Korozyon elemanlarında elektrokimyasal korozyon, bir galvanik (galvanic) eleman içinde cereyan eden aynı olaylardan meydana gelen korozyon türüne galvanik korozyon (galvanic corrosion) denir. İki farklı metalin aynı ortamda birbirine bağlanması ile meydana gelen korozyondur.

• Eski boru ile yeni boru bağlantılarında.
• Metal ile kaynak arasında.
• Metalin geçtiği zeminin niteliklerinin değiştiği bölgelerde.

En çok rastlanılanları bunlardır.

• Çukurcuk Korozyon

Metal yüzeyinde çukur oluşturarak meydana gelen korozyondur. Çukurcuk korozyon, alaşım yüzeyinde nemle temas eden anodik ve katodik kısımların bulunması durumunda ouşur. Metal alaşımı, elektronların taşınması için metal yolu oluşturur. Çukurcuk korozyonu, magnezyum ve alüminyum alaşımlarında rastlanan bir korozyondur. Göstergesi, yüzeyde toplanan ve kabaran beyaz ve gri tozumsu yığıntılardır. Bu yığıntılar temizlendikten sonra küçük oyuklar veya boşluklar görülebilir. Bu oyuklar önce küçük olmasına karşın, zamanla büyür. Çukurcuk korozyonunun oyukları, eğer parça kalınlığı uygun ise kazınarak temizlenebilir.

• Taneler Arası Korozyon

Tane sınırları boyunca meydana gelen korozyonlara taneler arası korozyon denir. Taneler arasındaki metal bileşimi, tane içine göre farklıdır. Alaşım elemanları ve çökeltileri, tane sınırlarına yerleşir. Ayrıca hatalı ısıl işlem, tane sınırlarına zarar verir ve onları tane içine göre daha anodik duruma getirir. Taneler arası korozyon, gözle belirlenemediği için en tehlikeli korozyon çeşididir.

• İpliğimsi Korozyon

İpliğimsi korozyon, yüzeylerinde organik katman içeren metallerde rastlanır. Bu korozyon türü, boya tabakasının altında bıraktığı ipliğimsi şekildeki izden bilinir. İpliğimsi korozyon, havadaki nem oranının % 78 ile % 90 arasında olduğu ve yüzeyin hafif asidik olduğu durumlarda görülür. İpliğimsi korozyon bağlayıcıların çevresindeki, boya tabakasının kesintiye uğradığı çiziklerden başlar. Su ve havadaki oksijen bu çizgilerden boyanın altına işler. İpliğimsi korozyondan korunmak için uçağı ve yer destek teçhizatını % 70’den az nem içeren ortamda muhafaza etmek, oksijen difüzyonunu önleyici boya kullanmak ve yüzeydeki asidik kirleri ortadan kaldırmak için sık sık yıkanması gerekir.

• Pullanma Korozyon

Pullanma korozyonu, taneler arası korozyonun ilerlemiş şeklidir. Burada hemen yüzeyin altına tane sınırları altında ilerleyen taneler arası korozyonun genleşen ürünü, yüzeydeki metali pul pul kaldırır. Genel olarak haddelenmiş veya kalıptan çekilmiş parçalarda, kabarma ve pul pul olma şeklinde kendini gösterir.

Konsantrasyon Hücre (Concentration Cell) Korozyonu

Alüminyum uçak gövdesi, su tabakası ile kaplandığı zaman ve su damlacıkları metal levha birleşimlerinin arasına girdiğinde konsantrasyon hücre korozyonu oluşur. Konsantrasyon hücre korozyonunun olabileceği yerler; oyuklar, bindirme dikişleri, kalıntılar ve metal ara yüzeyleri. Bu yerler konsantrasyon hücre korozyonu oluşması için nemin saklı olduğu yerlerdir. Elektrolitteki metal iyon konsantrasyonu farkı veya oksijen iyonu konsantrasyonu farkı bu tür korozyona sebep olabilir.

•  Strees (Gerilmeli) Korozyon

Strees korozyon, taneler arası korozyonun özel bir çeşididir. Bu korozyon, metal çekme gerilimi ile karşılaştığı zaman ve korozif ortamda oluşur. Bağlayıcılara ısıl işlem veya pres işlemleri yapıldıktan sonra, uygunsuz şekilde su ile soğutma yapılırsa strees korozyon oluşur. Gerilmeli / strees korozyon sadece çekme gerilmeleri sonucunda oluşur. Uçaklarda strees korozyon, genel olarak perçinli birleştirmelerin perçinleri arasındaki gerilmiş yüzeylerde rastlanır. Korozyona maruz bir metal, aynı zamanda statik bir gerilim altında ise korozyonu hızlanır.

• Yorulmalı Korozyon

Yorulma korozyonu, gerilmeli korozyon çatlağına benzer şekilde dinamik yükler ve metaldeki korozyonun etkisiyle meydana gelen çatlamalardır. Korozif ortam olan ve dinamik yüklere maruz kalan tüm metallerde bu tür çatlamalar meydana gelir. Zaman zaman veya periyodik olarak yüklenip- boşaltılan metaller zamanla yorulur. Yorulan bu metaller yorulmayanlara göre daha hızlı korozyona uğrarlar. Yorulmalı korozyon iki aşamada oluşur. Birinci aşamada korozif ortamın ve dinamik yüklerin etkisi ile metal yüzeyinde korozyon oyuğu ve çatlak oluşur. Çatlak oluştuktan sonra korozif ortamın etkisi ortadan kalksa bile dinamik yükün etkisiyle çatlak ilerlemesi sürer. Korozif etkiyi ortadan kaldırmanın yolu, metalin korozif ortam ile temasını kesmektir.

• Sürtünme Korozyonu

Nemin girmesine engel olamayan ve titreşime maruz kalan statik yükle yüklenmiş parçalarda sürtünme korozyonu görülür. Burada korozyon ve aşınmanın etkisi birlikte oluşur. Sürtünme korozyonu, metalde ufalanma ve metal aşınması şeklinde  kendini gösterir. Uçak üstünde sürtünme korozyonunun görüldüğü yerler, iniş takım dikmelerindeki burçlar, çok küçük toleranslarla burçlara geçirilen cıvatalar ve kanadı gövdeye bağlayan kaplama bölümleridir.

• Mikrobiyolojik Korozyon

Mikrobiyolojik canlıların hayat faaliyetleri sonucu oluşan asit ve sülfür gibi bileşiklerin neden olduğu korozyondur. Mikrobiyolojik korozyon metalik ve bir o kadar da metalik olmayan yapıların etkilenmesinde mikroorganizmaların rolünü olası kılan korozyon şeklidir. Mikrobiyolojik korozyon, metallerin korozyon kinetikleri üzerine mikroorganizmaların etkilerini inceler. Oksijenli ve oksijensiz ortamlarda oluşabilir.

• Kavitasyon Korozyonu

Kavitasyon-korozyon, özel bir erozyon-korozyon şeklidir. Elektrolitik akışkan içinde bir gaz, hava veya buhar kabarcığının bulunması halinde metal yüzeyinde oluşan korozyondur. Metal yüzeyde çukurlara neden olan sayısız minik buhar kabarcıklarının oluşması ve aniden çökmesinden kaynaklanır

• Erozyonlu Korozyon

Korozif çözeltilerin metal yüzeylerinden akıtılması sonucu oluşan korozyondur. Erozyon korozyonu, bir korozif sıvının ve bir metal yüzeyin nispi hareketine bağlı olarak metaldeki korozyon atağı hızındaki bir ivmedir. Bir borunun iç yüzeylerinde oyulmanın neden olduğu artan türbülans, hızla artan erozyon oranlarına ve sonunda bir sızıntıya neden olabilir.

• Seçimli Korozyon

Seçici korozyon (alaşımı giderme, seçici süzdürme), bir elektrokimyasal oksidasyon-indirgeme (redoks) işleminin bir sonucu olarak, elektrolit varlığında bir alaşımın belirli bir bileşeninin tercihli bir saldırısıdır. Bir alaşım içinde bulunan elementlerden birinin korozyona uğrayarak ortamdan ayrılmasıdır. Örneğin pirinçten (%70 Cu +%30 Zn) Çinkonun ayrılması. Tek fazlı ve çok fazlı alaşımlarda seçici korozyon meydana gelebilir.

• Filifrom Korozyon

Metal kaplamasının zayıf veya yırtık noktalarında oluşur. Aşındırıcı kimya oluşumunun, kırılmış bir koruyucu film altında meydana geldiği özel bir çatlak korozyonu. Bu tip korozyon, kaplamaya nem nüfuz ettiğinde boyalı veya kaplanmış yüzeylerin altında oluşur. Metal yüzeyindeki boya veya kaplamanın altında yürüyen korozyondur.

Rutubetli Çelik Yüzeylerinin Elektrokimyasal Oksijen Korozyonu

Metal parçalarının üst yüzeyleri rutubetli ortamlarda ve açık havada, bir oksit tabakası ile kaplanır. Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerden yapılmış olan parlak yapı parçaları, bu koşullar altında bir süre sonra pas benekleriyle kaplanır.

Korozyona dayanan olaylar, havadaki oksijenin demir malzemesinin üstündeki su ile bağlantılı durumda etki etmesinden ileri gelmektedir. Bir su damlasının altındaki bir malzeme bölgesinde, bu ilişki ile meydana gelen olaylar açıklanabilir.

Damlaların ortasında, demir Fe²⁺ – iyonları çözünmeye başlar. Bu çözünme alanı lokal bir anot gibi etki eder. Damlaların kenar bölgesinde, çözünen havanın oksijeninden meydana gelen OH^– iyonları çözünen demir Fe²⁺ ile reaksiyona girer. Önce demir hidroksit Fe (OH)₃ ve buradan pas FeO(OH) meydana getirirler. Pas, damlanın kenarında ring şeklinde ayrılır. Benek şeklinde başlayan pas meydana gelişi çelik (steel) yüzeylerde gözlenebilir. Korozyonun sürekli olarak devam etmesi halinde bütün çelik yüzeyleri bu yerlerinden itibaren paslanır.

Korozyon Nasıl Önlenir? 

Çevrede yapılacak değişiklik, korozyona önemli biçimde etki eder. Maddenin saf olmamasının korozyonu çabuklaştırdığı belirlenmiştir. Bazı türlerin de korozyonu önlediği anlaşılmıştır. Boya, metallerdeki korozyonu önlemek için iyi bir korozyon önleyicidir. Çünkü hava ile temasını önler. Boya da, atmosfer (atmosphere) etkisinde bozulma eğilimi gösterebilir ama bu çok yavaştır. Uygun alaşımların kullanılması, metalleri korozyona karşı dirençli kılar. Örneğin pirince, alüminyum eklenmesi korozyonu azalttığı için korozyonu önleme yöntemlerinden biridir.

Korozyon Önleme Yöntemleri

Korozyon kontrolü, demir içeren ve bazı demir-içermeyen malzemelerin kontrol edilmesi demektir.

Elektro – kaplama (Electroplate): Koruyucu kaplama yöntemi en yaygın korozyon kontrolü yöntemidir. Koruyucu kaplamalar, kendi içinde metal elementleri barındıran; elektrolitik metal kaplama (plating) veya galvanizleme (çinko kaplama) ile gerçekleştirilebilir. Çelik yüzeyleri, elektrik akımı yolu ile nikel, krom, çinko, kalay, kadmiyum, bakır, pirinç vb. ile kaplama. Elektro-kaplama da korozyonu azaltır. Krom ve nikel gibi metaller bu amaçla kullanılır. Seramik, lastik, plastik gibi malzeme ile metaller kaplanarak korozyona dirençli (dayanıklı) duruma getirilebilir.

Katodik Koruma: Katodik koruma (cathodic protection), korozyon kontrolünün elektriksel anlamda gerçekleştirilmesi işlemidir. Bu işleme, galvaniz ile anti-pas meydana getirme denilir. Katodik koruma için sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

Dizayn Toleransı: Mühendislik dizaynları, servis durumuna göre belli bir dereceye kadar korozyona müsaade eder. Dizayn (design) toleransı genel olarak ürün kullanım süresi daha önceden belirlenmiş; boru hatlarına, gemilere veya ekipmanlara uygulanır. Örneğin bir gemi için seçilecek boru et kalınlığı veya metalurjisidir. Dizayn koruma faktörü bir kere tespit edildiği zaman süresi dolduğunda, değiştirme veya onarım genellikle zorunludur.

Kimyasal İşlem (Chemical Process): Korozyon önleyiciler / inhibitorlar kimyasallara eklenerek, korozif ortamın etkisi azaltılır veya kontrol edilir. Temel bir korozif inhibitor( corrosive inhibitor) örnek olarak; motor bloğunu korozyondan korumak için radyatöre ilave edilen otomobil antifirizi (antifreeze) verilebilir.

Katodik Koruma ve Korozyon – Katodik Koruma (Cathodic Protection) Nedir? Katodik Koruma Sistemleri

Katodik koruma nedir? Korozyon, metallerin içinde bulundukları ortam ile kimyasal veya elektrokimyasal  reaksiyonlara girerek metalik özelliklerini kaybetme olayıdır. Korunacak metal yapıyı oluşturacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu haline getirerek, metal yüzeyinde yürümekte olan anodik reaksiyonların durdurulmasıdır.

Metallerin çoğu su veya hava ile temasa maruz kaldığında korozyona uğrar. Özellikle suyun içindeki veya toprağın altındaki metal borular için büyük bir risktir. Bu boruların yapıldığı metalin korozyona uğramaması için birçok koruma yöntemi geliştirilmiştir. Metalleri korozyondan korumak veya kontrol altına almak için kullanılan elektrokimyasal (electrochemial) bir metal koruma yöntemine katodik koruma denir.

Katodik koruma uygulamasına 1930’lu yıllarda başlanmıştır. Teknolojik gelişmelere paralel olarak yüksek performanslı yeni anotların bulunması ile katodik koruma korozyon (corrosion) ile mücadelede en etkili ve en ekonomik yöntem haline gelmiştir.

Katodik Koruma Sistemleri

Korozyonu kontrol altına almak için elektrik akımına dayanan, aktif bir sistemdir. Korozyon olayı bu iki reaksiyonun bir arada yürümesi ile gerçekleşir. Elektronlar anottan katoda doğru metal üzerinden akar ve katot reaksiyonu anottan gelen bu elektronları kullanarak yürür. Katot reaksiyonu için gerekli elektronlar dış kaynaktan verilecek olursa, anot reaksiyonu ile elektron üretilemez. Bu durumda anottaki korozyon olayı durmuş olur.

Katodik (cathodic) koruma korunacak metal yapıyı meydana getirecek bir elektrokimyasal hücrenin katodu haline getirerek, metal yüzeyinde yürümekte olan anodik reaksiyonların durdurulması işlemidir. Katodik korumada amaç, korunacak olan metalin potansiyelini anodun açık devre potansiyeline kadar polarize etmektir. Bunu sağlamak için metale katodik yönde bir dış akım uygulanır.

Metale dıştan uygulanan akım ile verilen elektronlar, metal yüzeyinde yürümekte olana anodik reaksiyonları tam olarak durdururken, katodik reaksiyonun hızını da arttırır. Anot reaksiyonu artık korunmakta olan metalin yüzeyinde değil, katodik koruma devresinde bulunan anotta yürür. Korunmakta olan metal yüzeyi artık tam olarak katot olur.

Katodik koruma sistemlerinin ana prensibi elektrokimyasal korozyon teorisine dayanır. Katodik (cathodic) koruma sistemi korozyonu kontrol altına almak için, elektrik akımına dayanan aktif bir sistemdir. Korozyonu önlemek için bu boruların yanına, onlarla temas edecek şekilde, daha reaktif bir metalin yerleştirildiği koruma yöntemidir.

Metaller korozyona uğradığında katodik koruma, metal yapıları, bulundukları ortam içerisinde elektrokimyasal yolla korozyondan koruma yöntemidir. Katodik koruma korunacak metal yapıyı oluşturulacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu haline getirerek metal yüzeyindeki anodik reaksiyonların durdurulmasıdır.

Eğer koruma elektrik akımı kesilirse, korozyon materyal / çevre kombinasyonu için normal değerlerde gelişmesine devam eder. Eğer besleme akımı bütün koruma için yetersizse korozyon azaltılmış değerde gelişecektir.

Katodik koruma sistemi tesis edilip gerekli ayarları yapılıp ve yeterli koruma akımı sağlandıktan sonra akımlar ve potansiyeller önceki duruma göre genellikle sabit kalacak, akımlarda ve potansiyellerdeki aşırı değişimler sistem arızası olarak görülecektir.

Günümüzde iskele ayakları, gemiler, su ve petrol depolama betonarme demirleri vb. birçok metalik yapı katodik olarak boru hatlarının güvenli bir şekilde işletilebilmesi ancak katodik koruma yapılarak mümkün olabilmektedir. Katodik koruma iki ana grupta incelenir:

• Galvanik anotlu katodik koruma
• Dış akım kaynaklı katodik koruma

Galvanik Anotlu Katodik Koruma

Galvanik anotlu katodik koruma sistemlerinde korunması istenilen korozyona uğramakta olan bir metale kendisinden daha negatif potansiyelde metal (anot) bağlanarak bir galvanik pil meydana getirilir. Bu durumda metal yapı katot haline getirilir. Katodik koruma devresinden akım geçebilmesi için anot ve katot arasında devre direncini yenebilecek kadar bir potansiyel farkının olması gerekir. Galvanik anottan çekilen akım, galvanik anodun açık devre potansiyeli ile devre direncinin büyüklüğüne bağlıdır.

Galvanik anotlar kendiliklerinden çözünerek aynı bir pil gibi akım üretirler. Anodun çözünmesi sonucu açığa çıkan elektronlar, dış bağlantıdan katoda (korunan metal yapı) taşınarak katodik reaksiyon için gerekli olan elektronları sağlar. Galvanik anotların akım kapasiteleri ve akımın verimi bellidir. Katodik koruma devresine belli süre yetecek miktarda ve sayıda galvanik anot bağlanarak korunacak metal yapının yüzey alanı istenilen süre katot halinde tutulabilir. Galvanik anotlar, koruma sırasında belirli hızlarla çözünerek ağırlıklarını kaybederler. Bunları uygun zaman aralıklarıyla yenileyerek koruma görevi süreklilik kazandırılır.

Galvanik Katodik Koruma Sistemlerinin Avantajları

• Dış akım kaynağına gerek yoktur. Akım anotlardan sağlanır. Galvanik anotlu katodik koruma sistemi elektrik enerjisinin bulunmadığı yerlerde tek alternatiftir.
• Tesisi maliyet açısından ekonomik ve uygundur.
• Galvanik katodik koruma sistemlerinin yapımı basit, kolay, maliyet açısından ekonomik ve uygundur. İşletme sırasında hiç bir ayarı gerektirmez, çevre yapılar üzerinde interferans etkisi yapmaz.
• Anot – katot arasındaki potansiyel farkı akım gereksinimini karşılayacak ölçüde otomatik olarak ayarlanır.
• Bakımı ve işletim masrafları düşüktür.
• Aşırı koruma potansiyeli yönünden uygundur.
• Diğer metalik yapılar üzerindeki kaçak akım etkileri azdır.
• Minimum istimlâk ve irtifak maliyeti azdır.
• Tankların korunmasında tankın dış çapı etrafında uniform akım dağılışı vardır.

Galvanik Katodik Koruma Sistemlerinin Dezavantajları

• Küçük koruma geriliminin elde edilmesi (sınırlı potansiyel farkı),
• Yüksek dirençli elektrolitler de oldukça küçük akımların elde edilmesi (tipik 1–2 A)
• Akım maliyeti yüksektir. Bu nedenle yüksek akım ihtiyacının söz konusu olduğu hallerde tercih edilmez.
• Galvanik anotların potansiyeli düşük olduğu için, yüksek rezistiviteli elektrolitler içinde etkili olamazlar.
• Büyük veya genişletilen yapılarda yeni anotların yerleştirilmesi ve tesisi ekonomik olarak uygun değildir.
• Yüksek özgül dirençli ortamlarda etkisiz kalması (özellikle 5.000 ohm. cm’den daha büyük ortamlarda bu sistem kullanılamaz.)
• Tank korumada bir sistem ancak bir tankı koruyabilir. Diğer bir tank için ayrı bir sistem yapılması gerekir.
• Korozyonu ve sistemi kontrol etme ve izleme zorluğu vardır.
• İşletme sırasında herhangi bir sebeple katodik koruma akım ihtiyacında artış olursa, var olan anotlar ile bunu karşılamak mümkün değildir. Sisteme yeni anotlar eklenmelidir.

Sistemin galvanik anotlu olarak belirlenmesinin daha uygun olduğu şartlarda anot tipinin en ekonomik ve en uzun ömürlü olanı tercih edilmelidir. Bazı anot tipleri hakkında genel bilgiler;

Magnezyum Anot

Zemin içindeki elektrot (electrode) potansiyeli yüksek olduğundan yer altı yapılarının katodik korumasında magnezyum anot (anode) kullanılır. İki tip magnezyum anot kullanılır.

1. Az–63 standardındaki magnezyum,
2. Yüksek potansiyelli magnezyum anot.

Grafit Anot

Petrol kokunun yüksek sıcaklıkta eritilmesinden  grafit haline  getirilen grafit anot yapısı elde edilir. Grafit anotlardan en fazla 2 mA / cm² akım çekilir. Ama  zemin içinde 1mA/cm² den fazla akım çekilmesi durumunda anotun ömrü  1–2 yıl içinde kullanılmaz hale gelir.

Demir Silikon Anot

% 14–15 oranında silisyum ve % 1–2 oranında karbon ve mangan elementlerinden meydana gelen bu anot tipi, yüzeyinde SiO₂ den bir film tabakası ile kaplanmıştır. Bu film tabakası yardımıyla  pasifleşerek anot ömrü uzatılmıştır. Buna karşın deniz suyu ve klor iyonu bulunan ortamlarda, yüzeydeki film tabakası kalkarak anodun kütle kaybının hızlanmasına sebep olmaktadır.

Alüminyum Anot

Alüminyum anotlar genel olarak  galvanik anot olarak kullanılırlar. Alüminyum anot fiyatlarının ucuz olması, hafif oldukları için ve korozyon ürünleri (alüminyum tuzları) içme suyunu kirletmediklerinden su tanklarının dış akım kaynaklı katodik korumasında yardımcı anot olarak kullanılmak üzere tercih sebebidirler.

Gümüş-Kurşun Anot

Kurşun değişik alaşımlar hâlinde deniz suyu içerisinde kullanılır. Kurşun anotların yüzeyleri, elektriksel iletkenliği çok yüksek olan kurşun peroksit tabakası ile kaplanır. Bu oksit tabakası anodun zarar görmeden uzun süre yüksek performans ile çalışmasını sağlar.

Çinko Anot

Yer altı ve su altı yapılarında galvanik anot olarak saf çinko kullanılabilir. Deniz içinde kullanılan anotlar % 0,1–0,5 oranında alüminyum içerir. Çinko anotların akım verimleri yüksek ve fiyatları da daha ucuzdur.

Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma

Katodik koruma nasıl yapılır?  Dış akım kaynaklı katodik koruma korunacak malzemenin enerji kaybını bir başka metalden vermek yolu ile enerjinin dışarıdan sağlanması esasına dayanır. Şebekeden alınan alternatif akım AC önce bir trafodan geçirilerek potansiyeli istenilen düzeye düşürülür. İstenilen düzeye düşürülen bu akım bir redresörden geçirilerek doğru akım DC haline dönüştürülür. DC (+) ucu anot yatağına, (-) ucu korunacak olan metale (boruya) bağlanır. Bu korumaya “dış akım kaynaklı katodik koruma“ denir. Akım şiddeti korunacak metalin yüzey alanına ve metalin içinde bulunduğu ortamın koroziflik derecesine bağlıdır.

Dış akım kaynaklı sistemde  yardımcı anot olarak çeşitli metaller kullanılır. Eski borular, raylar, travers gibi hurda demir ve çelik malzemelerde yardımcı anot olarak kullanılabilir. Yardımcı anot özellikleri, yüksek bir potansiyele gerek duyulmadan istenilen akımı vermesi ve diğer yönden yeterli süre parçalanmadan dayanmasıdır. Anotlar kendini yok ettiği  ve elektrik akımı yüksek olduğu için, uzun yıllara uygun bir kullanım süresi için gerekli malzeme seçilmelidir. Zemin içinde kullanılan başlıca yardımcı anotlar şunlardır: Grafit anotlar, Fe-Si anotlar, Pb-Sb-Ag anotlar, Al anotlar, Pt-Ti anotlar , Metal oksit kaplı Ti anotlar. Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemi, galvanik anotlu katodik koruma sisteminden daha güçlüdür.

Dış akım kaynaklı sistemde yardımcı anot olarak; toprak altı yapılarında kullanılan anot tipi silis katkılı demir anotlardır. Bu anotların dışında yurt dışından ithal edilen grafit ve metal oksit kaplı titanyum anotlarda kullanılmaktadır.

Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemlerinin Avantajları

• Elektrik akımının maliyeti galvanik anotlara göre ucuzdur.
• Elektrolit direncinin yüksek olması durumunda DA potansiyeli artırılarak kolay bir şekilde katodik koruma uygulanabilir.
• Proje sırasında göz önüne alınmayan faktörler sebebiyle akım ihtiyacı beklenmedik şekilde değişirse, trafo ünitesinden ayar yapılabilir.

Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemlerinin Dezavantajları

• Bu sistem elektrik akımı bulunmayan yerlerde uygulanamaz. Ancak günümüzde, güneş enerjisinden fotovoltaik piller ile elde edilen elektrik akımının katodik koruma sistemlerinde kullanılmasına başlanmıştır.
• Anot yatağı yakınında bulunan yabancı metalik yapılar üzerinde interferans etkisi yaratabilir.
• Yapıya akımın uygulandığı yerde aşırı potansiyel yükselmeleri görülebilir. Bu bölgede hidrojen çıkışı sebebiyle kabuk soyulması ve hidrojen kırılganlığı olayları oluşabilir.

Katodik Korumanın Uygulama Alanları

• Boru hatları: İçme suyu boru hatları, doğal gaz boru hatları, atık su boruları deniz dibi borular, yangın hidrant boru hatları, petrol boru hatları.
• Deniz içi yapı ve araçları: Gemiler, feribotlar, deniz otobüsleri, deniz altı gemisi, yatlar, liman, iskele, platform, kazık ayakları, şamandıra vs.
• Tanklar: Yeraltı LPG ve akaryakıt tankları, yer üstü akaryakıt tankları atık su tankları, içme su depolama tankları vs.
• Su sistemleri: Eşanjör soğutma ve ısıtma sistemleri, termosifon, buhar kazanları, boiler tankları vs.
• Çinko anotlar: Çinko anotlar ortam rezitivitesinin 2000 ohm . cm’den düşük olduğunu tuzlu su, tatlı su ve toprak zemin içindeki demir ve çelik yapıların katodik korumasında kullanılırlar.

Katodik koruma kullanıldığı yerler;

• Gemi, tekne, yat ve römorkörler.
• Gemilerin balast tankları
• İskele ve kazıklar
• Isı değiştiriciler

Katodik Koruma Ölçümü Nasıl Yapılır?

Katodik koruma sistemlerinde, katodik koruma ölçümü potansiyel ve akım değerlerini ölçmek için kullanılır.  Ölçü kutularının ölçüm kutup sayıları, uygulanan katodik koruma sistemlerine göre değişir. Ayrıca isteğe göre ölçü kutularının dış yüzeyleri sıcak daldırma galvaniz veya istenilen renkte boya ile kaplanır.

Katodik koruma sistemlerinde potansiyel değerinin okunması sırasında kullanılır.  Genellikle toprak ve tatlı su içerisinde bulunan yapılara uygulanan katodik koruma sistemlerinde potansiyel değeri okunurken bakır-bakır Sülfat (Cu-CuSO4) referans elektrodu kullanılır.

Tatlı su içerisinde bulunan yapılar, uygulanan katodik koruma sistemlerinde potansiyel değeri okunurken gümüş – gümüş klorür (Ag-AgCl) referans elektrodu kullanılır. Çinko elektrod da, deniz yapılarında kullanılabilir.

Katodik Koruma Testleri 

Katodik işleminin yapılma sebebi iş yerinde bulunan korozyondan insanları koruma yoludur. Bu iş hakkında bilgi sahibi olan kişilerin yapması. kaliteli bir uygulama sonucu verir. Bu uygulama elektrokimyasal yollarla yapıldığında işin ne kadar dikkatle ve bilinçli olarak yapılması gerektiği açıktır. İşte katodik test (cathodic testing) yapılarak insanların sağlık problemleri yaşamaması sağlanır. Sistem kurulduktan sonra mahalde bulunan elektrik akımı kesilirse zararlı olan metal yeniden oluşmaya başlar. Bu da insan sağlığını bozar. Farklı iş sektörlerinde kullanılan katodik koruma yöntemleri insanların faydasına olan uygulamalardır.

Sıvı veya toprak içindeki metaller çeşitli sebeplerle  zamanla yıpranır, yıprandıkça görevini yapamaz. Bu durum çevresel açıdan zararlara yol açtığı gibi büyük kazalara sebep olabilir. Katodik koruma ile bu tür metaller korunur. Katodik koruma testleri ile kullanılan araçların güvenliği sağlanır.

Referans Elektrod Ölçü Kutuları

Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemlerinde alternatif akımı, doğru akıma çeviren trafo – redresör üniteleri kullanılmaktadır. Bu üniteler; 220 Volt veya 380 Volt AC beslemeli, hava veya yağ soğutmalı, istenilen DC Volt ve Amper çıkış değerine göre ayarlanabilir, Voltaj regülasyonu manuel, otomatik, varyaklı veya faz kontrollü, sabit referans kontrollü, PLC’ li bilgisayar kontrollü SCADA uyumlu tipte olmaktadır.

Trafo- Redresör Üniteleri

Katodik olarak korunmuş olan bir metal yapının korunup korunmadığını anlayabilmek için, aşağıda belirtilen referans elektrotların karşısındaki koruma potansiyel değerlerini sağlaması gerekir.

Katodik koruma firmaları akaryakıt, su, doğalgaz boru hatlarının, yer altı ve yer üstü depolama tanklarının, her türlü sanayi tesislerinin, deniz ve göl içerisinde bulunan çelik ve betonarme iskele ayaklarının, deniz ve göl içerisinde bulunan çelik gövdeli teknelerin korozyona karşı katodik korumasıyla ilgili olarak; iş yerinde etüdleri yapılmakta, tatbikat projesinin hazırlanması, fabrikasyon malzeme imalatı, montaj, işletme, bakım ve eğitim hizmetlerini sunmaktadırlar. Katodik koruma yapılmadığında yıllık milli gelirde azalmalar yaşanmaktadır.

Malzeme olarak kullandıkları elemanlar; magnezyum, alüminyum, çinko türü galvanik anotlar, yardımcı anotlar, manuel ve otomatik kontrollü, scada uyumlu trafo (transformer) / redresör (rectifer) ünitesi, polarizasyon hücresi, akım dağıtım ünitesi, eş potansiyel ünitesi, ölçü kutuları, izole flanş conta takımları, referans elektrodları, doğalgaz boru hatlarını işaretleme ve havadan tespit etme malzemeleri yer almaktadır.

Çelik Boru Hatları Katodik Koruma Proje Ve Tesisi Yapım İşleri Birim Fiyatları

Mekanik ekipmanlar arasında yer alan vanalar, vantuzlar, tamir manşonları, takma-sökme parçalarına ait fiyatlar, Boru bağlantı elemanları (Manşon, dirsek, te, redüksiyon vb.) fiyatları İLLER BANKASI Birim Fiyatları ve TEDAŞ Birim Fiyatları tarafından belirlenen fiyatlar geçerlidir.

 

 

Borulu Eşanjör: Borulu eşanjörler yüksek sıcaklıklardaki akışkanlar arasında ısı transferi yapmak için borulardan imal edilen eşanjör türüdür. Borulu eşenjörlerde genelde dairesel kesitli borular kullanılır. Dairesel kesitli borular yüksek basınçlara dayanıklı oldukları için, boru tipi eşanjör (heat exchanger) yüksek basınçlarda kullanılır. Borulu ısı değiştiricileri esas olarak borulardan yapılır. Boru demetleri bakır veya çelik borulardan meydana gelir. Bir akışkan borunun içerisinden akarken diğer akışkan borunun dışından akar. Boru çapı, boru sayısı, boru uzunluğu, boru adımı ve boru düzenlemesi değiştirilebilir. Bu sebeple borulu ısı değiştiricilerin dizaynlarında oldukça esneklik vardır.

Kızgın sudan veya buhardan yararlanarak ısıtma için gerekli 90/70ºC sıcaklıkta suyun elde edilmesinde genel olarak borulu eşanjörler kullanılır. Yüksek basınç veya sıcaklık durumlarında contalı eşanjör veya lehimli eşanjör yerine borulu eşanjörler tercih edilmektedir. Borulu ısı eşanjörleri, tüm proseslerde kullanılabilen bir ısı eşenjör çeşididir.

Borulu Eşanjör Çeşitleri

Üretim prosesi, kullanım alanları ve boru demeti yapısına göre sınıflandırılması;

• U borulu eşanjörler
• Düz borulu eşanjörler

Düz ve “U” borulu ısı eşanjörlerin üretiminde dikkat edilmesi gereken konu ise, akışkanlar ve akışkanların spesifik özellikleri ile bu akışkanların eşanjör içindeki hal değişimleridir. Eşanjör üretiminde projeye uygun olarak eşanjör firmaları tarafından tamamı karbon-çelik (carbon-steel), tamamı paslanmaz çelik (steel), bakır (copper) ve özel alaşımlı, bafon boru veya pirinç boru demetli, karbon çelik gövdeli ve paslanmaz gövdeli olarak borulu eşanjör imalatı yapılmaktadır. Dış kabuk genellikle bakır sacdan üretilir. Eşanjör fiyatları kalitesine, kullanılan malzemeye göre her firma tarafından değişir.

Borulu Eşanjör Boru Demeti

Eşanjör boru demetleri karbon çelik, paslanmaz, bakır ve pirinç ile bafon (bafon (CuNiFe). bakır, nikel ve demir alaşımıdır.) borudan üretilir. Boru çapları mm olarak değişiklik gösterir. Boru çaplarının belirlenmesinde akışkanlardan yararlanılır. Akışkan çeşitlerine ve eşanjörün tasarım modeline göre düz veya U borulu yapılan boru demetlerinde yaşanan kireçlenme ve kirlenme durumları göz önünde tutularak tasarlanırlar. Buharlı sistemlerde “U” borulu, yağ sistemlerinde ise tek taraf sabit, diğer taraf gezer aynalı düz borulu sistem tercih edilir. Bu durumda dikkat edilmesi gereken sızdırmazlık için uygun contaların seçimidir.

Borulu Eşanjörleri Meydana Getiren Parçalar 

• Düz veya U şeklinde kıvrılmış ısı transferinin gerçekleşmesini sağlayan borular,
• Borulu eşanjörlerin dış gövdesi, kıvrılmış sacdan veya borudan imal edilir,
• Boruların bağlandığı ayna,
• Gövde içinde boruların dışındaki akışı yönlendiren ve borulara destek olan yön değiştirme perdeleri,

• Borulu eşanjörlerin gövde tarafı akışkanının giriş ve çıkışını sağlayan gövde nozulları,
• Boru tarafı akışkanının giriş ve çıkışını sağlayan kafa ve kafa nozulları,
• Borulu eşanjör (tubular heat exchanger) üzerine ayna ve kafaların bağlanmasını sağlayan flanşlar,
• Herhangi bir kaide üzerine eşanjörün montajını sağlayabilecek taşıyıcı ayaklar,
• Eşanşör dış yüzeylerinden, ısı kaybını önleyen izolasyon sistemi.

Borulu eşanjörler;

• Gövde borulu değiştirici
• Çift borulu değiştirici,
• Spiral borulu değiştirici olmak üzere üç sınıfta incelenir.

Gövde Borulu Isı Eşanjörleri

Proses endüstrisinde en yaygın olarak kullanılan eşanjör tipidir.  Yaklaşık olarak kullanılan bütün ısı eşanjörlerinin % 60’ı gövde borulu ısı değiştiricileridir. Gövde borulu eşanjörler, boru ekseni gövdenin eksenine paralel olacak şekilde büyük büyük silindirik gövde içine yerleştirilen birbirine paralel yuvarlak borulardan yapılır. Çalışma basıncına ve akışkan özelliklerine göre boruların et kalınlıkları belirlenir. Akışkanlardan birisi boruların içinden, diğer akışkan ise gövde tarafında borulara paralel veya çapraz olarak akar.

Gövde borulu ısı değiştiricileri oluşturan elemanlar; borular (veya boru demeti), gövde, iki baştaki kafalar, boruların bağlandığı ön  ve arka ayna ile gövde içindeki akışı yönlendiren ve borulara destek olabilen şaşırtma levhaları ve destek çubuklarıdır.

Isıl işlev, basınç düşümü, basınç seviyesi, kirlenme, imalat yöntemi ve maliyeti, korozyon ve temizleme sorunlarına bağlı olarak çeşitli gövde tarafı ve boru tarafı akış düzenlemeleri kullanılır.

Gövde Borulu Eşanjörün Özellikleri

• Maksimum basınç: Gövde tarafında 350 bar (mutlak), boru tarafında 1400 bar (mutlak).
• Sıcaklık Aralığı: (-200ºC) ile (600ºC) arasında değişir. Özel malzemeler kullanılarak bu sıcaklık aralığı genişletmek mümkündür.
• Tek bir ünite için tipik yüzey alanı 10 – 1000 m² arasında değişir.
• Maksimum etkinlik: e =0,9 (çok geçişli ünitelerde etkinlik daha küçüktür). Etkinlik; akışkandaki sıcaklık yükselmesinin teorik olarak mümkün olan maksimum sıcaklık yükselmesine oranı olarak tanımlanır.
• Minimum D T=5 K
• Mümkün olduğunda karbon çeliğinden yapılır.

Gövde Borulu Eşanjörün Avantajları

• Gövde borulu ısı eşanjörü tasarımı yapılırken, bu ısı değiştiricileri bütün uygulamalar için kullanılabilir; örnek olarak petrol rafinerileri, termik santraller, kimya endüstrisi vs.
• Gövde borulu ısı eşanjörleri son derece esnek ve sağlam dizayna sahiptir.
• Temizleme için demonte edilebilecek, sökülebilecek şekilde dizayn (desing) edilebilir.
• Gövde borulu ısı eşanjörlerin bakımı ve tamiri kolaydır.
• Piyasada kolay bulunabilen, gövde borulu ısı değiştiricileri tedarik eden firma sayısı fazladır.
• Çoklu üniteleri kolayca yapılabilir.
• Birçok metal ile gövde borulu ısı değiştiricileri imalatı yapılabildiği için akışkan sınırlaması çok azdır.

  

Dezavantajları

• Yüksek plan alanı gerektirir. Ayrıca demeti sökmek için ekstra alana ihtiyaç vardır.
• 16 bar basınç ve 200ºC sıcaklığın altındaki şartlarda plakalı ısı eşanjör fiyatları daha ucuz olabilir.

Çift Borulu Isı Eşanjörler

Düz (Çift) borulu ısı değiştiricileri en basit ısı değiştirici çeşididir. Çift borulu ısı değiştiriciler; iç içe geçmiş iki boru bulundurur. İçteki boru kanatçıklı veya düz olabilir. Bir borunun daha büyük çaplı bir boru içerisine eş merkezli olarak yerleştirilmesi sonucu elde edilir.

Akışkanlardan biri içteki borudan akarken diğeri dışarıdaki borudan akar. Düz borulu ısı eşanjörler, istenen basınç düşümü ve sıcaklık farkı ihtiyacını karşılamak için çeşitli seri ve paralel konfigürasyonlar şeklinde düzenlenebilir. İçteki boru tek veya çok borulu olabilir. Halkadaki ısı taşınım katsayısı düşükse eksenel kanatçıklara sahip iç boru (veya borular) kullanılabilir.

Çift Borulu Isı Eşanjörlerinin Özellikleri

• Maksimum basınç: Gövde tarafında 350 bar (mutlak), boru tarafında 1400 bar (mutlak)
• Sıcaklık Aralığı: (-200ºC) ile (600ºC) arasında değişebilir. Özel malzemeler kullanılarak bu sıcaklık aralığı genişletilebilir.
• Tek bir ünite için tipik yüzey alanı 0.25–200 m² arasında değişir.
• Maksimum etkinlik: e =0,9
• Minimum D T=5K
• Çift borulu ısı eşanjörlerde genel olarak çoklu üniteler kullanılır.
• Mümkün olduğunda karbon çeliğinden imal edilir.
• Esas kullanım alanı, küçük ısı transfer alanlarının (50 m²’ye kadar) gerektiği  proses akışkanlarının ısıtılması ve soğutulması için kullanılır.

Çift Borulu Isı Eşanjörlerinin Avantajları

• Isıl kapasiteyi ve ısı geçiş yüzey alanını artırmak için seri halde monte edilebilir.
• Karşıt akış kolay bir şekilde elde edilebilir.
• Çift borulu ısı değiştiricileri yüksek basınçlara dayanır.
• Standart modüler konstrüksiyona sahiptir.
• Çift borulu ısı eşanjörlerin bakımı ve tamiri kolaydır.
• Temizlenmesi kolay olduğu için, özellikle kirletici akışkanlar için uygundur.
• Çift borulu ısı değiştiricileri piyasada kolay bulunur.
• Birçok metal ile imalatı yapılabildiği için akışkan sınırlaması çok azdır.

Dezavantajları

• Çift borulu ısı değiştiricileri toplam ısı transfer alanının 50 m² veya daha az olduğu küçük kapasiteler için uygundur. Çünkü, birim ünite maliyeti fazladır.
• Yüksek ısıl kapasiteler (1 MW’ dan daha fazla) için, borulu eşanjör fiyatları pahalıdır.

Spiral Borulu Isı Eşanjörleri

Bir depo içine yerleştirilen spiral şeklinde bobin gibi sarılmış bir veya daha fazla borulardan meydana gelir. Isı transfer kat sayısı, spiral bir boruda düz bir borudan daha yüksek olduğu için spiral sarım kullanılır. Spiral borulu ısı eşanjörleri genel olarak havuz ve depolardaki akışkanların sıcaklık kontrolünde kullanılmaktadır. Helisel bir şekilde yapılabilen serpantinin adımı, sarım çapı ve alanı uygun bir şekilde seçilebilir. Küçük serpantinlerin depo içinde desteğe gereksinimi olmamasına karşın, büyük serpantinlerin desteklenmesi gerekir.

Spiral borulu ısı eşanjörlerde spiral boru dış yüzeyi ve depo içi kolaylıkla temizlenir. Fakat boru iç yüzeyi kolay bir şekilde temizlenemez. Bu tip ısı değiştiricilerin depo tarafındaki debi ve akışkan hızları küçük olması sebebiyle, ısıl kapasite debileri küçüktür.

Spiral Borulu Isı Eşanjörlerin Özellikleri

• Temizleme işlemi hemen hemen olanaksız olduğu için, temiz akışkanlar için uygundur.
• Soğutma sistemlerinde kullanılan kondanser (condenser) ve eş-eksenli evaporatörler olarak dizayn (desing) edilirler.

Spiral Borulu Isı Eşanjörlerin Avantajları

• Spiral borulu ısı eşanjörleri basit ve ucuz bir şekilde elde edilebilir.
• Isıl genleşmenin meydana getirdiği gerilme sorunları yoktur.
• Spiral borunun dış yüzeyi ve depo kolay bir şekilde mekanik olarak temizlenebilir.

Dezavantajları:

• Spiral borunun iç yüzeyi mekanik olarak kolay temizlenemez.

Borulu Eşanjörlerin Kullanım Alanları

Borulu eşanjörler; Termik santrallerde, Kimya endüstrisinde, İplik boyama makinesi, Kumaş boyama makinesi, Yağ soğutucu, Turbo şarj soğutucu, Kompresör hava soğutucu, Petro kimya ve rafineri sektöründe kullanılan gövde borulu ısı eşanjörlerinin çok fazla uygulama alanı mevcuttur.

Tekstil ve gıda gibi başlıca ana sektörlerde kullanılır. Gemilerin yağ, yakıt, su buhar devrelerinde ısıtma, soğutma / yoğuşturma amacı için sıklıkla kullanılırlar. Isıtıcı olarak su buharı, soğutucu olarak tatlı su veya deniz suyu kullanılır. Deniz suyu kullanılan sistemlerde katodik koruma (cathodic protection) uygulanır.

Ayrıca buhar, kızgın yağ kazanı ve kızgın su kazanı bulunan firmalarda kullanma suyu ve/veya sıcak su düşük basınçlı buhar talebi vb. ihtiyaçların karşılanmasında kullanılır. Enerji geri kazanım uygulamalarında, tekstil sektöründe atık su geri kazanım sistemlerinde temizleme etkenlerinin göz önünde bulundurulması halinde U ve düz borulu eşanjörler proses kolaylığı sağlar.

Borulu Eşanjör Bakımı ve Revizyonu

Borulu eşanjörler, uzun ömürlü ve problemi olmayan cihazlardır. Ancak dış etkenlerden kaynaklanan bazı deformasyonlara ve kirliliğe maruz kalırlar. Borulu eşanjörler kullanıldığı sistemlere göre temizlik ve bakıma ihtiyaçları vardır.

Eğer doğru bir yöntemle, doğru kimyasallar ile yapılmayan bir temizlik, borulara zarar verir. Bu da eşanjörde daha büyük revizyonlar yapılmasını gerektirir. Bundan dolayı temizlik ve eşanjör bakımı uzman ekipler tarafından yapılmalıdır. Eşanjör temizliği yapılırken, zaman içinde korozyona uğrayıp deforme olan iç borular, değiştirilmelidir.

Hijyenik Borulu Eşanjörler

Bazı kimya ve gıda uygulamalarında ısıl işlemler yüksek sıcaklıklarda veya basınçlarda yapılır. Bu sıcaklık ve basınçlarda plakalı eşanjör kullanımı conta sıcaklık ve basınç dayanımı sınırı kullanılamamaktadır. Bu tip uygulamalar sökülebilir, tam hijyenik borulu sağlanmaktadır. Bu borulu eşanjörler için sıcaklık sınırı 350°C lere kadar çıkabilmektedir. Bu tip eşanjörlerdeki kaynaklar, pürüzsüz bir akış yüzeyi sağlamak için hassas yapılması önemlidir.

Borulu eşanjör firmaları bu tip kaynakları, sertifikalı kaynakçılar tarafından uygulatırlar.  3 aşamada yapılan  kalite kontrol, uzman mühendisler tarafından incelenir. Gıda işleme proseslerine uygun olarak yapılan tasarım da kapasite, yer, işlenecek olan gıdanın cinsi önemlidir.

Yüksek basınçlı uygulamalarda, kapasite hesapları, malzeme et kalınlıkları, kaynak teknolojileri gibi konular hayati önem taşır. Bu nedenle üretilen her eşanjör, test yapılmalıdır. Borulu eşanjör, eşanjör fiyatları, eşanjör imalatı verilen proses bilgilerine ve akışkan özelliklerine göre eşanjör seçimi yapılır.

Eşanjör Hesaplamaları

Eşanjör hesaplamaları yapılırken, her firma, kendi ARGE bölümlerinin geliştirdiği bir program kullanır. Eşanjörler bu program sonucunda boyutlandırılır. Farklı markalarda, aynı ısıl değerlerde ve kapasitedeki eşanjörlerde, ısı transfer m²’ leri arasındaki fark % 3-5 arasında olmalıdır. Eğer bu fark çok yüksek ise bunun neden kaynaklandığı iyice araştırılmalıdır.

 

Plakalı Eşanjör Nedir? Plakalı Eşanjör Çeşitleri – Plakalı Eşanjör Çalışma Prensibi – Plakalı Eşanjör Kullanım Alanları

Plakalı Eşanjör Çeşitleri: Aynı veya farklı özelliklere sahip iki akışkan arasında birbirine karışmaksızın, hızlı ve yüksek etkinlikte ısı transferi gerçekleştirebilen ekipmanlara plakalı eşanjör (plate heat exchanger) denir.

Plakalar üzerindeki özel balık sırtı tasarım ile akış sırasında akışkanın hızı, devamlı değişir. Bu sebeple elde edilen çalkantı ve yüksek türbülans sayesinde daha küçük hacim ile gereken ısıyı transfer eder.

Plakalı eşanjör de ısı geçişinin olduğu yüzeyler ince metal plakalardan (levhalardan) yapılır. Bu metal yüzeylerin şekli  dalgalı-düz veya girintili-çıkıntılı olabilir. Plakalı eşanjörlerin, borulu ısı eşanjörü gibi yüksek basınç ve sıcaklıklara karşı dayanımları azdır. Bu plakalar titanyum, alüminyum, nikel, paslanmaz çelik veya zirkonyumdan yapılabilir.

Plakalı Isı Eşanjör Konstrüksiyonu (Construction)

Eşanjör gövdeleri, plakalar ve alışkan giriş çıkış nozülleri değişik yapılarda birleştirilerek çok sayıda farklı eşanjör tipleri elde edilebilir. Plakalı ısı eşanjörlerinin en önemli özelliği, çalışma koşullarındaki değişime bağlı olarak, kolayca plaka eklenmesi veya çıkarılması sonucunda yeni koşullara uygun duruma getirilebilmesi, temizlik ve bakım içinde kolayca açılabilmesidir Isı değiştirmeye yarayan patentli plakalar, saplamalar ile çelikten yapılmış ön ve arka baskı plakaları arasında, alt ve üst taşıyıcı barlar üzerine dizilerek bağlanır. Bu plakalardan her biri yekpare olarak preslenmiş olması yüksek mukavemet için önemlidir. Plakalar üzerinde hiçbir kaynak veya bağlantı yoktur.

Standart bir ünitede her plakanın üzerine, her köşede bulunan dört delik vardır. Ayrıca sızdırmazlığı sağlamak ve ısı transfer kanallarını meydana getirmek amacı ile lastik contalar, plakanın etrafındaki conta yuvasının içinde bulunur. Giriş ve çıkış nozulları, uygulamaların çoğunda ön baskı plakası üzerinde yer alır. Ancak özel durumlarda ısı değiştiricinin çok geçişli olarak imal edilmesi gerekebilir ki, bu durumda da giriş-çıkış nozulları her iki ön ve arka baskı plakaları üzerinde bulunur. Plakalı ısı eşanjörün yapısı bu şekildedir.  Bu konstrüktif yapı, kontrol ve temizleme amacı ile eşanjörün kolay  bir şekilde açılmasını sağlar.

Plakalı ısı eşanjörlerinde kullanılan malzeme önemlidir. Plakalı ısı eşanjörlerin belirlenen ısıl koşullarda uzun yıllar sorunsuz çalışmasını sağlayan etkenlerden birisi de eşanjörü oluşturan malzemelerin kalitesi iyi olmalıdır. Malzemelerin ISO 9001 gereği kalite testlerinin yapılması için her bir malzemenin üstünde geriye dönük inceleme için markalama olması gerekmektedir.

Eşanjör gövdeleri sistemin çalışma basıncına göre farklı malzemelerden yapılabilir. Eşanjör gövdelerinin kalitesi minimum St 37-2 olmalıdır. (St 44 ve St 52 gibi farklı malzemelerden olabilir). Eşanjörün maksimum çalışma basıncına uygun, mukavemet hesaplamaları yapılır ve uygun gövde kalınlığı hesap edilir. Eşanjör imalatı, kullanılan prosese göre gövde malzemeleri paslanmaz olarak da yapılmaktadır. Paslanmaz çelik plakaların  ömürleri 20–30 sene arasındadır. Maliyetin daha düşük olması istenen uygulamalarda ise, gövde karbon çelikten yapılır ve paslanmaz malzemeden kaplanır. Plakalı ısı değiştiricileri (heat exchangers) gövdesinin imalatı yapılırken; önce delik merkezlerinin işlenmesi, kumlama, yağ alma, fosfatlama ve boyama işlemleri gerçekleşir.

Plakalı eşanjör seçimi yapılırken plaka malzemesi kullanılan akışkana göre ve istenen maksimum çalışma mukavemetine uygun olarak plaka malzemesi seçimi yapılmalıdır. Bu malzemelerden  en çok  kullanılan malzeme tipi 1.440 /AISI 316’dır.

Plakalı Eşanjör Çeşitleri

Plakalı ısı değiştiriciler, kaynaklı (lehimli) ve contalı olmak üzere iki grupta incelenir.

• Kaynaklı (Lehimli) Tip Plakalı Isı Eşanjörü

Klasik contalı plakalı ısı değiştiricilerden maliyeti düşük olan diğer bir alternatif de lehimli plakalı ısı eşanjörlerdir. Sıvı-sıvı, sıvı-buhar ve sıvı-soğutucu gaz uygulamalarında ısı eşanjörleri teknolojisinin en etkin ve en verimli ısı transferinin başında yer alır. Lehimli tip ısı eşanjörleri, ön ve arka frameler arasındaki bir plaka demetinden oluşur. Bu tip ısı eşanjörleri, yüksek sıcaklıkta ve çalışma basıncında görev yapabilirler. Çalışma prensipleri contalı plakalı ısı eşenjörler ile aynıdır. Tek farkı burada contaların yerine bakır lehim malzemesi kullanılmıştır. Paslanmaz çelik plakaları lehimlemek için kullanılan bakır film ile beraber vakum altında yüksek sıcaklıkta fırınlanır. Böylece contasız ve son derece kompakt yapıda bir ısı değiştirici elde edilir.

Lehimli Isı Değiştiricilerin Avantajları;

Lehimli (solder) ısı eşanjörlerin verimleri; sökülebilir tip eşanjörlere göre %25, klasik borulu tip eşanjörlere göre 10 kat daha fazladır. Boyut olarak borulu tip eşanjörlerin %5-10’ u kadar bir hacmi kaplar ve daha hafiftirler.

• Düşük maliyet: Lehimli ısı eşanjörleri standart boyutlarda seri olarak imal edilir ve daha yüksek ısı transfer kat sayılarına olanak verdiği için sistemde daha az debi kullanımı, daha düşük kapasiteli pompa kullanımı ve dolayısıyla daha az enerji harcanmasını sağlar.
• Yüksek çalışma basıncı: Contaların olmamasından dolayı bu tür ısı eşanjörü -180 / +200 °C aralığındaki sıcaklıklarda ve 30 bar’ a kadar çalışma basınçlarında kullanılır.
• Düşük çalışma ağırlığı: Ağırlığı çok düşük olduğundan, hiçbir ek desteğe ihtiyaç duymadan hat üzerine montajı yapılabilir.
• Düşük sıcaklık yaklaşımı ve yüksek ısı transfer verimi: Plakalar içerisinde elde edilen yüksek türbülans sebebiyle kısa süre içinde rejime girer ve çalıştığı sistemin verimini artırırlar.

Lehimli Plakalı Isı Eşanjörleri Kullanım Alanları;

Lehimli plakalı ısı eşanjörleri contalı tip plakalı ısı eşanjörlerinde contaların maksimum çalışma sıcaklıklığı ve çalışma basıncı üzerindeki uygulamalarda kullanılırlar.

Ayrıca; Isı pompaları uygulamaları, Endüstriyel tip soğutucular da kondenser (condenser) ve evaporatör uygulamaları, Hava soğutucular ve soğutma uygulamaları, Fabrika atık ısısından faydalanma, Binaların havalandırılması, Gemilerde ısıtma soğutma, Tüm endüstriyel uygulamalar, Bölgesel ısıtma, Yağ soğutulması gibi.

• Contalı Plakalı Isı Eşanjörler

Doğru bir sistem tasarımı için; sorunsuz bir uygulama için, ısı iletim plakaları, contalar, gövde ve bağlantı elemanları için uygun malzeme önemlidir. Bu nedenle, plakalı ısı değiştirici seçimi yapılırken, akışkanlara ve sisteme ait teknik özellikler net olmalıdır.

Plakalı ısı eşanjörler de kullanılan conta seçimi önemlidir.  Eşanjör contalarının imalatı normal, sülfürlü ve peroksitli olarak farklı kalitede üretilmektedir. Bu contalardan peroksitli conta, çalışma koşulları açısından iyi performansı sağladığı için tercih edilmektedir.

Plakalı ısı eşanjörlerinde yaygın olarak kullanılan conta malzemeleri: Nıtrıle (Nbr), Hnbr, Etilen Propilen (Epdm), Florokarbon (Fpm), Vıton Gf, PTFE Encapsulated NBR

Plakalı ısı değiştiriciler, maliyet ve verimlilik konusunda en çok yaygınlık kazanan ve en başarılı olandır. Günümüzde plakalı ısı değiştirici, kimyasal sanayinin her kolunda ısıtma ve soğutma sistemlerinde kullanılır. Resimde yüksek yapılardaki ısıtma ve soğutma sistemlerinde basınç kırıcı olarak kullanılan plakalı eşanjör bağlantı şeması görülmektedir.

Herhangi bir sebeple akışkanların birbirine karışması, özel conta tasarımı sayesinde giderilmiştir. Plakalı ısı değiştirici de conta sistemi sayesinde iki akışkan birbirine karışmaz. Kapasiteyi artırmak gerekirse ısı değiştirici tasarımı yapılırken contalı tiplerde plaka ilave edilerek artırılabilir.

Contalı plakalı ısı eşanjörleri kendi arasında gruplara ayrılır;

• Contalı plakalı,
• Spiral plakalı,
• Lamelli.

olmak üzere üç farklı tipte eşanjör imalatı yapılmaktadır. En yaygın kullanılan eşanjör tipi contalı eşanjörler olduğundan, bu eşanjör tipi genel olarak plakalı eşanjör olarak isimlendirilir.

• Contalı Plakalı Isı Eşanjörler

Plakalı ısı değiştiricide conta sistemi sayesinde iki akışkanın karışması mümkün değildir. Contalı plakalı veya levhalı ısı değiştiriciler, ince metal plakalardan bir paket yapılarak elde edilir. Bu plakaların dört köşesinde akışkanların geçebilmesi için delikler bulunur. Uygun contalarla akışkanlar yönlendirilir ve birbirlerine karışmaları engellenir. Sıkıştırma çubukları ile sıkıştırılır. Kapasite artırmak gerekirse contalı tiplerde plaka eklenerek artırılabilir.

Çalışma prensibi: Plakalı ısı değiştiricilerin ana elemanı dalgalı bir yüzeye sahip metal plakalardır. Her bir plakanın üzerinde akışkan giriş/çıkış nozulları ve ayrıca sızdırmazlığı sağlayan bir conta bulunmaktadır. Kullanılan conta sistemi nedeni ile her iki akışkan da birbirleri ile karışmadan farklı kanallar arasından akar. Bu sırada arzu edilen ısı transferi elde edilir. Conta yardımı ile akışkanların birbirine karışması önlenmiştir. Sızdırmazlık ise gövde üzerinde bulunan ve plaka (plaque) paketini sıkıştıran saplamalar vasıtası ile sağlanır. Bu sebeple bu saplamaların sökülmesi sureti ile tüm ısı transfer yüzeylerine bakım ve temizlik amacı ile kolayca ulaşmak mümkündür.

• Spiral Plakalı Isı Eşanjörleri

Spiral levhalı (plate) ısı değiştiricilerde; iki uzun metal şerit plaka helisel sarılarak, iki akışkan için spiral akış yolu çifti meydana getirilir. Bu spiral dönüşlerden dolayı spiral plakalı ısı değiştiricilerin çapı çok fazladır. Sistemin ısı transfer katsayıları; gövde-boru tip ısı değiştiricilerinden fazla olsa da, plakalı ısı değiştiricilerinden azdır.

• Lamelli Isı Eşanjörleri

Lamelli ısı değiştiriciler; bir grup boruyu saran bir plaka gövdeden meydana gelir, ama bu borular düzleştirilmiş ince borulardır. Bu tip ısı değiştiriciler selüloz veya kağıt endüstrisinde kullanılırlar.

Plakalı Eşanjör Çalışma Prensibi 

Plakalı ısı değiştiricilerin ana elemanını dalgalı bir yüzeye sahip metal plakalar (metal plate) oluşturmaktadır. Plakalı ısı eşanjörü; plaka boyutu ve plaka sayısı, içinden geçen akışkanın debisine, giriş-çıkış sıcaklık değerlerine, fiziksel özelliklerine, basınç düşümlerine ve arzu edilen maksimum güç değerine göre belirlenir. Plakalar üzerindeki simetrik veya asimetrik dizaynlar, akışkanların türbülanslı bir şekilde akmasını sağlayacak yapıdadır. Buda yüksek ısı transfer katsayılarının elde edilmesine sebep olur. Plakalı Isı eşanjörlerinde, plakalar arasında meydana gelen temas noktaları, plaka paketinin istenen mukavemete ulaşmasını sağlar. Bu plakaların her birinin üzerinde akışkan giriş/çıkış nozulları ve ayrıca sızdırmazlığı sağlayan bir conta bulunur.

Plakalı ısı eşanjörlerde kullanılan conta vasıtasıyla plakaların üzerinde meydana gelen akış kanallardan geçen akışkanlar, birbirine karışmadan farklı kanallar arasından akar. Bu esnada sıcaklık farkından dolayı istenilen ısı transferi elde edilir. Contanın yardımıyla akışkanların birbirine karışması engellenmiştir. Sızdırmazlık, gövde üzerinde bulunan ve plaka paketini sıkıştıran saplamalar aracılığı ile sağlanır. Bu nedenle bu saplamaların sökülmesi sureti ile tüm ısı transfer yüzeylerine bakım ve temizlik amacı ile kolayca ulaşmak mümkündür.

Plakalı Isı Eşanjörün Avantajları Nelerdir?

• Akışkanların birbirine karışmasını engelleyen özel conta tasarımı: Plakalı eşanjör de (plate heat exchanger) özel conta dizaynından dolayı, iki akışkanın birbirine karışması olanaksızdır. Conta arızası durumunda, akış atmosfere açık olan kısımdan direkt olarak dışarı doğru olur. Bu da dışarıdan gözle görülebilir.
• Kompakt tasarımı sayesinde düşük ağırlık ve küçük montaj hacmi: Plakalı ısı eşanjörleri, aynı kapasitedeki bir borulu eşanjörlerin kapladığı hacmin %20-30’u arasında bir hacmi kaplar. Bu da daha küçük hacim ve daha düşük yatırım maliyeti sunar.
• Tam türbülans sayesinde düşük maliyet, yüksek verim: Plakalı ısı eşanjörlerinde, plakalar vasıtasıyla meydana gelen akış kanallarında, plakalar üzerindeki özel şekiller vasıtasıyla yüksek türbülanslı akış meydana gelir ki, buda yüksek ısı transfer katsayılarına ulaşılmasını sağlar. Elde edilen bu yüksek ısı transfer katsayıları da eşanjörde kullanılan malzeme miktarı azaltılarak, daha düşük maliyetler elde edilmesini sağlar.
• Kapasite artırımına imkan sağlanması: Plakalı eşanjörlerin modüler yapısından dolayı kolayca plaka eklenir. Böylece kapasite artırımına imkan sağlanır. Farklı tipte akışkan kanal tasarımı, arzu edilen basınç düşümünü ve ısı transfer kapasitesini olumlu yönde etkiler.
• Eşanjör bakımı kolay daha düşük maliyet: Plakalı ısı eşanjörlerinde, herhangi ek alana ihtiyaç duymaksızın, sadece saplamaların sökülmesi ile, ısı transfer plakalarına kolay bir şekilde ulaşılarak, bakım yapılabilir. Borulu tip eşanjörlerde ise boru demetini dışarı alabilmek için kullanılan hacim kadar ek bir alana ihtiyaç duyulur.

Borulu ve Plakalı Isı Eşanjörleri Karşılaştırdığımızda

Plakalı eşanjörü, patentli plaka dizaynlarında oluşturulan yüksek türbülanslı akıştan dolayı, borulu ısı değiştiricilerden daha verimlidir. Borulu eşanjörlerin kullandığı hacmin %20 – %30‘ unu kaplarlar. Plakalı eşanjörler de kullanılan malzemeler ağırlık olarak borulu eşanjörlerden daha hafiftir. Plakalı eşanjör fiyatları daha ucuzdur.

Plakalı Eşanjör

• Isı transfer katsayısı 3-5 kat daha fazladır
• 1ºC’lik sıcaklık yaklaşımını başarabilir.
• Bakım için fazladan yer ihtiyacı gerektirmez.
• Onarımı ve bakımı çok kolaydır. Sadece saplamaların sökülmesi ve arka baskı plakasının destek kolonuna doğru itilmesi yeterlidir.
• Plakalı eşanjör (plate heat exchanger) yüksek türbülanstan dolayı, kirlenme hızı daha azdır.
• Conta dizaynından dolayı, iki akışkanın birbirine karışması olanaksızdır.
• Plaka eklenerek kapasite artırımı yapmak mümkündür
• Pratik olarak ısı kaybı yoktur. İzolasyon gerektirmez.

Borulu Eşanjör

• Verimi düşüktür
• 5- 10 ºC’lik sıcaklık yaklaşımını başarabilir.
• Boru demetini çıkarmak için, kendi boyu kadar fazladan yere ihtiyaç vardır.
• 3-10 kata varan daha yüksek kirlenme hızına sahiptir.
• Akışkanlar, hem kaynak yerlerinden hem de borulardan karışabilir.
• Kapasite arttırımı yapmak mümkün değildir.
• Isı kaybının yüksekliğinden dolayı izolasyon gerektirir.

Plakalı Eşanjör İçin Gerekli Ortam Koşulları ve Çalışma Şartları

• Standart plaka eşanjörler kapalı ve donmaya karşı korunmuş mekânlarda kullanılmak için  tasarlanmıştır.
• Açık alanlarda montaj gerektiği zaman veya montaj yapılacak yerde atmosferik  nem oranı %70’in üzerinde ise plaka eşanşör için özel tasarım ve emniyet tedbirleri alınmalıdır.
• Standart plaka eşanjörler düz bir zemin üzerine dikey konumda yerleştirilmeli ve bu durumda  çalışmalıdır.
• Ortam sıcaklığının plaka eşanjör için istenilen maksimum işletme sıcaklığını aşmaması  sağlanmalıdır.
• Plaka eşanjörün contaları dış mekanik etkilerden ve çevresel gaz ve asitlerin agresif/zararlı etkilerinden uzak olmalıdır.
• Ozon, elastomer contaların erken sertleşmesine ve özelliğini kaybetmesine neden olur. Güneş ışığı ve ultraviyole ışık da uzun sürede aynı etkiyi yapar. Bu sebeple plaka eşanjörün montajının yapılacağı yere karar verirken ozon yayan cihazlardan ve doğrudan güneş ışığından uzak kalmasına özen gösterilmelidir.
• Plakalı eşanjör açık alana montajı yapılacaksa buzlanma, nem ve direkt güneş ışığı gibi çevresel etkilerden korunmalıdır.
• Montaj sonrası, sıkıştırma civataları paslanmaya karşı gres yağı ile kaplanmalıdır.
• Özellikle kategori–1 grubuna giren akışkanların (tehlikeli maddeler) kullanıldığı eşanjörlerin bulunduğu yerlerde iş yeri emniyet ve yangın talimatlarına uyulmalıdır.
• Herhangi bir sızıntı işletme koşulları açısından tehlike arz ediyorsa plaka eşanjör etrafına/altına sıçrama ve sızıntıya karşı koruma yapılmalıdır.
• Bu cihazların büyüklüğü, ısıtılacak ortamın büyüklüğüne ve gerekli kapasiteye uygun seçilmelidir.

Plakalı Eşanjör Hesabı

Plakalı eşanjör hesabı yapılırken, eşanjör firmaları, kendi araştırma ve geliştirme bölümlerinin geliştirdiği bir programı kullanır. Eşanjörler bu program sonucunda boyutlandırılır. Farklı markalarda, aynı ısıl değerlerde ve kapasitedeki eşanjörlerde, ısı transfer m²’ leri arasındaki fark % 3-5 arasında olmalıdır. Eğer bu fark çok yüksekse, bunun neden kaynaklandığı iyice araştırılmalıdır. Eşanjörün maksimum çalışma basıncına uygun, mukavemet hesaplamaları yapılarak en uygun gövde kalınlığı hesap edilir.

Plakalı Isı Eşanjör Dizaynında Basınç Kayıplarının Önemi

Plakalı eşanjörlerde, plaka üzerinde yer alan şekiller, tesisattaki akışkanın akışına karşı bir direnç meydana getireceği için, sistemde basınç kaybı oluşturacaktır. Plakalı ısı eşanjörlerin dizaynlarında (desing) basınç kayıpları önemlidir. Bu basınç kayıpları plakalı eşanjörün yüzey alanını ve buna bağlı olarak da maliyetleri etkilemektedir. Plakalı eşanjörler de, basınç kaybı ne kadar yüksek alınırsa, plakalı ısı eşanjörünün yüzey alanı o ölçüde küçülür. Basınç kaybının düşük alınması durumunda da plakalı ısı eşanjörünün yüzey alanı o ölçüde büyür. Bundan dolayı firmalardan teklif istenirken, aynı ısıl değerleri ile birlikte, istenen maksimum basınç kayıpları da verilmeli ve sonuç buna göre incelenmelidir.

Plakalı Eşanjör Kullanım Alanları

• Enerji

Eşanjörler enerji alanında sıklıkla kullanılır. Jeotermal santraller, termik santrallerin soğutulması, güneş enerjisi sistemleri ile bütünleşik ani su ısıtıcıları ve ısı enerjisinin geri kazanılması gibi alanlarda eşanjör kullanılır.

Jeotermal Isıtma Sistemleri; Jeotermal kaynaklarını enerji üretimine özellikle de ısınma odaklı enerji üretiminde kullanılıyor.

Isı Enerjisi Geri Kazanım Sistemleri; üretim sırasında açığa çıkan ısı enerjisinin geri kazanılarak yine üretimde kullanılmasını sağlar. Bu sistemlerin en önemli kısmı da plaka ve conta sayesinde sağlayan eşanjörlerdir.

Elektrik Üretim Tesisleri; Termik santraller elektrik üretimi sırasında çok büyük hacimlerdeki suyun çok yüksek sıcaklıklara ulaştığı kızgın su kaynaklarıdır. Kızgın suyun soğutulması plakalı eşanjörler ile soğutulmaktadır. Ayrıca güneş enerjisi sistemlerinde ani su ısıtıcı olarak plakalı eşanjörler kullanmaktadır.

• Denizcilik

Plakalı eşanjörler denizcilik alanında kullanılmaktadır. Denizcilik sektörünün en önemli sorunu deniz suyunun aşırı korozif etkisidir. Plakalı eşanjörler korozyona dayanıklı titanyum ve titanyum alaşımlı plakalar sayesinde bu sorunu çözebilmektedir.

Gemide Bulunan Diğer Soğutma Uygulamaları; Ana Motor Soğutma, Yağlama Yağı Soğutulması, Camshaft Soğutulması, Fuel Oil Isıtılması, Su Distilasyon Soğutucu

• HVAC

HVAC İngilizce: Heating, Ventilating and Air Conditioning kelimelerinin baş harflerinden oluşturulmuş kısaltmadır. Havalandırma sektörünün tüm dallarını kapsar. Plakalı eşanjörler HVAC genel olarak ısıtma soğutma ve havalandırma sistemlerinde kullanılan bir ısı transfer teknolojisidir. Plakalı eşanjörlerin kullanıldığı bazı HVAC sistemleri;

Sıcak Kullanım Suyu Temini; Sıcak Kullanım Suyu Temininde de plakalı eşanjörler kullanılır.

Yerden Isıtma Sistemleri; Yerden ısıtma sistemlerinde plakalı eşanjörler kullanılır.

Bölgesel Isıtma; Jeotermal kaynaklar, elektrik üretim tesisleri gibi kaynaklardan gelen sıcak su kullanılarak yapılan ısıtma

Basınç Kırıcı; Çok katlı ve yüksek yapılarda sistemin yüksekliğinden kaynaklanan basınçlar meydana gelir. Yüksek basınca dayanıklı plakalı eşanjörler, sistemden gelen basıncı kendi içinde karşılayarak primer devredeki kazan – soğutma sisteminin düşük basınçlarda rahat çalışmasını mümkün kılar.

Havuz Isıtması; Havuzları istenilen sıcaklıklar arasında tutmak için basit bir otomasyon yardımıyla plakalı eşanjörler kullanılabilir.

Merkezi Isıtma Sistemleri; Plakalı eşanjörler ile merkezi bir kaynaktan gelen kızgın veya sıcak su ile konutların ısıtılması için gereken sıcak su üretilebilir, aynı zamanda da sıcak kullanım suyu da sağlayabilir.

• Endüstri

Eşanjörler çeşitli endüstriyel uygulamalarda soğutma devresi ve ısıtma devresi olarak kullanılır.

Soğutma Grubu Devresi; Endüstriyel tesislerde soğutma ihtiyacının karşılanması için soğutma kuleleri kullanılmaktadır. Açık ve kapalı olabilen bu kulelerin her iki çeşidinde de plakalı eşanjör kullanılabilir.

Atık Isı Geri Kazanımı Eşanjörü; Sanayi tesislerinde atık olarak boşa giden birçok ısı kaynağı vardır. Plakalı eşanjörler ile bu atık ısıları tesisin diğer ısı ihtiyacı duyan alanlarına yönlendirerek verimliliği artırmak mümkündür.

• Gıda ve Hijyen

Gıda endüstrisinde ve diğer alanlarda plaka malzemesi olarak, optimum kullanım ömrü ve hijyenik ortam oluşturması itibariyle AISI 316 paslanmaz çelik en yaygın olarak kullanılan bileşendir.

Plakalı eşanjörler; süt endüstrisi, meyve suyu, alkollü/alkolsüz içecekler, yağ sanayi gibi birçok alanda başarılı bir şekilde kullanılabilmektedir. Ayrıca;

• Beyaz Peynir Isıtıcısı
• Kaşar Peyniri Isıtıcısı
• Yoğurt ve Süt Isıtıcısı
• I.P. Solüsyonu Isıtıcısı

Geniş Aralıklı (Wide-Gap) Plakalı Isı Eşanjörü

Geniş aralıklı (Wide-Gap) Plakalar, standart plaka dizaynlarında, tıkanma eğilimi gösterebilecek viskozite (viscosity) veya katı partiküller içeren akışkan uygulamalarında kullanılır. Klasik plakalardan iki veya daha fazla baskı derinliği olan bu özel plaka dizaynı viscosity veya katı partiküller içeren akışkanların geçişini kolaylaştırırlar.

Plakalı Isı Eşanjörlerinde Kullanılan Kanal Dizaynları

Plakalı ısı eşanjörlerinde, plakalarla oluşturulan akış kanallarında, akış ne kadar yüksek türbülansla akarsa, ısı transfer katsayıları da o oranda yüksek olur.

Ultraflex (Asimetrik) Dizayn; Ultraflex plaka dizaynında da hem geniş açılı hem de dar açılı plakalar vardır. Bu dizaynda karşı (diagonaal) akış yönü kullanılır.

Simetrik Dizayn; Simetrik plaka dizaynı da geniş açılı ve dar açılı plakalardan oluşmuştur. Bu dizayn da paralel yönlü veya karşı (diagonal) akış yönlü akışın ikisinden biri kullanılabilir.

Plakalı Eşanjör Fiyatları

Plakalı eşanjör fiyatları özellikleri ve modelleri ve markalarına göre değişmektedir.

 

 

 

 

Eşanjör Nedir? Eşanjör Ne İşe Yarar? Eşanjör Çalışma Prensibi – Eşanjör Çeşitleri – Eşanjör Hesabı –

Eşanjör Kullanım Alanları

Eşanjör Nedir: Eşanjör veya ısı değiştiricileri, bu ısı cihazları herhangi bir fiziksel temas olmaksızın aralarında sıcaklık farkı olan – sıvı veya gaz – iki akışkan arasında (birbirine karışmadan) birinden diğerine ısı transferini sağlayan ısı değiştirici (heat exchanger) devre elemanıdır. Bir akışkandan diğer akışkana ısıyı transfer etmek için kullanılırlar. Sıcak ve soğuk akışkan olarak adlandırılan akışkanlar arasında ısı transferi doğrudan veya dolaylı olarak sağlanabilir.

Farklı eşanjör tiplerinin çalışma prensibi temelde aynıdır; sıcaklığı yüksek olan sıvının sahip olduğu ısıyı öncelikle ısı transfer yüzeyinde toplayarak (plaka/boru), bu ısıyı aynı plaka veya borunun diğer yüzeyi ile temas etmekte olan düşük sıcaklıktaki diğer sıvıya aktarmaktır. Böylelikle sıvılardan birisi ısı kazanırken sıcaklığı artarken, diğeri ısı kaybına uğradığı için sıcaklığı düşmektedir. Isı eşanjörlerinde ısı transferi, kondüksiyon (iletim) ve konveksiyonla (taşınım) olur. Bazı yerlerde ışınım (radyasyon) da etkili olmaktadır. Kanatçık uygulamaları da ısı eşanjörlerinde önemlidir.

Eşanjör Ne İşe Yarar? Eşanjör veya ısı değiştiricide  akışkanların birbirine temas etmemesi gereken durumda akışkanlar katı bir duvarla ayrılırlar. Isı değiştirici ana bileşenlerinden birisi olan contalar sayesinde, Isı transferinin gerçekleştiği yüzeyin iki farklı yüzü ile temas etmekte olan sıvıların birbiri ile karışması önlenmektedir. Akışkanların direkt olarak temas ettiği tipler de vardır.

Eşanjör Çalışma Prensibi

Eşanjör Nasıl Çalışır? Plakalı eşanjör sistemi; plaka, conta, eşanjör gövdesi, taşıyıcı barlar ve bağlantı ekipmanlarından meydana gelir. Plakalı eşanjörler, aralarında sıcaklık farkı bulunan iki farklı akışkan arasında ısı transferi yapma prensibine göre çalışırlar. Isıtacak akışkan ve ısınacak akışkan plakalar ile tamamen birbirinden ayrılmıştır.

Standart plakalı eşanjörlerde toplam olarak dört adet giriş – çıkış portu (veri kanalı) bulunur. Bu portlardan ikisi ısıtıcı akışkanın, diğer ikisi de ısınacak akışkanın giriş ve çıkışlarıdır. Özel üretimle birden fazla ısıtıcı veya ısınacak akışkan bulunan ısı değiştiricileri de üretilebilmektedir.

Eşanjör gövdesinde yer alan bağlantı noktalarından plakaların yer aldığı bölüme doğru hareket eden akışkanlar, contalar ile yönlendirilir. Her bir akış plakasının yan tarafında 2 plaka vardır. Sıvılar contalar ile, yan taraftaki plakaların arasına yönlendirilir.

Aynı plakanın ön yüzeyi A sıvısı ile temas ederken, diğer yüzeyi B sıvısı ile temas durumundadır. A ve B sıvıları hiçbir zaman birbirine karışmaz, kesinlikle aynı plaka boşluğuna yönlendirilmezler. Bu ayrım plaka contaları ile sağlanır.

Resimde görüldüğü gibi, kırmızı renk gösterilen ve sıcaklığı daha yüksek olan sıvı hareket halindeyken, sahip olduğu ısı enerjisini plaka yüzeyine aktarmakta ve daha düşük bir sıcaklık değeri ile, yine contaların yönlendirmesi ile eşanjör çıkışına doğru yönlendirilmektedir.

Aynı plakanın diğer yüzüyle temas içinde olan ve ilk başta daha düşük bir sıcaklığa sahip olan akışkan ise, diğer sıvı tarafından plakaya aktarılmış olan ısı enerjisini, plakanın diğer yüzeyi ile temas içinde olduğu için absorbe eder ve sıcaklığını artırır. Daha yüksek bir sıcaklık değerine geldikten sonra contalar aracılığı ile eşanjör çıkışına doğru yönlendirilmektedir.

Akışkanların giriş sıcaklıkları belirlendikten sonra, istenilen sıcaklık artışları veya azalmaları göz önünde tutularak, istenilen akış hızına uygun bir ısı transfer yüzeyi belirlenir. Böylece sıcaklık değişim değerine erişmek için gereken plaka adeti ve ebatları belirlenir.

Eşanjör Çeşitleri

Eşanjör tipleri üçe ayrılır;

• Boru tipi eşanjör
• Plakalı ısı eşanjörü (Sökülebilir tip, Kaynaklı tip, Yarı kaynaklı tip, Lehimli tip)
• Özel uygulama eşanjörleri (Platecoil Eşanjörler, Econocoil Eşanjörler, Spiral Eşanjörler)

Eşanşör çeşitleri arasında olan plakalı eşanjör, borulu eşanjöre göre daha çok tercih edilir. Eşanjör firmaları tarafından farklı tipte imalatı yapılan eşanjör fiyatları da değişkendir. Ayrıca plakalı eşanjör fiyatları projeye göre de belirlenebilmektedir. Eşanjör imalatı, verilen proses bilgilerine ve akışkan özelliklerine göre eşanjör seçimi yapılmaktadır.

Plakalı Eşanjörün Tercih Edilmesinin Sebepleri Nelerdir?

• Plakalı eşanjör kolay temizlenirler,
• Verimlilikleri yüksektir,
• Kapasiteleri artırılabilir,
• Plakalı eşanjör de ısı kaybı yoktur,
• Onarım ve bakımı kolaydır,
• Akışkanların birbirine karışması mümkün değildir,
• İzolasyon gerekmez
• Onarım ve bakım maliyeti düşüktür,
• Kompakt tasarımı sayesinde düşük ağırlık ve küçük montaj hacmi vardır.

Eşanjör Hesabı

Eşanjör hesabı yapılırken, her firma kendi ARGE bölümlerinin geliştirdiği bir programı kullanır. Eşanjörler bu program sonucunda boyutlandırılır. Farklı markalarda aynı ısıl değerlerde ve kapasitedeki eşanjörlerde, ısı transfer m²’ leri arasındaki fark % 3-5 arasında olmalıdır. Eğer bu fark çok yüksek ise bunun neden kaynaklandığı iyice araştırılmalıdır. Eşanjörün maksimum çalışma basıncına uygun, mukavemet hesaplamaları yapılarak en uygun gövde kalınlığı hesap edilir.

Eşanjörlerin Kullanım Alanları

Eşanjörlerin kullanım alanları geniştir. Eşanjörler; farklı yoğunluk ve viskozitelerdeki sıvıların ısıtılması veya soğutulması amacı ile bir çok sektörde kullanılmaktadır. Isı eşanjörleri yaygın olarak;

• Termik santraller,
• Nükleer santraller,
• Kimya işlemler ve proses endüstrisi,
• Demir çelik endüstrisi,
• HVAC uygulamaları (atık ısının geri kazanımı)
• Otomotiv endüstrisi,
•  Gıda endüstrisi,
•  İlaç sanayi,
•  Petrokimya endüstrisi,
•  Metal imalat endüstrisi,
•  Tekstil sektörü uygulamaları,
•  Kağıt sanayi,
• İlaç endüstrisi,
• Enerji santralleri uygulamaları,
• Denizcilik sektörü uygulamaları,
• Gemi inşaatı,
• Bina ısıtma soğutma,
• İklimlendirme (klima santralleri),
• Soğutma kuleleri,
• Güç üretimi,
• Atık su uygulamalarında.

Isı değiştiriciler endüstriyel sektörlerde de kullanılmaktadır. Hava ısıtıcıları, yağ soğutucuları, araba radyatörleri, split klima serpantinleri, kombilerdeki kullanma suyu ısıtıcıları sıcak su eşanjörü ve kombi eşanjörü olarak günlük hayatımızda da yerlerini almaktadırlar. Kombi eşanjörü, kombi içinde  yanma ile elde edilen ısının, tesisat suyu ve kullanım suyuna iletilerek ısıtılması için kullanılan elemandır.

Yaygın olarak karşılaşılan eşanjör kullanımı araçlardaki radyatör sistemidir. Radyatör çalışma prensibinde, Otomobil radyatöründe, sıcak radyatörün bir yüzeyine temas eden motor soğutma suyu, diğer yüzeyine temas ederek geçen havayla ile soğutulur. Araç motorunda meydana gelen ısı, su ve etil alkolden meydana gelen sıvıya aktarılarak motorun aşırı ısınması önlenmiş olur. Sıvının sıcaklığı ise havaya aktarılır. Bu durumda motorun aşırı ısınarak hasar görmesinin önüne geçilmiş olur.

Eşanjör Bakımı

Eşanjör bakımı yapılırken, eşanjörün gövde ve tüp demeti farklı malzemelerden imal edilmiş olabilir. Bundan dolayı sıcaklığa karşı farklı tepki verebilir. Bir ısınma hâlinde iki malzemenin genişleme ve uzama hızları farklı farklı olabilir. Bu yüzden ani bir sıcaklık değişimi etkisi ile bağlantılarda büyük zorlanmalar ve kopmalar ile karşılaşılabilir. Sıcak bir eşanjöre soğuk akışkan asla aniden verilmemelidir. Aynı şekilde soğuk bir eşanjöre sıcak akışkan yavaş yavaş sevk edilmelidir. Devreden çıkarma ve devreye alma sırasında sıcaklık değişikliklerinin çok yavaş olması gerekir.

Eşanjörü devreye alma sırasında önce soğutma suyu açılır. Daha sonra sıcak akışkan devresi yavaş yavaş açılarak çalışma sıcaklığına ulaşılır. Devreden çıkarma sırasında ise önce sıcak akışkan kesilir. Bu şekilde eşanjör zamanla soğur. Daha sonra soğutma suyu devresi kapatılır. Eşanjör sıvı ile dolu iken vanalar kesinlikle kapatılmamalıdır. Isınan sıvıda meydana gelecek genişleme eşanjörün patlayıp hasar görmesine neden olabilir. Vanalar kapatılmadan önce eşanjör boşaltılır. Dış sıcaklık çok düşük ise eşanjörün tüplerinde kalan su donabilir. Donan su genişler ve tüpleri patlatır. Bu nedenle hava sıcaklığı sıfırın altında ise çalışmayan eşanjördeki suyun boşaltılması gerekir.

Bazı eşanjörlerde devreden çıkarmadan sonra kalan hidrokarbonların buhar veya bir inert gaz püskürtülerek eşanjör temiziği yapılmalıdır. Çünkü eşanjör içindeki patlayıcı, yanıcı karışım bir tehlike kaynağı olabilir.

Endüstriyel Tip Eşanjörlerin Sınıflandırılması

• Konstrüksiyona göre eşanjör çeşitleri
• Isı transfer prosesine göre eşanjör çeşitleri
• Yüzey yoğunluğuna göre eşanjör çeşitleri
• Geçiş çeşitliliğine göre eşanjör çeşitleri
• Akışkan sayısına göre eşanjör çeşitleri
• Isı transfer düzeneğine göre eşanjör çeşitleri

1 – Konstrüksiyona Göre Eşanjör Sınıflandırılması

Boru Tipi Eşanjör (Borulu ısı değiştiriciler)

• Çift borulu eşanjör (double pipe)
• Gövde borulu eşanşör

Gövde Borulu Eşanjör

1. Plaka tipi yönlendirici eşanjör
2. Rod tipi yönlendiricili eşanjör

• Burgulu borulu eşanjör

Plakalı Eşanjörler (Plakalı ısı değiştirici)

• Contalı plakalı eşanjör
• Kaynaklı plakalı eşanjör
• Spiral eşanjör
• Lamelli eşanjör

Genişletilmiş Yüzeye Sahip Eşanjör

• Finli borulu eşanjör
• Finli plakalı eşanjör

Regenaratörler

• Sabit matris eşanjör
• Döner tip eşanjör(Rotary).

2 – Isı Transfer Prosesine Göre Eşanjör Sınıflandırılması

• Doğrudan Temas Halindeki Eşanjör Tipleri
• Dolaylı Temas Halindeki Eşanjör Tipleri

Dolaylı Temas Halindeki Eşanjör Tipleri

1. Doğrudan Isı Transferi
2. Depolama ile Isı Transferi

3 – Yüzey Yoğunluğuna Göre Eşanjör Sınıflandırılması

• Kompakt eşanjörler (yüzey alanı yoğunluğu >=700 m²/m³ )
• Kompakt olmayan eşanjörler (yüzey alanı yoğunluğu <=700 m²/m³ )

4 – Geçiş Çeşitliliğine Göre Eşanjör Sınıflandırılması

Tek Geçişli Eşanjör

• Paralel akışlı eşanjör
• Ters akışlı eşanjör
• Kesişen akışlı eşanjör (crossflow)

Çok Geçişli Eşanjör

• Genişletilmiş yüzeye sahip eşanjör

1. Kesişen ters akışlı eşanjör
2. Kesişen paralel akışlı eşanjör

• Paralel ters akışlı genişletilmiş yüzeye sahip eşanjör (gövde ve boru karışık dizayn).
• Ayrılan akışlı genişletilmiş yüzeye sahip eşanjör
• Bölünen akışlı genişletilmiş yüzeye sahip eşanjör

5 – Akışkan Sayısına Göre Eşanjör Sınıflandırılması

• İki akışkanlı eşanjör
• Üç akışkanlı eşanjör
• Üçten fazla sayıda akışkanlı eşanjör

6 – Isı transfer Düzeneğine Eşanjör sınıflandırması

• Her iki tarafta da tek fazlı konveksiyonlu eşanjör
• Bir tarafta tek fazlı diğer tarafta iki fazlı konveksiyonlu eşanjör
• Her iki tarafta da iki fazlı konveksiyonlu eşanjör
• Radiyative ısı transferi ile kombine konveksiyonlu eşanjör