Enhancing of pivot irrigation management by minimizing corrosion of ferrous based pipe alloys treated in magnetized aqueous medium
Mıknatıslı sulu ortamda kullanılan demir esaslı boru alaşımlarının paslanmasını en aza indirecek pivot sulama yönetiminin geliştirilmesi
Yazar: BILAL ALI ABBAS AL-HALBOOSI
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL HAKKI KARA
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Demir borular sulama sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak korozyona karşı hassastır ve bu durum da korozif etkilere neden olur. Mıknatıslanmış su, potansiyel bir korozyon önleyici çözüm olarak giderek daha fazla tercih edilmektedir, ancak sulama sistemlerindeki demir borular üzerindeki etkinliği tam olarak belirsizdir. Bu çalışma, mıknatıslanmış suyun, yaygın olarak kullanılan sulama sistemlerindeki demir boruların korozyon hızına etkisini araştırmaktadır. Çalışmanın metodolojisi, demir boru örneklerini, akış hızı, sıcaklık ve su kalitesi gibi farklı sulama senaryolarını simüle eden kontrollü koşullar altında hem mıknatıslanmış suya hem de mıknatıslanmamış suya maruz bırakmaktır. Üç farklı su türü kullanılmıştır: normal nehir suyu, kükürtlü su ve kuyu suyu. Bu sular da mıknatıslanmıştır. Korozyona uğramış yüzeylerin morfolojisi, mıknatıslanmış su ve demir arasındaki etkileşimin ardındaki mekanizmaları anlamak için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak belirlenmiştir. Bu çalışma, mıknatıslanmış suyun, sulama sistemlerindeki demir boruların korozyonunu azaltma potansiyeline, su kalitesi ve çalışma koşullarının mıknatıslanmış suyun etkinliği üzerindeki etkisine, ayrıca mıknatıslanmış suyun demirle etkileşime girdiği mekanizmalara dair değerli bilgiler sunacaktır. Elde edilen sonuçlar, altyapı hasarını ve yenileme maliyetlerini azaltabilme, su kullanım verimliliğini ve kaynak sürdürülebilirliğini artırabilme, tarımsal üretkenliği ve gıda güvenliğini artırabilme amacıyla sulama sistemlerinin tasarımı ve bakımı için iyileştirilmiş stratejilerin geliştirilmesine katkı sağlayacaktır. Nehir suyunun, özellikle mıknatıslanmış suyun, reaksiyonlara ve dolayısıyla korozyona neden olan kimyasalları azalttığı için çelik üzerinde en iyi etkiye sahip olduğu, manyetize sülfatlı suyun ise C ve O arttıkça korozyonun artması nedeniyle en kötü etkiye sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Iron pipes are widely used in irrigation systems but are susceptible to corrosion, leading to deterioration. Magnetized water has gained popularity as a potential anti-corrosion solution, but its effectiveness on iron pipes in irrigation systems is still unclear. This research investigates the effect of magnetized water on the corrosion rate of iron pipes commonly used in irrigation systems. This research methodology involves exposing iron pipe samples to magnetized and non-magnetized water under controlled conditions that simulate different irrigation scenarios (such as flow rate, temperature, and water quality). Three types of water were used: regular river water, sulfuric water, and well water. These waters were also magnetized. The scanning electron microscopy (SEM) technique is employed to determine the morphology of corroded surfaces, enabling a deeper comprehension of the interplay between magnetized water and iron. This investigation aims to deliver valuable  
insights into the potential of magnetized water to reduce corrosion of iron pipes within irrigation systems. Furthermore, it seeks to highlight the influence of water quality and operational conditions on the effectiveness of magnetized water and elucidate the mechanisms through which magnetized water interacts with iron, consequently influencing its corrosion behaviour. The outcomes of this study will also contribute to the enhancement of improved strategies for designing and maintaining irrigation systems. It can diminish infrastructure damage and replacement expenses, bolster water utilization efficiency and resource sustainability, and enhance agricultural productivity and food security. In conclusion, river water, particularly when magnetized, delivers the most favourable outcome on steel by reducing the occurrence of chemical reactions that lead to corrosion. Conversely, magnetized sulfate water exhibits the most adverse effect as corrosion intensifies with elevated carbon and oxygen concentrations.