Genel Bilgi
Demir borular sınıfında son yıllarda en gelişmiş ürün olarak tercih edilen borular düktil demir borulardır. Düktil Demir Borular, santrifüj döküm tekniği ile üretilmiş dökme demir borulardır. Normal dökme demirde grafitler lameller şeklindedir ve bu kırılgan bir yapıya neden olur. Duktil dökme demir ise küresel grafitli bir yapıya sahiptir. Bu döküm tekniğiyle üretilen borular normal dökme demir boruların korozyona dayanım, aşınma direnci, işlenebilirlik, ve yorulma mukavemeti gibi üstün özelliklerine çekme dayanımı, darbe direnci ve uzama kabiliyetlerini de eklemektedir. Demir Düktil Borular santrifüj döküm tekniği ile üretilmekte, ısıl işlemden sonra çinko kaplama yapılarak, teste tabi tutulmakta beton kaplama ve kurutma işlemlerinden sonra bitümle kaplanarak kullanıma hazır hale gelmektedir.
Düktil boruların tercih nedenleri;
İsale hatlarında projelendirme aşamasında malzeme birim fiyatının yanında ömür boyu maliyet,uzun ömürlü kullanım düşük işletme masrafları, montaj kolaylığı, bakım ve onarım maliyetleri gibi özellikler de boru seçiminde dikkate alınmalıdır.Düktil Demir Boruların ekonomik ömrü 50 -60 yıl olarak alınmaktadır. Düktil demir borular, içten pozitif/negatif basınç ve su darbesi, dıştan yer hareketleri nedeniyle oluşan aşırı yüklere karşı koyabilme özelliğine sahiptirler. Ağır trafik yükü, yer hareketleri nedeniyle oluşan kaymalar ve gömülü boru üzerindeki toprak yükü gibi etkenler yeraltında döşenmiş olan borular üzerinde aşırı ağırlık etkisi oluşturmaktadır. Farklı malzemelerden üretilen borularla yapılan testler, düktil döküm boruların yaygın ve noktasal yüklere karşı çok daha dirençli olduğunu göstermiştir. Düktil demir borular, deforme olmadan esneyebilme özellikleri açısından, ağır yük etkisi karşısında çelik profillere benzemektedir. Bu özelliği, düktil demir boruların olağandışı yükler ve etkiler karşısında isale ve dağıtım hatlarının sağlıklı olarak hizmet vermesini sağlamaktadır. Düktil demir boruların korozyon dayanım özelliği, laboratuvarda ve sahada yapılan testlerle de ortaya çıkmıştır. Bu testlerin sonuçları düktil demir boruların, herhangi bir koruma önlemi alınmadan 100 yıldan uzun süre toprak altında kullanılan gri dökme demir borulardan daha üstün korozyon dayanımına sahip olduklarını göstermektedir. Birçok toprak cinsinde, düktil demir boruların korozyona karşı korunmasına gerek yoktur. Ancak nadir olarak karşılaşılan korozif özellikli topraklarda ise, boruların dış yüzeyinde polietilen kılıfların kullanılması gibi ekonomik çözümler de geliştirilebilir. Düktil demir borularda dökümün üstün fiziksel özellikleri ve yüksek dayanımı, taşıma ve montaj aşamalarında olabilecek darbelere karşı boruları korur. Bu özelliği deprem bölgelerinde ve hareketli zeminlerde tercih edilmelerini sağlamaktadır. Çok çeşitli ek ve bağlantı parçalarının olması, düktil demir boruların saha montajlarının, diğer borulara göre daha pratik yapılmasını sağlamaktadır. Düktil demir boruların döşenmesi için karmaşık projeler hazırlanmasına gerek yoktur. Çünkü bu boruların sahada kolaylıkla kesilebilme ve delinebilme özellikleri bulunmaktadır. Muflu-geçmeli bağlantıları olan düktil demir borular, az sayıda personel ve makine ile hızlı ve ekonomik montaj olanağı sağlamaktadır.
Çelik Boru
Genel Bilgi
Çelik borular Amerika Birleşik Devletleri’nde isale hatlarında 1850’lerin ilk yıllarından itibaren kullanılmaya başlandı. Önceleri çelik boru çelik levhaları ve plakaları yuvarlayarak, boru biçimine getirmek ve ek yerlerini perçinlemek suretiyle üretilmekteydi. Boru üretimine oldukça uygun olan bu yöntem bazı iyileştirmelerle birlikte 1930’lara kadar devam etti. Günümüze göre, o zamanda kullanılan çeliklerin oldukça düşük çekme kuvvetlerinin olması ve soğuk perçinli veya soba borusu şeklinde bir birinin içine geçmiş bağlantıların düşük verimli olmaları nedeniyle önceleri proje mühendisleri emniyetli proje basıncı olarak düşük değerler belirlemişlerdir. Yıllar boyunca perçinli boru üretim yöntemleri geliştikçe ve daha yüksek mukavemetli çelikler üretildikçe proje basınçları da buna bağlı olarak arttırıldı. 1930’lu yıllardan sonra perçinli boruların yerini kaynaklı borular aldı. Kaynak yönteminin gelişme döneminde proje basıncı konusunda önemli bir yenilik getirildi. O zamana kadar son çekme kuvvetinin dörtte biri kadar olan bir emniyet faktörü ile çalışmak genel bir uygulama idi. Kaynaklı boruların üretimi arttıkça proje basıncı olarak akma kuvvetinin %50’sini kullanma düşüncesi genel olarak kabul gördü. Spiral biçiminde şekillendirilmiş kaynaklı boru 1930’ların başlarında geliştirildi ve yoğun olarak kullanıldı. Çelik boruların birçok kullanım alanı mevcuttur. Bunlardan bazıları; su dağıtım şebekeleri, isale hatları, ana dağıtım hatları, cebri borular, su kemerleri, tasfiye tesisi boru donanımları, üst geçişler, su altı geçişleridir.
Çelik boruların içmesuyu alanında kullanımı
Çekme dayanımı çok yüksektir. Sarp yamaçlarda heyelan ve deprem bölgelerinde kullanılmaya elverişlidir. Baş bağlanması çok çeşitli şekillerde yapılabilir. En güvenilir ve ucuz olanı kaynakla bağlantıdır. Açıkta ayaklar üzerinde götürülebilir. Derin hendeklerde büyük toprak basınçlarında ovalleşme yönünden dayanıklıdır. Yüksek işletme basınçlarında çalışmaya uygundur. Çok geniş üretim standardı vardır. 100 mm den 4000 mm çapa kadar üretim yapılabilmektedir. Muflu bağlantılar sayesinde küçük açılı dönüşler dirsek kullanılmadan dönülebilir. Yüksek basınç altında çalışan hatlarda suyun hareketinden dolayı oluşan itki kuvvetlerine karşı genellikle tespit kitlesi yapılmadan karşı koyabilir.
Su darbesi:
Su darbesi; bir borudan akan bir sıvının akış hızında herhangi bir nedenle oluşan bir değişikliğin boru hattındaki basıncın değişmesine sebep olmasıdır. İçinde bir sıvı akan boru sisteminin mansap tarafında bulunan bir kapağın ya da vananın kapanması boru hattında basıncın artmasına, açılması ise düşmesine neden olur. Benzer şekilde membada bir kapağın/vananın kapanması basınç düşmesine, açılması ise basınç artışına neden olur. Bu durumun hattın cazibeli ya da terfili olması ile bir ilgisi yoktur. Terfili hatlarda pompanın açılması ani vana açılmasıyla ya da kapatılması ani vana kapatılmasıyla aynı etkiyi yapacaktır. Nitekim enerji santrallerindeki cebri boru hatları da terfili olmamasına rağmen, türbin durmasında oluşacak yüksek basınçlar için denge bacası yerleştirilir. Çelik boru hatları projelendirilirken su darbesi analizleri yapılmalı gerekli tedbirler alınmalıdır
Korozyon:
Çelik Boruların en önemli dezavantajı olan korozyona karşı isale hatlarında katodik koruma ve borulara iç ve dıştan kaplama yapılması gereklidir. Korozyon metal ve alaşımlarının bulundukları ortamın kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda metalik özelliğini kaybederek amacına hizmet edememesidir. Korozyon sonucunda hem boru hattı hasar görür, hem taşınan su ve sıvılar gereksiz yere sarf edilir. Borunun korozyonu ile boru içerisindeki sıvının doğaya yayılmasıyla çevre kirlenir ve boru içindeki sıvı ve korozyona uğrayan metalde fazla miktarda emek ve enerji harcayarak elde edildiğinden gereksiz yere enerji harcanmış olur.
Korozyona etki eden faktörler:
1-Toprağın kimyasal kompozisyonu;
Toprağın yapısını oluşturan kompozisyonu ve bu kompozisyonun içinde bulunan metal, ametal, tuz, asit gibi oluşumlar korozyona ve korozyon hızına önemli bir şekilde etki eder.
2-Toprağın rutubeti; Toprağın içinde bulunan rutubet toprağın yapısında bulunan baz ve tuzları çözerek boru yüzeyinde korozyon hızını artırır.
3-Mikrobiyolojik etkiler; Toprağın içinde bulunan mikrobiyolojik canlılar toprağın içinde indirgeme ve yükseltgenme işlemi yapmaları nedeniyle korozyon hızını artırır. Bu nedenle mikro biyolojik canlılarda korozyona hızlandırıcı bir etki yapmaktadır.
4-Sıcaklık; Korozyon hızına boru güzergahının bulunduğu ortamın ısısı direk etki etmektedir. Isının artmasıyla korozyon hızı da artmaktadır. Güzergah ısısının azalmasıyla da korozyon hızı azalmaktadır.
5-Toprağın P.H.ı; Toprağın p.H. değeri boru güzergahında asitik veya bazik özelliğini veya nötral ortamda olup olmadığını belirtir. Toprağın asitik ve bazik özellikte olması korozyon hızını artırır. Toprağın p.H. değeri 0- 6 arasında ise asitik, 6-8 arası nötral, 8-14 arasında bazik yapıda olduğunu gösterir.
6-Toprağın özgül direnci; Çeliğin korozyonuna etki eden en önemli faktör toprağın özgül direncidir. Toprağın özgül direncinin düşük olması boru yüzeyinde elektron alış verişi için fazlaca engel teşkil etmemesi nedeniyle kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar daha çabuk oluşmasına bu ise daha hızlı bir korozyon oluşmasına neden olmaktadır. Çeşitli literatürler toprağın özgül direncine göre korozif özelliğini aşağıdaki şekilde sınıflandırmışlardır.
TOPRAK DİRENCİ (Ohm x cm) KOROZİF ÖZELLİĞİ
0-1000 ohm x cm Çok korozif
1000-5000 ohm x cm Korozif
5000-10000 ohm x cm Az korozif
10000'den yukarısı Korozif değil .
Yukarıdaki sınıflandırmada ölçülen özgül direnç değerlerine göre zeminin koroziflik değeri yukarıda verilen kriterlere göre değerlendirilir. Gerekli önlemler bu değerlendirmelere göre yapılır. Ayrıca toprağın PH değeri ve kaçak akım değerleri de dikkate alınarak gerekli koruma önlemleri alınır.
7-Kaçak akım kaynakları; Korozyonun hızına kaçak akım kaynakları da etkilemektedir. Herhangi bir doğru akım kaynağından çıkan elektronlar direncin düşük olduğu noktada boruya girer ve yine direncin düşük olduğu noktadan borudan çıkarak devresini tamamlar. Elektronların boruya giriş noktasında herhangi bir korozyon oluşmaz ancak boruyu terk ettiği noktalarda hızlı bir korozyon söz konusu olur. Bu nedenle zemin etüdü sırasında şartname gereği kaçak akım kaynakları da etüd edilmelidir.
8-Diğer metalik yapılar; Korozyon hızına korunacak yapının yakınında bulunan yabancı metalik yapılarda etki eder. Bu metalik yapıların katodik korumalarının olup olmadığı araştırılmalı ve gerekli önlemler buna göre alınmalıdır.
HDPE Borular
Genel Bilgi
Polietilen, çok çeşitli ürünlerde kullanılan bir termoplastiktir. İsmini monomer haldeki etilenden alır, etilen kullanılarak polietilen üretilir. Plastik endüstrisinde genelde ismi kısaca PE olarak kullanılır. Polietilenin üretim şekli, etilenin polimerizasyonu ile olur. Teknolojideki ilerlemeler, plastik hammadde üretiminde de önemli gelişmelerin yaşanmasını sağlamıştır. 1950'li yıllarda geliştirilen düşük yoğunluklu polietilen (PE 32-LDPE), ilk kez içmesuyu boruları için kullanılmıştır. Daha sonra PE 63 hammaddesi geliştirilerek yüksek basınç gerektirmeyen sistemlerde kullanımı başarı ile uygulanmıştır.
PE boru ve aksesuarları bütün dünyada ve Türkiye’de yer altı ve yerüstü şebekelerinde, sulama sistemlerinde, kanalizasyon ve drenaj sistemlerinde, deniz deşarjı ve atık su sistemlerinde, yangın suyu ve soğutma suyu sistemlerinde ve doğalgaz yer altı tesisatlarında kullanılmaktadır. Polietilen boru ve ek parça üretiminde kullanılan hammaddeler MRS (Minimum Gerekli Dayanıklılık-Minimum Required Strength) ile sınıflandırılırlar. MRS, malzemenin 20°C'de 50 yıl süre ile iç basınca gösterdiği mukavemet değeridir. MRS'ye göre PE malzemeler aşağıdaki tabloda olduğu gibi sınıflandırılır.
PE boruların tercih nedenleri;
-Yüksek esneme kabiliyetine sahiptirler. Bu sayede montajda kolaylık sağlarlar. Kopma uzaması minimum %600'dür.
-Kesin sızdırmazlık sağlar,
-Kanal dışında birleştirilebilir,
-Asgari ömrü 50 yıldır,
-Çatlama direnci, darbe direnci yüksektir.
-Yeraltı hareketlerinden etkilenmezler, kırılma özellikleri yoktur.
-Darbe dayanımı ve çatlak yayılma dirençleri yüksektir.
-UV ışınlarına dayanıklıdır.
-Katodik koruma yapılmasına gerek yoktur.
-Kimyasal maddelere karşı dirençlidir.
CTP (cam takviyeli plastik) Borular
Genel Bilgi
Cam takviyeli plastik (CTP), cam elyafı ile taşıyıcı bir matriks reçinenin birleştirilmesi ile elde edilen kompozit bir malzemedir. Cam elyafı takviyeli plastik, ortam koşullarına dayanıklı, esnek ama yeterli mekanik dayanıma sahip olmayan plastik(ör: polyester reçine) ile, yüksek mekanik dayanımlı cam elyafının bir araya getirilmesi ile elde edilen üstün nitelikli bir kompozit mühendislik malzemesidir. CTP malzemenin hammaddeleri doymamış polyester reçine ve cam elyafıdır.
Kullanım alanları;
• İçme ve ham su taşımacılığı ve dağıtımı
• Kent yağmur suyu altyapı hatları
• Basınçlı/basınçsız pis su ve ana tahliye borulama sistemleri
• Evsel ve sanayi atık su sistemleri borulama hatları
• Soğutma sistemleri borulama hatları
• Denizaltı borulama, deniz suyu alma ve soğutma hatları
• Kimyasal tesisleirn borulama hatları
• Enerji santralleri devridaim doldurma vd deşarj hatları
• Hidroelektrik santral hatları
• Petrol/kimyevi maddelerin taşınması
• Boru çakma ve eski şebekeye yeniden döşeme uygulamaları
CTP boruların tercih nedenleri;
• Çelik borunun ¼ aralığında, beton borunun 1/10 ağırlığındadır.
• Montajı hızlı ve kolaydır.
• Taşınması için ağır ekipmanlara gerek yoktur, taşıma maliyeti ucuzdur.
• Hafif oluşu uzun boylarda itme kolaylığı sağlar.
• Aşırı yüksek pH koşullarında da kullanılabilir.
• Elektiriği yalıtır, indüksiyon yer akımından etkilenmez.
• Koruyucu kaplama veya astar ihtiyacı duyulmaz.
• Boru cidarında korozyondan dolayı çukurlar oluşmaz
• Pahalı katodik koruma gerektirmez
• Pahalı olan ve iç ve dış kaplamaya ihtiyaç göstermez.
• Düz olan iç yüzeyi nedeniyle sürtünme kaybı minimumdur, uzun ömrü süresince bu üstünlüğü değişmez.
