Yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) spiral sarımlı borularda elastiklik modülü ile profil hatvesi arasındaki ilişkinin incelenmesi
Investigation of the relation between elastic modulus and profile pitch in the spirally wound high density polyethylene (HDPE) pipes
Yazar: TAMER BİRTANE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. OĞUZ GİRİT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Yüksek yoğunluklu polietilenden mamul spiral sarımlı borular alt yapı borusu olarak atık suların arıtma sistemlerine taşınmasında ve Arıtma tesislerinden alınan ön arıtılmış suyun deniz akıntılarına kadar tahliyesinde kullanılmaktadır. Ayrıca bu borular yerleşim yerlerinin yağmur suyu sistemlerinde ve derelerin ıslah edilmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. Son yıllarda spiral sarımlı borular nehir tipi hidroelektrik santrallerinde su toplama havuzuna suların getirilmesi ve toplanan suların kayıpsız olarak santrale iletilmesinde tercih edilmektedir.Bu borular alt taban ve profilden oluşan boru kesit geometrisinin spiral şeklinde ve belirli bir aralıkla (hatve) ile sarılması ile üretilmektedir. Boru dayanımına etki eden parametreler polietilen malzemenin elastiklik modülü, boru geometrisi kesit atalet momenti ve boru kesit atalet eksenidir. Yapılan uygulamalarda aynı malzemeden mamul boruların farklı hatvelerde aynı atalet momentine sahip olsalar bile farklı dayanımlar sergiledikleri görülmüştür.Bu çalışmadaki amacımız profil sarım hatvesinin boru dayanımına etkisinin olup olmadığının araştırılmasıdır. Çalışmada söz konusu boru numuneleri bilinen üretim teknolojileri ile üretilecek ve numunelere standartların belirlediği dayanım testleri yapılarak deneysel sonuçlar elde edilecektir.Çalışmada sarım hatvesinin boru dayanımını etkilediği küçük sarım hatvelerinde borunun beklenenden daha az esnediği ve tersi olarak büyük sarım hatvelerinde borunun beklenenden daha fazla esnediği görülmüştür.Polietilen malzemenin elastiklik modülünün sabit olduğu düşünüldüğünde boruda oluşan dayanım farklarının görünen elastiklik modülünü etkilediği anlaşılmaktadır. Spiral sarımlı boru hammaddesi olan HDPE'nin daha verimli kullanılması için boru tasarımı yapılırken sarım hatvesinin etkisinin göz önünde bulundurulması fayda sağlayacaktır.

Abstract:
Spirally wound made of high density polyethylene pipes are used in infrastructure for transporting waste water to treatment facilities and for transporting pre-treated water from treatment facilities to sea discharge lines. Additionally, these pipes are used frequently at the rain water drainage systems of residential areas and stream improvement systems. In the last years, spirally wound pipes are preferred for collecting water to main pond of the river-type hydroelectric power plants and transporting this water from pond to plant with no loss.These pipes are manufactured by winding pipe sectional geometry, including the base part and the profile, spirally with a certain pitch. The parameters affecting pipe strength are the elastic modulus of polyethylene material, moment of inertia of pipe sectional geometry and pipe section inertia axis. In the applications performed, it was observed that pipes made of the same materials showed different strength values at different pitch values, even if they have the same moment of inertia.The aim of this study is to investigate the effect of profile winding pitch on pipe strength. In the study, pipe samples said have been manufactured by the known production technologies, and the strength tests given by the standards have been applied to the samples, so the experimental results have been handled.It was observed that the pipe bended less than expected at small pitch values at which the pitch value affected the pipe strength, contrarily, the pipe bended more than expected at large pitch values.If it was assumed that the elastic modulus of polyethylene material is constant, it is found that the strength differences at the pipe affect apparent elastic modulus. While the pipe is designed, it will be useful that the effect of winding pitch value is considered for a more efficient use of spirally wound pipe material.