in , ,

Kazan Sistemleri Şartlandırma 3

Kazan Sistemleri Şartlandırma

Buhar kazanlarında 2 mm kışır kalınlığından sonra yavaş yavaş termal gerilmelerle konstrüksiyon zorlanmakta, aynalar ve borular arasında gevşemeler meydana gelmektedir. Çünkü metali örten kışır tabakasının ısı iletkenliği ve gerilmesi metalden farklıdır. Bu nedenle kazanda ayna-boru bağlantılarında sızdırmalar başlayacaktır. Kışır kalınlığı arttıkça sızdıran boru sayısı da doğal olarak artacaktır.

Kışır kalınlığı 4 mm’ye ulaştığında metalin kristal yapısı bozulacağından ve sertleşme meydana geleceğinden kazan sistemi güvenilir olmaktan çıkacaktır. Külhan çökmesi, boru patlaması, ayna çatlakları gibi tehlikeler her an beklenecektir.

Ayrıca kışır sebebi ile boru çeperinin daralması, hacim küçülmesi, verim düşüşü, tahliye pompalarının zorlanması gibi problemler de meydana çıkacaktır.

Bütün bu problemlerden kurtulmanın yolu, buhar kazanlarında, eşanjörlerde, boylerlerde kimyasal su şartlandırması uygulanarak kışır oluşumuna engel olmaktır.

Buhar ve ısıtma kazanlarında oluşan kışır-kireç tabakasının metale zarar vermeden temizlenmesi ve nötralize edilmesi gerekir.

Buhar Kazanlarında Korozyon Oluşumu

En basit tanımıyla genel korozyon metalin cevher formuna geri dönmesidir. Örneğin demir, korozyon sonucu demir oksit bileşiklerine dönüşür. Korozyon süreci karmaşık bir elektrokimyasal reaksiyondur. Korozyon geniş bir metal yüzeyinde genel bir zarar verebilir veya metalin iğne deliği şeklinde yer yer oyulmasına, delinmesine neden olabilir. Sistem üzerindeki işletme yükü ve stresi, pH koşulları ve kimyasal korozyon önemli bir etkiye sahiptir ve farklı hasarların oluşmasına neden olurlar.

Korozyon genellikle nerelerde görülür?

Besleme suyu sisteminde korozyon, suyun pH değerinin düşüklüğünün, suda çözünmüş oksijen ve karbondioksit varlığının bir sonucu olarak oluşabilir.

Devrede olan kazan korozyonu, kazan suyu alkalinitesinin çok düşük ya da çok yüksek olduğu durumlarda oluşur. Özellikle kazanın kullanım dışı olduğu zamanlarda çözünmüş oksijen taşıyan su, metalle temas ettiğinde korozyon oluşur. Kazan metali üzerindeki yüksek sıcaklık ve baskılar, korozyon mekanizmasını hızlandırır. Buhar ve kondens sisteminde korozyon genellikle karbondioksit ve oksijen kirliliğinin bir sonucudur. Amonyak ve sülfür içeren gazlar gibi diğer kirleticiler de sistemde bulunan bakır alaşımlar üzerindeki zararı arttırabilir.

Korozyonun yol açtığı problemler nelerdir?

Korozyon iki bakımdan zorluklara neden olur. Birincisi metalin kendisinin bozunması ikincisi ise korozyon ürünlerinin kazanda yüksek ısı açığa çıkan alanlarda depozit şekilde birikmesidir. Kazan yüzeylerinde özdeş korozyon oluşması gerçek uygulamada çok nadir rastlanabilecek bir durumdur. Tüm kazanlar az bir miktarda genel korozyona uğrarlar. Korozyonların birçok sinsi formu vardır. Demir kaybına yol açan derin pittingler, suyun kazan tüp çeperlerinin içine işlemesine ve tüplerin yarılmalarına yol açar.

Kazan birikintilerinin altındaki korozyon, metali çok zayıflatabilir ve tüp arızaları oluşabilir. Buhar- kondens sistemlerinde hatların ve ekipmanların korozyon yüzünden yenilenmesi çok maliyetli olabilir.

Buhar Kazanlarında Korozyon Çeşitleri

Kazanlarda rastlanan çeşitli korozyon şekiller şunlardır.

Oksijen Korozyonu: Oksijen çok önemli bir korozyon faktörüdür. Metal üzerinde derinlemesine oyuklar ve karıncalanma (pitting) şeklinde korozyona sebep olur. Sıcaklık yükselmesi, korozyon reaksiyonunu hızlandırır. Oksijenin çözünürlüğü, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak azaldıkça, oksijen suda aşırı doymuş halde bulunur ve likit fazı terk ederek kazan cidarlarına doğru gitme eğilimi gösterir. Temas ettiği havasız yerlerde aşırı oksijen bulundurduğu için anodik reaksiyon verir. (Diferansiyelhavalandırma)

Karbon dioksit Korozyonu: Çözünmüş olan CO2aşağıdaki denkleme göre asiditeyi biraz arttırır.

CO2+ H2O ↔ HCO3– + H+

Bu olaydan meydana gelen asidite, özellikle kondens devrelerinde önemlidir. Kazana gönderilen karbondioksit gazı , bikarbonatların çözünmesinden meydana gelir ve kondens suyunda çözünür.

2 HCO3– → CO3-2 + CO2 + H2O CO3-2 + H2O → CO2 + 2OH–

Kostik Kırılması: Kostik veya kalevi korozyonlara kostik kırılma da denir. Bu korozyon şekli maddenin kristal yapısının arasında meydana gelen bir olaydır. Cidar üzerinde bulunan bir kırık veya çatlakta kalevi birikmesi olabilir. Bu olaya modern kazanlarda artık pek rastlanmaz. Çünkü hemen hemen hepsi kaynaklı olduğu için, kaleviler belli bir yerde konsantre

Düşük pH Korozyonu (Asit Korozyonu): Düşük pH seviyelerinde ve hidrojenin neden olduğu önemli korozyon türlerinden biri de hidrojen kırılmasıdır. Neden olduğu korozyon türü tekdüze asit korozyonundan farklıdır.

Genellikle kazan buharlaştırıcı ve zaman zaman da kızdırıcı borularında gözlenen hidrojen kırılmasının neden olduğu boru patlamalarında boru et kalınlığında bir incelme gözlenmez. Hidrojen kırılması genellikle yoğun birikintilerin altında gözlenir.

Hafif alkali ortamda oluşan hidrojen metale ulaşamaz. Ancak düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen ise kolayca metal içine yayılır.

Hidrojen Kırılması: Düşük pH şartlarında çalışan kazanlarda asit korozyonundan farklı olarak hidrojenin neden olduğu korozyona hidrojen kırılması denir. Kazanda oluşan birikinti altında oluşan korozyon sonucunda açığa çıkan hidrojen, yüksek sıcaklıkta metal içerisine yayılarak çeliğin yapısındaki karbon ile tepkimeye girerek “dekarbürasyon” denilen olayı gerçekleştirir.

Düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen, kolayca metal içinde yayılır. Hidrojenle, karbonun birleşmesi sonunda meydana gelen CH4yani metan, sıcaklığın ve basıncın etkisiyle metal taneleri arasında çatlaklar ve ayrılmalar oluşturarak metalin tahrip olmasına neden olur.

Birikinti Altı Korozyonu: Buhar kazanlarında oluşan birikintilerin alt kısımları, oluşturdukları çeşitli potansiyel farkları ile lokal korozyon oluşmasına neden olur. Birikinti altı korozyonu oluşmasını önlemek için kimyasal su şartlandırmasına özen gösterilmeli ve kazan suyu katkı madde derişimleri kontrol altına alınmalıdır.

Kazan sistemi korozyonunun önlenmesi için ne gibi önlemler alınmalıdır?

Korozyon önleme yöntemlerinin başlıcaları şunlardır;

  • Besleme suyundaki çözünmüş gazlar (O2ve CO2vb.) fiziksel ve kimyasal olarak giderilmelidir.
  • Kazan suyunun pH değeri ve alkalinitesi ayarlanmalı
  • İç yüzeyleri temiz tutulmalı, korozyonu hızlandırıcı etki gösteren birikintinin oluşması önlenmeli ve oluşan birikinti temizlenmelidir.
  • Servis dışı kaldığı zamanlarda, yaş konservasyonla kazan korunmalı, metal yüzeyi koruyucu manyetik tabaka ile kaplanarak pasifleştirilmelidir -buhar ve kondensat sistemlerinde bulunan korozif gazlar kimyasal şartlandırma ile giderilmelidir.
  • Serbest hidroksit, silis, klorür iyonları derişimi sınırlandırılarak denetlenmelidir.
  • Kondens ve besleme suyundan gelecek korozyon ürünleri korozyon önlenerek giderilmelidir.

Korozyon önleyici kimyasalların seçimi ve kontrolü için, korozyon nedenleri ve düzeltici önlemleri çok iyi tespit edilmelidir.

Kondens Hattı Şartlandırması

İşletmenin çeşitli proseslerinde kullanılmış buhar yoğunlaştırılır ve kazana geri döndürülür. Kondens dönüş suyu, besleme suyunun bir diğer bileşenidir. İşletme proses materyallerinden kaynaklanan kirliliğin tehlikesi oldukça büyüktür. Bazı kirleticiler arasında petrol, kimyasal malzemeler, gazlar ve soğutma suyu sayılabilir.

Kondens hatlarında oluşan karbonik asit korozyonu nötralize ve film yapıcı aminlerle önlenmelidir. Eğer kondens sistemi yeteri kadar korunmazsa korozyon yarıklarına ve bunun sonucunda da duruşlara neden olur. Korozyon oluşurken demir ve bakır bileşikleri kazan sistemlerinin içine geri gider ve degazörü tıkayabilir, kazanda ve ekonomizerde depozitler oluşturabilir. Uygun şartlandırma yaparak kazan verimindeki düşüşü, aşırı ısınmayı ve kazan çatlaklarını önleyebilirsiniz. SOLECHEMkorozyon inhibitörleri ve AQUAREDDoksijen tutucu, nötralize edici ve film yapıcı kimyasalları, etkin ve çok yönlü korozyon koruması sağlamaktadır.

Yazar Atılay - Emir Atakan Taşçıoğlu

Dokuz Eylül Üniversitesi Gemi Makineleri İşletme Mühendisliği

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Kazan Sistemleri Şartlandırma 2

Kazan Sistemleri Şartlandırma 4