İç cidarı beton kaplı borularda akımın aşındırma etkisi
Abrasıon effect of flow on pıpes wıth cement mortar lınıng
Yazar: AYNUR ŞAFAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MÜSTEYDE BADUNA KOÇYİĞİT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Hidrolik Ana Bilim Dalı / Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İçmesuyu isale hatlarında boru çapının belirlenmesindeki en büyük etken su hızıdır. Gerek çelik borunun içerisindeki beton kaplamaya zarar verdiği, gerek enerji kayıplarını artırması nedeniyle ilave işletme masrafları getirdiği, gerekse su darbesi etkilerini artırdığı gerekçesiyle tasarım hızı belirli bir değerin üzerine çıkarılamamaktadır. Söz konusu hız limitleri mevcut literatürde belirli aralıklarda (0,50 – 3,00 m/s) verilmektedir. Ancak iç kaplamada kullanılan beton kalitesinin artmasıyla birlikte pompaj gerektirmeyen sistemlerde söz konusu hız sınırının da bir miktar daha artırılabileceği ve bu sayede boru çapından ekonomi sağlanılabileceği düşünülmektedir. İçmesuyu isale hatlarındaki boru maliyeti işin toplam maliyetinin büyük kısmını oluşturduğundan tasarım çapını küçültmenin ekonomiye vereceği katkı da ihmal edilemeyecek kadar önemlidir. Bu çalışmada içi beton kaplı düktil borularda yüksek hızların test edileceği bir boru düzeneği kurulmuş ve bir dizi deney gerçekleştirilmiştir. Deneyde içi katkılı beton kaplamalı TS-EN 545 Standardına uygun düktil boru kullanılmıştır. İç beton kaplama, ISO 4179 standardına uygun olarak santrifüj (merkezkaç, savurma) yöntemiyle uygulanmıştır. Deney düzeneği 4 farklı çapta (Ø200-300-400-450 mm) düktil borulardan oluşan ve pompalar vasıtasıyla depodan basılan suyu tekrar depoya ulaştıran bir devir-daimden oluşmaktadır. Sistemde 4 farklı çap kullanılarak aynı debide 4 farklı hız oluşturulmuştur. Deneyde 440 l/s debide oluşan 2,73-3,45-6,08-13,81 m/s su hızlarının iç beton kaplamaya verdiği aşınma gözlenmiştir. Deney öncesinde iç beton kaplama kalınlıkları belirli noktalarda ölçülmüş olup, 3 ay boyunca deney düzeneği çalıştırılmış ve her ay sonunda aynı noktalarda ölçümler alınmıştır. Bu ölçümler bir önceki değerler ile kıyaslanarak ve beton kaplamadaki değişiklikler tespit edilerek değerlendirme yapılmıştır. Deney sonucunda kullanılan hız değerleri ile oluşan aşınmalar arasında lineer bir ilişki tespit edilememiştir. Bu çalışmada deneyde uygulanan hızların boru iç cidarını oluşturan beton kaplamada meydana gelen aşınma üzerindeki etkisinin ihmal edilecek kadar az olduğu görülmüştür

Abstract:
The main factor in determining pipe diameter in potable water supplying systems is the flow velocity. The design flow velocity cannot be increased above a certain value due to the deterioration it causes on cement mortar lining, the additional management costs because of the increased energy loses and the increase its causes in water impact. The flow velocity limits noted in the literature are given in a specific range (0,5-3,0 m/sec.) However, the mentioned velocity limits can be increased up to a certain value in systems without pumping by decreasing the pipe diameter with the increase in the quality of cement mortar used on the interior lining of the pipes and thus the cost of the project can be reduced. The economical contribution to the project cost by reducing the pipe diameter can not be disregarded because the cost of pipe constitutes the major part of the total cost of a potable water project. In this study, an experimental pipeline model was set up from ductile pipes with addited cement mortar lining in which high velocities were aimed and a series of experiments were conducted. In all experiments, ductile pipes with cement mortar lining with TS-EN 545 standards are used. The cement mortar lining was applied to the pipes by santrifuj method according to the ISO 4179 standards. Experimental set up was composed of ductile pipes with four different diameter (Ø200-300-400-450 mm) and water was recycled from a reservoir to the pipe system and back to the reservoir by pumps. In the set up, four flow velocities were obtained at the same discharge with the four different pipe diameter. In the experiments, discharge was set to 440 l/s and the abrasion effects on the cement mortar lining due to the 2,73-3,45-6,08-13,81 m/sec flow velocities were observed. At the beginning of the experiments, the thickness of the cement mortar lining was measured at specific locations and at the end of running the flow in the system for a month, the measurements were taken at the same locations and this was repeated for three months. The measured thicknesses were compared and the changes on the cement mortar lining were observed. No linear relation could be determined between the flow velocities and observed abrasions from experiments. It is thus concluded that the abrasions observed on cement mortar lining by the flow velocities applied were as little as cen be neglected.