Araçlar: Deney Hücresi Deney Çözeltileri o Soğutma Kulesinden Alınan Numuneler o Laboratuvarda Hazırlanan Çözeltiler Deney Numunesi (Numune Çıkarma sı, 30mm * 50mm * 2mm) Su devirdaim Havuzu (40 C) GRANDER Su Yeniden Canlandırma Cihazı Çıkarma ları şu şekilde etiketlenmiştir: : 0 1 (1 günlük maruz kalma) A27: 0 27 (27 günlük maruz kalma) A28: 0 28 (28 günlük maruz kalma) : 27 28 (1 günlük maruz kalma) Deney Koşulları: Sıcaklık: 40 C Havalandırılmamıştır Çalkalanmamıştır Her kontrol grubu için 4 kopya Resim 1. Deneysel Düzenek
Tablo 1. GRANDER Olmaksızın Sıvı Cinsinden Soğutma Kulesi Suyu 1 22,4871 22,3919 55,8346 22,4248 22,1865 4,9915 2 22.3841 22,3003 49,1485 22,6013 22,3490 5,2848 3 22,5473 22,4787 40,2338 22,4536 22,3564 2,0360 4 22,4429 22,3690 43,3422 22,6099 22,1905 8,7849 Ortalama 22,4654 22,3850 47,1398 22,5224 22,2706 5,2743 1 22,3988 22,1589 5,2111 22,4720 22,4151 33,3717 2 22,3964 22,1645 5,0374 22,4795 22,4060 43,1076 3 22,4545 22,2245 4,9961 22,4786 22,4130 38,4743 4 22,3939 22,1624 5,0287 22,6009 22,5279 42,8144 Ortalama 22,4109 22,1776 5,0683 22,5078 22,4405 39,4420 Tablo 2. GRANDER Olmaksızın Hava Cinsinden Soğutma Kulesi Suyu 1 22,4308 22,2577 101,5228 22,5749 22,3487 4,9136 2 22,5989 22,4395 93,4878 22,4802 22,2556 4,8788 3 22,4113 22,2654 85,5701 22,6229 22,317 6,6448 4 22,5802 22,3984 106,6254 22,3949 22,0936 6,5449 Ortalama 22,5053 22,3403 96,8015 22,5182 22,2537 5,7455 1 22,4399 22,1621 5,8189 22,3951 22,3124 48,5034 2 22,4677 22,1737 6,1582 22,4452 22,2991 85,6874 3 22,4932 22,2306 5,5005 22,4267 22,3360 53,1954 4 22,5813 22,3238 5,3937 22,4045 22,3284 44,6325 Ortalama 22,4955 22,2226 5,7178 22,4179 22,3190 58,0047
Tablo 3. GRANDER Olmaksızın Sıvı Cinsinden Hazırlanan Çözelti 1 22,4989 22,4086 52,9608 22,4116 22,1465 5,5529 2 22,449 22,3646 49,5004 22,4862 22,2103 5,7791 3 22,4463 22,3376 63,7524 22,4129 22,1234 6,0640 4 22,5913 22,3501 141,4634 22,4724 22,2005 5,6953 Ortalama 22,4964 22,3652 76,9192 22,4458 22,1702 5,7728 1 22,3889 22,1355 5,5044 22,5714 22,5105 35,7177 2 22,4251 22,1702 5,5370 22,4051 22,3510 31,7296 3 22,4921 22,1634 5,7716 22,6316 22,5757 32,7852 4 22,3908 22,1308 5,6478 22,4519 22,3999 30,4979 Ortalama 22,4085 22,1500 5,6152 22,5150 22,4593 32,6826 Tablo 4. GRANDER Olmaksızın Hava Cinsinden Hazırlanan Çözelti 1 22,4467 22,3149 77,3005 22,5236 22,2075 6,6211 2 22,3775 22,3532 14,2519 22,4399 22,1351 6,3845 3 22,5296 22,2135 185,3921 22,4131 22,1110 6,3279 4 22,4593 22,2241 137,9444 22,4783 22,1380 7,1280 Ortalama 22,4533 22,2764 103,7222 22,4637 22,1479 6,6154 1 22,4651 22,1596 6,6361 22,5351 22,4728 36,5388 2 22,4292 22,1576 5,8997 22,4107 22,3249 50,3215 3 22,3869 22,0938 6,3668 22,4669 22,4170 29,2663 4 22,3898 22,0953 6,3972 22,6567 22,5702 50,7321 Ortalama 22,4178 22,1266 6,3249 22,5174 22,4462 41,7147
Tablo 5. GRANDER ile irlikte Sıvı Cinsinden Soğutma Kulesi Suyu 1 22,3456 22,2788 39,1781 22,4744 22,2584 4,5244 2 22,4157 22,3577 34,0169 22,3461 22,1223 4,6878 3 22,1063 22,0102 56,3625 22,3009 22,0989 4,2312 4 22,5449 22,4936 30,0874 22,4722 22,2492 4,6710 Ortalama 22,3531 22,2851 39,9112 22,3984 22,1822 4,5286 1 22,4079 22,2268 3,9339 22,3074 22,2599 27,8587 2 22,2562 22,0698 4,0490 22,4130 22,3581 32,1987 3 22,2062 21,9980 4,5226 22,4926 22,4418 29,7941 4 22,4154 22,1986 4,7094 22,3471 22,2928 31,8469 Ortalama 22,3214 22,1233 4,3037 22,3900 22,3382 30,4246 Tablo 6. GRANDER ile irlikte Hava Cinsinden Soğutma Kulesi Suyu 1 21,6990 21,5582 82,5789 21,7186 21,5120 4,3275 2 21,7375 21,6201 68,8549 22,241 22,0272 4,4783 3 21,9162 21,8061 64,5734 22,43 22,2197 4,4050 4 21,9189 21,8103 63,6937 22,3317 22,1156 4,5265 Ortalama 21,8179 21,6987 69,9252 22,1803 21,9686 4,4343 1 22,1030 21,9154 4,0751 22,3911 22,348 25,2781 2 21,9495 21,7528 4,2727 22,3712 22,2992 42,2279 3 21,8600 21,7840 1,6509 22,2681 22,2200 28,2106 4 21,8475 21,6276 4,7767 22,0844 22,0110 43,0490 Ortalama 21,9400 21,7700 3,6939 22,2787 22,2196 34,6914
Tablo 7. GRANDER ile irlikte Sıvı Cinsinden Hazırlanan Çözelti 1 22,5960 22,5246 41,8760 22,3907 22,1141 5,7938 2 22,5015 22,4232 45,9228 22,1801 21,9757 4,2814 3 22,4233 22,3370 50,6148 22,2246 21,9581 5,5822 4 22,1932 22,1042 52,1983 22,2111 21,9845 4,7464 Ortalama 22,4285 22,3473 47,6530 22,2516 22,0081 5,1010 1 22,3801 22,1257 5,5261 22,2688 22,2331 20,9380 2 22,2309 22,1079 2,6718 22,3477 22,2978 29,2663 3 22,3679 22,1206 5,3719 22,0102 21,9751 20,5861 4 22,3319 22,0890 5,2763 22,4936 22,4217 42,1692 Ortalama 22,3277 22,1108 4,7115 22,2801 22,2319 28,2399 Tablo 8. GRANDER ile irlikte Hava Cinsinden Hazırlanan Çözelti 1 22,1472 21,9641 107,3878 22,1242 21,849 5,7644 2 22,5541 22,3901 96,1857 22,1683 21,8971 5,6807 3 21,8749 21,7514 72,4325 22,4154 22,1422 5,7225 4 22,3762 22,1820 113,8979 22,3876 22,0919 6,1938 Ortalama 22,2381 22,0719 97,4760 22,2739 21,9951 5,8404 1 22,1688 21,9981 3,7080 22,5246 22,4918 19,2371 2 22,2850 22,1433 3,0780 22,4232 22,3724 29,7941 3 22,1822 21,6633 11,2716 22,3370 22,2854 30,2633 4 22,1143 21,9247 4,1185 22,1042 22,0521 30,5566 Ortalama 22,1876 21,9324 5,5440 22,3473 22,3004 27,4628
YENİDEN CANLANDIRILAN SUYUN KOROZYON EĞİLİMİ Ferhat TURA Prof. Dr. Mustafa DEMİRCİOĞLU Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği ölümü, ornova İZMİR E-posta: turaferhat@hotmail.com ÖZET Laboratuvarda hazırlanmış çözelti ile soğutma kulesinden alınan örnek çözelti, ASTM G-31 standartlarına göre test edilmiştir. Sıvı ve hava ortamından alınan ölçümler için T-istatistiksel analiz yöntemi uygulanmıştır. Örnek ortalamalarının eşitliğine dayanan hipotez testi, GRANDER ile işlenmiş sıvı ortamdaki numunelerin daha az korozyon hızına sahip olduğunu göstermiştir. ARAŞTIRMA ZEMİNİ Su, gerek soğutucu gerek ısı aracı şeklinde kullanılabilir olması ve yüksek ısı kapasitesine sahip olması nedeniyle, endüstriyel uygulamalara yönelik ısı dönüşüm sistemleri içerisinde buhar ya da su şeklinde bir ısı aktarım sıvısı olarak kullanılmaktadır. Suyun endüstride kullanımına ilişkin esas sorunlar suyun kimyası ve ön işleme tabi tutulmayan bileşenleri nedeniyle korozyon, ölçekleme ve biyolojik gelişimdir. u sorunların doğurduğu ciddi sonuçlar şunlardır: Düşük ısı aktarım verimliliği Yüksek bakım ve temizlik işlemi Donanım tamiratı ve yenilenmesi Süreç ya da su kirliliği Plansız kapanmalar u gibi durumlardan kaçınmak adına tüm düzenleme ve besleme suyu arıtma sistemlerinin doğru şekilde çalışması ve bakımının yanı sıra bazı arıtma teknikleri kullanılmaktadır. Sıcaksoğuk kireç sertliği giderici maddeler, filtreler, sodyum sertliği giderici maddeler, besleme suyu pompaları üzerinde bulunan su soğutmalı salmastra bilezikleri ve benzeri malzemeler verimli bir kimyasal arıtma uygulanmadan önce düzgün bir biçimde devreye alınmalıdır. u sayede kimyasal arıtma, sisteme yönelik geri kalan madeni sızıntıları gidermek için kullanılabilir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan arıtma işlemleri arasında şunlar bulunmaktadır: Koagülasyon Fosfatlar (polimer içeren/içermeyen çözeltiler) Tüm polimer arıtma işlemleri (çoğul elektrolit)
Elektromanyetik Su Arıtımı Manyetik su arıtımı, sert suların etkilerini azaltmak için uygulanan bilimsel olmayan bir yöntemdir ve suyu yumuşatmaya yönelik kimyasal olmayan bir alternatiftir. Manyetik bir su şartlandırma sisteminde gelen su boruları çevresine güçlü mıknatıslar yerleştirilmiştir. Manyetik su arıtım cihazları satıcıları güçlü mıknatıslı alanların su moleküllerinin yapısını ya da manyetik alandan geçen çözeltilerin özelliklerini etkileyerek kimyasal yumuşatma araçlarını ortadan kaldıracağını iddia etmektedir. Elektrokimyasal Su Arıtımı Elektrokimya teknolojisinin başlıca endüstriyel uygulamalarından biri de atık suların yüksek yoğunluktaki organik bileşenler (PC, siyanür, fenol, vs.) ile birlikte verimli şekilde arıtılmasıdır. u teknik, arıtma işlemi uygulanacak sular için kimyasal bileşenler eklenmemek koşuluyla işlem görmektedir. Elektro kaplama Elektro koagülasyon Elektro flotasyon Elektro oksitlenme Elektro dezenfeksiyon Resim 1 Manyetik alanların su molekülleri üzerindeki etkileri Araçlar: Deney Hücresi Deney Çözeltileri o Soğutma Kulesinden Alınan Numuneler o Laboratuvarda Hazırlanan Çözeltiler Deney Numunesi (Numune Çıkarma sı, 30mm * 50mm * 2mm) Su Devridaim Havuzu (40 C) Su Yeniden Canlandırma Cihazı
Yöntemler: GRANDER Su Yaşatma Sistemi, elektrik ya da kimyasal katkı maddeleri olmadan çalışan ve korozyon kontrolü ile ölçeklemeye yönelik hiçbir servis ya da bakım gerektirmeyen cihazların en verimli cihazlar olduğunu iddia etmektedir. Ancak ticari rekabetten dolayı söz konusu mekanizmanın açıklaması ya da çalışma prensipleri bulunmamaktadır. u çalışmanın amacı, GRANDER cihazının hazırlanan çözeltiler ve soğutma kulesinden alınan numuneler ile birlikte ASTM G-31 Metallerin Laboratuvarda atırma Yoluyla Uygulanan Standart Testi Uygumalası uyarınca performansını ölçmektir. u deneyde üzerinde çalışılacak maddeler istenilen ölçülere bölünmüştür. Malzemelerin korozyon hareketleri sıvı ve gaz içeren ortamlarda 28 gün boyunca gözlenmiştir. Deney numunesi çıkarma parçaları ise farklı zaman aralıklarında ölçülmüştür. Etiketleri: Deney Şartları: > : 0 1 (1 günlük maruz kalma) > Sıcaklık: 40 C > A27: 0 27 (27 günlük maruz kalma) > Havalandırılmamıştır > A28: 0 28 (28 günlük maruz kalma) > Çalkalanmamıştır > : 27 28 (1 günlük maruz kalma) > Her kontrol grubu için 4 kopya Deney İşlemleri: 1. Etiketleme ve Hazırlama 2. Ön Temizliği 3. Maruz ırakma 4. Temizliği 5. Oranının Hesaplanması oranı = (K*W) / (A*T*D) K = Tüm birimlere yönelik sabit sayı T = En yakın 0.01 saat olacak şekilde saat cinsinden maruz bırakma zamanı A = En yakın 0.01 cm2 olacak şekilde cm2 cinsinden alan W = En yakın 1 mg olacak şekilde gr cinsinden kütle kaybı (temizlik esnasında oluşan kayıplar düzeltilmiştir) D = gr/cm3 cinsinden yoğunluk. Resim 2 Deney Düzeneği
Resim 3 Grander olmadan ve Granderli sonuç numuneleri
SONUÇLAR VE TARTIŞMALAR Sıvı-Soğutma Kulesi Tablo - 1 Tablo açıklamaları: Tablo - 1 Sıvı cinsinden Soğutma kulesi suyu % 15,33 A27 % 14,13 A28 % 15,09 % 22,86 uç; Granderli soğutma kulesi suyunda korozyon oranı, 1. Gün de normal soğutma kulesi suyu korozyonuna oranla % 15,33 daha az. Granderli soğutma kulesi suyunda korozyon oranı, 27 Gün sonunda normal soğutma kulesi suyu korozyonuna oranla % 14,13 daha az. Granderli soğutma kulesi suyunda korozyon oranı, 28 Gün sonunda normal soğutma kulesi suyu korozyonuna oranla % 15,09 daha az. Granderli soğutma kulesi suyunda korozyon oranı, 27 ile 28. Gün arasında normal soğutma kulesi suyu korozyonuna oranla % 22,86 daha az.
Hava-Soğutma Kulesi Tablo - 2 120 100 80 60 40 Grander olmadan Grander ile birlikte 20 0 A27 A28 Tablo - 2 Hava cinsinden Soğutma kulesi suyu % 27,76 A27 % 22,82 A28 % 35,40 % 40,19 uç; Granderli soğutma kulesi suyunda havadaki korozyon oranı, 1. Gün de normal soğutma kulesi suyu havadaki korozyonuna oranla % 27,76 daha az. Granderli soğutma kulesi suyunda havadaki korozyon oranı, 27 Gün sonunda normal soğutma kulesi suyu havadaki korozyonuna oranla % 22,82 daha az. Granderli soğutma kulesi suyunda havadaki korozyon oranı, 28 Gün sonunda normal soğutma kulesi suyu havadaki korozyonuna oranla % 35,40 daha az. Granderli soğutma kulesi suyunda havadaki korozyon oranı, 27 ile 28. Gün arasında normal soğutma kulesi suyu havadaki korozyonuna oranla % 40,19 daha az.
Sıvı-Hazırlanmış Çözelti Tablo - 3 Tablo - 3 Sıvı cinsinden Hazırlanmış çözelti % 38,04 A27 % 11,64 A28 % 16,09 % 13,59 uç; Granderle hazırlanmış çözeltide sıvıdaki korozyon oranı, 1. Gün de normal çözeltide sıvıdaki korozyon oranına göre % 38,04 daha az. Granderle hazırlanmış çözeltide sıvıdaki korozyon oranı, 27 gün sonunda normal çözeltide sıvıdaki korozyon oranına göre % 11,64 daha az. Granderle hazırlanmış çözeltide sıvıdaki korozyon oranı, 28 gün sonunda normal çözeltide sıvıdaki korozyon oranına göre % 16,09 daha az. Granderle hazırlanmış çözeltide sıvıdaki korozyon oranı, 27 ile 28. Gün arasında normal çözeltide sıvıdaki korozyon oranına göre % 13,59 daha az.
Hava-Hazırlanmış Çözelti Tablo - 4 120 100 80 60 40 Grander olmadan Grander ile birlikte 20 0 A27 A28 Tablo - 4 Hava cinsinden Hazırlanmış çözelti % 6,02 A27 % 11,72 A28 % 12,35 % 34,17 uç; Granderle hazırlanmış çözeltide havadaki korozyon oranı, 1. Gün de normal çözeltide havadaki korozyon oranına göre % 6,02 daha az. Granderle hazırlanmış çözeltide havadaki korozyon oranı, 27 gün sonunda normal çözeltide havadaki korozyon oranına göre % 11,72 daha az. Granderle hazırlanmış çözeltide havadaki korozyon oranı, 28 gün sonunda normal çözeltide havadaki korozyon oranına göre % 12,35 daha az. Granderle hazırlanmış çözeltide havadaki korozyon oranı, 27 ile 28. Gün arasında normal çözeltide havadaki korozyon oranına göre % 34,17 daha az.
TEŞEKKÜR Malzeme temini için Oktay ERKAN ile Kayhan SELÇUK beylere ve deney ekipmanlarının imalatı için Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi mekanik atölyesinde görevli teknik personele; u projenin hazırlanmasında destekleri ve katkıları için Süer KÜRKLÜ ile Dilek SEZGİN hanımefendilere teşekkürlerimizi sunarız. REFERANSLAR 1. Daniel J. Flynn (2009) The Nalco Water Handbook [Nalco Su El Kitabı]. 3. asım. McGraw-Hill Co., New York. 2. Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals [Laboratuvar Ortamında atırma Yöntemiyle Uygulanan Metallere Yönelik Standart Testi Uygulaması] (2004). G31-72 Tespiti (2004). Amerikan Malzeme Deneyleri Topluluğu. 16.05.2012