Kapalı Devre Sistemleri Yıkama ve Korozyon Koruma Programları

ISITMA – SOĞUTMA KAPALI DEVRELERİ

3 – Kimyasal Uygulamalar ve Kontrol Yöntemleri 4 – Kullanılan Terimler Bu çalışmada Isıtma ve Soğutma amaçlı dizayn edilmiş atmosfere kapalı ve basınç altında çalışan mekanik sistemler 5 ana başlık altında incelenmektedir. 1 – Tanım 2 – Temel Sorunlar 3 – Kimyasal Uygulamalar ve Kontrol Yöntemleri 4 – Kullanılan Terimler 5 – Kullanılan Ekipmanlar

1- TANIM Kapalı devreler; ısı değiştiriciler yardımı ile dolaylı olarak soğutma veya ısıtma yapan sistemlerdir. Tamamen atmosfere kapalı ve basınç altında çalışan, kendi içerisinde su sirkülasyonu olan ve çok az su eksilten devrelerdir. Kapalı devre ısıtma-soğutma sistemlerinde ısı aktarıcı akışkan olarak çoğunlukla su kullanılmaktadır.

Karbon çeliği, paslanmaz çelik, bakır ve alaşımları, alüminyum ve alaşımları, döküm esaslı malzemeler mekanik tesisatlarda malzeme/cihaz bileşenlerini oluşturmaktadırlar. Çok az ilave su (make up) kullanımı, ekonomik işletme maliyeti düşük ve denetlenebilir bir korozif etki, daha az koruyucu kimyasal tüketimi, yüksek ısıtma ve soğutma verimi gibi özellikler, kapalı devre sistemlerin açık devre sistemlere göre üstünlükleridir

2 – TEMEL SORUNLAR Korozyon Mikrobiyolojik oluşum Çamurlaşma

2 – TEMEL SORUNLAR Mikrobiyolojik Oluşum Mikrobiyolojik oluşum sonucu ısı transfer yüzeylerinde biyofilm tabakası oluşur. Biyofilm tabakası ısı transferini olumsuz etkileyeceğinden enerji maliyetinin artması kaçınılmazdır. biofilm % Enerji kaybı kalsiyumkarbonat Depozit kalınlığı mm

Biyofilm Tabakası oluşumu 2 – TEMEL SORUNLAR Mikrobiyolojik Oluşum Biyofilm Tabakası oluşumu

2 – TEMEL SORUNLAR Çamurlaşma; Maddelerin birikimi ile sudaki çözünürlük katsayısı aşıldığında çamurlaşma meydana getirir. Bu durum aynı zamanda farklı türdeki korozyonların oluşmasına zemin sağlar. Bu sorun, ilave suyun kimyasal içeriğine (sertlik, alkalinite, klorür gibi) ve askıdaki katı madde yoğunluğuna bağlı olarak gelişmektedir.

3 – KİMYASAL UYGULAMALAR A –Yıkama (flushing) B – Kimyasal Koruma Programı

3-A –Yıkama(Flushing) Flushing Statik Flushing Dinamik Flushing Yağdan arındırma Biosit yıkaması Yüzey oksitlerin giderilmesi Atık bertarafı-Son flushing Nötralizasyon(Sadece inhibitörlü asit temizliklerinde Pasivasyon

Dinamik Flushing Flushing prosesinin ana amacı sistem blokaj olasılığının azaltılması ve başarılı bir kimyasal yıkama uygulamasının yapılabilmesi için borulama sisteminden olabildiğince kirlilik ve atıkların uzaklaştırılmasıdır. Dinamik flushing öncesi tüm by-pass hatlarının sistem hızlarına göre dizayn edilip yapılması, boşaltma ve dolum ağızlarının hızlı dolum ve boşaltmaya imkan verecek seviyede dizayn edilmesi önemlidir.

Flushing hızları Nominal Pipe Size (mm) Flushing velocity (m/s) 15 0,96 20 1,00 25 1,03 32 1,06 40 1,08 50 1,11 65 1,15 80 1,17 90 1,19 100 1,21 125 1,24 150 1,26 Veya sistem dizayn hızının %10 fazlası

3-A – Kimyasal yıkama (Flushing); Tanım; Flushing, kelime anlamıyla bol miktarda su ve yardımcı kimyasallarla yıkamak olup, bu ifade inşaat ve mekanik tesisat literatüründe özellikle kapalı devrelere yapılan ilk yıkama uygulama yöntemini tanımlamaktadır. Flushing uygulaması tek başına bir anlam taşımamakta olup Kimyasal Koruma Programına hazırlık uygulamasıdır.

3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) Amaç / Gerekçe; Metallerden üretilen borular, üretim aşamasında şekillendirme sürecinde ve stoklamada hava ortamında bulunan nem ve O2’in oksitleyici [korozif] etkilerinden korumak amacıyla çeşitli yağlı koruyucu maddelerle kaplanmaktadır. Kapalı devre sistemini oluşturan boru iç yüzeyindeki yağlı tabaka sudaki mevcut kimyasal kompozisyonu tutmakta ve kısa zaman içerisinde çamurlaşma gerçekleşmektedir.

3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) - Amaç / Gerekçe Mekanik tesisatın yapısal özellikleri ile suyun kimyasal kompozisyonuna bağlı olarak değişen zamana göre, oluşan çamurlaşma katı faz tabakalaşmasına dönüşmektedir. Mekanik tesisat imalatı aşamasında oluşan kaynak çapakları, demir depozitleri ile inşaat ortamından kaynaklanan inorganik toz ve parçacıklar tesisatın içerisinde kalmaktadır.

[laminar → türbülans ] bozmaktadır. 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) - Amaç / Gerekçe Bu bahsedilen parçacıklar, devre içerisinde basınçlı suyun etkisi ile sürüklenmekte, pompa, eşanjör, serpantin kazan, vana ve benzeri cihazların bağlantı noktaları ile içerisinde ve ekleme parçalarında birikmektedir. Katı faz tabakalaşması ve birikmekler, çeşitli korozyon tiplerinin oluşumunu hızlandırmakta, bu sonuç ısı aktarım hızını azaltmakta ve sıvı akış rejimini [laminar → türbülans ] bozmaktadır.

Kimyasal Ürün Şartları; 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) Kimyasal Ürün Şartları; Kapalı devre temizliği için kullanılması uygun görülen kimyasal ürünler, yağ, çamur, kaynak çapakları, demir depozitleri, pas, inorganik toz ve parçacıklarının alınması, sökülmesi, temizlenmesini sağlayan nitelikte olmalıdır. Yeni imal edilmiş devrelerde kullanılacak kimyasal ürünün pH değeri [nötr] ve organik esaslı olmalıdır. Kullanılan eski devrelerde kullanılacak kimyasal ürünün pH değeri [asit] ve organik esaslı olmalıdır.

Mekanik tesisat şartları ; 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) Mekanik tesisat şartları ; FCU, VRV, AHU, Kazan, Eşanjör, Chiller, Boyler, Soğutma kulesi serpantini (kapalı tip kule), Substation vb. ısıl cihazların tesisat ile bağlantılarında by-pass hatları olmalıdır. By-pass hatlarını çapları sirkülasyon sistemini bozmayacak çapta olmasına dikkat edilmelidir. Devrelerin hızlı boşaltmaya ve doluma olanak verecek hatlar yapılmalıdır.

3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) - Mekanik tesisat şartları Dolaşım sağlanmayan kör hatlar oluşturulmamalı veya su boşaltımına olanak verecek duruma getirilmelidir. Çatı kat yerleşimli kazan dairesi tesisatlarında, kolon hattı dip noktalarında boşaltmaya olanak verecek vanaların montajı yapılmalıdır. Havalık ve kolektörlerin boşaltma hat uçları akışın izlenmesine izin verecek konumda olmalıdır.

KİMYASAL YIKAMA UYGULAMASI BAŞLANGIÇ DENETİM LİSTESİ Uygulama yapılacak Devre adı :   Açıklama 1 Kimyasal Yıkama Uygulama Esasları içeriği incelenmiş, içerik hakkında değerlendirme yapılmış mı? 2 Tesisatın tamamında imalatlar tamamlanmış mı? 3 Tesisatta basınç testleri yapılarak sızdırmazlık sağlanmış mı? 4 Sistemde bulunan cihazlar by-pass ile sirkülasyon sisteminden izole edilmiş mi? 5 Sirkülasyon sistemi kapsamında düşey kotta ve/veya ölü bölgede kalan tesisatlar ile cihaz hatlarının alt noktalarından su boşaltması yapılabiliyor mu? 6 Sistemin en alt noktalarında ve kritik noktalarda boşaltma yapılabiliyor mu? 7 Sirkülasyon pompalarının kalıcı enerjileri var mı? 8 Sirkülasyon pompaları devreye alınmış mı? 9 Tesiste kesintisiz su kaynağı temin edilmiş mi? 10 Tesisatlara su dolumunu sağlayacak alt yapı mevcut mu? 11 Tesisat su dolum hatlarının çapları hızlı dolum için yeterli mi? 12 Tesisat su boşaltma noktaları hızlı boşaltma için yeterli ve doğru noktalara tesis edilmiş mi? 13 Toprak altında olan hat var mı? Su boşaltması yapılabiliyor mu? 14 Tesisattan hızlı su boşaltılmasını karşılayacak gider alt yapısı mevcut mu? 15 Düşük kotta kalan gider hatalarında bulunan drenaj pompaları devreye alınmış mı? UYGULAMA FİRMA SORUMLUSU MEKANİK FİRMA SORUMLUSU

Uygulama Süreci; HAZIRLIK AŞAMASI TOPLANTISI VE DENETİMİ 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) Uygulama Süreci; Hazırlık tamamlama HAZIRLIK AŞAMASI TOPLANTISI VE DENETİMİ Denetim listesi Kimyasal yıkamaya başla değilse evet Su Şartlandırma ve Makanik Firma ortak Mekanik Firma operasyonu Su Şartlandırma firma operasyonu

Tesisata su doldurulması 3 – Kimyasal Uygulamalar Tesisata su doldurulması Dolum suyunun, kimyasal - fiziksel analizinin yapılması Tesisata yıkama kimyasalı ilavesi Tüm bypass vanaları açık ve balans vanaları ayarlı Sirkülasyon suyunun, kimyasal - fiziksel analizi Tüm pompaların çalıştırılması Tesisattaki su hacmine göre kimyasal miktarını hesaplanması 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) - Uygulama Süreci

48 saat kesintisiz sirkülasyon sağlanması 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) – Uygulama Süreci 48 saat kesintisiz sirkülasyon sağlanması Tüm pompalar durdurulur Sirkülasyon suyunun, kimyasal - fiziksel analizi Bütün pislik tutucular temizlenir Devre tamamen boşaltılır, eğer varsa sirkülasyon olamayan noktalardan boşalma sağlanır. Su Şartlandırma ve Makanik Firma ortak Mekanik Firma operasyonu Su Şartlandırma Firma operasyonu

Su Şartlandırma ve Makanik Firma ortak 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR Durulama işlemi başlangıcı 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) - Uygulama Süreci Su Şartlandırma ve Makanik Firma ortak Mekanik Firma operasyonu Su Şartlandırma firma operasyonu Tesisatı su ile doldurulur ve havası alınır Tüm pompalar durdulur Bütün pislik tutucular temizlenir 24 saat kesintisiz sirkülasyon sağlanır Devre tamamen boşaltılır, eğer varsa sirkülasyon olamayan noktalardan boşalma sağlanır. Tüm pompalar çalıştırılır

Su Şartlandırma ve Makanik Firma ortak 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) – Uygulama Süreci Su Şartlandırma ve Makanik Firma ortak Mekanik Firma operasyonu Su Şartlandırma firma operasyonu Tüm pompalar çalıştırılır Tesisat su ile doldurulur ve işletme koşullarına getirilir Durulama sirkülasyon suyunun analizi 24 saat kesintisiz sirkülasyon sağlanır Kimyasal yıkama ve durulama süreçlerinde ölçülen ΣFe oranları değerlendirilerek Besle-Boşalt işlemine başlanır.

Kimyasal Yıkama işlemi bitti Kimyasal Koruma programına geçin 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-A – Kimyasal yıkama (Flushing) – Uygulama Süreci Besle- Boşalt işlemi Besle-Boşalt işlemi sistem işletme koşullarında yapılır. İlave edilen su ile boşaltılan su miktarı aynı olmalıdır. İşletme basıncının düşmemesine dikkat edilmelidir. Bu süreçte sirkülasyon pompaları çalışır durumda olmalıdır. Besle-boşalt sürecinde İletkenlik, ΣFe ve pH oranları ölçümlenerek takip edilir. Değilse ΣFeson – ΣFeönceki ~ 0 Phsistem ~ philave su Evet Kimyasal Yıkama işlemi bitti Kimyasal Koruma programına geçin

3-B – Kimyasal Koruma Programı ; 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-B – Kimyasal Koruma Programı ; Tanım / Kapsam; Isıtma ve soğutma kapalı devre mekanik tesisatlardaki dolaşan suyun korozyon, çamurlaşma, kireç ve bakterilerin zararlı etkilerine karşı, bilimsel ve teknik yöntemler kapsamında, Kimyasal koruma programına ait uygulama, izleme ve denetim esaslarını kapsar.

Bakım , onarım iş gücünü verimli kullanmak. 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-B – Kimyasal Koruma Amaç; Korozyon ve diğer olumsuz etkilerin önlenerek tesisatın faydalı kullanım ömrünü arttırmak, amortisman giderlerini azaltmak, Boru ve cihazların ısı transfer verimlerini olması gereken düzeyde tutmak, Bakım , onarım iş gücünü verimli kullanmak.

Kimyasal Koruma Programları ; 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-B – Kimyasal Koruma Kimyasal Koruma Programları ; Sistem Tipi Koruma Programı Yüksek sıcaklık su sistemi > 171 0C Sülfit programı, Amin programı, Orta sıcaklık su sistemi 121 0C - 171 0C Sülfit programı Düşük sıcaklık su sistemi < 121 0C Nitrit–Azole Molibdat–Azole Nitrit – Molibdat – Azole Organik inhibitör Soğutma Suyu Polisilikat – Azole Glikol karışımlı Soğutma Suyu Molibdat–Azole Organik inhibitör

3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-B – Kimyasal Koruma İnhibitörlerin Koruma Kinetiği İnhibitörler, bir veya birkaç su molekülü ile yer değiştirerek metal yüzeyine adsorblanmaktadır. İnhibitör molekülü yeni oluşan Fe+2 iyonu ile birleşerek metal yüzeyinde, metal inhibitör kompleksi oluşturur. İnh (çözelti) + nH2O (ads) ↔ İnh (ads) + nH2O (çözelti) Fe → Fe+2 + 2e- Fe+2 + İnh (ads) → [Fe-İnh]+2 (ads) Oluşan kompleks, metal çözünmesini inhibe etmektedir. Adsorpsiyon atom, iyon ya da moleküllerin bir katı üzerine tutunması şeklinde tanımlanmaktadır.

Fotoğrafın çekildiği tarih itibariyle 24 yıllık Soğutma devresi borusu 3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-B – Kimyasal Koruma Fotoğrafın çekildiği tarih itibariyle 24 yıllık Soğutma devresi borusu

3 – KİMYASAL UYGULAMALAR 3-B – Kimyasal Koruma Kimyasal Koruma Programının İzlenmesi İzleme programı, korozyon, birikim/çamurlaşma, mikrobiyolojik etki ve koruma kimyasalı seviyesini denetim altında tutmak ve hedeflenen ölçütleri doğrulayabilmek için gerekmektedir. Koruma programının izlenmesi en az doğru kimyasal kullanımı kadar önemlidir.

4 –KULLANILAN TERİMLER İletkenlik (µS/cm) İletkenlik değeri, suyun içerisinde çözünmüş olan katı maddelerin elektriksel iletim potansiyelini gösterir ve madde miktarı ile doğru orantılıdır. pH Değeri pH kısaca suyun içerisinde bulunan H+iyonlarının (-) logaritmasının alınması ile tanımlanabilir. Suyun taşıdığı en önemli kriterlerden birisi olması nedeniyle çok dikkatle takip edilmelidir.

Sertlik Değeri (CaCO3 – ppm) 4 – KULLANILAN TERİMLER Sertlik Değeri (CaCO3 – ppm) Soğutma Suyundaki Kalsiyum ve Magnezyum iyonlarının toplam değeri pratikte Toplam Sertlik değerini vermektedir. Alkalinite Değeri (CaCO3 – ppm) Suyun kuvvetli bir asidi, belirtilen bir ph değerine kadar nötralize edebilme kapasitesidir. Suyun içeriğinde bulunan hidroksit (OH), karbonat (CO3) ve bikarbonatlar ( HCO3 ) suyun alkalitesini oluşturur. Klorür (Cl– ppm) Suda bulunan iyonik haldeki tuzluluğun göstergesidir.

Ppm (parts per million) 4 – KULLANILAN TERİMLER Ppm (parts per million) Kelime anlamı Milyonda bir parça olmakla beraber, ppm = mg/lt = gr/m3 konsantrasyon oranını belirtir. CFU / ml (Colony Forming Unit) Bir su numunesi içinde var olan mikroorganizma sayısını tanımlamak için mikrobiyolojide kullanılan bir ölçü birimi. 1 ml. lik su numunesi içinde oluşan koloni sayısına bağlı olarak ölçülür. Dezenfeksiyon: Patojen mikroorganizmaları yok etmek için yapılan kimyasal madde uygulaması

5 –KULLANILAN EKİPMANLAR Korozyon İstasyonları Korozyon istasyonları, korozyon hızları ve oluşan korozyon tipi konusunda bilgi verdikleri için en yaygın kullanılan izleme düzenekleridir. Bu düzenekte kullanılan korozyon kuponları üzerinde, genel korozyon oranı, çukurlaşma korozyon hızı, biyolojik ve galvanik etkilerin göstergelerini tespit etmek mümkün olmaktadır.

5 – KULLANILAN EKİPMANLAR Korozyon İstasyonu Mekanik tesisatın bileşenlerine benzer malzemeden yapılmış olan kuponların, tesisat çevrim suyu ile temas etme süreleri korozyon hızlarını doğru tespit etmekte önemli olmaktadır.

5 – KULLANILAN EKİPMANLAR Bag (Torba) Filtre Bag filtreler, mekanik sistem sirkülasyon suyunun taşıyabildiği kirliliklerin sistem dışına en az dış etkiyle çıkartılmasını sağlayan, basınç farkı ile çalışan, mekanik ve manyetik filtrasyon yapan cihazlardır. Fiziki yapıları itibariyle bazı projelerde istenilen ‘dozaj potu ’ yerine de kullanılabilmektedir

5 – KULLANILAN EKİPMANLAR Bag-filtre

Teşekkürler