Galvaniz kaplama çinko metali ile yapılmaktadır. Galvaniz kaplı boru içerisinden geçecek olan suyun içerisinde bulunan iyonlar yani klorür (Cl-), sülfat (SO4-2) ve bikarbonat (HCO3-) ile reaksiyona girer ve bu reaksiyonun sonucunda çinko oksit (ZnO) ve çinko hidroksit Zn(OH)2 gibi bileşikler oluşturabilir.
Suda bulunan farklı metal iyonları da galvanik korozyonu hızlandıracak ve çinko kaplamanın aşınmasına sonrasında ise çelik borunun yüzeyinin korumasız bir şekilde açığa çıkmasında neden olabilir. Galvaniz borunun zamanla böyle bir durumdan dolayı, çinko kaplaması korozyona uğrayarak azalacak ve koruduğu demir boru oksitlenme ile karşı karşıya kalacaktır. Borunun korozyon koruması azalacaktır. Korozyonun ilerlemesi neticesinde demir boru yapısal olarak bozulmaya başlayacak ve ömrü kısalacaktır. Galvaniz kaplamalı borularda, çinko kaplamanın aşınmasıyla demir oksitler ve diğer metal oksitler birikir.
Galvaniz kaplamalı borularda Demir ve Metal Oksitler
Sert Su: İçerisinde çökelti oluşturabilecek kadar fazla iyon bulunduran su sert su olarak tanımlanabilir. Kalsiyum (Na), Magnezyum (Mg) ve diğer ağır metal iyonları bakımından zengindirler.
Kalker (Kireçtaşı): Kimyasal bileşiminde en az %90 CaCO3 içeren kayaçlara kalker ya da kireçtaşı adı verilmektedir. Galvaniz boru içerisinden geçen sıcak suyun içerdiği kalsiyum bikarbonat, sıcaklık arttıkça kalsiyum karbonat ve karbondioksite ayrışır. Kalsiyum karbonat (kalker) boru yüzeyinde çökelir.
Kışır (Taş): Suyun içindeki mineral ve metal oksitlerin çökelmesiyle oluşan birikintilerdir. Bikarbonat iyonu, HCO3- içerir. HCO3- (aq) içeren su ısıtılırsa, bikarbonat iyonu CO32- , CO2 ve suvermek üzere kolayca bozunur. Bikarbonat CO32- sudaki çok değerlikli katyonlarla tepkimeye girerek kalsiyum karbonat CaCO3 veya magnezyum karbonat MgCO3 karışık çökeltisini ve kışır adı verilen tortuyu oluşturur. Bu tortu sıcaklığında etkisi ile çözünürlüğü azalır ve boru iç yüzeyine yapışarak kireç tabakasını oluşturur.
Tüm bu bilgiler ışığında, galvaniz kaplı boruda yaşanacak senaryo şu şekilde olacaktır:
Tesisat binada bulunan merkezi sıcak su tesisatına bağlı ise kazandan alınan ısı boyler yardımı ile taze suyu ısıtacak ve pompa yardımı ile katlara kullanıma gidecektir. Eğer suyumuz sert ve içerisinde bol miktarda iyon ve mineral içeriyor ise, ilk önce galvaniz tabakayı korozyona uğratmaya başlayacaktır. Bununla birlikte su içerisinde bulunan bikarbonat iyonları sıcaklığın artmış olduğu suyun içerisinde çözünürlüğü düşük olacağından eş zamanlı olarak boru üzerinde tutunmaya başlayacaktır. Tutunma yaşanırken su içerisinde bulunan ağır metal iyonları da çökelme yapacaktır (Tortu ve çamur görüntüsü).
Sıcak su hattı devamlı taze su ile beslenmeye devam edeceği için bu reaksiyonlar da hızla devam edecek ve sonunda çinko kaplamanın kalkması ile birlikte açığa çıkan çelik boru, suyun içerisindeki oksijen ile birlikte oksitlenmeye başlayacaktır. Oksitlenme hızı, sisteme devamlı taze su girişi olacağından hız kesmeyecek ve sonunca borularda noktasal olarak başlayarak delinmeler baş gösterecektir. Bu delinmeler ile birlikte oluşan çökeltiler ve oksitlenme boru dışarısına taşmaya başlayacaktır. İleri aşamalarda borularda zayıf olan yerlerden başlamak üzere çürüme büyük delinmeler ile ağır korozyon durumları gözlenmesi mümkündür. Diğer bir olumsuz durumdan bahsedecek olursak, oluşan bu çökelti, tabaka ve korozyon sıcak su tesisatını kullanan insanlarda çok çeşitli sağlık sorunları yaratacağı gibi sistemin doğru, verimli ve sağlıklı çalışmasını da engelleyecektir.
Isıtma sistemlerinde de her ne kadar kapalı sistem de olsa zamanla sistem içerisine taze su alınacağı için benzer durumlar baş gösterecektir. Isıtma sistemi suyu insana temas etmediği için sağlık sorunlarına sebep olmayacaktır ancak Isıtma sistemi bileşenleri suyun kalitesine bağlı olarak korozyona maruz kalacak hatta bu bileşenler içlerinde oluşan kalker tabakaları ısı transferini zorlayacak ve ciddi enerji kayıplarına sebep olacaktır.
Suyun kalitesi sistemlerin ömrü için çok önemlidir. Bu sebeplerden dolayı kullanım suyu veya ısıtma tesisatlarında kullanılacak olan suların belirli proseslerden geçirilip istenilen kalitelere getirilmesi gereklidir. Suyun istenilen kalite özelliklerine getirilmesine “Su Şartlandırma” denilmektedir. Su şartlandırması yapılmaz ise oluşacak problemler:
• İşletme maliyetlerinin artması
• Boru çaplarında daralma sebebi ile basınç kayıplarının artması ve pompaların yetersiz kalması
• Pompalar yetersiz kaldığı için istenilen debide suyun en uçtaki kullanıcılara ulaşamaması
• Suyun insan sağlığını olumsuz etkileyecek rahatsızlıklara neden olması mide, solunum, cilt rahatsızlıkları gibi v.d.
• Sistem bileşenleri kazan, eşanjörler, pompalar, vanalar, borular zamanla arıza vermeleri ve değişimlerinin yapılması gerektiğinden maliyet çıkması
• Isıtma tesisatının en uç noktalardaki kullanıcılarına istenilen sıcaklıkla ve debide ısınma su gönderilmemesi
Yüksek Katlı Konut Sitesi Örnek İnceleme
İstanbul Başakşehir ilçe sınırlarında yer alan birkaç bloklu yüksek katı konut sitesi yönetiminden gelen talep doğrultusunda, sıcak kullanım suyu tesisatı ve bileşenlerindeki bozulmalar ve yetersizlikler yapılan incelemeler neticesinde nedenleri araştırılmıştır.
Örnek Rapor
İncelemenin Konusu
İstanbul Başakşehir adresinde çok bloklı sitenin sıcak su sisteminden sağlanan sıcak kullanım suları bulanık akmaktadır. Bulanıklığa sebep olan etkenlerin tarafımdan araştırılması istenmektedir.
Sistemin İncelenmesi
Binalar 25.01.2023 tarihinde yerinde incelenmiş ve bina görevlilerinden bilgi alınmıştır. Her blok için merkezi kazan dairesi mevcuttur. Sistemde sıcak su, boylerler vasıtasıyla hazırlanmaktadır. Hazırlanan sıcak sular galvanize edilmiş borular ile dairelere dağıtılmaktadır. Ayrıca sıcak su temininde gecikme yaşanmaması için sirkülasyon pompalı dolaşım sistemi kurulmuştur. Kullanım suyu tesisatında su arıtma veya yumuşatma sistemi mevcut değildir. İnceleme sırasında tortu mekanizmasına sebep olabilecek etkenler incelenmiş ve aşağıda ki değerlendirmeler yapılmıştır.
Tespitler ve Değerlendirmeler
Binalarda galvaniz borularla tesis edilmiş olan soğuk su sisteminde su akışında bulanıklık yoktur. Bulanık su akışının ara sıra olmak üzere sıcak su sisteminde olduğu teknik görevliler tarafından ifade edilmiştir. Sitede rastgele olarak seçilen 2 blokta borular sökülmüş ve fiziki durumları incelenmiştir.
Rapor Fotoğraf 1: Boru ve Vana Rakoru içinde oluşan çökelme ve tabakalar
Resimlerde, sıcak su sistemin de kullanılan galvaniz boruların iç tarafında kalker tabakasının oluştuğu görülebilmektedir. Borularda meydana gelmiş olan bu kışır tabakasının sebebi, şehir şebekesi suyu içerisinde bulunan kalsiyum, magnezyum, silisyum gibi mineraller ve tortudur. Bu maddeler suyun sıcaklığının artması ile çökelti oluşturarak galvaniz yüzeye yapışarak birikinti oluşturmaya başlar. Bu oluşum sonucunda aşağıda yazılmış olan istenmeyen durumlar ortaya çıkacaktır.
Boruların içerisinde biriken tortu içeriği genellikle kalsiyum karbonat, suda çözünmüş halde bulunan çeşitli mineraller, demir oksit, nikel ve benzeri metaller ve bileşikleridir. Bu maddeler içerisinde sağlığa zararlı ağır metallerin olması da muhtemeldir.
Boru içerisinde biriken bu maddeler çeşitli cilt hastalıklarına, alerjik reaksiyona, solunum yolu hastalıklarına sebep olabilme potansiyeline sahiptir. Tortu tabakasının oluşturduğu girintili yüzeyler mikrobiyolojik canlıların yuvalanmasına sebep olacaktır. Bu tip girintili yüzeyler, özellikle 60 °C sıcaklığa kadar ya şama özelliğine sahip olan lejyonella bakterileri için ideal bir yaşam ortamı oluşturmaktadır.
Tortu nedeni ile daralan boru iç çapları, su basınçlandırma sistemi hidroforlarının daha fazla güç sarf etmesine neden olacaktır. Bu da daha fazla enerji kaybına yol açacaktır.
Rapor Fotoğraf 2: Vana girişi rakor içinde oluşan çökelme ve tabakalar
Özellikle suların kesilip yeniden gelmesi durumunda musluklardan akan su bulanık olacaktır. Sistem basıncının değişmesi, ya da borunun içinde suyun akmadan birkaç saat beklemesi durumunda da sıcak su musluklarından akan su aynı şekilde bulanık olacaktır.
Rapor Fotoğraf 3: Vana girişi rakor içinde oluşan çökelme ve tabakalar
Değerlendirme ve Sonuç
Sıhhi sıcak su sisteminde ki galvaniz boruların tortu ve kışır tabakası ile kaplandığı, bu tabakanın sıcak su sirkülasyon (dolaşım) borularında sağlık açısından tehlike yaratacak boyuta ulaştığı görülebilmektedir. Mevcut sistemin daha fazla zarar görmemesi, kışır tabakasının kalınlığının artmaması için şebeke suyunda bulunan minerallerin (özellikle kirecin) arıtılarak dairelere gönderilmesi gerekmektedir. Bir başka deyişle suyun yumuşatılması gereklidir. Bu da ancak temiz su yumuşatma ve arıtma sistemi kurulması ile sağlanabilir.
Temiz su yumuşatma ve arıtma sistemi ön depo (Şebeke suyu depolama), su yumuşatma ve arıtma sistemi ve temiz su deposundan oluşmalıdır. Bu sistem genel olarak bina mekanik tesisat projesinin oluşturulmasıyla birlikte öngörülmelidir. Su yumuşatma sisteminin kullanılmadığı durumlarda metalik boru yerine tortu tutmayan sağlık bakanlığı tarafından kullanılmasında mahsur görülmeyen polipropilen (PP) esaslı boru gibi boruların kullanılması tercih edilmelidir.
Mevcut durumda su yumuşatma sistemi kurulsa bile boruların içinin temizlenmesi mümkün değildir. Mevcut sıcak su sisteminin boruları mevcut durumun devam ettirilmesi durumunda işletme ve sağlık açısından kullanılamaz hale gelecektir. Bu bloklarda, galvaniz sıhhi sıcak su ve dolaşım borularının değiştirilmesinin en iyi seçenek olduğu kanaatine varılmıştır.
Sonuç
Kullanım sularının şartlandırılmaması, binaların mekanik tesisatlarının uzun vadeli sürdürülebilirliğini olumsuz yönde etkileyebilir. Kireç ve tortu birikimleri, boru çaplarının daralmasına ve sistemde basınç kayıplarına neden olur. Bu durum, pompa sistemlerinin daha fazla enerji tüketmesine, dolayısıyla işletme maliyetlerinin artmasına yol açar.
Ayrıca, bakımsız ve kireçlenmiş tesisatlar, sık sık arıza yaparak hem ekipman ömrünü kısaltır hem de bina yönetimleri için yüksek bakım maliyetleri doğurur. Su arıtma ve şartlandırma sistemlerinin uygulanması, tesisat ömrünü uzatmanın yanı sıra enerji ve bakım giderlerinde önemli tasarruflar sağlayacaktır. Bu nedenle, mekanik tesisat sistemlerinde sürdürülebilirliği sağlamak ve işletme maliyetlerini düşürmek için su şartlandırma çözümleri bir zorunluluk haline gelmiştir.
Yaşanacak olumsuz sonuçlar, yalnızca kullanım sularının şartlandırılmamasıyla sınırlı değildir; aynı zamanda tesisatta galvaniz kaplı çelik boru kullanılması da bu sorunları artırmaktadır. Galvaniz borular, zamanla kireç ve tortu birikimine maruz kalarak su akışını engelleyebilir ve korozyona uğrayarak delinmelere neden olabilir. Bu nedenle, bu tür olumsuzlukların önüne geçmek için plastik boru kullanımı önerilmektedir. Plastik borular, kireçlenme veya tortu oluşumu yaşanmasını engelleyerek hem tesisatın ömrünü uzatır hem de bakım maliyetlerini minimize eder. Plastik boruların kullanımı, hem sağlık açısından daha güvenli hem de ekonomik açıdan daha sürdürülebilir bir çözüm sunmaktadır.
Kaynak: Onur Ayhan Kılyar, Makine Mühendisi
