tesisatta korozyon

7/31/2019 tesisatta korozyon

1/90

YILDIZ TEKNK NVERSTESFEN BLMLER ENSTTS

AIK DEVRE MEKANK TESSATLARDAKOROZYON OLUUMU ve KONTROL

Makine Mh. Metin MERMER

FBE Makine Mhendislii Anabilim Dal Is Proses ProgramndaHazrlanan

YKSEK LSANS TEZ

Tez Danman: Prof. Dr. Olcay KINCAY

STANBUL, 2009


2/90

ii

NDEKLER

Sayfa

SMGE LSTES ....................................................................................................................... viKISALTMA LSTES .............................................................................................................. viiEKL LSTES ........................................................................................................................ ixZELGE LSTES .................................................................................................................... xNSZ.................................................................................................................................. xi

ZET. ............................................................................................................................... xiiABSTRACT ............................................................................................................................ xiii1. GR ....................................................................................................................... 12. KOROZYON ........................................................................................................... 22.1 Korozyon Hz ......................................................................................................... 22.2 Korozyon eitleri ................................................................................................... 32.2.1 Korozyon Mekanizmasna Gre Korozyon Trleri ................................................. 32.2.1.1 Fiziksel Korozyon .................................................................................................... 32.2.1.2 Kimyasal Korozyon ................................................................................................. 32.2.1.3 Elektro-kimyasal Korozyon ..................................................................................... 32.2.2 Korozyona Urayan Yzeyin Grnmne Gre Korozyon Trleri ...................... 42.2.2.1 Homojen Dalml Korozyon ................................................................................. 42.2.2.2 ukurcuk Korozyonu............................................................................................... 52.2.2.3 Seici Korozyon....................................................................................................... 52.2.2.4 Aralk Korozyonu .................................................................................................... 62.2.2.5 Tane i Korozyon ................................................................................................... 62.2.2.6 Kaplama Alt (Tabakalama) Korozyonu ................................................................ 62.2.2.7 Taneler Aras Korozyon .......................................................................................... 62.2.2.8 Galvanik Korozyon .................................................................................................. 72.2.2.9 Kazmal Korozyon.................................................................................................. 72.3 Mekanik Zorlamal Korozyon Trleri ..................................................................... 82.3.1.1 Hidrojen Gevreklii ................................................................................................. 82.3.1.2 Gerilmeli Korozyon ................................................................................................. 92.3.1.3 Yorulmal Korozyon ................................................................................................ 92.3.1.4 Erozyon Korozyonu ................................................................................................. 92.3.1.5 Kavitasyon ............................................................................................................... 9


3/90

iii

3. SUYUN KOROZF YAPISI ................................................................................. 103.1 pH Deerinin Su Korozyonuna Etkisi ............................................................ 123.2 Akma Hznn Su Korozyonuna Etkisi ........................................................... 123.3 Dier Etkenler........................................................................................................ 134. SULARIN SINIFLANDIRILMASI ...................................................................... 144.1 me Sularnn zellikleri...................................................................................... 144.1.1 Sudaki Potansiyel Hidrojen (pH) ........................................................................... 154.1.2 Suyun Rengi .......................................................................................................... 154.1.3 Bulanklk.............................................................................................................. 164.1.4 Elektriksel letkenlik.............................................................................................. 164.1.5 Tat ve Koku ........................................................................................................... 165. ME SUYU TESSATLARINDA KOROZYON OLUUMU .......................... 185.1 me Suyu Tesisatlarnda Korozyon ndeksleri..................................................... 20

6. ME SUYU TESSATLARINDA KOROZYON OLUUMUNU NLEMEKAMACIYLA YAPILMASI GEREKENLER ........................................................ 21

6.1 Doru Projelendirme Esaslar................................................................................ 216.2 Tesisata Uygun Malzeme Seimi .......................................................................... 256.3 letme Esnasnda Alnabilecek nlemler............................................................. 257. SU SOUTMA SSTEMLER ............................................................................. 277.1 Soutma Kulesi Tipleri.......................................................................................... 277.1.1 Buharlatrmal Kuleler......................................................................................... 277.1.1.1 Doal ekili Kuleler............................................................................................ 277.1.1.2 Cebri ekili Kuleler............................................................................................. 287.1.2 Kuru Tip Soutma Kuleleri ................................................................................... 287.2 Soutma Kulelerinin Bileenleri............................................................................ 297.2.1 Havuz ve Souk Su Kayna ................................................................................. 297.2.2 Kafesler .................................................................................................................. 297.2.3 Dolgu ..................................................................................................................... 307.2.4 Sapma nleyiciler................................................................................................. 307.2.5 Su Datm ve Fan Muhafazas ............................................................................ 307.2.6 Hcre...................................................................................................................... 307.3 Su Soutma Kulesi Hesaplamalar ........................................................................ 317.3.1 Soutma Kulesi alma Esaslar .......................................................................... 317.3.2 Su Soutma Kulesi letme Esaslar ...................................................................... 347.3.3 Deriim evrimi (COC) ........................................................................................ 347.3.4 Boaltm, Buharlama, lave Su ve COC Arasndaki liki................................... 347.4 Su Soutma Kulelerinde Meydana Gelebilecek Problemler................................. 357.4.1 Yaygn Su Soutma Sistemi Problemleri .............................................................. 357.4.2

Lejyoner Hastal ................................................................................................. 37


4/90

iv

7.4.3 Madde Birikimi ve Kontrol ................................................................................... 387.4.4 Kabuklanma ........................................................................................................... 387.4.5 Kabuklanma Potansiyelinin Hesaplanmas............................................................ 387.4.6 Kalsiyum Karbonat Kabuklanma .......................................................................... 397.4.7

Kalsiyum Fosfat Kabuklanma ............................................................................... 39

7.4.8 Kalsiyum Slfat Kabuklanma................................................................................ 397.4.9 Silisyum Kabuklanma ............................................................................................ 397.4.10 Kontrol lemleri in COC Hesaplanmas............................................................ 407.4.11 Kalsiyum Karbonat Kabuklanma ndeksi.............................................................. 417.4.12 Langelier ve Ryznar ndeksleri.............................................................................. 417.4.13 Pratik (Puckorius) Kabuklanma ndeksi (PSI) ...................................................... 427.4.14 Soutma Suyu Tortu Oluumu .............................................................................. 427.4.15 Soutma Sistemlerinde Paslanma.......................................................................... 427.4.16 Paslanma Oran ...................................................................................................... 467.5 Soutma Suyu Tesisatlarnda Kontrol Yntemleri................................................ 487.5.1 Kabuklanma Kontrol Yntemleri .......................................................................... 487.5.1.1 znebilir Kimyasallar Kullanlarak Kalsiyum Karbonat Kabuklanma

Kontrol................................................................................................................. 497.5.1.2 znebilir Polimer Kullanlarak Kalsiyum Karbonat Kabuklanma Kontrol .... 507.5.1.3 Sulu amur Halinde Polimer Kullanlarak Kalsiyum Karbonat Kabuklanma

Kontrol................................................................................................................. 507.5.1.4 znebilir nhibitr KullanlarakKalsiyum Fosfat Kabuklanma Kontrol ........ 517.5.1.5 znebilir nhibitr KullanlarakKalsiyum Slfat Kabuklanma Kontrol ........ 517.5.1.6 Magnezyum Silikat Kabuklanma Kontrol ........................................................... 517.5.1.7 Silisyum Kabuklanma Kontrol ............................................................................ 527.5.2 Tortu Oluumu Kontrol ....................................................................................... 527.5.3 Mikrobiyolojik Kontrol ......................................................................................... 537.5.4 Makrobiyolojik Kontrol ......................................................................................... 587.5.5 Paslanma Kontrol Yntemleri ............................................................................. 587.5.6 Etkili Korozyon Kontrol ...................................................................................... 598. STANBULDA BR YAPININ AIK SOUTMA KULES DEVRESNDEK

KOROZYON KORUMA PROGRAMININ NCELENMES ............................. 638.1 Korozyon Koruma ProgramnnAmac................................................................. 638.2 Uygulama Yaplan Mahalin zellikleri................................................................. 638.3 Koruma Programnda Kullanlan Kimyasaln zellikleri ..................................... 658.4 Uygulama in Kontrol Kriterleri .......................................................................... 658.5 Yaplan Analizlerin Yorumlanmas ....................................................................... 688.5.1 COC ....................................................................................................................... 698.5.2 Sertlik ile COC Arasndaki liki........................................................................... 698.5.3 letkenlik ile COC Arasndaki liki ...................................................................... 708.5.4 Kule Suyu SiO2 Analizi ......................................................................................... 718.5.5 Korozyon ile Koruma Kimyasal Arasndaki liki ............................................... 729. SONULAR VE NERLER............................................................................... 73KAYNAKLAR ......................................................................................................................... 75


5/90

v

ZGEM.............................................................................................................................. 77


6/90

vi

SMGE LSTES

A Toplam alkalinite [mgCaCO3/l]

B Boalan su miktar [m3

/h]

C Konsantrasyon dngs

H Sertlik [mgCaCO3/l]

h Entalpi [kJ/kg]

hh Havann entalpisi [kJ/kg]

DO Oksijen doygunluu

E Buharlaan su miktar [m3/h]

km Bal nem sabiti

Kso znrlk katsays

L Kuleye giren suyun debisi [m3/h]

G Kuleye giren havann debisi [m3/h]

mpy Korozyon hz [mm/yl]

m Ktlesel debi [kg/s]

M lave su miktar [m3/h]

M Ca lave sudaki kalsiyum miktar [ppm CaCO3]

MSi lave sudaki silisyum miktar [ppm ]

Q Soutma kulesi pompa debisi [m3/h]

R Soutma fark [C]

TA lave sudaki toplam alkalinite [ppm CaCO3]

tf1 Ya termometre scakl [C]

tw1 Soutma kulesinden kan suyun scakl [C]


7/90

vii

tw2 Soutma kulesine giren suyun scakl [C]

W Rzgar nedeniyle buharlaan suyun miktar [m3/h]

w zgl nem [kgsb/kgkh]

W Birim zamanda yaplan i [kJ]

Q Birim zamandaki s al-verii [kW]

H Sistemden kan maddelerin toplam entalpisi [kW]

Hg Sisteme giren maddelerin toplam entalpisi [kW]

ALT NDSLER

a1 Kuleye giren havann entalpisi [kJ/kg]

a2 Kuleden kan havann entalpisi [kJ/kg]

w1 Kuleden kan suyun entalpisi [kJ/kg]

w2 Kuleye giren suyun entalpisi [kJ/kg]

b Havann ktlesel debisi [kg/s]

b1 Kuleye giren su buharnn ktlesel debisi [kg/s]

s Kuleye giren ve kuleden kan suyun debisi [kg/s]


8/90

viii

KISALTMA LSTES

AMP Amino-3 (metilen) fosfonik asit

BZT Benzotriazol

COC Konsantrasyon dngs

ABS Akronitril Btadien Stiren

DIC znm Anorganik Karbondioksit

EPA evresel Koruma Ajans

GL me Suyu in Tavsiye Edilebilir Birim

HEDP Hydroksi Etiliden-Difosfonik Asit

SS lave Su Sertlii

LSI Langelier Doygunlukndeksi

MAC zin Verilen Maksimum Konsantrasyon

MIC Mikrobiyolojik Tesirli rme

PBTC Fosfonobtan-Trikarboksilik Asit

PSI PratikKabuklanma ndeksi

RO Ters Osmoz

RSI Ryznar Kararllk ndeksi

SS Geici Katlar

SASA Srekli Akl Srekli Ak Sistem

TCU me Sular in Renk Gstergesi

TDS znen Toplam Kat

TTA Tolitriazol


9/90

ix

EKL LSTES

ekil 2.1Homojen dalml korozyon ...................................................................................... 5

ekil 2.2 ukurcuk korozyonu. .................................................................................................. 5ekil 2.3Taneler aras korozyon ................................................................................................ 7ekil 2.4 7075-T6 alminyumda taneler aras korozyon............................................................ 7ekil 2.5 Galvanik korozyon ...................................................................................................... 7

ekil 2.6 Kazmal korozyon. .................................................................................................... 8ekil 2.7 Gerilme atlamas....................................................................................................... 9

ekil 2.8 Gerilmeli korozyon ..................................................................................................... 9ekil 3.1eliklerde su korozyon hznn akma hz ile deiimi ............................................. 13

ekil 6.1 me suyu scakln 25Cde sabit tutmak iin yaplan proje izimi ...................... 23ekil6.2 me suyu tesisatlarnda durgun su kullanmn nlemek iin yaplan proje izimi . 24ekil 7.1 Tek fanl cebri ekilisoutma kulesi bileenleri. .................................................... 29ekil 7.2 Soutma kulesi 1. kanun prensip emas ................................................................... 31

ekil 7.3 Soutma kulesi entalpi-scaklk grafii ..................................................................... 33

ekil 7.4 Soutma suyu sistemlerinde meydana gelen paslanma tipleri. ................................. 43ekil 7.5 Halojen trler ile su pH ........................................................................................... 54

ekil 7.6 Suda bulunan korunmam yumuak elikte pH deerinin paslanma oranna etkisi 59ekil 8.1 Tabaka oluumu ve enerji kayb arasndaki iliki ..................................................... 63

ekil 8.2 Capitol AVM ............................................................................................................. 64

ekil 8.3 Capitol AVMdeki drt numaral su soutma kulesi ............................................... 64

ekil 8.4 Capitol AVMdekisoutma grubu akemas ........................................................ 66ekil 8.5 Capitol AVMdeki otomatik blfsistemi ................................................................. 67

ekil 8.6 Capitol AVMdekiotomatik blf sistemi akemas .............................................. 67

ekil 8.7 Capitol AVMdeki otomatik dozaj sistemi .............................................................. 68ekil 8.8 Capitol AVMdeki otomatik dozaj sistemi akemas ............................................ 68ekil 8.9 Kule suyu ve ilave su sertlik deeri ile COC arasndaki iliki .................................. 69

ekil 8.10 Sertlik yapmas tayini grafii................................................................................ 70

ekil 8.11 letkenlik ileCOC arasndaki iliki grafii ............................................................ 71ekil 8.12 SiO2 yapmas tayini grafii ................................................................................... 71ekil 8.13 Korozyon ile koruma kimyasal arasndaki iliki grafii ........................................ 72


10/90

x

ZELGE LSTES

izelge 2.1 Baz metallerin deniz suyu ortamndaki galvanik serisi.......................................... 4izelge 2.2 Demirin farkl metallerle kullanlmasnda korozyon hzndaki deimeleri ........... 8izelge 3.1 Scaklk salnmlarna ramen doyma endeksinin deimedii bazitite ve pH

snrlar .............................................................................................................. 11izelge 3.2 eliklerde bileimin mekanik ve sl ilemlerin su korozyonuna etkisi ................ 12izelge 4.1 Trkiye iin kabul edilen ime suyu zellikleri ................................................... 17

izelge 5.1 Su kalitesi tahminlerinde kullanlan indeksler ..................................................... 20

izelge 7.1 alma scaklklarna gre bal nem deerleri .................................................. 35

izelge 7.2 Su soutma sistemlerindebulunan metallerin ve alamlarn galvanik serisi ....... 44izelge 7.3 Su soutma sistemlerinde paslanma orannn belirlenmesi iin 90 gnlk

paslanma kuponu testi ....................................................................................... 46izelge 7.4 Bakterilerin byme koullar ve neden olduklar problemler............................. 47izelge 7.5 Kabuklanma kontrol yntemi ............................................................................... 49izelge 7.6 Tortu oluumu kontrol........................................................................................ 52izelge 7.7 Oksitleyici biyosit etkinlii rehberi ...................................................................... 53izelge 7.8 Brom aa karc etkenler................................................................................. 55izelge 7.9 Soutma kuleleri iin bakteri kontrol rehberi..................................................... 57izelge 7.10 Korozyon nleyiciyi seme kriterleri ................................................................. 59izelge 7.11 Dinginletirme filmi oluumu ve sonraki koruyucu bakm iin ynerge ............ 60


11/90

xi

NSZ

Seilen malzemenin ekonomik olmasnn yan sra uzun mrl olmas, artan hammadde

maliyetleri nedeniyle, gnmzde gittike daha fazla nem kazanmaktadr. Bu tez

almasnda ak devre mekanik tesisatlarda malzeme mrn kstlayan korozyon kavram

ve korozyonun nne geilebilirlii ile sebep olduu problemler konusunda allmtr.

alma sresinde bana destek olan deerli hocam Prof. Dr. Olcay Kncaya, hayatm

boyunca her konuda yardmn ve desteini esirgemeyen aileme, tez aamasnda bilgi ve

deneyimlerinden faydalandm Kimya Yk. Mh. Haluk Austosa,veri taban ve uygulama

alanlarn kullanma at iin Hydrosafe Aksem Kimya kuruluunun tm personeline,

Capitol AVM tm teknik ekibine ve bana bu srete yardmc olan tm hocalarma vearkadalarma teekkr ederim.

Mak. Mh. Metin Mermer


12/90

xii

xii

ZET

Korozyon, malzemelerin kullanldklar ortam tarafndan kimyasal saldrya maruz kalmas

sonucu bozulmas olarak tanmlanabilir. Yava ilerleyen bu kimyasal reaksiyon, ou kez

sistemin verimi gzle grlr bir ekilde dmedike farkna varlamaz. Meydana gelen bu

verim dmesi lkelerin gayri safi milli gelirlerinin yzde 5i dzeyindedir. Bu sebeple,

sistemlerin devreye alnmalaryla birlikte korozyondan korunmaya ynelik almalar da

balatlmaldr.

Korozyonun varln hissettirdii en nemli alanlardan biri mekanik tesisatlardr. Bilindii

gibi, mekanik tesisat denilince akla kullanm sular, shhi tesisatlar, stma, klima sistemleri

vb. gibi birok alan gelmektedir. Bu almada, ak devre mekanik tesisatlardaki korozyonun

genel yaps, suyun korozyonu, ime sularnn genel zellikleri, ime sularnda oluankorozyon ve nlenmesi iin alnmas gereken nlemler, soutma sular, soutma kulelerinin

genel yaplar ve oluabilecek korozyon tipleri ve oluan korozyonun kontrol aklanmaya

allmtr.

Uygulama olarak, stanbul'da bulunan Capitol AVM'deki 4 numaral ak soutma kulesi

incelenmitir. 2005-2009 tarihleri arasnda korozyon koruma program kapsamnda lmler

yaplarak denetlenen sistemden oluturulan veri taban kullanlarak sertlik, toplam demir,

silika miktarlarna bal olarak uygulanan korozyon koruma program irdelenmitir.Korozif etkiyi en aza indirebilmek iin, sistemin devreye alnmasn takiben koruma

programna balanmas ve oluabilecek dalgalanmalarn srekli izleme yntemiyle denetim

altna alnmas gerektii sonucuna varlmtr.

Anahtar Kelimeler: Korozyon, ak devre mekanik tesisatlar, kullanma suyu, suyun

artlandrlmas.


13/90

xiii

xiii

ABSTRACT

Corrosion can be defined as the decomposition of materials that are exposed to chemical

assault of their environment. This slowly developing reaction, cannot be determined unless

the efficiency of the system decreased obviously. This reduction of efficiency is about 5

percent of the national incomes of the countries. Therefore, by taking the systems into

processing, the studies conducted for protection against corrosion must be started. Mechanical

installments are one of the important areas where corrosion can be seen. As known,

mechanical installments include domestic water, sanitary installations, heating, air

conditioning systems and other areas like these. In this study, the general structure of

corrosion in open circuit mechanical installments, corrosion of water, general characteristics

of domestic water, corrosion that appears in domestic water and the measures that must betaken to prevent it, cooling water, general structures of cooling towers and related corrosion

types, and corrosion control are.studied.

As an application, number 4 open cooling tower in stanbul Capitol AVM was examined. The

database formed making measurments during the conservation program in the context of

corrosion between 2005-2009, was used and the conversation program applied with respect to

toughness, total amount of iron metal, silica was studied. It was deduced that to minimize the

corrosive effect, the conservation program should be started following the start-up of thesystem and the fluctuations should be kept under control with the method of continuous

monitoring.

.Keywords: Corrosion, open loop mechanic installments, domestic water, water treatment.


14/90

1

1

1. GRKorozyon, metalin iinde bulunduu ortam ile kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyona

girerek metalik zelliklerini kaybetmesidir. Metallerin byk bir ksm su ve atmosfer etkisine

dayankl olmayp, normal artlar altnda bile korozyona urayabilir. Btn metaller doada

mineral olarak bulunduklar hale dnmek eilimindedir. Doada mineraller, sz konusu

metalin en dk enerji tayan bileii yani en kararl halinde bulunurlar. Bu mineraller zel

metalrjik yntemlerle ve enerji harcanarak metal haline getirilirler. Ancak metallerin ou,

element halinde, termodinamik olarak kararl deildir. Uygun bir ortamn bulunmas halinde,

zerinde tam olduklar kimyasal enerjiyi geri vererek yeniden minimum enerji tayan

kararl bileikler haline dnmek isterler. Bu sebeple korozyon olay enerji aa kararak

kendiliinden yrr. Baz soy metaller hari teknolojik neme sahip btn metal ve alamlar

korozyona urayabilir.

Gnmzde korozyon kavram nem kazanarakbelirgin bir ekilde ortaya kmaktadr. Etkin

malzeme kullanabilirliini srdrmek iin bu oluumu nleme, varsa durdurmaya ynelik

almalar her geen gn hz kazanmaktadr.

Korozyon etkileri ilk olarak malzemenin mrn ksaltr gibi grlse de, sistem kalitesini

bozarak sistemin verimini nemli lde drr; oluan bir takm reaksiyonlar insan

saln olumsuz ynde etkiler.

Korozyonu tanmlamak ve anlamak iin yalnzca kimya bilgisine sahip olmak yeterli olmaz.

Her ne kadar temelinde kimyasal bir reaksiyon olsa da korozyonu nlemekiin mhendislik

ve tasarm bilgisine ihtiya vardr. nk, korozyonun nlenmesinde kimyasal olarak

birtakm maddelerden yararlanlsa da daha tasarm aamasnda bazzmlerle bu oluumun

nne geilebilir.

Gelien teknolojinin getirdii baz yeniliklerle ve zmlerle bu oluum mekanik tesisatlarda

minimum seviyeye getirilebilmekte hatta daha balang aamasnda nlenebilmektedir.

Uygun tasarmlar, etkin ve uyumlu malzeme kullanm, iletim esnasnda alnabilecek

nlemler ilebu mmkn olmaktadr. Mekanik tesisatlarda kullanlan malzemeler genel

anlamda demir ve demir esasl olup bunlarda oluan korozyon trleri incelenmi ve ime suyu

tesisatlarnda, soutma kulelerinde meydana gelen korozyon trleri aklanmtr. Bu oluan

korozyon trlerine gre alnabilecek nlemler hakknda bir alma yaplmtr.


15/90

2

2. KOROZYONGeleneksel anlamda korozyon, metal ve alamlarnn evreleri ile kimyasal ve elektro-

kimyasal reaksiyonlar sonucu bozunmalarn tanmlamak iin kullanlan deyimdir. Ancak

yeni bulgular metal olmayan malzemelerin de evresel koullardan benzer biimdeetkilendiklerini ortaya koymaktadr.

Korozyon sreci karmak bir elektro-kimyasal reaksiyondur. Sistem zerindeki iletme yk

ve stresi, pH koullar ve ortamn kimyasal kompozisyonu korozyon oluumunda nemli bir

etkiye sahiptir. elik, alminyum, bakr malzeme ve alamlarndan oluan mekanik tesisat

boru ve donanmlar, O2 ve suyun bulunduu her ortamda korozyona urar. Kapal devre

mekanik stma-soutma tesisatlarnda, tasarm ltleri, su ak hz, pH, metallerin

metalrjik zellikleri, scaklk, basn ve tesisattaki suyun kimyasal ierii gibi koullarabal olarak korozyon hz deimektedir. Korozyonla birlikte bakteri remesi olasl da

olduka yksektir (Kncay vd., 2008).

Korozyon elektrokimyasal bir reaksiyondur. Bir reaksiyonun elektrokimyasal yoldan

yryebilmesi iin;

Potansiyel fark bulunmal

Yk transferi reaksiyonu olmal

Srekli bir akm iletim yolu bulunmaldr.

2.1 Korozyon HzKorozyon hz, metalin birim zamandaki znme miktardr. Blgesel korozyon sz konusu

olduu sistemlerde korozyon hz, korozyonun derinlemesine ilerleme hz biiminde

verilebilir.

Dorusal korozyon hz

< 0,13 mm/yl: Bu gruptaki metallerin korozyon dayanmlar genelde iyidir.

0,15-1,3 mm/yl: Yksek korozyon hzlarna izin verilen durumlarda bu gruba giren

metallerin korozyon dayanmlar yeterli olabilir.

> 1,3 mm/yl: Bu gruptaki metallerin korozyon dayanmlar yetersizdir.


16/90

3

2.2 Korozyon eitleriKorozyon; korozyon mekanizmasna, korozyon ortamn trne ve korozyona urayan

malzemenin grnmne gre snflandrlabilir (Kncay vd., 2008).

2.2.1 Korozyon Mekanizmasna Gre Korozyon Trleri2.2.1.1 Fiziksel KorozyonOrganik svlar ve ergimi metallerin neden olduu korozyon trdr. Korozyon, dorudan

fiziksel znme ve kat hal deiimi ile gereklemektedir. Cva veya ergimi alminyumun

metal malzeme yzeyinde korozyona neden olmas fiziksel korozyona rnek olarak

gsterilebilir.

2.2.1.2 Kimyasal KorozyonBir metal arada her hangi bir arac olmadan, kimyasal bileikler meydana getirerek anrsa

buna kimyasal korozyon denir. Kimyasal korozyonun meydana gelebilmesi iin yksek

scaklklara gereksinim vardr. Bu nedenle kimyasal korozyon, i paralarnn dvlmesi,

tavlanmas ya da sertletirilmesi srasnda oluur. Etkilerini metal yzeyinden kabuk halinde

paralar kalkmasyla gsterir.

2.2.1.3 Elektro-kimyasal KorozyonElektro-kimyasal korozyon metallerin elektrik akm ile anmas olaydr. Ancak korozyonun

meydana gelmesi iin tek bana elektrik akmnn olmas yeterli deildir. Elektro- kimyasal

korozyonun meydana gelebilmesi iin bir elektrolit, bir de iletken malzeme olmas gereklidir.

Elektrolit iyonlarna ayrlabilen asit, baz ve tuzlarn sudaki eriyikleridir. Bu nedenle iyon

ieren sulu zeltilere elektrolit ad verilir. Esas olarak sulu zeltiler iin kullanlan elektrolit

terimi kapsamna zemin, beton vb. rutubet ieren baz malzemeler de girer. Bu yzden

metaller zemin, beton gibi malzeme iinde de korozyona urayabilir. letken malzeme ise

ounlukla korozyona urayan malzemedir.

Elektro-kimyasal korozyonda gerilimlerin (potansiyel) sralamasn gsteren galvanik seri ok

nemlidir. izelge 2.1de baz metallerin deniz suyu ortamndaki galvanik seri deerleri

verilmitir.


17/90

4

izelge 2.1 Baz metallerin deniz suyu ortamndaki galvanik serisi

Malzeme Reaksiyon

Std. Elektrot

Potansiyeli [V]

Lityum Li+ +e Li - 3,03

Potasyum K+ +e K - 2,93

Sodyum Na+ +e Na - 2,71

Magnezyum Mg++

+2e Mg - 2,37

Alminyum Al+++ +3e Al - 1,66

inko Zn++ +2e Zn - 0,76

Krom Cr++ +2e Cr - 0,74

Demir Fe++

+2e Fe - 0,44

Kadmiyum Cd++ +2e Cd - 0,40

Nikel Ni++

+2e Ni - 0,23

Kalay Sn++ +2e Sn - 0,14

Kurun Pb++ +2e Pb - 0,12

Hidrojen 2H++ +2e H2 0,00

Bakr Cu++ +2e Cu + 0,34

Cva Hg++ +2e Hg + 0,79

Gm Ag+ +e Ag + 0,80

Platin Pt++ +2e Pt + 1,20

Altn Au+++ +3e Au + 1,45

2.2.2 Korozyona Urayan Yzeyin Grnmne Gre Korozyon Trleri 2.2.2.1 Homojen Dalml KorozyonEn yaygn kullanlan korozyon trdr. Uzun sreler iin hesaplanan ortalama korozyon

hzlarnn her yerde ayn olduu kabul edilebilir. Eit dalmn balca kayna anodik ve

katodik evrelerin srekli olarak yer deitirmeleridir. Homojen dalml korozyonun yararl

bir ilem olarak deerlendirildii hallerde vardr. rnein, scak haddeleme sonucu eliin

yzeyini kaplayan oksit tabakalarnn uzaklatrlmasnda yararlanlan yol bu tr korozyon

koulunun gerekletirildii kimyasal ilemlerdir.


18/90

5

En yaygn korozyon tr olarak, homojen dalml korozyonun yol at metal kayb dier

korozyon trlerine oranla yksektir. Buna karn en az korkulan korozyon tr olduunu

belirtmek gerekir. nk homojen dalml korozyonun hz basit laboratuar deneyleri ile

saptanabilir. Bylece saldrgan ortamlara terk edilen para ve yaplarn mrne ilikin tutarl

tahminlere ulamak mmkn olur. ekil 2.1de homojen dalml korozyon gsterilmitir

(Kncay vd., 2008).

ekil 2.1 Homojen dalml korozyon.

2.2.2.2 ukurcuk KorozyonuPasifleebilen metaller ile halojen iyonu ieren ortamlardaska rastlanr. Malzeme kayb az,

ancak boru kesitine dik ve hzl ilerleyen korozyon trdr. Korozyonun ok dar blgelerde

younlamas sonucu malzeme yzeyinde oluan ukurcuklarn morfolojisi (ekil 2.2), metal

veya alamn cinsine gre deimektedir. ounlukla, metal yap delindikten sonra korozyon

oluumu fark edilmektedir. Al alaml, paslanmaz ve elik ekme boru kesitindeki ak

hzlarnn azald blgelerde yaygn grlmektedir. Metal yzeyindeki sreksizlikler ve

mekanik hasarlar ayrca korozyonu hzlandran etkenlerdir. NaCl, CaCl2, MgCI2, AlCI3, NaBr

ve FeCI3, CuCI2 gibi oksitleyici metal iyon klorrlerini ieren ortamlar pHn etkisi ile

ukurcukkorozyonu hzlandrmaktadr [1].

ekil 2.2 ukurcuk korozyonu.

2.2.2.3 Seici Korozyonlke olarak, elektro-kimyasal gerilim dizisinde birbirinden ok uzak metallerden imal edilen


19/90

6

alamlar seici korozyona uramaktadr. Seici korozyonun bozucu etkisi malzemenin

urad mukavemet kaybdr. Korozyonun etkili olduu blgelerde ekme mukavemetinin

sfra indii kabul edilmektedir. Byk lde mukavemet kaybna urayan paralarn d

grnmnde renk deiimi dnda korozyona ait emareler grlmemektedir. Pirin

malzemelerde ve lamel grafitli dkme demirlerde ska rastlanlan bu korozyon tr,

alamdaki belirli bir metalin veya fazn ncelikli znmesi sonucu oluur. Zn miktar

%15den fazla olan pirin (Cu-Zn) alamnda seici korozyon daha hzl olumaktadr. Zn

znmesi ile meydana gelen seici korozyon sonucunda geriye kalan bakr malzemesi

pirincin sar rengini kzl renk olarak deitirmektedir. Pirinlerdeki inkonun ayrlp

buharlamas, bakr alminyum alamlarnda alminyumun ayrlmas, dkme demirlerde

demirin znmesi gibi.

2.2.2.4 Aralk KorozyonuCvata ve perin gibi birletirmelerden dolay oluan veya kaplamalarn altnda kalan dar

aralkta oluan bir korozyon trdr. Bu tr dar aralklarierisinde durgun zelti bulunduran

yerlerdir. Bu blgelere oksijen difzyonu zordur. Metaller zerinde biriken kir ve

birikintilerin altnda da bu tr korozyona rastlamak mmkndr. Baz makine paralarnda

montaj esnasnda yok edilemeyen bu blgeler aralk korozyonu iin en uygun ortamlardr ve

korozyon oluumu bu blgelerden balar. Aralk geniledike korozyon etkenliini kaybeder

ve geniliin birka milimetreden fazla olduu blgelerde bu korozyon tr nadiren grlr.

2.2.2.5 Tane i KorozyonGenellikle yk altnda alan paralarda grlen tane ii korozyonda; tane ii anot, tane snr

ise katot grevi stlenmektedir.

2.2.2.6 Kaplama Alt (Tabakalama) KorozyonuEndstride ve deniz ortamlarnda Al ile alamlarnda ska grlmektedir. ki metal tabakas

arasndaki nem sonucu tabakalarn birbirinden ayrlmas eklinde ortaya kmakta ve oluan

hasar, haddeleme ynnde uzanan tane snrlarnda meydana gelmektedir.

2.2.2.7 Taneler Aras KorozyonTane snrlarnn amorf yapda olmas dolaysyla tane snrlarnn potansiyel fark iine gre

daha byk olduundan, daha soy yapda olan tane ii korunur ve tane snr korozyona urar.

stenitik paslanmaz eliklerde grlen krom karbr kelmesi bu korozyon trne rnek


20/90

7

olarak gsterilebilir. ekil 2.3 ve 2.4te taneler araskorozyon rnei verilmitir[2].

ekil 2.3 Taneler aras korozyon. ekil 2.4 7075-T6 alminyumda taneler aras

korozyon (resim genilii 500 m).

2.2.2.8 Galvanik KorozyonElektrolitik sv ortamnda, elektrik potansiyelleri farkl iki metal veya alamlarda ortaya

kmaktadr. Malzemelerden daha soy olan katot, dieri ise anot olarak davranmakta ve anot

olarak davranan malzeme korozyona uramaktadr(ekil 2.5). Malzemelerin galvanik seriye

gre semek ve aralarnda iyi bir yaltm yapmak, bu korozyon trnn nlenmesi iin en

etkili yntem olarak bilinmektedir. Korozyona urayacak ksmlar dier ksmlara oranla et

kalnl daha fazla yaplmakta ve bu ksmlarn gerektiinde kolay deitirilmesine olanak

salayacak tasarmlar yaplmaktadr (Grenler, 2007).

ekil 2.5 Galvanik korozyon.

2.2.2.9 Kazmal KorozyonYeterli yk altnda birbirleri zerinde ileri geri hareket eden metal yzeylerde grlen

bozunma trdr. Metallerin birbirine srtmesi sonucunda ortama giren O2, korozyon

oluumuna sebep olmaktadr. ekil 2.6da da grld gibi bozunan yzeylerin grnm


21/90

8

ok sayda oksit paralar ile evrelenmi ukurcuklardan olumaktadr. Oluan oksit

paracklar ara yzeyden uzaklatrmas mmkn olmamaktadr.izelge 2.2de demirin farkl

metallerle kullanlmasnda korozyon hzndaki deiimler gsterilmitir(Kncay vd., 2008).

ekil 2.6 Kazmal korozyon.

izelge 2.2 Demirin farkl metallerle kullanlmasnda

korozyon hzndaki deimeleri (ortam: %1 NaCl)

Elenen Metal Arlk Kayb

[mg / hafta]

Magnezyum 0,0

inko 0,4

Kadminyum 0,4

Alminyum 9,8

Antimon 153,1

Wolfram 176,0

Kurun 183,2

Kalay 171,1

Nikel 181,1

Bakr 18

2.3 Mekanik Zorlamal Korozyon Trleri2.3.1.1 Hidrojen GevrekliiHacim merkezli kbik kafes yapsna sahip olan metallerde daha sk meydana gelmektedir.

Petrol ve kimya endstrisinde sklkla grlmektedir. Katot reaksiyonu sonucu oluan

hidrojen malzeme ierisinde basn blgeleri oluturmakta ve i gerilmelere ve atlaklara yol

amaktadr (Grenler, 2007).


22/90

9

2.3.1.2 Gerilmeli KorozyonNH3, SO2ieren endstri ve deniz ortamnda, yapsnda mikro atlak ieren ve gerilme altnda

alan paralarda grlmektedir. Gerilme ile korozif etkenlerin azaltlmas ve malzeme

seimi korozyon hz drlebilmektedir. Yksek basnl kaplar, buhar kazanlar, iten

yanmal motor silindir gmlekleri, pompa mili ve rotor gibi mekanik yaplarda grlmektedir

(ekil 2.7 ve 2.8).

ekil 2.7 Gerilme atlamas. ekil 2.8 Gerilmeli korozyon.

2.3.1.3 Yorulmal KorozyonDinamik yk altnda alan malzemelerde grlen tane ii bir korozyon trdr. Dinamik

ykler altndan alan malzemeler, yorulma nedeniyle dayanabilecekleri gerilmeden daha

kk gerilmelerin etkisi altnda atlayabilirler .

Yorulma krlmas, gevrektir ve gerilmeli korozyonda olduu gibi atlaklar genellikle

transgranular olmasna karn dallanma biiminde deildir (Yksek, 2005).

2.3.1.4 Erozyon KorozyonuMetal malzeme ile ortam akkan arasndaki bal hzn yksek olduu durumlarda oluan

korozyon trdr. zellikte akmakta olan svnn yn deitirdii noktalarda, boru hatlarnda,

dirseklerde, pompalarda sklkla grlen korozyon trdr. Andrc etki nedeni ile metal

znmesi/kayb artmaktadr.

2.3.1.5 KavitasyonSv iinde malzeme yzeyine yakn yerlerde oluan korozyon trdr. Ak esnasnda baz

noktalardaki basn deiimi nedeniyle su buhar kabarcklar olumakta ve kabarcklar,

yzeyin przl bir noktasna temas ettiinde patlayarak, malzemede hasar oluturmaktadr.


23/90

10

3. SUYUN KOROZF YAPISISularn korozyon etkenliini belirleyen etmenler ncelikle, su iinde znm oksijen

miktar ile karbonik asit, kalsiyum karbonat ve magnezyum karbonat miktarlardr. Bunlarn

dndaki znm maddelerin etkileri ihmal edilebilir. Kalsiyum ve magnezyum karbonatbyk miktarda ieren sular sert dierleri ise yumuak olarak tanmlanrlar. Yumuak sular

sert sulara oranla daha saldrgandr. Bunun nedeni karbonatlarla ar doymu sularda

ncelikle kalsiyum karbonatn ayrarak metal yzeyinde ince bir tabaka oluturmasdr. Bu

tabaka elektronlarn geiine izin vermediinden metalle ortam arasnda etken bir engeldir ve

olutuu yerlerde korozyon olay son bulur. Sularn korozyona yol ap amayacaklar ilk

aamada doyma endeksi ile belirlenir.

Doyma endeksi: pH(gerek) - pHs

pH (gerek), suyun bilinen usullerle llerek bulunan pH deeridir. Doyma pH deeri olarak

adlandrlan pHs suyun kalsiyum karbonatla denge halini tanmlayan bir byklktr. Suyun

pH deerinin pHs deerini amas ile (pozitif doyma endeksi) bu denge kalsiyum karbonatn

kat bir faz halinde ayrmas ynnde bozulur. Aksi halde (negatif doyma endeksi) suyun

ierdii tm kalsiyum karbonat znerek sv faza gemi olur(Doruk, 1982b).

Doyma endeksinin yukarda bahsedilen yntemlerle bulunabilmesi ancak laboratuar

analizlerini gerektirmektedir. Suyun saldrganl hakkndaki kabaca bilgi ise u yntemle

edinilebilir. Suyun pH deeri llr, suya toz halinde kalsiyum karbonat ilave edilir ve

doyma durumunu salamak iin bir sre beklenir, pH deeri yeniden lldnde artma

grlrse suyun saldrgan olduu sonucuna varlr. Bu yntemde son olarak llen pH

deerinin doyma pH deerine (pHs) eit olmas beklenemez. Bunun nedeni ilem srasnda

kalsiyum karbonat miktarnn deimesidir. Kalsiyum karbonatla ilemden nce ve sonra

suyun asitle titrasyonunda harcanan zelti miktarlar arasndaki fark doyma endeksi iin daha

iyi bir gstergedir.Metallerin su korozyonuna kar korunmalarnn nemli koulu homojen

yapl ve boluksuz bir kalsiyum karbonat tabakasnn metal yzeyinde oluabilmesidir. Bu

doyma endeksinin pozitif fakat ok yksek olmamas ile salanr. Doyma endeksi iin kabul

edilen en uygun deer +0,5 tir. Bu deerin ald sularda, zellikle yksek scaklklarda,

kalsiyum karbonat ayrm ok hzl olacandan metal yzeyinde oluan tabaka korozyona

kar etken bir engel olma zelliini kaybeder. Scakl srekli deien sistemler bu adan

ayr bir nem tarlar. Baz aratrmalarn sonularna gre belirli pH deeri ve bazitite

snrlar iinde kalmak kayd ile doyma endeksi deimemektedir. izelge 3.1de scaklk


24/90

11

salnmlarna ramen doyma endeksinin deimedii bazitite ve pH deeri snrlarn

gstermektedir. Bu snrlar iinde kalmak kayd ile tabaka oluumu arzuland gibi yava ve

homojen olabilmektedir. Baz ilavelerle (Ca(0H)2, Na2C03, NaOH, H2SO4, C02 vb.) suyun

bileimini izelge3.1de verilenlere uygun hale getirmek mmkndr(Doruk, 1982b).

izelge 3.1Scaklk salnmlarna ramen doyma endeksinin deimedii bazitite ve pHsnrlar

Bazitite

(ppm CaCO3 olarak)

pH

(Oda scaklnda llen)

50 8,18,65

100 8,69,2

150 8,99,7

200 8,99,7

Sulardaki oksijen kalsiyum karbonat kelimini dolayl olarak etkiler. Oksijen reaksiyonunun

olutuu blgeler hidroksil iyonlarbakmndan zenginleir (O2+2H2+4e- 4OH

-). Bunun

sonucu olarak su bazik zellik kazanr ve kalsiyum karbonat tabakas elektronlarn geiineizin vermediinden oksijen reaksiyonu ancak serbest yzeylere kayarak oluumunu srdrr.

Artan bazitite nedeni ile bu ksmlar da kalsiyum karbonat i1e kaplanarak korozyon olaynn

yer alabildii alanlar giderek klr. Yzeyin tamamnn kaplanmas ile korozyon olay

durarak etkenliini kaybeder. Ayrca, oksijenin oluturduu demir oksitler (Fe(OH)3)

kalsiyum karbonat tabakasnn bileimine girerek yapsn sklatrrlar ve bylece korozyona

kars daha etken bir engel olumasna olanak salarlar. Bu koul sayesindedir ki, demir ve

demir trnden malzemeleri koruyucu dier nlemlere bavurmakszn su temini ve

iletiminde basar ile kullanmak mmkn olabilmektedir. Sonu olarak, doyma endeksi negatif

olan sular korozyona yol aarlar. Korozyon hz znm oksijen rniktar ile artar. Oksijen

iermeyen sularda korozyon hz pH deeri ile deiir. Ntr sularda (pH: 7) korozyon hz

ihmal edilebilir dzeydedir. Ancak den pH deeri ile art gsterir. Doyma endeksi negatif

olan sularn saldrganln bazik zellikte ilavelerle (Ca(0H)2, Na2C03 vb.) snrlamak

mmkndr. Bavurulabilecek dier bir nlem, sularn hava ile temas yzeyini geni tutarak

karbondioksitin ayrmasna olanak salamaktr. Bu suyun kaynana kurulan kule ve benzeri

yntemlerle gerekletirilir.


25/90

12

3.1 pH Deerinin Su Korozyonuna EtkisiSu tanmna giren ortamlarn pH deeri 4-10 arasnda deiir. Havalandrlm, yani

znm oksijen ieren sularda korozyon hznn pH deeri ile deimedii kabul edilebilir.

Daha nce de akland gibi korozyon hzn belirleyen tek faktr su iinde znm

oksijen miktardr. pH deerinin klmesine paralel olarak hidrojen reaksiyonu artan bir

etkenlikle oksijen reaksiyonu yannda yer alr. pH deerinin st snr tesine itilmesi ile

pasifleme balar ve korozyon hznda azalma grlr.

Burada gzden kamamas gereken nemli bir iliki su korozyonunun malzemenin i yaps

ve bileimine duyarlk gstermemesidir. nk; korozyon hz yalnzca suda ierilen oksijen

miktarna baldr. Bu nedenle malzeme zelliklerinin korozyon hzn nemli lde

etkilemesi beklenemez. rnein, izelge 3.2de demir cinsinden olan farkl bileim ve iyapya sahip malzemelerin sularda birbirlerine yakn hzlarla zndklerini ortaya

koymaktadr. O halde farkl usullerle imal edilen elik ve dkme demir trlerini su

korozyonuna kar ayn baar ile kullanmak mmkndr(Doruk, 1982a).

izelge 3.2eliklerde bileimin mekanik ve sl ilemlerin su korozyonuna etkisi

Karbon

(%)

lemler Ortam KorozyonHz

(mg/dm2gn)

0,39 Souk ekilmi 500Cde tavlanm Damtk Su, 65C 19,8

0,39 900Cde 20 dak. normalizasyontavna terk edilmi

Damtk Su, 65C 18,6

0,39 800Cden hzla soutulmu 300-800C arasnda farkl scaklkta

tavlanm

Damtk Su, 65C 18,1

0,05 - % 3 NaCl, 25C 7,67

0,32 - % 3 NaCl, 25C 8,77

3.2 Akma Hznn Su Korozyonuna Etkisi ekil 3.1, dk karbonlu eliklerde su korozyonunun akma hz ile nasl deitiini

gstermektedir. Balangtaki hz art ortamda znm oksijenin metal yzeyine daha


26/90

13

abuk ulamas ile izah edilebilir. Ancak hzn belirli bir deeri amas ile metal yzeyine

aktarlan oksijen miktar metalin pasiflemesine yetebilir. Pasiflemenin gereklemesi

halinde artan akma hznakarlk korozyon hznda azalma grlr. Pasifleme iin yeterli

akma hz metalin pasifleme eilimi yannda yzey kabalna ve suyun arlna baldr.

Klor iyonunu bol miktarda ieren sularda (rnein deniz suyu) pasifleme

gerekleemeyeceinden artan akma hzna paralel olarak korozyon hznda srekli art

grlr. Akma hznn yeterli deerlere ulamas sonucu mekanik etkiler farkl ekillerde

kendilerini hissettirirler. Bunun gzlemlerimeyansy biimi korozyon hznn yeniden art

gstermesidir.

ekil 3.1 eliklerde su korozyon hznn akma hz ile deiimi

3.3 Dier EtkenlerSuda znm oksijenin metal yzeyine ulama hzscaklkla artar. Bunun doal sonucu

korozyon hznn scaklkla artmasdr. Ancak 80Cnin stndeki scaklklarda oksijen sudan

ayrarak korozyon hznn giderek dmesine yol aar. Oksijenin ayrmasna olanak

vermeyen kapal sistemlerde korozyon hznn scaklkla art sreklidir.

Su iinde znm tuzlar bir yandan suyun oksijen znrln dier yandan da elektrik

iletkenliini etkilerler. Bu iki faktr karmak bir biimde suyun en etken olduu tuz

konsantrasyonunu belirler. rnein suya maksimum etkenlik kazandran sodyum klorr

konsantrasyonu %3 yaknndadr (deniz suyu bileimi). Ntr olmayan tuzlar sulara asit veya

bazik zellik kazandrarak korozyon hzn dolayl olarak etkilerler(Doruk, 1982a).


27/90

14

4. SULARIN SINIFLANDIRILMASISular kullanm amalarna ve kriterlerine gre snflandrlabilir. Ancak, kalite kriterleri

kullanm amalarn da belirlediinden kalite kriterlerinin sularn snflandrlmasnda esas

alnmas gerekir.

Buna gre sular,

Kullanm amalarna gre:

me sular

Rekreasyon sular

ifal zellikleri bulunan sular,

Sulama suyu

Kaynaklarna gre:

Yzeysel sular (dere, ay, nehir, gl, baraj vb. )

Yeralt sular

eklinde incelenebilir.

4.1 me Sularnn zelliklerime sular, genel olarak ime, yemek yapma, temizlik vb. amalar iin kullanlan ve TS

266'daki koullara uygun, toplumun ime ve kullanma gereksinimleri iin kullanld ehir

ebekeleri, kuyu, eme ve yine ayn amalarla kullanlmak zere teknik usullerle artlm

dere, nehir ve gl, baraj sular ile kaynak sulardr. me sular berrak, tortusuz, renksizolmal, rk, yosun, kf, H2S, amonyak, bataklk vb. kokular bulunmamaldr. Buna suyun

organoleptik zellikleri de denilir.

Renksiz ve kokusuz bir madde olan suyun, lezzetini ierisinde eriyik halinde bulunan

karbondioksit ve ss vermektedir. Suyun ierisindeki karbondioksitin 300 mg/lden az

olmamas istenir. Suyun fazla bulank olmasnn kirlilik gstergesi olarak alnmas

gerekmektedir. Toplam kat madde miktarnn litrede 500 mg amamas gerekmektedir. Su

normalde renksizdir ve suyun renginin 5 platin kobalt nitesini amas durumunda renk

zelliini yitirmesi nedeniyle iilebilir olarak kabul edilmemesi gerekmektedir. ok bulank


28/90

15

yzeysel sular artm ileminden sonra zel ktrme ilemlerine tabi tutularak ierisindeki

asl paracklarnn ve bulanklk nedenlerinin giderilmesi salanr. Toplam kat maddeler,

renk, bulanklk derecesi, tat, koku, demir, manganez, bakr, inko, kalsiyum, magnezyum,

slfatlar suyun kirlilik gstergesi olarak alnmaktadr. Ayrca slfatlar, klorrler, fenolik

gruplarda suyun kalitesini ve iilebilirliini azaltan nemli kirlilik gstergeleri olarak ele

alnmaldr. Suyun pH deeri de nemli bir deerlendirme faktrdr. pH lm su

deerlendirmesinde basit ve kolay uygulanabilir bir yntem olarak olduka yararldr. me

suyunun tanmlanmasnda aada saylan baz zelliklerdensz edilebilir. Bu zellikler ime

suyunu tanmlamadaki zelliklerdir (Kkgl ve zdalar, 2004).

4.1.1 Sudaki Potansiyel Hidrojen (pH)Su iindeki hidrojen iyonu konsantrasyonunu 10 tabanna gre negatif logaritmas pH deeri

olarak tanmlanmaktadr. pH 7 olan sular ntr sular olarak bilinir. Bunlarda H+ ve OH-

iyonlar denge halindedir. Bu tr sularn asit ve alkali reaksiyonlar yoktur. H+ iyonu

konsantrasyonunun artmas ile pH n deeri 7nin altna der ve su asit karakter kazanr.

OH-

iyonu konsantrasyonunun artmas ile pH 7nin zerinde deer alr ve su bazik karakter

tar. pH deerleri 0-14 arasnda deiir. Genel olarak yeralt sular pH 7den kk olan ve

asit zellii tayan sulardr. Yzeysel sularda genellikle pH 8den byk deer tayan

bazik sulardr. me sularndaki pH deeri 6,5 8,5 arasnda uygun grlmektedir.

4.1.2 Suyun RengiSudaki renk znm halde bulunan maddelerin (safszlklarn) meydana getirdii "hakiki

renk" (sudaki bulankl oluturan askdaki madde giderildikten sonraki renk) olabilecei

gibi, sudaki kebilen veya koloidal ask maddelerinden de ileri gelebilen "izahiri renk"

(yalnz suyun kendi rengi olmayp, orijinal numune filtre veya santrifj edilmeksizin,

dorudan doruya llen renk) de olabilir. Ksaca renk, doal metalik iyonlar ( demir ve

mangan vb.) humus, turba materyalleri, algler, yabani otlar ve sanayi atklarndan dolay

meydana gelebilir.

nsanlarn ou 15 TCU zerindeki rengin farkna varrlar. Ar renk klorlamayla,

ozonlamayla veya dier oksidanlarla azalr. me sularnda renk belirleyen deerin 15 TCU

dan az olmas gerekir. TS 266 revizyonunda ime sularnn rengi, tavsiye edilen deeri GL

olarak 1 mg/l, izin verilebilecek maksimum deerMAC olarak 20 mg/1 olarak verilmektedir(Kkgl ve zdalar, 2004).


29/90

16

4.1.3 BulanklkBulanklk kil, st, ince paralanm organik maddeler, yosunlar, diatometreler, demir

bakterileri ve dier mikroorganizmalarn oluturduu haldir. Bulanklk kum gibi askda olan

maddelerden ileri geliyorsa tehlikeli olmayp kelme ve filtrasyonla giderilebilir. Kil gibi

koloidal maddelerin giderilmesi ise ok gtr.

4.1.4 Elektriksel letkenlikGenel olarak btn sular elektrik ierir. yon konsantrasyonu ile bu iletkenlik artar. zgl

elektriksel iletkenliin ls olarak microohm/cm kullanlr. Bu, +25Cdeki 1 cm3 suyun

iletkenliini ifade eder. letkenlik, bir dereceye kadar sudaki iyon konsantrasyonu ile doru

orantldr. Ancak, bu orant, iletkenlii 50.000 microohm/cm. den fazla olan sular iin geerli

deildir. zgl elektriksel iletkenlikde, ime ve sulama sular snflandrlmasnda bir lt

olarak kullanlmaktadr. Elektriksel iletkenlik suyun elektrik akmn iletme kapasitesi veya

zeltinin elektrik akmn geirmeye kar gsterdii direntir. Bu zellik suda iyonize olan

maddelerin toplam konsantrasyonuna ve scakla baldr, iyonlarn yer deitirme hz

zerine scakln etkisi vardr. Yeni damtlm damtk suyun iletkenlii 0,5-2 mikroohm/cm

olur. Zamanla havann karbondioksitinin absorbsiyonu ile bu deer 2-4 mikroohms/cm olur.

letkenlii ampirik formlle arplarak (0,55-0,9) sudaki znm madde miktar bulunabilir

(Yaln ve Ko, 2000).

4.1.5 Tat ve KokuSularn, iinde erimi halde bulunan maddeler (NaCl2, MgCl2, CaSO4vb.) ve organizmalar

(Diyatome, Klorofse, Siyanofse, Protozoa, Krustacelerve Alglar) suda belli bir miktardan

fazla bulunursa, sulara zel koku ve tat vermektedir. Bu tat ve kokular ok deiiktir. Sular

tuzlu, ac, eki tatda vebalks, kfms, baharats, otsu vb. kokuda olabilir.izelge 4.1de

Trkiye iin kabul edilebilen ime sular zellikleri gsterilmitir(Yaln ve Ko, 2000).


30/90

17

.Min.D* .V.Max.D**

1.ilebilme

zelliine etki eden

maddeler

letkenlik

Toplam Tuz

Demir (Fe)

Mangan (Mn)

Potasyum (K)

Sodyum (Na)

Kalsiyum (Ca)

Magnezyum (Mg)

Slfat (SO4)

Klorr (Cl)

pH

400S/cm

500 mg/l

0,3 mg/l

0,1 mg/l

10 mg/l

20 mg/l

75 mg/l

50 mg/l

200 mg/l

200 mg/l

7,08,5

2000S/cm

1500 mg/l

1,0 mg/l

0,5 mg/l

12 mg/l

175,0 mg/l

200 mg/l

150 mg/l

400 mg/l

600 mg/l

6,59,2

2. Kirlenmeyi belirten

maddelerToplam organik madde 3,5 mg/l -

izelge 4.1 Trkiye iin kabul edilen ime suyu zellikleri (TS-266)1

* ngrlen minimum deer.

** zin verilen maksimum deer.


31/90

18

5. ME SUYU TESSATLARINDA KOROZYON OLUUMUSu datm sistemlerinin yapsnda bulunan birok metal, suyun varlnda kararszdr ve

korozyon olarak bilinen prosese, yani znebilir forma dnmeye ya da bozunmaya

eilimlidir. Korozyonun oluma hzn birok kimyasal ve fiziksel parametre etkilemektedir.

ok hzl ya da ar derecede yava gerekleebilir. Korozyon rnlerinin ve prosesin kararl

son rnlerinin zellikleri byk neme sahiptir. Eer bunlardan biri suda znr ise

korozyon hzl gerekleir. Bununla birlikte, korozyon rnlerinin znmeyen olduu

durumlarda su yzeyinde koruyucu kire tabakas oluabilir ve korozyon daha yava

gerekleir. znmeyen korozyon rnleri sadece szdrmaz tabaka oluturduunda

koruyucudur. Eer snger benzeri ya da tiftik bir ktle oluturursa korozyon devam eder ve su

kalitesinin bozulmasna, borunun tayc kapasitesinin azalmasna ve kalnt klordan

korunabilen mikrobiyal geliimlere (biyofilmlere) yol aar. Korozyon ayrca suyla temasta

olan metallerin elektriksel zellikleri tarafndan da ok fazla etkilenir. Deiik me taller suyla

temaslarnda elektrik yk gelitirmeye deiik eilimler gsterirler ve bu fark galvanik

sistemlerde kendini gsterir. Deiik iki metal (ya da elektriksel iletkenlie sahip dier

maddeler) temasta olduunda negatif elektrotta znen metalde galvanik hcre oluur.

Galvanik hcreler korozyona itici g salarlar. Korozyon hz, temelde znm reaktiflerin

metal yzeylerine transfer olduu yerdeki ve reaksiyonun olutuu yerden baka yere transfer

edildii yerdeki hz tarafndan kontrol edilir. Bundan dolay, korozyon hzlar sudaki iyonlarn

artan deriimleri ve ayrca artan trblans ile dorusal olarak artar.

ok yksek su hzlarnda, korozyon hz erozyon korozyonu sonucunda ykselebilir. Genel

olarak dier kimyasal reaksiyonlarla, scaklk arttka korozyon hz da artar. Belli metaller

pasifasyon olarak bilinen olaya maruz kalrlar. Demir, nikel, krom ve bunlarn alamlarn

kapsayan bu metaller iin belli voltaj uygulamalar korozyon hznda ciddi dlere yol aar.

Bu amala anodik korumay ieren baz korozyon kontrol yntemlerinden faydalanlr. Bakr,

kurun ve inko korozyonu anodik koruma ile kontrol edilemez. znm oksijen, korozyon

hzn etkileyen en nemli faktrlerden biridir. Korozyon reaksiyonuna direkt olarak katlr ve

ou durumda znm oksijen deriimi arttka korozyon hz da artar. pH; znrl,

reaksiyon hzn ve baz derecelerde korozyon reaksiyonlarndaki ou metal trlerinin yzey

kimyalarn kontrol eder.

Metal yzeyinde koruyucu film oluumuyla ilgili olduundan olduka nem tar. Datm

sistemlerinde kullanlan metallerin korozyonunda klorr iyonunun agresif hareketininnemine dair artan birok delil vardr. Kalnt klorunkorozyon hzn etkilediine dair baz


32/90

19

bilgiler mevcuttur. me suyunda scaklk 15Cden bykse, pH 6,5 civarndaysa,

karbondioksit deriimi 5 mg/lden bykse ve su yumuaksa kalnt klor korozyona yol aan

agresif bir karakter sergiler.

me suyu ebekesi borular ierisinde en ok etkilenecek trler demir bileimli dkmborulardr. Ancak ebekede bu borularla ilikide olan bakr, kurun ve benzeri metaller de

korozyon asndan incelenmelidir. Bakr boru tesisat, genel korozyona, etkin saldrya ve

oyuk korozyonuna maruz kalabilir. Bakrn genel korozyonu, en ok yumuak, pH 6,5in

altndaki asidik sularn birleik etkisi ile gerekleir. 60 mg/l CaCO3 sertliinden daha az

sertlikteki sular bakra ok agresiftir. Bundan dolay byle sular bakr borularla transfer

edilmemeli ya da bakr kaynatclarda stlmamaldr. Etkin saldr, ar ak hzlarnn bir

sonucudur ve yksek scaklktaki ve dk pHtaki yumuak suyla daha da kt bir hal alr.

Bakrn oyuklamas 5 mg/lnin zerindeki karbondioksit deriimindeki sert yeralt sularnn

ve yksek oksijen seviyesinin birleik etkisi iin kullanlr. Organik renk (hmik maddeler)

ieren yzeysel sular oyuk deriimi ile ilikilendirilebilir. Genel ve oyuk korozyonu

problemlerinin yksek oran, koruyucu oksit tabakas henz olumam yeni borularda

grlr. Kurun korozyonu sukalitesine ters etkiye sahiptir. Kurun boru tesisat eski evlerde

hala yaygndr; kurun lehimler zellikle bakr borular balamak iin geni apta

kullanlmtr. Kurun ok saydaki formlarda pHa bal olarak suda kararldr. Kurun

znrll, znmeyen kurun karbonatlarnn oluumlar ile byk apta kontrol edilir.

Kurunun znrl, denge karbonat deriimindeki nemli dten dolay, pHn 8,0n

altna dmesiyle nemli miktarda artar. Bundan dolay kurun korozyonu dk pH ve dk

alkalinitedeki sularda maksimum olma eilimindedir. Kontrol yntemi olarak pH 8,0-8,5

aralnda tutulabilir. Mikroorganizmalar, dk pHl ve yksek korozif iyon deriimli

blgeler oluturarak, oksidasyon proseslerine arac olarak ya da korozyon rnlerini gidererek

ve koruyucu yzey filmlerini bozarak boru maddesinin korozyonunda nemli bir rol

oynayabilir. Korozyonu oluturan en nemli bakteriler, slfat indirgeyen bakteriler ve demir

bakterileridir. Ayrca nitrat indirgeyen bakteriler ve metan reten bakteriler de ayn rolleri

oynayabilirler. Mikroorganizmalarn neden olduu korozyon, datm sistemlerinde kalnt

klor deriiminin korunmad, zellikle suyun uzun sre bekleyebildii u noktalarda ve hzn

dk olduu yerlerde problem yaratabilir. Ayrcabu korozyon eidi, boru i yzeylerindeki

ar kire oluumlarnn yerinden karld ya da ok fazla korozyon rnlerinin olutuu

yerlerde de problem yaratabilir (Kkgl ve zdalar, 2004).


33/90

20

5.1 me Suyu Tesisatlarnda Korozyon ndeksleriHer eit zel suyun korozyon potansiyelini karakterize etmek iin gelitirilmi ok sayda

indeks vardr. Bu indekslerin ou metal yzeyi zerindeki kalsiyum karbonat kireci ile tortu

oluturma eiliminde olan suyun daha az korozif olaca kabulne dayanr. Bunlardan birisi

Langelier Doygunlukndeksidir (LSI). Suyun gerek pH ile ayn alkalinitedeki ve kalsiyum

sertliindeki suyun kat kalsiyum karbonat ile dengede olduu pH olan doygunluk pH

arasndaki farktr. Kalsiyum sertliine ve alkaliniteye ek olarak, doygunluk pHnn

hesaplanmasnda, toplam znm maddelerin deriimi ve scakl gz nnde tutulur.

Doygunluk pHndan daha yksek pHa sahip sular (pozitif LSI) kalsiyum karbonat ile

fazlasyla doymutur. Bunun tersi olarak, doygunluk pHndan daha dk pHa sahip sular

(negatif LSI) kalsiyum karbonat ile doymamtr ve bundan dolay agresif olarak dnlr

(bundan dolay kire tabakasn yerinden karmaya eilimli olur). Nomograflar, doygunluk

pHnn belirlenmesini basitletirmek iin uygundur. deal olarak, ebekeye verilen su

doygunluk pHnda ya da bu deerin biraz zerinde olmaldr. Langelier indeksi ve benzeri

dier indeksler (izelge 5.1) su kalitesi tahminlerinde yardmc olabilecei grlmtr.

Bununla birlikte, kalsiyum karbonat kirecinin her zaman koruyucu olaca ve bu tabakay

oluturamayan suyun her zaman korozif olduu kabul kompleks olan bu olay basitletirir.

Klorr ve slfat deriimlerinin bikarbonat deriimlerine orannn (Larson oran), demir ve

elii bozan suyun korozifliliin miktarn belirlemek iin faydal olduu grlmtr. Benzerbir yaklamla, pirin donanmlardan inko znmesi konusunda da kullanlabilir (Kkgl

ve zdalar, 2004).

izelge 5.1 Su kalitesi tahminlerinde kullanlan indeksler


34/90

21

6. ME SUYU TESSATLARINDAKOROZYON OLUUMUNU NLEMEKAMACIYLA YAPILMASI GEREKENLER

me suyu tesisatlarnda daha tasarm aamasnda alnabilecek nlemlerle korozyon oluumu

minimum seviyede tutulabilir. Bu yntem sistem iletmeye girmeden nce alnabildii iinkorozyon oluumununlemek adna yaplabilecek en uygun ve ucuz yntemdir.

6.1 Doru Projelendirme EsaslarBoaltma srasnda tesisat ierisinde herhangi bir yerde su kalmayacak bir biimde tasarm

yaplmaldr. Atmosfere ak depo ve tanklarda su boaltma deliine doru bir eim

verilmelidir.Su da dier gda maddeleri gibi uzun sreli bekletilirse besleyici (gda) zelliini

kaybedecektir. Bu sebeple tesisattaki su sksk yenilenebilmelidir. Uzun sre tesisatta duraankalmamaldr. Oksijen yetersizliinden koruma tabakas oluumu kesilir.

Korozyonla bozunmalar ncelikle ve ksa srede beklenen paralarn kolay deitirilebilir

olmasna zen gsterilmelidir. rnein, gerekli ilemlerin kolay ve ksa zamanda

tamamlanabilmesi iin rotoru sk deitirilecek bir pompannbal bulunduu sistemden

ayrlmas gerekiyorsa,bu zorunluluk projelendirilme aamasnda gz nne alnmaldr.

Projesi yaplan tesisatta ayr birimler mevcutsa (rnein, renci yurdu iin idari ksm ve

rencilerin kald ksmlar) bu birimler iin bamsz tesisatlar dnlerek uygun yerlere

vanalar ve filtreler kullanlmaldr.

Tesisattaki suyun durgun olabilecei l ksmlarn olumayaca tasarmlar yaplmaldr

(durgun su korozyon hzn ve mikroorganizma oluumunu hzlandrmaktadr). rnein

tesisatta kullanlan Y tipi filtrelerde filtre szgecinin bulunduu hazne ksm aaya deil de

yana doru bakacak ekilde montaj edilerek tesisattaki su boaltlsa dahi bu haznede su

kalmasnn nne geilmi olur.

Ortamn yksekhzla akmas ve arpma etkisine neden olabilecek keskin yn deiimlerine

zorlanmas, erozyonlu korozyon bakmndan olumsuzdur. zellikle erozyonlu korozyona

belirli lde duyarllk gsteren malzemelerin kullanlmas halinde akma hz yeterli

llendirme ile snrlandrlmal ve akma ynndeki zorunlu deiimler byk yarapl ve

geni al dirseklerle salanmaldr.

Uygun projelendirme ve izolasyon ile scaklk dalmnn homojen olmasna allmaldr.Scakln ykselmesi korozyon hznn yerel olarak artmasna yol aar. Yerel scaklk


35/90

22

dmesinin de korozyon bakmndan olumsuz sonular grlebilir. rnein ime suyu

borular kazan dairesinden geirilmemeli, kazan dairelerine ime suyu kollektr

yaplmamaldr.

Pompalama srasnda emilerek ortama karan hava, ierdii oksijen nedeni ile, pasiflemeeilimi zayfolan metallerde korozyon hzn artrr. Projelendirilme esnasnda tesisata su ile

birlikte hava emilmesini minimum dzeye indirgeyecek nlemler alnmaldr.

Aada verilen iki rnekte grld gibi tesisattaki su scakln 25C dolaylarnda tutarak

korozyon olaynn nne geilebilir.

ekil 6.1de su scakln 25Cde sabit tutmak iin be daireli bir apartman iin gerekli

tesisatn akm emas gsterilmitir. ebekeden giren su uzun sre kullanlmad taktirde

snacaktr; durgun haldeki su hem korozif bir yapya, hem de mikroorganizmalarn remesi

iin gerekli bir zemin oluturacaktr. Bunu nlemek iin ana kolon hattnn en alt ksmna bir

vana eklenir. Kolon hattna balanan scaklk ler ile kontrol edilen vana vastasyla ana

hattaki su istenilen scakla geldii zaman boaltlr ve ebekeden yeni suyun sisteme girmesi

salanr.

ekil 6.2de souk su ve sirklasyon tesisat gsterilmitir. Be daireli bir apartmanda suyun

durgun kalmasn nlemek amacyla yaplmas gereken sirklasyon hatt ekildeki gibiolmaldr.Sirklasyon hatlar her bir kullanm kna kadar tanr. Sisteme ilave edilen bir

sirklasyon pompas yardm ile tesisatta bulunan mevcut ebeke suyu kullanm olmad

zamanlarda da srekli hareket halindedir ve suyun durgun halde bulunmasna izin verilmez.

Bu ekilde durgun suyun yarataca olumsuzluklar nlenmi olur.


36/90

23

ekil 6.1 me suyu scakln 25Cde sabit tutmak iin yaplan proje izimi


37/90

24

ekil 6.2 me suyu tesisatlarnda durgun su kullanmn nlemek iin yaplan proje izimi


38/90

25

6.2 Tesisata Uygun Malzeme SeimiKorozyona tabi olarak grev yapan sistem ekipmanlarnn cidar kalnlklarnn yeterli

korozyon payn iermesi gerekmektedir. lke olarak, ortalama korozyon hz ve ngrlen

alma mrnden hesaplanan anma derinliinin iki kat korozyon pay olarak alnr.

Bylece salanan garanti pay homojen olmayan korozyon trlerine (ukurcuk korozyonu)

kar da ou kez yeterlidir(Doruk, 1982b).

Galvanik dizide birbirlerinden uzak olan metal veya alamlarn eletirilmesi olanaklar

lsnde nlenmeye allr. Bu tr elemeler kanlmaz bir zorunluluk olarak ortaya

kncaayr cinsten olan metaller yaltkan bir conta veya ara paralar kullanlarak yaltlr.

rnein, galvanizli elik borudan nce bakr boru kullanlmas.

6.3 letme Esnasnda Alnabilecek nlemlerKonutlarda kk lekli ntralizasyon filtreleri veya ilave baz katks kullanlr. Bylece pH

ve suyun sertlii arttrlm olur. Ntralizasyon filtrelerindeki kimyasal tepkimeler aadaki

ekilde gerekleir.

H2CO3 + CaCO3Ca(HCO3)2 (6.1)

2(H2CO3) + MgO Mg(HCO3)2 + H20 (6.2)

Suyun sertliinin 120 mg CaCO3/lden byk olmas salanmaldr. Su haznelerinde veya

barajda bu durum salanabilir. Ntralizasyon filtreleri ebeke basncnn dmesine yol

aabilir. pH:6ya dmedike kostik dozlama yaplmamaldr. Filtrelerin bakm ve iletilmesi

bal bana bir sorundur. Haznede yaplacak bir iyiletirme iin sertlii veya alkaliniteyi veya

her ikisini birlikte arttrmak gerekir. Ayrca boru eperleri izlenmesi gereklidir. Karbonatl

film tabakasnn olumas gzleninceye kadar sertlik arttrlabilir. Konutlardaki bakr

borularn zellikle scak su tayan elik borularla balant elemanlar elektrik iletkenlii

olmayan malzemeden seilerek monte edilmelidir. Bu durum, akmn kesilmesine yol aarak

galvanik korozyonu engelleyecektir (Kkgl ve zdalar, 2004).

Su haznelerinde scaklk art ve askda kat madde deriimi korozyon hzn arttrc bir

faktrdr. Klorr de ayni ekilde korozyon iin gl bir desteki maddedir. Yumuak sularn

korozyonunda en nemli faktrlerden biri de kalsiyum ve magnezyum ann fazla

olmasdr. Ayrca tuzlu sular sodyum klorr asndan zengin olduu iin elektriksel


39/90

26

iletkenlii arttrarak korozyon artna yol aarlar. znm materyaller zamanla boru

ilerinde tkanmaya veya basn kayplarna da yol aar.

Su ebekelerindeki korozyonun kontrol iin en yaygn olarak uygulanan yntemler; pH

kontrol,karbonat sertliini arttrmak yada sodyum polifosfat, silikat ve inko ortofosfat gibi

korozyon inhibitrleri eklemektir. Kullanlacak kimyasallarn tr ve dozu, su artmnda

kullanlan dier kimyasallar ile uyum iinde olmaldr. pH kontrol nemli bir yaklam

olmasna ramen, her zaman gz nnde tutulmas gereken husus bu ilemin su artmnda

dier parametreleri nasl etkileyeceidir. Polifosfatlar, zelti faznda suya ilave edilebilen

uzun polimerik zincir yapsndaki molekllerdir. Uygulama sonucu boru i yzeylerinde

monomolekler film tabakas oluturarak korozyonu engellerler. Bu uygulama iin uzun

sreli dozlama yaplmal ve ebekede srekli olarak izleme yaplmaldr. ebekede zellikle

demir borularn yer aldblgede uygulama dozu 1,0 mg/l deerinden balanarak izlenmeli

gerektiinde doz arttrlarak znm demir deriiminin standartlarn altna kadar dmesi

sonucu optimizasyona gidilir.

Bakrn znmesi zerinde yaplan aratrmalar DIC ve pHn ime suyundaki bakr

seviyeleri iin nemli olduunu kantlar. DIC, pH ile kurun znrl arasndaki ilikiler

de ksmen bilinmektedir. pH arttrmak ve/veya DIC drmekle korozyon kontroln

baarmak mmkndr. pH ve DIC ye bal olarak suda H2CO3 ya da CO2(aq) eklinde

znm CO2fraksiyonlar bulunur. Havalandrma bu CO2yi giderir sonrada pH arttrr,

DIC drr. Amerika Birleik Devletlerindeki korozif sular (dk pH, yksek CO2

deriimi ve dk sertlik) havalandrma ile artm uygulandnda, artmadan nce ve sonra

CO2 ile DIC ve pHla olan ilikiye bal olarak, havalandrmann kurun ve bakr

korozyonuna etkisi incelenmitir. Bataki su kalitesi koullarnda havalandrmann kurun ve

bakr korozyon kontrol iin alternatif olduu kantlanmtr. CO2giderildike pH artar, DIC

der. kincil fayda ise VOC, radon ve demir giderimi havalandrmayla salanabilir.

letmeler iin havalandrmann maliyeti dktr. Az donanm ve operasyon gerektirdii iinkk tesislerde tercih edilebilir. Bunun yan sra dk DIC ieren sular, kalsiyum karbonat

bozunmas ve mikrobiyolojik aktivitelerin artmas iin potansiyel oluturduundan dolay

havalandrma uygulamasnda limitler vardr ve belirli kstaslara gre uygulanr.

Doyma endeksi pozitif hale getirilir. Tesisattaki su hz 0,5 m/s altna dmemelidir. Karbonat

sertlii 35 mg/l CaCO3olmal, ancak su hznn 0,5 m/s altna dt hallerde 105 mg/lden

byk olmaldr. Dk akma hz ve dk karbonat sertliklerinde suda ierilen klor iyonu

miktar 50 mg/lden fazla olmamaldr. ndirgenmi buharlama art 600 mg/l indirgenmi

kzdrma art ise 550 mg/lyi amamaldr.


40/90

27

7. SU SOUTMA SSTEMLEREndstride birok ilemde su soutma amac ile kullanlmaktadr. eitli ilemlerden gemi

bu suyu mevcut kaynaklar tketmeden tekrar kullanabilmek, sudan istenmeyen sy

uzaklatrmak, bunu zararsz ve ucuz olarak evreye atabilmek ancak bir soutma kulesi ile

mmkndr.

7.1 Soutma Kulesi TipleriSu soutma kuleleri ilevlerini grme anlamnda iki trldr:

Buharlatrmal tip soutma kulesi

Kuru tip soutma kulesi

Buharlatrmal tip soutma kulesi genelde sadece soutma kulesi olarak anlr. Is enerjisi butipte yaklak % 80 orannda buhar(buharlama yolu ile), % 20 oranndatemas (kondksiyon)

yoluyla dar atlr. Kuru tip soutma kuleleri ise kapal sistem olup snn tamam

kondksiyon yoluyla dar atlr.

7.1.1 Buharlatrmal KulelerBuharlama gizli ssndan yararlandklar iin, soutma en ekonomik olarak bu tipte salanr.

Sistem, suyun snrsz bir kpte soutulmasna benzerdir. Buradaki souma, kpn

eperlerinden ok az miktarda kaan suyun, kpn iinde sy ekmesi gibi olur. Soutma

kulesine giren su, datm sistemi ve dolgu vastas ile pulverize olur. Bunun zerinden

geirilen hava suyun buharlamasna yardm eder ve suyun iindeki s buharlama yolu ile

atmosfere atlr. Suyun buharlama miktar genelde her 6-7 C soutma iin devreden suyun

% 1i kadardr.

Hava ekii asndan kuleler iki trldr:

Doal ekili kuleler

Cebri ekili kuleler

7.1.1.1 Doal ekili KulelerDoal ekili kuleler,

Kar akl kuleler

apraz akl kuleler

olarak ikiye ayrlrlar. Bir nc ekil de fan destekli olmaktadrlar. Bu kuleler ok zel

artlarda, yazn doal hava sirklasyonunun yetmedii zamanlarda, hava giriine konulan


41/90

28

fanlar ilave hava sirklasyonu yaratrlar. Hava su karm kar akl kulelerde 180, apraz

akl kulelerde 90dir. Kar akl kuleler hem teorik hem pratik adan, zellikle son

yllarda, apraz akl kulelere stnlk salamlardr.

7.1.1.2 Cebri ekili KulelerCebri ekili kuleler hava ekii asndan ikiye ayrlrlar:

Cebri ekili kuleler

Cebri itili kuleler

Ayrca, cebri ekili kuleler kuramsal adan kendi aralarnda e ayrlrlar:

Kar akl kuleler

apraz akl kulelerParalel akl kuleler

Bu kulelerde fan grubu kulelerin stndedir. Bunlardan en yaygn olan kar akl kulelerdir.

Cebri itili kuleler genelde alttan ve yandan fleme grubu olan kulelerdir. Dorudan cebri

itili denen kulede fan alttan olup, yeni denemeye balanmtr. Genelde cebri itili kuleler,

cebri ekililere nazaran biraz daha fazla fan gcne ihtiya gsterirler. Ancak bakm

kolaylklar vardr. Cebri kulelerde ok yaygn olarak aksiyelve ksmen radyal fan kullanlr.

Cebri ekili zel kuleler ;

Hibrid kule hem slak hem kuru tiptir. Kule zerinden kan buhar kuru tiptedir. Is

deitiricide stld iin grnmez;bylece ehir iinde kalan fabrikalarda kullanlmaya

uygundur.

Fluid Cooler (akkan soutucusu) suyun bir s deitirici paketinden sonra bir dolgu

zerinden geirilerek soutulmasn salar. Is deitirici paketinden geirilerek

soutulacak nesne su, demineralize su, gaz, buhar olabilir.

7.1.2 Kuru Tip Soutma KuleleriKuru tip soutma kuleleri ilk yatrmlarve iletimleri asndan buharlatrmal tiplere gre

daha maliyetlidir; nk kuru tipte soutma, hava youturucusunda gerekleirken,

buharlatrmal kulelerindePVC, ahap gibi ana yap maddeleri kullanlr. Kuru tip soutma

kulelerinde soutulacak akkan borular iinde akmaktadr; soutulacak akkanda proses

sonucu herhangi bir kayp olmamaktadr. Su kaybnn olmamasnn istenildii durumlarda

kullanlrlar. Kuru tip soutucularda kule kuru termometre artlarna gre almaktadr. Bu

nedenle dk scaklklara dmek zor olmaktadr. Fakat tm bu yan etkilerine ramen daha


42/90

29

salkl bir ortam salamaktadr. Ancak, buharlatrmal soutma kulelerinde rastlanlan

lejyoner hastaln nlemesine karn, ykl maliyeti ve soutma aralnn dk olmas

nedeniyle sanayide ok tercih edilmezler.

7.2 Soutma Kulelerinin Bileenleriekil 7.1de tek fanl cebri ekili soutma kulesi gsterilmektedir. Kulenin ana paralar

arasnda havuz, souk su kayna, kafesler, dolgu, su datm ve fan yata, sapma

nleyiciler, fan, fan k ve d muhafaza bulunmaktadr(Duruk, 1994).

ekil 7.1 Tek fanl cebri ekilisoutma kulesi bileenleri.

7.2.1 Havuz ve Souk Su KaynaHavuz ksm, soutma kulesinin altnda yer alan, souk suyu toplamaya yarayan ve

tamamlama suyunun sisteme eklenecei ksm olarak da kullanlan blmdr. Souk su

kayna ksm, suyun iinde bulunan dolam pompalarnn yer ald havuzun derinletirilmi

ksmdr. Havuz betondan, tahtadan, metalden ya da fiberglastan imal edilmi olabilir.

7.2.2 KafeslerKafesler kulenin tahta, plastik, imento ya da fiberglastan imal edilmi ve yatay olarak

denmi dz ya da dalgal bir yapya sahip ksmlardr. Kafeslerin ana grevi havann

kuleye girdii aklklardan suyun soutma kulesinden dar sramasn nlemektir. Kafesler


43/90

30

genellikle hava ak ynne belli bir a ile yerletirilirler.

7.2.3 DolguDolgu kulede hava ve suyun kart dahili ksmdr. Sistemde su dolgu zerine akar. Su ve

hava dolgu malzemesinin zerinde karr, bylelikle soutulur ve buharlar. ki tip dolgu

vardr: sratma dolgu ve film dolgu. Akan su sratma dolgu zerine arpar, srar ve daha

kk su damlacklara ayrlr. Bu durum buharlama hzn arttrr. Sratma dolgu tahta ta

ya da ubuklardan, plastikten ya da seramik kaplamadan imal edilir. Film dolgu sk plastik

malzemeden retilmi suyun film dolgu zerinde akmasn salayan ve byk bir yzey

oluturarakhava film yzeyi zerinde dolarken buharlama orann en st dzeye eken, bal

petei eklinde yapdr.

7.2.4 Sapma nleyicilerSapma nleyiciler, yksek verimlilikle su damlalarn havadan ayrarak ve geri kazanlm

suyu soutma kulesine kazandrarak, su kaybn en aza indirger. Genellikle dolgu ve su

spreylerinden sonra, soutma kulesinin hava klarndan hemen nce bulunurlar. Sapma

nleyiciler ayn zamanda buhar nleyiciler olarak da bilinirler.

7.2.5 Su Datm ve Fan MuhafazasKesit ak soutma kulesinde, geri dnen scak su akn dzenli olarak kule dolgusuna

datlmasnda scak su havuzu kullanlr. Kar ak soutma kulesinde su spreyleri scak

suyu datmak iin kullanlr. Fan muhafazas su spreyi sisteminin fan ve motorunu destekler.

Genellikle silindir olan yap fan evreler ve lk, nemli havann soutma kulesinden

boaltlmasn salar.

7.2.6 HcreHcre, fan blmnn iinde bamsz bir nite olarak yer alabilecei, byk bir soutma

kulesinin en kk alt birimidir. Bir muhafaza, hcre fan tarafndan indklenmi hava

aknn hcre dolgusu ve buhar nleyiciden gemesini salamak amacyla bitiik hcreleri

birbirinden ayrmaldr.


44/90

31

7.3 Su Soutma Kulesi Hesaplamalar7.3.1 Soutma Kulesi alma EsaslarSuyun ancak yzeyinden soutma yaplabildiinden, bu zellik soutma kulelerinin

tasarmnda ve inaasnda esas olmutur. Su mmkn olan en yksek soutma randmanna

eriebilmesi iin olabildiince ok paracklara ayrlmaldr; bu sayede hava ile temas edecek

olan suyun yzeyi artm olacaktr. Bunu salamakzere, soutma kulelerinin i ksmlarnda

basamakl ekilde st ste yerletirilen dolgu maddeleri kullanlmtr. Su,soutma kulesinin

st ksmnda bulunan datc oluklar vastasyla aktlr;bu ileme yamurlama denilir. Su

soutma yzeyini oluturan dolgu basamaklarna arparak partikllere ayrlr. Dier bir

taraftan, fanlar veya doal olarak yaratlan atmosferik hava sirklasyonu sonucu suyun bir

ksm buharlar; buhar haline geebilmesi iin s eker dolaysyla suyu soutur (Duruk,

1994).

Soutma Kulelerinde 1. Kanun

ekil 7.2 Soutma kulesi 1. kanun prensip emas.

Srekli akl srekli ak sistem (SASA) olan bir soutma kulesinde, kontrol hacmi iin

sreklilik denklemleri u ekildedir:

Hava iin : 1h

m = 2h

m = b

m (7.1)

Su iin : 1b

m + 3s

m + 5s

m = 2b

m + 4s

m (7.2)


45/90

32

Burada, 3s

m = 4s

m (7.3)

5s

m = 2b

m - 1b

m = b

m (w2w1) olur. (7.4)

Burada , A

W = 0,A

Q =0, PE= KE=0

Fan ii gz nne alnmazsa, SASA iin birinci kanun:

H = Hg olur.

Gerekli dzenlemeler yapldnda,

b

m 2h

h + 2b

m 2b

h + 4s

m 4s

h = h

m 1h

h + 1b

m 1b

h + 3s

m 3s

h + 5s

m 5s

h (7.5)

denklemi elde edilir (Duruk, 1994).

Suyun buharlama ile soutulmasndan elde edilebilecek ideal souk su scakl atmosferik

havann ya termometre scakldr;bu scaklk soutma kulesinin suyu soutabilecei

minimum scaklktr. Soutma kulesinde damlacklar halinde getirilmi scak su, ya

termometre scakl kendisinden dk olan bir hava akm iinden geer. Bu esnada suyun

bir ksm buharlaarak scak su s kaybeder ve sour. Soutma kulelerinin soutma

fonksiyonu balca iki yolla salanr:

Kuleye giren havann snmasKuleye giren suyun bir ksmnn buharlamas

Kuleye giren havann snmas yoluyla soutma yle gerekleir: 1 kg arlnda 21,1C

scaklk ve % 60 bal nem ile giren hava, kuleyi 35C scaklk % 90 bal nemde terk eder ise

3,33 kcal s eker; bu durumda havann scakl artm olur. Kuleye giren suyun bir ksmnn

buharlamas yoluyla soutma ise yle gerekleir:suyun buharlamas nedeniyle 13,3 kcal

s sudan dar ekilir ve 1 kg hava yaklak olarak 16,7 kcal s alm olur. Bylece bu 16,7

kcal snn % 20si scakln dorudan etkisi ile % 80i ise buharlama etkisi ile sudan

alnm olur.

Hava tamamen doygun duruma geene kadar suyu buharlatrabilme zelliine sahiptir;

havann bnyesinde barndrabilecei su miktar, kuleye girme scakl, doyma mertebesi ve

bal nem ile dorudan alakaldr. Baka bir deyimle havann scaklk ve bal nemin artmasile buharlaan su miktar da artar.Normal bir kuru termometre cihaznn hava akmna kar


46/90

33

tutulduunda gstermi olduu derece deerinin kuru termometre scakldr. Havann

tamamen doygun hale gemesi durumunda kuru termometre derecesi ile ya termometre

derecesi birbirine eit olur. Bundan baka, havann kuru termometre scakl nedeniyle hava

ile su arasnda belirli miktarda bir fiziksel s aktarm yer alr fakat bunun etkisi, kulenin ana

soutma fonksiyonu deildir; scak su ile temasa gelen havann ya termometre scaklna

baldr. Buna gre havann kuru termometre scakl ne olursa olsun, kulenin almas

belirli bir ya termometre scakl iin sabittir.

ekil 7.3 Soutma kulesi entalpi-scaklk grafii

Scak suyun soutulabilecei en dk scaklk, tf1 olarak gsterilen havann ya termometre

scakldr ve teorik olarak mmkn olmasna ramen gerekte mmkn deildir. Bu nedenle

su k scakl ile havann ya termometresi arasndaki farka yaklam denilir;bu deerpratikte 2C ila 3C derece yaklam salanr, 5C de ska rastlanlanbir deerdir.

Soutma fark, soutma kulesine giri ve ktaki su scaklklar arasndaki fark

gstermektedir. ekil 7.3deki tw2 deerikuleye giren suyun scakldr, tw1deeri ise kuleden

kan soutulmusuyun scakldr;bu iki deerin aralarndaki farka soutma fark (R) denir.

Burada C-D dorusu kuleye giren ve kan havann scaklk-entalpi deiimini gsteren

dorudur. Cnoktasnda yatayda okunandeer evre havasnn kuleye giri entalpisini (ha1),

D noktasnda yatayda okunan deer ise kuleden kan havann entalpisini (ha2)

hw2

ha2hw1

ha1


47/90

34

gstermektedir. C-D dorusunun eimi kuleye giren suyun debisi ve havann debisinin

oranna eittir (L/G) . C-D dorusunun hesab aadaki denkleminden elde edilir:

RGL

+ha=ha 12 (7.6)

Kuleden kan suyun scakl B noktasndan dikeyde inildiinde tw1deeridir, entalpisi ise

yatayda hw1deeridir;kuleye giren suyun scaklk ve entalpi deerleri A noktasnda dikeyden

tw2 ve yataydan hw2 deerlerini gsterir. Suyun entalpisi ile havann entalpisi arasndaki farka

itici g, tahrik entalpisi denilir. hw2 deeri ayn zamanda kuleye giren suyun s tutumunu da

gstermektedir.

tici g (tahrik entalpisi) =hw - ha (7.7)

7.3.2 Su Soutma Kulesi letme EsaslarSoutma kulelerinde buharlama sonucu kaybedilen su tamamlama suyu (ilave su) ile

tamamlanr. Su ayrca, sistemdeki szntlar nedeni ile (istenmeden boaltm) ve istenen

boaltm olarak kaybedilen suyu tamamlamak iin de eklenir.

7.3.3 Deriim evrimi (COC)COC soutma kulelerinde su kullanm verimliliini tanmlamada sklkla kullanlan bir

terimdir. COC ilave su miktar ve boaltm suyu miktar arasndaki ilikiyi gsterir. COC

soutma kulesi suyunun toplam mineral miktarnn ilave sudaki toplam mineral miktarna ya

da dier eit su hacimlerindekine gre lmdr. Yksek miktar COC yksek su kullanm

verimliliini gsterir. Byk bir ksm soutma kulesi 3 ila 10 arasnda deien COC deeri

ile alrlar. 3 kabul edilebilir verimlilii gsterirken, 10 ok iyi verimlilii gsterir. 5 ila 7arasnda deien COC miktarnn maddi adan en etkin deerler olduu bulunmutur

(Basham vd., 2005).

7.3.4 Boaltm, Buharlama, lave Su ve COC Arasndaki likiSeilmi bir COC deerinde alan sistem iin oluan boaltm oran, soutma suyu

buharlama kayplar kullanlarak hesaplanabilir. Sistemde ncelikle buharlama miktar

hesaplanmaldr. izelge 7.1de bal nem deerleri gsterilmitir(Basham vd., 2005).


48/90

35

E=100

Qx T [(T-1,6667) x km + 0,1098)] (7.8)

izelge 7.1alma scaklklarna gre bal nem deerleri

Kondenser su giri-kscaklk farkl

< % 30 % 30-90 > % 90

> 7,2 C 0,0013 0,0013 0,0013

3,9 - 7,2 C 0,0029 0,0019 0,0010

< 3,9 C 0,0058 0,0032 0,0010

Buharlama miktar hesaplandktan sonra nihai buharlama, soutma kulesinin verimi ile

arplarak bulunur. Buharlama miktar bulunduktan sonra blf (boaltm) hesab iin

COCkritikdeeri bulunmaldr.

COC kritik=

COC kritikbulunduktan sonra blf miktar :

B =1-COC

E

kritik

olarak hesaplanr. (7.9)

Sistem iin gerekli toplam ilave su miktar:

M = B + E + W*

(7.10)

7.4 Su Soutma Kulelerinde Meydana Gelebilecek Problemler7.4.1 Yaygn Su Soutma Sistemi ProblemleriSu ile ilgili problemler sistemin alamaz hale gelmesine, donanm verimliliinin dmesine,

*W rzgar etkileri olduundan etkisi ok azdr ve ihmal edilebilir dzeydedir.

Kimyasaln alt en yksek sertlik, alkalinite, silika veya iletkenlik

lave su sertlik, alkalinite, silika veya iletkenlik


49/90

36

donanmlarn tamamen deitirilmesine ve hastalk yapc mikroorganizmalarn hastalk

riskini ortaya karmasna neden olur. Ak tekrar dolaml soutma sistemleri, bir defalk

soutma sistemlerine gre havay ve suyu kartran tasarmlarndan dolay, bu tip

problemlerle daha fazla karlama potansiyeline sahiptir. Bu tarz sudan kaynaklanan

problemler madde birikimi, paslanma ya da mikrobiyolojik organizmalar ile ilgilidir ve

aadaki5 nedenden dolay ortaya karlar.

Soutma kuleleri aslnda byk, hava ile temas eden sistemlerdir ve bu durum

mikroorganizmalarn, gazlarn, toz ve kirlerin soutma suyu ierisine tanmasna,

bylelikle hastalk yapc mikroorganizmalarn yaamalar iin uygun bir ortam olumasna

olanak salarlar. Bu tarz maddelerin birikimi sistemde paslanmaya yol aabilir.

Sistemde bulunan uygun ekilde ilem grmemise ve yeterli kaliteye sahip deilsepaslanma, kabuklanma ve madde birikimine neden olur. Bu tarz problemlerle

karlaabilme potansiyeli suyun buharlamas, mineral konsantrasyonu ve 54oCye kadar

olan soutma suyu scakl gibi sisteminin doasndan ve alma artlarndan

kaynaklanr.

Dzenli olarak tamamlama suyu eklenmesi mineral bileenlerini artmasna ve madde

birikimi olumasna ve paslanmaya neden olur. Boaltm kontrol ve uygun su ileme

tekniklerinin uygulanmas bu problemlerin grlme skln en aza indirebilir.

Film dolgu zerinde az miktarda su barndrabilir, bu durum hava deliklerinin tkanmasna

yol aar ve su buharlamasn engelleyerek soutma kulesinin verimliliinin dmesine

yola aabilir.

Gnmzde s deitiricilerin kullanlmas ile birlikte soutma kulelerinin verimlilii

gemie gre artmtr, fakat s deitirici kullanm beklenmeyen su prob

Documents

tesisatta korozyon