Tahmini Okuma Süresi: 4 dakika

Endüstriyel proseslerde kullanılan boru hatları, akışkanların güvenli, verimli ve uzun ömürlü şekilde taşınmasında kritik rol oynar. Boru hattı malzemesi seçimi yalnızca mekanik dayanım veya maliyet üzerinden yapılmaz; taşınan akışkanın fiziksel ve kimyasal özellikleri, sıcaklık, basınç ve debi değerleri de belirleyici faktörlerdir. Yanlış malzeme seçimi, erken arızalara, korozyona, yüksek bakım maliyetlerine ve sistem verimliliğinde düşüşe yol açabilir.

Bu yazıda akışkan özelliklerinin boru hattı seçiminde nasıl dikkate alınması gerektiğini, farklı malzemelerin avantajlarını ve mühendislik açısından hesaplama yöntemlerini inceleyeceğiz.

AKIŞKAN ÖZELLİKLERİNİN MALZEME SEÇİMİNE ETKİSİ

Akışkanların taşıdığı fiziksel ve kimyasal özellikler, malzeme seçimini doğrudan etkiler:

Sıcaklık (T): Boru malzemesinin genleşme katsayısı ve sıcaklık dayanımı, akışkanın maksimum sıcaklığına uygun olmalıdır.
Basınç (P): Borunun iç basınca dayanımı Hoop Stress formülü ile hesaplanır:
σ = (P · D) / (2 · t)
σ = çevresel gerilme (MPa)
P = iç basınç (bar veya Pa)
D = boru dış çapı (mm)
t = et kalınlığı (mm)
Kimyasal özellikler: Asit, baz, solvent veya klor gibi aşındırıcı akışkanlar, malzeme seçiminde kritik rol oynar.
Partikül varlığı: Katı partikül içeren akışkanlar, özellikle metal borularda erozyona neden olabilir.
Viskozite ve yoğunluk: Yüksek viskoziteli akışkanlarda pompalama için daha yüksek enerji gerekir, bu da sürtünme kayıplarını artırır.

BORU MALZEMELERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Aşağıdaki tablo, endüstride yaygın kullanılan boru malzemelerinin bazı temel özelliklerini özetlemektedir:

Malzeme	Avantajları	Dezavantajları	Uygulama Alanları
Karbon Çelik	Yüksek basınca dayanım, düşük maliyet	Korozyon riski yüksek, ağır	Buhar hatları, mekanik tesisatlar
Paslanmaz Çelik	Korozyona dayanıklı, yüksek sıcaklıkta güvenilir	Maliyetli, zor işlenir	Kimya, gıda, ilaç endüstrisi
Bakır	Kolay işlenebilir, hijyenik	Asitli ortamlara dayanıksız, pahalı	İçme suyu tesisatı
PVC	Hafif, ekonomik, kolay montaj	Düşük sıcaklık ve basınca uygun	Atık su sistemleri
CPVC	PVC’ye göre daha yüksek sıcaklık ve kimyasal dayanım	Çok yüksek basınçlarda sınırlı	Kimyasal prosesler, sıcak su sistemleri
HDPE	Esnek, darbelere dayanıklı	UV ışığına karşı zayıf	Doğalgaz, su dağıtım hatları

AKIŞKAN-BORU ETKİLEŞİMİ: HİDROLİK HESAPLAMALAR

Boru hattı seçimi yapılırken yalnızca malzeme değil, akışkanın boru içerisindeki davranışı da dikkate alınır. Basınç kayıpları, pompa seçimi ve enerji maliyetleri doğrudan Darcy-Weisbach formülü ile hesaplanır:

ΔP = f · (L / D) · (ρ · v² / 2)

Burada:
ΔP = basınç kaybı (Pa)
f = sürtünme katsayısı (Moody diyagramına göre)
L = boru uzunluğu (m)
D = boru iç çapı (m)
ρ = akışkan yoğunluğu (kg/m³)
v = akışkan hızı (m/s)

Yanlış malzeme seçimi, yüzey pürüzlülüğü yüksek borulara (örneğin çelik) yönelmek anlamına gelebilir ve bu da sürtünme kayıplarını artırarak enerji tüketimini yükseltir.

CPVC VE METAL BORULARIN KARŞILAŞTIRILMASI

Son yıllarda CPVC borular, özellikle kimya endüstrisinde metal borulara alternatif olarak öne çıkmıştır.

Korozyon Dayanımı: CPVC, klor, asit ve bazlara karşı yüksek direnç gösterirken karbon çelik kısa sürede korozyona uğrar.
Ağırlık ve Montaj: CPVC daha hafiftir, montajı kolaydır ve kaynak yerine yapıştırma yöntemi kullanılabilir.
Termal Dayanım: CPVC, 95–100 °C’ye kadar güvenle kullanılabilir. Paslanmaz çelik daha yüksek sıcaklıklarda avantajlıdır.
Maliyet: CPVC, paslanmaz çeliğe kıyasla çok daha ekonomiktir.

BAKIM VE İŞLETME MALİYETLERİNE ETKİ

Yanlış boru malzemesi seçimi:

Daha sık bakım ihtiyacı,
Yüksek enerji maliyeti,
Plansız duruşlar ve üretim kayıpları,
Erken ekipman değişimi

gibi sonuçlara yol açar. Doğru seçim ise, toplam sahip olma maliyetini (TCO) ciddi şekilde düşürür.

SONUÇ

Boru hattı malzemesi seçimi yalnızca ilk yatırım maliyeti ile değerlendirilmemelidir. Akışkanın özellikleri, çalışma basıncı ve sıcaklığı, kimyasal uyumluluk ve bakım ihtiyacı mutlaka dikkate alınmalıdır. Özellikle CPVC gibi modern malzemeler, birçok endüstride metal borulara göre daha ekonomik, uzun ömürlü ve güvenilir bir çözüm sunmaktadır.

Beğenebilecekleriniz: