Korozyon Çeşitleri Nelerdir?

Korozyon çeşitleri: oluş nedenleri ve karakteristik özellikleri şunlardır:

• Yüzeysel (Uniform) Korozyon

Sıvılarda veya kirli ortamda, metal yüzeylerinde kimyasal bir etki ile atmosferik koşullarda oluşur. En basit ve en yaygın korozyon çeşididir. 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. 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 

Elektrokimyasal (galvanik) korozyon; Korozyon elemanlarında elektrokimyasal korozyon, bir galvanik (galvanic) eleman içinde cereyan eden aynı olaylardan oluşan korozyon çeşitine 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 oluşur. 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 gerekir. Oksijen difüzyonunu önleyici boya kullanmalıdır. Ayrıca yüzeydeki asidik kirleri ortadan kaldırmak için sık sık yıkanması gerekir.

• Pullanma Korozyon

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

Konsantrasyon Hücre Korozyonu

Alüminyum uçak gövdesi, su tabakası ile kaplandığında ve su damlacıkları metal levha birleşimlerinin arasına girdiğinde oluşur. Buna konsantrasyon hücre korozyonu denir. 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 veya oksijen iyonu konsantrasyonu farkı bu korozyona sebep olabilir.

•  Stres Korozyon

Stres (gerilmeli) 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 stres korozyon oluşur.

Gerilmeli / stres korozyon sadece çekme gerilmeleri sonucunda oluşur. Uçaklarda, 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 şekildedir. Dinamik yükler ve metaldeki korozyonun etkisiyle oluşan çatlamalardır. Korozif ortam olan ve dinamik yüklere maruz kalan tüm metallerde bu tür çatlamalar oluşur.

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. 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,
• kanadı gövdeye bağlayan kaplama bölümleridir.

  

• Mikrobiyolojik Korozyon

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 oluşur. Metal yüzeyde çukurlara neden olan sayısız minik buhar kabarcıklarının oluşması ve aniden çökmesinden kaynaklanır

• Erozyon Korozyonu

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.

 

 

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: Sistemden gelen sıcak su dolgu üzerine püskürtülmesi ile ısının atmosfere verilerek ortamdan uzaklaşması ile soğuma sağlayan sistemlerdir. Atmosferik cihazlar olarak tanımlanan su soğutma kuleleri, bir ısı uzaklaştırma ünitesidir.

Soğutma kuleleri harcadıkları enerji ile en ekonomik proses soğutma sistemleridir. Endüstriyel alanlarda kullanılan soğutma kulesi; sulu tip kondansere sahiptir. Su kaynaklı chiller ve vrf sistemleri, santrifüj chiller, absorption chiller gibi. sistem çözümlerinde enerji verimliliği sağlamaktadır.

Su Soğutma Kulesi Ne İşe Yarar?

Endüstriyel soğutma kuleleri, doğalgaz işleme tesisleri, petrokimya tesisleri, petrol rafinerileri, enerji santralleri ve diğer endüstriyel tesislerde sistemde dolaşan soğutma suyunun sistemden aldığı ısıyı soğutma suyundan uzaklaştırmak için kullanılır.

Soğutma Kuleleri Ne Amaçla Kullanılır?

Soğutma kulesi çalışırken içinden geçen suyun bir kısmının buharlaşmasını sağlayarak sistemdeki istenmeyen ısıyı atmosfere verir. Kalan su ise istenilen derecede soğur. Soğutma kulesi içerisine giren su yaş termometre koşullarına bağlı olarak soğutulmuş olur.

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

Su soğutma kuleleri kullanım amaçlarına ve alanlarına göre farklıdır. Kullanılan su soğutma kulesi çeşitleri şunlardır:

Açık Tip Su Soğutma Kulesi

En çok kullanılan su soğutma kulesi çeşididir. Açık devre soğutma kulesi olarak tasarlanan bu kulelerle soğutulan su direkt atmosfere açıktır. Hava ve fan yardımı ile soğutma kulesinde hareket eden su çevresel koşullardan etkilenir. Bunu için de kirliliğe karşı önlem alınması gerekmektedir.

Kapalı Tip Su Soğutma Kulesi

Kondanser veya prosesten gelen su, kule içerisindeki serpantinden geçirilir. Kapalı su soğutma kulesi çalışırken soğutulmuş ve kule havuzunda hazır bekleyen su, pompa ile emilir. Böylece üst kısımda serpantin üzerine püskürtülür. Su süzülürken fanlar yardımı ile serpantin üzerinden hava geçirilerek buharlaşma sağlanır ve ısı atmosfere atılır. Sürekli temiz kalması sebebiyle açık tip su soğutma kulesine göre avantajlıdır.

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
• Fana göre radyal fanlı veya eksenel fanlı su soğutma kulesi kulesi şeklinde sınıflandırılabilirler.

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 Soğutma Kulesi Çalışma Prensibi 

Cebri çekişli karşı akışlı tip su soğutma kulelerinde;

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 Nerelerde Kullanılır?

Su soğutma kulesi çeşitleri kullanım alanlarına göre de farklılaştığı için her mekana farklı projelendirilir. Su soğutma kulesi kullanım alanları:

• Kimya, plastik, orman ürünleri, döküm, deri, kağıt, gıda, cam sanayi,
• Otel, rezidans, hastaneler, havalimanı,
• Döküm, demir çelik, çimento fabrikaları , enjeksiyon makineleri,
• Doğalgaz çevrim santralleri jeneratör sistemleri, enerji santralleri,
• Klima sistemleri, kompresörler,
• PVC profil üretim tesisleri elektrik üretim tesisleri, üretim prosesleri vb gibi.

Soğutma kulelerinin kullanılması sayesinde;

• Daha az enerji harcanarak soğutma sağlanır.
• Su tasarruflu bir şekilde kullanılmış olur.
• İşletmelerin yer altı kaynak suyu veya şebeke suyu ihtiyacı minimum seviyeye iner.
• Düzenli soğutma sayesinde üretim kesintileri ve hatalı üretim ortadan kalkar.

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 Fiyatları

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

 

 

Boyler Nedir? Ne İşe Yarar Çeşitleri Bağlantıları

Boyler nedir: Değişik ısı kaynaklarından alınan suyu depolamaya yarar. İhtiyaç olduğunda kullanılan mekanik tesisat elemanıdır. Günümüzde binalarda kullanılan sıcak su, farklı yöntemlerle elde edilir. Genellikle  ısıtma sistemleri olarak termosifon, elektrikli kombi, şofbenden yararlanılır.

İnsanların toplu yaşadığı alanlarda, ekonomik olan merkezi sıcak su hazırlama sistemleri geliştirilmiştir. Özellikle, fabrika, apartman, kışla, otel ve hastane gibi. Buralarda günlük sıcak su tüketimi fazla olur. Bundan dolayı merkezi sıcak su sistemleri yapılarak insan gücünden ve yakıttan enerji tasarrufu sağlanır.

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 gerekebilir. Bu durumda, üç yollu vana kullanılarak iki farklı sıcaklıkta su elde edilebilir.

Boyler Çeşitleri

• Gömlekli boyler
• Serpantinli boyner

Gömlekli Boyler (Çift cidarlı)

Gömlekli boyler iç içe geçirilmiş iki adet silindirden oluşur. 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 ve bakır 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 aldığı ısı enerjisi ile hem ekonomik hem de hijyenik kullanım sıcak suyu temini sağlar. (buhar kazanı, sıcak su kazanı, güneş enerjisi panelleri, jeotermal enerji, ısı pompası vs.)

Emaye kaplı tek serpantinli boylerler 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?

Bu tipler güneş enerjisi kolektörüne ve kazana bağlantısı yapılır. Isıtma öncelikli olarak güneş enerjisi kolektörü ile gerçekleştirilir. Sıcaklığın ayarlanan seviyeye gelmediğinde  kazan hattı otomatik olarak devreye girer.

Boyler 100-10.000 litre hacimleri arasında imal edilebilir. Boyler seçiminde hangi boyler kullanılacak ve özelliklerini bilmek çok önemlidir. Üretici firmaya göre kapasiteleri  ve ölçüleri değişir. Boyler fiyatları, serpanti durumuna göre değişkenlik gösterir.

Boyler Montajı ve Kazan Bağlantıları

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.

Gömlekli Boylerin Tesisata Bağlanışı

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

Serpantinli Boyler Boru Bağlantıları

Şekilde 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; hacmi, kullanım yeri ve kullanıcı sayısına göre hesaplanır. 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.

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

Elektrikli Boyler

Avrupa Standartlarına göre üretilmektedir. Bu boylerler ısıtıcı akışkan kaynağı olmayan yerlerde elektrik enerjisini kullanırlar. Böylece sıcak su ihtiyacını karşılanır. Elektrik ısıtıcılı boylerler de kullanılan elektrik kumanda panosunda güvenlik maksimum seviyeye çıkarılmıştır.

Elektrik kumanda panosunda kontaktör, kaçak akım rölesi, sigorta, emniyet termostatı ve açma kapama şalteri  vardır. Arzuya bağlı olarak sıcaklık ve basınca duyarlı emniyet valfi kullanılabilmektedir.

Termoboyler

Elektrik enerjisinin yanı sıra yardımcı bir ısı kaynağı yardımıyla suyu ısıtıp depolayan serpantinli termosifondur. (merkezi sistem kazan, kalorifer, Jeotermal ısı ve güneş enerjisi sistemi).

Yardımcı ısı kaynağından gelen sıcak suyu termoboylerin serpantinlerinde dolaştırılması ile içindeki suyu ısıtır. Kullanım suyu sıcaklığı yeterli olduğunda elektrik enerjisi kullanılmaya gerek duyulmaz. 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 hem de dairenin sıcak su ihtiyacı karşılanmış olur.

Banyo Boyleri

Sıcak su tüketiminin az olduğu yerlerde kullanılmak için  tasarımı yapılmıştır. Banyo boyleri, iki çeşit enerji ile aynı anda veya ayrı ayrı çalışabilir. 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 kullanılmaz. Böylece elektrikten de 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 hem de dairenin sıcak su ihtiyacı karşılanmış olur.

Emaye Boyler 

Güneş enerjisi veya kazan ısıtma sistemlerinden biri veya her ikisi de aynı anda kullanılabilir. Bunun sonucunda elde edilen ısı serpantin vasıtasıyla kullanma suyuna aktarılır. Böylece kesintisiz olarak kullanım suyunun elde edilmesini sağlayan boylerlerdir. İkinci kaynak olarak termostatlı elektrikli ısıtıcı devreye sokulabilir.

Akümülasyon Tankı

Isı pompaları veya güneş sistemleri gibi ısılar ile tank içindeki 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 seçimdir. Akümülasyon tank imalatı emayeli veya sıcak daldırma galvanizli olarak yapılmaktadır.

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

Korozyon nedir: Metallerin çevre ile yaptığı elektrokimyasal reaksiyon sonucu metalik özelliklerini kaybetme olayıdır. Bu olaya korozyon (corrosion) denir. Bu, metal malzemelere zaman içerisinde en çok hasar veren olaylardan biridir.

Korozyon nedeni ile, yapılan köprü ve binalar çökebilmekte, boru hatları hasar görebilmektedir. Metallerin kullanıldığı bir tasarımda korozyon, göz önünde bulundurulmalıdır. Çünkü yapı güvenliğini ve yapının ömrünü doğrudan ilgilendirmektedir.

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 oluşur. Buna göre elektrokimyasal  veya kimyasal korozyon farklı olur. Makinalar üzerindeki alışılmış korozyon düzeneği genellikle elektrokimyasal 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 

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

Korozif etkenler üç grupta toplanabilir.

• Elektrokimyasal
• Fiziksel
• Çevresel

Elektrokimyasal Korozyon

Elektrokimyasal korozyonun oluşması için bazı koşullar sağlanmalıdır.  Metallerle temas eden nemin olması gereklidir. Metallerin elektro potansiyelleri arasında fark olmalı, oluşan akım devreyi tamamlamalıdır. Bir elektro korozyon hücresinde anot , katot, metal yolu ve elektrolit olmak üzere dört eleman vardır.

Bu elemanlardan biri olmaz ise korozyon oluşmaz. 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 arasındaki nemli pasta ise elektroliti meydana getirir. Korozyon hücresinde, korozyon başlaması ve devam etmesi içinde aynı elemanlar olmalıdır.

İki metal, elektrolite daldırıldığında çözelti içerisinde çözünmeyi yönlendiren elektrik potansiyeline sahip olur. Metaller çözelti içerisine çözündüğünde, metal atomları yüzeyde bir veya daha fazla elektron bırakır. 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 gibi bir metalik iletken olabilir. Korozyon hücresini meydana getiren elektrolit (electrolyte), nemi içeren iyonize çözeltidir. Korozyon hücresinde elektrolit bulunmazsa metal çözünemez. İyon anodik metali terk etmez ve korozyon oluşmaz.

Fiziksel Etkenler

Yüksek basınç ve sıcaklık, maddelerin korozyona uğraması için elverişli bir ortamdır. Bu basınç ve sıcaklık gaz türbinli motorlarda türbin kısmında en yüksek seviyeye  ulaşır. Türbin bölümündeki kanatçıklar yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklıdır.

Korozif etkenlerden en az etkilenen titanyum kullanılarak korozyon oluşumu azaltılabilir. Malzemelerin koruyucu yüzeyleri, sürtünme nedeniyle tahrip olabilir. Bu durumda 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 girer. Önce iyonik 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 sonuçlar 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 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

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.

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 Çeşitleri

• Yüzeysel (Uniform) Korozyon
• Galvanik Korozyon (galvanic corrosion)
• Çukurcuk Korozyon
• Taneler Arası Korozyon
• İpliğimsi Korozyon
• Pullanma Korozyon

Konsantrasyon Hücre Korozyonu

• Strees (Gerilmeli) Korozyon
• Yorulmalı Korozyon
• Sürtünme Korozyonu
• Mikrobiyolojik Korozyon
• Kavitasyon Korozyonu
• Seçimli Korozyon
• Filifrom Korozyon
• Erozyonlu Korozyon

Korozyon çeşitleri ile detayları ilgili sayfamızda bulabilirsiniz.

Katodik Koruma ve Korozyon  Katodik Koruma Sistemleri

Katodik koruma nedir: Üretim, iletim ve dağıtımda kullanılan metaller zamanla paslanır. Bunun literatürdeki adı ‘’Korozyon’’ dur.

Fransızca bir kelime olan korozyon aşınma, çürüme, paslanma anlamına gelmektedir. Kimyasal etkilere maruz kalan metaller fiziksel ve kimyasal özelliklerini yitirir. Kütlesel olarak zamanla kaybolması olayıdır. Buna korozyon olayı denir.

Metallerin çoğu su veya hava ile temasa maruz kaldığında korozyona uğrar. Özellikle suyun içindeki veya toprağın altındaki metal borular için büyük bir risktir. Korozyona karşı önlem alınmadığı takdirde geri dönüşü olmayan ağır hasarlara sebep olmaktadır.

Metallerin korozyona uğramaması için birçok koruma yöntemi geliştirilmiştir. Metalleri korozyondan korumak için kullanılan elektrokimyasal metal koruma yöntemidir. Katodik koruma uygulamasına 1930’lu yıllarda başlanmıştır. Korozyon ile mücadelede en etkili ve en ekonomik yöntemdir.

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. Katot reaksiyonu anottan gelen bu elektronları kullanarak yürür. Katot reaksiyonu için elektronlar dış kaynaktan verilirse, anot reaksiyonu ile elektron üretilemez. Bu durumda anottaki korozyon olayı durmuş olur.

Korunacak metal yapıyı oluşturacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu durumuna getirir. Metal yüzeyinde yürümekte olan anodik reaksiyonların durdurulması işlemidir.

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 durdurur. Böylece katodik reaksiyonun hızını da arttırır. Anot reaksiyonu 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 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.

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

Katodik koruma sistemi tesis edilip gerekli ayarları yapılır. Yeterli koruma akımı sağlanır. Sonra akımlar ve potansiyeller önceki duruma göre genellikle sabit kalır. Akımlarda ve potansiyellerdeki aşırı değişimler sistem arızası olarak görülür.

Katodik Koruma Nasıl Yapılır?

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.

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.

Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma

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.

Bu 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?

Bu 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 Nedir? Çeşitleri Nelerdir?

Borulu eşanjör: 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 dayanıklıdır. Bunun için, boru tipi eşanjör yüksek basınçlarda kullanılır.

Borulu ısı değiştiricileri esas olarak borulardan yapılır. Boru demetleri bakır veya çelik borulardan oluşur. 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 suyun elde edilmesinde 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, akışkanlardır. Ayrıca akışkanların spesifik özellikleri ile bu akışkanların eşanjör içindeki hal değişimleridir.

Üretiminde projeye göre tamamı karbon ve paslanmaz çelik gövdeli eşanjör üretilir. Bakır ve özel alaşımlı, bafon veya pirinç boru demetli borulu eşanjör imalatı da yapılmaktadır. Dış kabuk genellikle bakır sacdan üretilir. Eşanjör fiyatları kalitesine, kullanılan malzemeye göre her firma tarafından değişir

Eşanjör Boru Demeti

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 yapılır. Boru demetlerinde yaşanan kireçlenme ve kirlenme durumları göz önünde tutularak tasarlanırlar. Buharlı sistemlerde “U” borulu tercih edilir . 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 Oluşturan 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,

• Gövde tarafı akışkanının giriş ve çıkışını sağlayan gövde nozulları,
• Boru tarafı akışkanının giriş ve çıkışını sağlayan kafa ve kafa nozulları,
• Borulu eşanjör 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 Eşanjör Çeşitleri

• 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 şekildedir.

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 aynadır. Ayrıca 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 Eşanjör 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 Eşanjör Avantajları

• 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 kanatcıklı 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 kullanılır. 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 Eşanjör 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 Eşanjör 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 oluşur. 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 ihtiyacı yoktur. Buna 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 Eşanjör Özellikleri

• Temizleme işlemi hemen hemen olanaksız olduğu için, temiz akışkanlar için uygundur.
• Soğutma sistemlerindeki kondanser ve eş-eksenli evaporatörler olarak dizayn edilirler.

Spiral Borulu Isı Eşanjör 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 Eşanjör Kullanım Alanları

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 uygulanır.

Ayrıca buhar, kızgın yağ ve kızgın su kazanı bulunan firmalarda kullanma suyu ve/veya sıcak su düşük basınçlı buhar talebi vb. ihtiyaçların karşılanmasında kullanılır.

Termik santrallerde, Kimya endüstrisinde, İplik boyama makinesi, Kumaş boyama makinesi, Yağ soğutucu, Turbo şarj soğutucu, Kompresör hava soğutucu, Petro kimya ve rafineri sektöründe kullanılır.

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. 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.

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. Temizliği yapılırken, zaman içinde korozyona uğrayıp deforme olan iç borular, değiştirilmelidir.

 

Plakalı Eşanjör Nedir? Çeşitleri – Çalışma Prensibi 

Plakalı eşanjör çeşitleri: Akışkanlar arasındaki ısı transferini kullanım ihtiyacına göre sağlamasında kullanılan plaka çeşididir. Farklı formlarda tasarlanan eşanjör plakaları sayesinde etkin ısı transferi gerçekleşir.

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.

Eşanjör gövdeleri, plakalar ve alışkan giriş çıkış nozülleri değişik yapılarda birleştirilerek farklı eşanjör tipleri elde edilebilir. Bu eşanjörlerin en önemli özelliği, çalışma koşullarındaki değişime bağlı olarak, kolayca plaka eklenmesi veya çıkarılmasıdır. Bunun sonucu yeni koşullara uygun duruma getirilebilmesidir.

Ayrıca temizlik ve bakım içinde kolayca açılabilmesidir. Isı değiştirmeye yarayan patentli plakalar, saplamalar ile çelikten yapılmıştır. Ön ve arka baskı plakaları arasında, alt ve üst taşıyıcı barlar üzerine dizilerek bağlanır. Plakalardan her biri yekpare olarak preslenmiş olması yüksek mukavemet için önemlidir. Plakalar üzerinde hiçbir kaynak veya bağlantı yoktur.

Standart bir ünitede her plakanın üzerinde, her köşede bulunan dört delik vardır. Ayrıca sızdırmazlığı sağlamak ve ısı transfer kanallarını oluşturmak için lastik contalar vardır. Bu contalar plakanın etrafındaki conta yuvasının içinde bulunur. Giriş ve çıkış nozulları, uygulamaların çoğunda ön baskı plakası üzerinde yer alır.

Bazı özel durumlarda ısı değiştiricinin çok geçişli olarak imal edilmesi gerekebilir. 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

Belirlenen ısıl koşullarda uzun yıllar sorunsuz çalışmasını sağlayan etkenlerden biri de eşanjörü oluşturan malzemedir. Malzemelerin ISO 9001 gereği kalite testlerinin yapılması gerekir. Bunun için her bir malzemenin üstünde geriye dönük inceleme için markalama olması gerekmektedir.

Eşanjör Gövdesi

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. Paslanmaz malzemeden kaplanır. Gövde imalatı için, önce delik merkezlerinin işlenmesi, kumlama, yağ alma, fosfatlama ve boyama işlemleri gerçekleşir.

Plakalı Eşanjör Seçimi

Seçim yapılırken plaka malzemesi kullanılan akışkana göre ve istenen maksimum çalışma mukavemetine uygun seçim yapılır. 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.

Lehimli 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 verimli ısı transferi başında yer alır. Lehimli tip ısı eşanjörleri, ön ve arka frameler arasındaki bir plaka demetinden oluşur.

Bu tip ısı eşanjörler, 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 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,
• Yüksek çalışma basıncı,
• Düşük çalışma ağırlığı,
• Düşük sıcaklık yaklaşımı ve yüksek ısı transfer verimi.

Lehimli Plakalı Isı Eşanjörleri Kullanım Alanları

Lehimli plakalı ısı ve contalı plakalı ısı eşanjörlerinde contaların maksimum çalışma sıcaklığı ve basıncı üzerindeki uygulamalarda kullanılır.

• Endüstriyel tip soğutucular da kondenser ve evaporatör
• Hava soğutucular ve soğutma uygulamaları, Isı pompaları
• Fabrika atık ısısından faydalanma, Binaların havalandırılması,
• Gemilerde ısıtma soğutma, Bölgesel ısıtma, Yağ soğutulması uygulamaları gibi.

Contalı Plakalı Isı Eşanjörler

Doğru bir sistem tasarımı 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 yapılır. 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 için contalı tiplerde plaka ilave edilir.

Contalı plakalı eşanjörlerin gruplandırılması;

• Contalı plakalı,
• Spiral plakalı,
• Lamelli.

olmak üzere üç farklı tipte eşanjör imalatı yapılmaktadır. En yaygın kullanılan eşanjör tipi contalı eşanjörlerdir. Bu eşanjör tipi genel olarak plakalı eşanjör olarak isimlendirilir.

Contalı Plakalı Isı Eşanjörler

Contalı plaka 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 karışmaz.

Farklı kanallar arasından akar. Bu sırada arzu edilen ısı transferi elde edilir. Sızdırmazlık gövde üzerinde bulunan ve plaka paketini sıkıştıran saplamalar vasıtası ile sağlanır. Bu sebeple bu saplamaların sökülmesi ile tüm ısı transfer yüzeylerine bakım ve temizlik için kolayca ulaşmak mümkündür.

Spiral Plakalı Isı Eşanjörleri

Spiral levhalı ısı değiştiricilerde, iki uzun metal şerit plaka helisel sarılır. İki akışkan için spiral akış yolu çifti oluşturulur. Bu spiral dönüşlerden dolayı spiral plakalı ısı değiştiricilerin çapı çok fazladır. Sistemin ısı transfer katsayıları; gövde-boru tip ısı değiştiricilerinden fazladır. Böyle olsa da plakalı ısı değiştiricilerinden azdır.

Lamelli Isı Eşanjörleri

Lamelli ısı değiştiriciler; bir grup boruyu saran bir plaka gövdeden oluşur. Ama bu borular düzleştirilmiş ince borulardır. Bu tip ısı değiştiriciler selüloz veya kağıt endüstrisinde kullanılırlar.

Plakalı Eşanjör Çalışma Prensibi 

Ana elemanını dalgalı bir yüzeye sahip metal plakalar  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 akmasını sağlayacak yapıdadır. Bu da yüksek ısı transfer katsayılarının elde edilmesine sebep olur. Plakalar arasında oluşan temas noktaları, plaka paketinin istenen mukavemete ulaşmasını sağlar. Bu plakaların her birinin üzerinde akışkan giriş/çıkış nozulları ve ayrıca sızdırmazlığı sağlayan bir conta bulunur.

Contalar sayesinde plakalarda oluşan akış ve kanallardan geçen akışkanlar, birbirine karışmaz. Farklı kanallar arasından akar. Bu esnada sıcaklık farkından dolayı istenilen ısı transferi elde edilir. 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 için kolayca ulaşmak mümkündür.

Plakalı Isı Eşanjörün Avantajları 

• Akışkanların birbirine karışmasını engelleyen özel conta tasarımı
• Kompakt tasarımı sayesinde düşük ağırlık ve küçük montaj hacmi.
• Tam türbülans sayesinde düşük maliyet, yüksek verim.
• Kapasite artırımına imkan sağlanması.
• Eşanjör bakımı kolay daha düşük maliyet.

Borulu ve Plakalı Isı Eşanjör Farkı

Plakalı eşanjör, 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. 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 ve Çalışma Şartları

• Standart plaka eşanjörler kapalı ve donmaya karşı korunmuş mekânlarda kullanılmak için  tasarlanmıştır.
• Açık alanlarda 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, 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 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

Plaka üzerinde yer alan şekiller, tesisattaki akışkanın akışına karşı bir direnç oluşturacağı için, sistemde basınç kaybı oluşturacaktır. Plakalı ısı eşanjörlerin dizaynlarında 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
• Denizcilik
• HVAC
• Endüstri
• Gıda ve Hijyen

Geniş Aralıklı (Wide-Gap) Plakalı Isı Eşanjörü

Geniş aralıklı plakalar, standart plaka dizaynlarında, tıkanma eğilimi gösterebilecek viskozite 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 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

Özellik, model ve markalarına göre plakalı eşanjör fiyatları değişmektedir.

 

BENZER KONULAR

Borulu Eşanjör

 

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

Eşanjör nedir: Eşanjör veya ısı değiştiricileri. Bu ısı cihazı herhangi bir fiziksel temas olmaksızın aralarında sıcaklık farkı olan – sıvı veya gaz – iki akışkan arasında (birbirine karışmadan) birinden diğerine ısı transferini sağlayan 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. Önce sıcaklığı yüksek olan sıvının sahip olduğu ısıyı öncelikle ısı transfer yüzeyinde toplar (plaka/boru). Sonra bu ısıyı aynı plaka veya borunun diğer yüzeyi ile temas etmekte olan düşük sıcaklıktaki diğer sıvıya aktarır.

Böylece 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 contalardır. Bu sayede, ısı transferinin gerçekleştiği yüzeyin iki farklı yüzü ile temas etmekte olan sıvıların birbiri ile karışması önlenir. 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 gövdesindeki bağlantı noktalarında, 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 ile gösterilen ve sıcaklığı daha yüksek olan sıvı hareket halindedir. Sahip olduğu ısı enerjisini plaka yüzeyine aktarmaktadır. Daha düşük bir sıcaklık değeri ile, yine contaların yönlendirmesi ile eşanjör çıkışına doğru yönlendirilmektedir.

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

Akışkanların giriş sıcaklıkları belirlenir. Sonra, istenilen sıcaklık artışları veya azalmalarına bakılarak, 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)

Plakalı eşanjör, borulu eşanjöre göre daha çok tercih edilir. Farklı tipte imalatı yapılan eşanjör fiyatları da değişkendir.

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

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 gibi. Kombilerdeki kullanma suyu ısıtıcıları sıcak su eşanjörü ve kombi eşanjörü olarak günlük hayatımızda da yerlerini almaktadırlar. Kombi eşanjörü, yanma ile elde edilen ısının, tesisat suyu ve kullanım suyuna iletilerek ısıtılması için kullanılan elemandır.

Yaygın olarak karşılaşılan eşanjör kullanımı araçlardaki radyatör sistemidir. Sıcak radyatörün bir yüzeyine temas eden motor soğutma suyu, diğer yüzeyine temas ederek geçen havayla ile soğutulur. Araç motorunda oluşan ısı, su ve etil alkolden oluşan 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 eşanjörler devreden çıkarıldıktan sonra kalan hidrokarbonların buhar veya bir inert gaz püskürtülerek eşanjör temizliği yapılır. 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