Jeotermal Enerji Santrallerinde Akışkan Viskozite ... · İçme suyu -0.1 ppt Tarımsal sula-ma...

5
Jeotermal Cilt: 56 Sayı: 668 Mühendis ve Makina 21 * Yıldız Teknik Üniversitesi - [email protected] Bu çalışmada, yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan Jeotermal Enerji Santrallerindeki Jeotermal Akışkanla ilgili viskozite hesaplamaları yapılmış, “Pipe Flow Expert” programı ile akış kararlılığı karşılaştırılmıştır. Jeotermal akışkanın (brine water) kimyasal özelliklerinin deniz suyuna benzemesinden dolayı El Doussky ve J. Sündermann’ın çalışmaları baz alınmıştır. Ayrıca çelik çekme ve dikişli borulardaki akışın hareket fonksiyonu incelenmiş ve bu çalışmalar baz alınarak mekanik ve kimyasal korozyonla ilgili Elektrokimyasal korozyonu önleyici katodik koruma ve galvanik anod uygulaması ile hesaplamalar yapılarak birçok konuyu kapsayan teorik ve pratik bilgileri içeren bir çalışma sunulmuştur. Jeotermal Enerji Santrallerinde Akışkan Viskozite Hesaplamaları ve Elektrokimyasal Korozyon Önlemleri Ahmet Öven * 1. GİRİŞ Son 10 yıldır ülkemizdeki yenilene- bilir enerji kaynaklarına olan yatırım- ların revaçta olması akademisyenlerin bu alanda çalışma yapmalarına olanak tanımıştır. Jeotermal akışkanla ilgi- li viskozite, yoğunluk, akış kararlılığı gibi birçok konuya bu makalede yer verilmiş, enerji santrallerinde kullanı- lan boru hatlarıyla ilgili akış hesapla- maları “Pipe Flow Expert” programı ile desteklenmiş, bu hesaplamalardan yola çıkılarak elektrokimyasal korozyon ön- lemleriyle ilgili çalışmalar ortaya kon- muştur. 2. JEOTERMAL AKIŞKANIN TANIMI Yer altındaki magma faaliyet- lerinin sonucunda, sıcak kaya- ların üstünde biriken yüksek sıcaklıktaki ve mineral bakı- mından zengin olan su “Jeoter- mal Akışkan” olarak adlandırıl- maktadır. Su, tuzluluk oranına bağlı kalmak suretiyle dört gru- ba ayrılmaktadır. Freshwater (içme suyu) Brackishwater (hafif tuzlu su, göl ve nehir suları) Seawater (deniz suyu) Brine water (mineral ve özel- likle tuz bakımından zengin su, jeotermal su) 2.1 Su Tuzluluk Oranı (Salinity) Oransal ifadeler Tablo 1’de belirtilmek- tedir. Şekil 1’de ise gruplandırdığımız suya ait ppt (tuzluluk) oranı görsel ola- rak sunulmuştur. Freshwater (içme suyu) 0-0.5 ppt Brackishwater (hafif tuzlu su, göl ve nehir suları) 0.5-30 ppt Seawater (deniz suyu) 30-50 ppt Brine water (mineral ve özellikle tuz bakımdan zengin su, jeotermal su) + 50 ppt İçme suyu -0.1 ppt Tarımsal sula- ma -2 ppt Baltık denizi -8 ppt Karadeniz -18 ppt Ortalama deniz suyu 34.7 ppt Kızıldeniz -40 ppt Akdeniz -38 ppt Şekil 1. Tuzluluk Değerleri

Transcript of Jeotermal Enerji Santrallerinde Akışkan Viskozite ... · İçme suyu -0.1 ppt Tarımsal sula-ma...

Jeotermal

Cilt: 56Sayı: 668Mühendis ve Makina 21

* YıldızTeknikÜ[email protected]

Bu çalışmada, yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan Jeotermal Enerji Santrallerindeki Jeotermal Akışkanla ilgili viskozite hesaplamaları yapılmış, “Pipe Flow Expert” programı ile akış kararlılığı karşılaştırılmıştır. Jeotermal akışkanın (brine water) kimyasal özelliklerinin deniz suyuna benzemesinden dolayı El Doussky ve J. Sündermann’ın çalışmaları baz alınmıştır. Ayrıca çelik çekme ve dikişli borulardaki akışın hareket fonksiyonu incelenmiş ve bu çalışmalar baz alınarak mekanik ve kimyasal korozyonla ilgili Elektrokimyasal korozyonu önleyici katodik koruma ve galvanik anod uygulaması ile hesaplamalar yapılarak birçok konuyu kapsayan teorik ve pratik bilgileri içeren bir çalışma sunulmuştur.

Jeotermal Enerji Santrallerinde Akışkan Viskozite Hesaplamaları ve Elektrokimyasal Korozyon Önlemleri

Ahmet Öven*

1. GİRİŞ

Son 10 yıldır ülkemizdeki yenilene-bilirenerjikaynaklarınaolan yatırım-ların revaçta olması akademisyenlerinbu alanda çalışmayapmalarına olanaktanımıştır. Jeotermal akışkanla ilgi-li viskozite, yoğunluk, akış kararlılığı

gibi birçok konuya bu makalede yerverilmiş, enerji santrallerinde kullanı-lan boru hatlarıyla ilgili akış hesapla-maları“PipeFlowExpert”programıiledesteklenmiş,buhesaplamalardanyolaçıkılarakelektrokimyasalkorozyonön-lemleriyleilgiliçalışmalarortayakon-muştur.

2. JEOTERMAL AKIŞKANIN TANIMI

Yer altındaki magma faaliyet-lerinin sonucunda, sıcak kaya-ların üstünde biriken yükseksıcaklıktaki ve mineral bakı-mındanzenginolansu“Jeoter-malAkışkan”olarakadlandırıl-maktadır. Su, tuzluluk oranınabağlıkalmaksuretiyledörtgru-baayrılmaktadır.

• Freshwater(içmesuyu)

• Brackishwater (hafif tuzlusu,gölvenehirsuları)

• Seawater(denizsuyu)

• Brinewater(mineralveözel-likle tuz bakımından zenginsu,jeotermalsu)

2.1 Su Tuzluluk Oranı (Salinity)

OransalifadelerTablo1’debelirtilmek-tedir. Şekil 1’de ise gruplandırdığımızsuyaaitppt(tuzluluk)oranıgörselola-raksunulmuştur.

Freshwater (içme suyu)0-0.5 ppt

Brackishwater(hafif tuzlu su, göl ve

nehir suları)0.5-30 ppt

Seawater (deniz suyu)30-50 ppt

Brine water (mineral ve özellikle tuz

bakımdan zengin su, jeotermal su) + 50 ppt

İçme suyu -0.1 ppt

Tarımsal sula-ma -2 ppt

Baltık denizi -8 ppt

Karadeniz -18 ppt

Ortalama deniz suyu

34.7 ppt

Kızıldeniz -40 ppt

Akdeniz -38 ppt

Şekil 1. Tuzluluk Değerleri

Cilt: 56 Sayı: 668

Cilt: 56Sayı: 668Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina22 23

mekteveTablo2’degösterilmektedir.

5. JEOTERMAL AKIŞKAN (BRINE WATER) YOĞUNLUK, VİSKOZİTE VE TERMAL İLETKENLİK HESAPLAMALARI

Şekil1’deifadeedildiğigibi,jeotermalakışkan,denizsuyununkimyasalözel-liklerine yakın olduğundan dolayı 50pptveüstündekituzlulukoranınıalarakdinamik ve kinematik viskoziteyi he-saplamakmümkündür.

Viskozite hesaplamaları, deniz suyuüzerinearaştırmalaryapanElDousskyve J. Sündermann’ın logaritmik ve lnifadelere dayalı formüllerinden, tablove eğri grafiklerinden yola çıkılarakyapılacaktır[3].JeotermalAkışkanSı-caklığımızınyaklaşık150°Colmasıvesutuzlulukoranının50ppt’ninüstündeolması sebebiyle aşağıdaki formülas-yonlarıkullanacağız.

3. AKIŞKAN VİSKOZİTESİAkışkanın akmaya karşı gösterdiği direnç olarak tanımlan-maktadır.Akışkanın akma veya akmazlık potansiyeli, kim-yasal testlerin sonucunda belirlenebilmekte, hidro-dinamiksistemlerdebüyükbiretkenoluşturmaktadır.

Şekil2’dedegösterildiğigibi,harekethalindekisıvıtabaka-ları arasında oluşan kayma gerilmeleri NewtonKuramı’nagöre,laminerveparalelbirakışta,tabakalararasındakiyüzeygerilimi(τ= F

A)butabakalaradikyöndekihızgradyeni(dv/

dy) ile orantılıdır. τ=dvdy

µ . Buradaki μ sabiti, akmazlıkdeğişmezi, akmazlık, veya durağan akmazlık olarak bilinir.NewtonYasası’nauyansuvegazlarınçoğu,Newtonyenakış-kanlarolarakadlandırılır.

3.1 Dinamik Viskozite

CGS(Centimeter-Gram-SecondUnit)sisteminegöre,birimipoise“P”olarakadlandırılır.

1P=0.1Pa.s=0.1kg.m−1.s−1

1cP=1mPa.s=0.001Pa.s=0.001N.s.m−2=0.001kg.m−1.s−1.

3.2 Kinematik Viskozite

SIbirimsisteminegörem2/s’dir.CGSvestokes“St”olarakadlandırılır.

1St=1cm2.s−1=10−4m2.s−1

1cSt=1mm2.s−1=10−6m2.s−1

υ= µρ :“υ”kinematikviskozite, dinamikviskoziteve“ρ”

akışkanyoğunluğuolarakadlandırılmaktadır.

4. AKIŞKAN KARARLILIĞI4.1 Laminer AkışAkışkantabakalarıbirbirininüzerindekayarakhareketeder.

4.2 Türbülanslı AkışAkışkanınharekethalindekidüzensizliğiolaraktanımlanmak-tadır.

4.3 Akışkan Kararlılığının BelirlenmesiReynold sayısı baz alınarak akışkan kararlılığı belirlenebil-

Kısaltma İngilizcesi Türkçesi

pph Parts per hundred Yüzde bir

ppt Parts per thousand Binde bir (mili)

ppm Parts per million Milyonda bir (mikro)

ppb Parts per billion Milyarda bir (nano)

ppt Parts per trillion Trilyonda bir (piko)

ppq Parts per quadrillion Katrilyonda bir (femto)

Tablo 1. Derişim Birimi Kısatmaları [1]

Şekil 2. Sıvı Tabakaları Arasında Oluşan Kayma Gerilimleri [2]

Grafik 1. Yoğunluk-Sıcaklık-PPT[3]

Grafik 2. Kinematik Viskozite-Sıcaklık -PPT[3]

Akışkan Yoğunluğu ile İlgili Hesaplamalar:

(A,B,G,F=sbt.X=50pptT=150°C)

31 1 2 2 3 3 4 410 ( )A F A F A F A Fρ = + +

( )( )2( 150) / 1501000

XB = −

G1=0.5G2=BG3=2B

2-1

1 1 24.032219 0.115313 3.26A G G= + +

+3.26x10-4 G3

3 42 1 20.108199 1.571 1 0 4.23 1 0A G x G x− −= − + − G3

Şekil 3. Laminer Akış

Şekil 4. Türbülanslı Akış

Şekil 5. Akış Farkının Gösterimi

Türbülanslı Akış

Laminer Akış

Re Reynold sayısı

v Akış hızı

DN Boru çapı

υ Kinematik viskozite

DNRe=vxõυ

Tablo 2. Laminer Akış Re<2320, Türbülanslı Akış Re ≥2320

Cilt: 56 Sayı: 668

Cilt: 56Sayı: 668Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina24 25

7.1 Çelik Çekme Boru

St37,St44,St52’denüretilmektedir.

Çelik çekme borudaki akış, kararlılıkgöstermektedir.Borununiçyüzeyinde,dikişli borudaki gibi kaynak dikişleriolmamasından dolayı kararlı hareketetmekte; akış cinsi laminer (kararlı),türbülanslı ise borunun fiziki özelliğiakışın cinsine ve hareket kabiliyetineetkietmemektedir(Şekil8,Şekil9).

7.2 Dikişli Boru

Öncedendelinerekhazırlanmışolansacşerit,borubiçimindekıvrıldıktansonra,dikişyeriçeşitlikaynakyöntemleriilebirleştirilir.Dikişyeri,genellikleuzun-lamasınavedüzdikişşeklindeolmak-labirlikte, spiraldikişli borularda, sacşeridin helisel olarak sarılıp otomatikkaynakyöntemleriilekaynakedilmesişeklindededüzenlenebilmektedir.

Dikişliborularda,akışvektörelkuvvet-lerinindikişsizborudaki(çelikçekme)gibipürüzsüzbiryüzeydedeğildedi-

rektolarakkaynakdikişlerineçarpma-sının sonucunda, “ateşli silahlardakimermininyiviçersindedönüşhareketi-nikazanması”gibigirdapetkisiyleakışkuvvetleri ilerlemekte, dikişlere etkieden kuvvet ve girdap etkisi borununömrünü kısaltmakta, daha çok yıpran-masına sebebiyet vermektedir. Ayrıcaçelikçekmeyegöredahafazlakorozyo-nauğramaktadır.

8. ELEKTRO KİMYASAL KOROZYON OLUŞUMU

Korozyon,metal veyametal alaşımla-rının oksitlenme veya diğer kimyasaletkilerle aşınma durumudur. Demirinpaslanması,alüminyumunoksitlenmesikorozyonaörnekolarakverilebilir.

Metalvealaşımlarınkararlıhalleriolanbileşikhalinedönmeeğilimleriyüksek-tir.Bununsonucuolarakmetaller,için-debulunduklarıortamınelemanları iletepkimeyegirerek,önceiyonikhaleveoradandaortamdakibaşkaelementlerlebirleşerekbileşikhalinedönmeyeçalı-

şırlar,yanikimyasaldeğişimeuğrarlarvebozulurlar.Sonuçta,metalveyaala-şımınfiziksel,kimyasal,mekanikveyaelektrikselözelliğiistenmeyendeğişik-liklere(zarara)uğrar.

Korozyon,metalikmalzemeleriniçindebulundukları ortamla reaksiyona gir-melerisonucu,dışardanenerjivermeyegerek olmadan, doğal olarakmeydanagelenolaydır.

Elektro-kimyasalkorozyonesasenanotrolündeki maddenin çözünmesidir.Elektrokimyasal korozyon, ister mik-roölçekte istermakroölçekteoluşsunkorozyon hücresi ile modellenebilir.Korozyonhücresi; anot,katod, iletkenortam (elektrolit)veanot-katot arasın-daki iletken bağlantıdan oluşur. Budört bileşenden biri dahi olmasa ko-rozyon oluşmaz. Korozyon oluşumu,anotrolünüüstlenenmaddedemeydanagelir (Şekil 11).Maddelerin korozyonhücresindeki rollerini belirleyen çeşit-li faktörler vardır. Örneğin çözünmepotansiyeli yüksek birmetal (Sn), çö-

3 63 1 20.012247 1.74 1 0 9 1 0A G x G x− −= − + − G3

4 5 54 26.92 1 0 8.7 1 0 5.3 1 0A x x G x− − −= − − G3

( )( )( 2 200) / 160A T= −

2 31 2 3 40.5, 2 1, 4 3=A,F F F A F A A= = − = −

Hesaplamaların sonucunda yoğunluk,ρ = 955,866 kg/m3’tür. Grafik 1’de,150°Cve50pptdeğerleri içindehe-saplananyoğunlukdeğeriileörtüşmek-tedir.

Kinematik ve Dinamik Viskozite ile İlgili Hesaplamalar:

Aşağıdakiformülasyonlarhesaplandığıtakdirdedinamikviskozite,µ=0,209x10-3kg/ms’dir.Kinematikviskoziteiseυ=µ/ρ0,209x10-3/955,866=0.2186x10-6m2/s’dir.

-3w Rµ=µ xµ x10

2Rµ =1+As+Bs

3 5 8 21.474 1 0 1.5 1 0 3.927 10 A x x T x T− − −−+=

5 5 8 21.0734 1 0 1.5 1 0 3.927 10 B x x T x T− − −−+=

Hesaplanankinematikviskozitedeğeri,Grafik2’de,150°Cve50pptdeğerleriiçinhesaplanandeğerleörtüşmektedir.

Termal İletkenlikle İlgili Hesaplamalar:

BirimikW/m°Colup,fizikselvekim-yasal özelliklere bağlı olarak ısıl ilet-kenlikkapasitesiniifadeetmektedir.

10 10

1/3

log ( ) log (240 ) 0.434

343.5 273.152.3 * 1273.15 647.3

k As

Bs TT C s

= + +

+ + − − + +

4 2 22 10 3.7 1 0 3 1 0 50

150 A x B x C x sppt T C k termal iletkenlik

− − −= = = == ° =

0.676

kWkm C°

=

6. “PIPE FLOW EXPERT” PROGRAMI İLE AKIŞ HESAPLAMALARI

Hesaplananyoğunlukveviskozite de-ğerleri baz alınmak suretiyle, 2000mDN 600’lük bir boru hattı için “Pipe

Flow Expert” programı ile akış cinsi(laminar,türbülanslı)basınçkaybıgibihesaplamalaryapılmıştır.

6.1 Teorik Hesaplama Metoduyla Karşılaştırılması

Grafik1,2veTablo3ve4’tekideğerlerbazalınarak;

2600 π x 0.381Q=Aν    =ν  x 3600 4

v=1.4618m/s’dir.

-6

vxDN 1.4618x0.381Re= Re= 2543131>2300υ 0,219 x 10

türbülanslıdır.

Yapılanteorikhesaplamalar“PipeFlowExpert”programı ile karşılaştırıldığın-da sonuçlar birbirini teyit etmektedir.2000 m’lik boru hattındaki bu akışhesaplamaları, mekanik ve kimyasalkorozyonların yorumlanmasına ilişkinsayısalniteliklertaşımaktadır.

7. ÇELİK ÇEKME VE DİKİŞLİ BORUDAKİ AKIŞ HAREKETİ VE AKIŞI ETKİLEYEN FONKSİYONLARIN TESPİTİ

Enerji santrallerinde su, buhar ve gazhatlarında kullanılan çelik çekme vedikişli borular aşağıdaki konu başlık-larınaistinadenincelenmişveborununfizikselözelliğininakışınhareketkabi-liyetineolanetkisiaçıklanmıştır.

Program Girdileri Değerleri

Boru Hattı Uzunluğu 2000 m

Boru Çapı DN 400 (16’’)

Debi 600 m3/h

Giriş Basıncı 3,0 bar

Dinamik Viskozite 0,209 cP

Dış Ortam Basıncı 1 atm

Tablo 3. (Pipe Flow Giriş Parametreleri)

Şekil 6. Hesaplama Öncesi

Şekil 7. Hesaplama Sonrası

Hesaplama Sonrasında Program Çıktıları Değerleri

Çıkış Basıncı 2.2929 bar

Akış Hızı 1.462 m/s

Reynold Sayısı 2547327

Akış Cinsi Türbülanslı (Re>2300)

Sürtünme Akış Kaybı 7,435 m.hd

Kinematik Viskozite 0,219 cSt

Tablo 4. Pipe Flow Sonuç Değerleri

Akış vektörel kuvvetleri

Şekil 8. Çelik Çekme Boru ve Oluşan Akış Vektörel Kuvvetleri

Kaynakdikişleri Akış vektörel kuvvetleri

Şekil 9. Dikişli Boru ve Oluşan Akış Vektörel Kuvvetleri

( ) 604.1293.79418139.8wLn µ T= − + +

Cilt: 56 Sayı: 668

Cilt: 56Sayı: 668Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina26 27

yüzeyindeyürümekteolananodikreak-siyonlarındurdurulmasıdır.

Katodik korumada amaç, korunacakolanmetalinpotansiyelinianodunaçıkdevre potansiyeline kadar polarize et-mektir.Bunusağlamakiçinmetaleka-todikyöndebirdışakımuygulanır.

8.3 Galvanik Anod Uygulaması

Metallerinbirçoğusuveyahava ile te-

mas ettiğinde korozyona uğrar. Bu,özellikle suyun içindeki veya toprağınaltındaki metal borular için büyük birrisktirvebuborularınyapıldığımetalinkorozyonauğramamasıiçinbirçokkoru-ma yöntemi geliştirilmiştir. Korozyonu

önlemek için bu boruların yanına, on-larlatemasedecekşekilde,dahaaktifbirmetalinyerleştirildiğikorumametodunaisegalvanikusulkatodikkorumadenir.

Şekil12’de,galvanikanodmontajıgör-

selolaraksunulmuşolup,borudışyü-zeyindekiborumontajbağlantıyerleridegörülmektedir.

9. JEOTERMAL BORULARDAKİ ELEKTROKİMYASAL KOROZYON HESAPLAMALARI

9.1 Anod

Anod, oksidasyon (Yükseltgenme) re-aksiyonunun yürüdüğü elektrodudur.Anod’dadoğruakım,metaldenelektro-litegeçer.

9.2 Galvanik Anod

Standartelektrotpotansiyeli,demirdendahanegatifolanmagnezyumveçinkovb.anodlardır.Boruyayeterlimiktardagalvanikanodbağlanarakkatodikko-rumasağlanmaktadır(Şekil13).

9.3 Katodik Koruma

Zemin içine gömülü veya su altındabulunan borunun katod haline getiril-mesidir.

Tablo5veTablo6’daki değerlerkul-lanılmak suretiyle, TS 8591 standart-larına göre, 2000m’lik jeotermal birboruhattıiçkorumaiçinaşağıdakihe-saplamalar yapılmış, viskozite hesap-lamalarındajeotermalsuyunkimyasalözelliklerinin deniz suyuna benzeme-sindendolayıdeniz suyunungrafikleribazalınmış,aynışekildeDeniziçi-Çe-likveDiğerMetalYapılarlailgilidebustandartkullanılmıştır.

Standartta, Gemilerin ve deniz için-dehareketedenaraçlarınsuiletemaseden kaplamalı yüzeyleri için uygula-nacakakımmiktarı10mA/m2-100mA/m2 olarak ifade edilmektedir. Tablo8’de ortalama değer olarak 50mA/m2 alınmıştır.

Tablo 9’daki hesaplamalar, Tablo6’daki TS5141 standartındaki “Ortakorozif” için tanımlanan değerler bazalınarakyapılmış,akımyoğunluğuola-rak0.5mA/m2değeribelirlenmiştir.

Şekil 11. Elektro Kimyasal Korozyon [5]

Şekil 12. Jeotermal Boru Kaynak Noktasındaki Galvanik Anod Uygulaması

Anod cinsi Magnezyum Aluminyum Çinko

Verimi (%) 50 90 90

Teorik Akım Kapasitesi (A.S./Kg) 2200 2965 820

Gerçek Akım Kapasitesi (A.S./Kg) 1100 2668 768

Teorik Yıpranma (Kg./A.Yıl) 8 3,5 11

Tablo 5. Anod Cinsine Göre Verim-Kapasite-Yıpranma Değerleri

Zemin Cinsi Zemin Elektrik Özgül Direnci(ohm.com)

Borunun Ortalama Akım İhtiyacı I (mA/m2)

Çok korozif < 1000 20 < i

Korozif 1000-3000 20 > i > 5

Orta korozif 3000-10000 5 > i > 0,1

Az korozif 10000 < İ < 0,1

Tablo 6. Çıplak Çelik Boruların Farklı Zeminler İçindeki Akım İhtiyaçları

Kaplama Cinsi Akım İhtiyacı (mA/m2)

Sıcak bitüm kaplama 0,5 – 2,0

Bitüm emdirilmiş tek kat sargılı kaplama 0,2 – 0,5

Bitüm emdirilmiş tek kat cam elyaf sargılı kaplama 0,05 – 0,2

Bitüm emdirilmiş çift kat cam elyaf sargılı kaplama 0,005 – 0,05

Polietilen veya plastik kaplamalar 0,005

Tablo 7. Çeşitli Koruyucu Kaplama Yapılmış Boruların Ortalama Akım İhtiyaçları

Şekil 13. Katodik Koruma Amaçlı Galvanik Anod Bağlantısı

Şekil 10. Korozyon Oluşumu [4]

SUANA METAL

ELEKTROLİTELEKTRİK AKIMI

Demir Karbid (Fe3C)

Demir (Fe)

zünme potansiyeli düşük bir metalle(Fe) temas halinde çözeltiye konacakolursa, anot rolünü üstlenecek ve çö-zünecektir. Elektrolit olarak bir çatlakiçindeki buğu kalınlığında bir rutubet,filmtabakasıveyasuartığı,hattaelteribileyeterlidir.

8.1 Korozyona Etki Eden Faktörler

Ortam etkisi-Sıcaklık etkisi-Malzemeseçimi-Sistemdizaynı-Sisteminbulun-

duğu ortamın oksijen konsantrasyonu-Zeminin elektriksel özgül direncininetkisiolaraktanımlanabilir.

8.2 Katodik Koruma

Katodikkoruma,bir türmetalkorumametodur. Gemilerin yüzeylerinin pas-lanmasını önlemek için de kullanılır.Katodik koruma, korunacakmetal ya-pıyı oluşturulacak bir elektrokimyasalhücreninkatoduhalinegetirerekmetal

Cilt: 56 Sayı: 668 Mühendis ve Makina 28

Eskime faktörü: 0.85, Tüm yıl saat(365x24):8760,Akımkapasitesi:738

10. SONUÇ

50ppt150°Cjeotermalakışkan(brinewater)değerlerini,DN4002000m’likbirboruhattı içinuyguladık,viskoziteyoğunluk termal iletkenlik gibi hesap-lamaları yapıp, “Pipe Flow Expert”

programı ile karşılaştırarak basınç ka-yıpları,akışkanhızıveakışkankararlı-lığıileilgilibilgileredinmişolduk.Bubilgilerışığında,çelikçekmevedikişliborulardaki akışkanın vektörel hızları-nı inceleyip,mekanikvekimyasalko-rozyona ilişkin tespitlerde bulunduk.Logaritmikvelnifadeleredayalıteorikhesaplarla, grafiklerde bulunan sonuç-lar teyit edilmiştir.St37boru malze-

Boru Hattı İç Koruma (Çinko)

Boru çapı (m) DN 400

Boru boyu (m) 2000

Koruma akım yoğunluğu (mA/m2) 50

Akım yoğunluğu (A)(Boru çapı x π x Boru boyu x Akım yoğunluğu) / 1000

119,634

20 yıl ömre göre toplam kütle (kg)

(Akım yoğunluğu x 20 x 8760)/ (738 x 0.85)24140,77951

1 m boru için koruma anot miktarı (kg)(Toplam kütle/ Toplam boru boyu)

12,070

Tablo 8. Boru Hattı İç Koruma [6]

Boru Hattı Dış Yüzey Koruma (çinko)

Boru çapı (m) DN 400

Boru boyu (m) 2000

Koruma akım yoğunluğu (mA/m2) 0,5

Akım yoğunluğu (A)

(Boru çapı x π x Boru boyu x Akım yoğunluğu) / 10001,27484

20 yıl ömre göre toplam kütle (kg)

(Akım yoğunluğu x 20 x 8760)/ (738 x 0.85)

257,248

1 m boru için koruma anot miktarı (kg)(Toplam kütle/ Toplam boru boyu)

0,1286

Tablo 9. Boru Hattı Dış Yüzey Koruma [7]

mesininözelliklerinesahip2000m’likboruhattınınanamaddesitoprakvemi-nerallerdir, çelik boru toprağa gömül-düğündeanamaddesiolantoprağaka-rışmakve dönmek istediği için toprakveboruarasındakorozyonönleyicibirkoruma sağlanmaktadır. Bu boru hattıdeğerleri baz alınarak elektrokimyasalkorozyonakarşıgalvanikanod(katodikkoruma)uygulaması tasarlanmış, ilgilitasarım parametreleri ve standartlarısunulmuştur. Ayrıca “Spirax Sarco’’firmasınınsuvebuhartablolarındandafaydalanılarakakışlailgilibirçokpara-metreyeulaşmakmümkündür.

KAYNAKÇA

1. 2015. “Ppm,” http://tr.wikipedia.org/wiki/Ppm,sonerişimtarihi:26.05.2015.

2. Schröder, V. 2015. “Viskositat,” http://de.wikipedia.org/wiki/Viskositaet, sonerişimtarihi:20.08.2015.

3. El-Dessouky, H. T., Ettouney, H. M. 2002.FundamentalsofSaltWaterDesa-lination,ISBN:0-444-50810-4,ElsevierScience,Amsterdam,Nederland.

4. 2008. “KorozyonTeorisi,” http://www.aydinay.com.tr/genelbilgi/Korozyon-Olusum-Teorisi.html, son erişim tarihi:01.02.2015.

5. 2015. “Cathodic Protection,” http://www.cathodicanodes.com.au/cathodic-protection,sonerişimtarihi:04.06.2015.

6. Odabasoğlu, M. 2015.“TS8591,”http://arkatodikkoruma.com/images/stories/standartlar/ts8591.pdf,sonerişimtarihi:16.03.2015

7. Odabasoğlu, M.2015.“TS5141,”http://arkatodikkoruma.com/images/stories/standartlar/ts5141.pdf,sonerişimtarihi:16.03.2015.