Çelik Doğalgaz Boruları

Doğal gaz iletimi amaçlı yer altı ve yer üstü borular kullanılmaktadır. Bu borular kullanıldığı yerlerde, çevre şartları ve etkilerine yeterli dayanımı sağlaması gerektiği gibi kullanım ihtiyacına en uygun ve optimum maliyet şartlarını yerine getirmelidir. Uygun şartların belirlenmesi çeşitli tecrübe ve birikimler sonucu, farklı standartları ortaya çıkarmıştır. Ülkemizde doğal gaz sektöründe kullanılan çeşitli borular belirli standartlara uygun olarak kullanılır.

Yer altı ve yer üstü olarak kullanılan çelik borular, TS EN ISO 3183 ve eşdeğeri API 5L ile ASTM A53 ve ASTM A106 gibi standartlara uygun olarak kullanılmaktadır. Dikişsiz bakır borular TS EN 1057+A1 standardına göre kullanılmaktadır. Polietilen borular, TS EN 1555-1, TS EN 1555-2, TS EN 1555-3+A1 standartlarına uygun olarak kullanılmaktadır.

Bükülebilir hortum tipi borular TS EN 15266 ve TS 10670 standartına uygun olarak kullanılmaktadır. Çalışmamızda incelemekte olduğumuz doğalgaz sektöründe kullanılmakta olan TS EN ISO 3183 standartlı çelik borular standart içeriği olarak API 5L standardı ile eşdeğerdir. Bu eşdeğer standartlara uygun borular farklı kalite ve şartname seviyelerini sağlamaktadır. Çelik boruların içeriğindeki malzeme farklılıkları, üretim yöntemlerindeki farklılıklar, çeşitli kalite seviyelerine ulaşmasını sağlar.

Önerilen Makale: Çelik sac malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik kalın levha sac fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

Doğal gaz tesisat boruları farklı sınıflandırmalar içermektedir. Tesisat içerisinde kullanılan hatların istasyon veya servis kutusu sonrası ve öncesi konumları ve gereklilikleri farklı şekilde sınıflandırmalarına neden olmuştur. Temel olarak tesisat içerisinde kullanılan boruların sınıflandırılması aşağıda verilmiştir.

Ana Hat Borusu: Doğal gazın ana besleme hattı ile çeşitli basınç düzenleme ve ölçüm istasyonları öncesi, sonrası kullanılan boru hatlarıdır. Yüksek basınç ve gerekli durumlarda çelik boru olarak, 4 bar basınçtan düşük yer altı borularında polietilen boru olarak kullanılmaktadır.

Dağıtım Borusu: Ana emniyet vanası ve regülatörlerden sonra yatay ve düşey olarak montaj yapılan boru hatlarıdır.

Kolon Borusu: Düşey olarak çekilen boru hatlarıdır.

Sayaç Bağlantı Hattı: Kolon hattı ile sayaç arası montajı yapılan hatlardır.

Tüketim Hattı: Sayaç bölümünden tüketim yapan ekipmana kadar ulaşan borulardır.

Cihaz Bağlantı Hattı (Esnek Bağlantı Elemanı): Cihaz bağlantı vanasından cihazı birleştiren hattır. TS 10670 standartlarına uygun olarak kullanılmaktadır. İlgili standart ölçüsünde 1,6 Mpa (16 Bar) basınca kadar kullanılmaktadır.
 

Kullanılan çelik boruların çeşitli çevre şartlarına karşı korunmaları gerekmektedir. Saha uygulamalarında karşılaşılan problemlerin başında korozyon gelir. Korozyon dışında bir başka öneme sahip alan ise darbe ve yıkıma karşı korunmadır. 

Korozyon, metallerin su ve hava ile temas etmesi sonucu oluşan aşınma durumudur. Boruların korozyona uğramalarını engellemek bu sayede kullanım ömrünü uzatmak amaçlı genellikle polietilen kaplama yapılır veya katodik koruma uygulanır.

Polietilen Kaplama

Sahada kullanılan boruların korozyondan korunması amaçlı uygulanacak en kolay yöntem polietilen kaplamadır. Polietilen kaplama çelik boruya belirli bir ısıtma işlemi uygulandıktan sonra, yapıştırıcı görevi görmesi amaçlı epoksi ile kaplanıp üzerine polietilen malzeme kaplanması adımları ile gerçekleştirilmektedir.

Katodik Koruma 

Sahada kullanılan boruların korozyondan korunması amaçlı kullanılan bir diğer yöntem katodik korumadır. Katodik koruma yöntemi, belirli bir kaplamaya sahip veya çıplak olan borulara uygulanabilmektedir. Metale gönderilen elektronlar sayesinde hattın çözünmesi engellenip katod hale getirilir. Boru hattının katod hale gelmesi korozyona uğramasını engeller. Doğal gaz taşımacılığında katodik koruma genellikle toprak altı çelik boruların korunması için kullanılan yöntemdir.

Katodik koruma sistemleri dış akım kaynaklı veya galvanik anot yataklı olarak 2 ayrı grupta incelenebilir. Dış akım kaynaklı sistemlere redresörlü sistemler denilir ve bu sistemler şebeke enerjisi ile çalışır. Galvanik anot yataklı sistemeler ise çuval sistemleri olarak isimlendirilir ve galvanik anot çuvallar toprak altına gömülür.

Yıkıma Karşı Koruma

Doğal gaz taşımacılığında kullanılan toprak altı ve toprak üstü borular çevresel yıkımlara karşı gerekli emniyeti sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır. Ülkemiz deprem ve heyelan benzeri çevresel afetlere karşı risk bölgesi sayılan yapıya sahiptir.

Toprak altında veya bina iç tesisatı benzeri noktalarda öncelik oluşabilecek bir sarsıntı veya yıkım esnasında çelik borunun kırılmadan kalabilmesini sağlamaktır. Oluşabilecek yıkımlara karşı tesisatların yıkılmadan kalabilmesini sağlamak için yapılan çalışmalara sismik (depremsel) koruma ismi verilmektedir. Kırılması önlenemeyecek durumlarda gaz akışının acil olarak kesilmesini sağlamak gerekmektedir. Gaz akışının kesilmesini sağlamak amacı ile hat üzerinde otomatik olarak sarsıntı sonucu gazı kesebilen mekanik veya elektriksel vanalar kullanılabilir.

Alınabilecek önlemlerden biride kombi, mutfak fırını ve ocak benzeri cihazların bağlantı boruları kaliteli esnek borulardan seçilmesi gerekmektedir.

Boru hatlarında, boru yüzeyi ve kaynak bölgelerinde alınacak önlemlerin başında uygun mekanik özelliklere sahip boru ve kaynak uygulamalarının yapılmasıdır. Uygun boru ve kaynak uygulamaları yapılan tesisatlarda kullanılan sismik sınırlayıcılar aktif ve pasif olarak 2 grupta incelenebilir. Aktif sınırlayıcılar sensörler ile deprem esnasında uyarılıp boru yüzeyinde katı bir kilitlenme mekanizması oluşturur. Bakım gerekliliği duyar ve maliyeti yüksektir. Pasif sınırlayıcılar ise sabit şekilde bağlı durumda bulunurlar fiyatlarının aktiflere göre uygun olması ve bakım gerektirmemesi daha fazla tercih edilmelerini sağlar.
 

Doğal gaz taşınmasında kullanılan borular farklı birleştirme yöntemlerine sahiptir. Uygulama yapılan hattın özelliklerine göre flanşlı, dişli veya kaynaklı birleştirmeye başvurulur.

Flanşlı Birleştirme 

Birleştirme yöntemlerinden biri olan flanşlı birleştirme, doğal gaz için genellikle polietilen boruların çelik borular ile birleştirilmesi veya istenildiği durumda boru hattının kolay olarak demonte edilmesi için kullanılan bir yöntemdir.

2 ayrı yöndeki flanş ekipmanı, boru üzerlerine kaynak edildikten sonra aralarına conta koyularak, saplama ve somunlar ile boruları birleştirilir. Flanşlı birleştirme doğalgaz hatlarında sıva altında kullanılamaz ve bağlantıların sızdırmazlık problemlerinden dolayı kaynaklı birleştirmeye nazaran daha az tercih edilir. 

Dişli Birleştirme 

Birleştirme yöntemlerinden biri olan dişli birleştirme yöntemi, boru gövdesine diş açılması bu sayede birleştirilmesi sonucu uygulanır. Borularda birine dış diş açılırken diğerine iç diş açılıp birleştirilir. Dişli veya vidalı birleştirme olarak isimlendirilen bu yöntem, sızdırmazlık konusunda flanşlı ve kaynaklı birleşimden daha düşük yeterlilik sağladığından daha az tercih edilir.

Kaynaklı Birleştirme

Kaynaklı birleştirme yöntemi aynı veya birbirine yakın malzemelerin ısı etkisi veya ısı ile birleştirilmesidir. İçerisinde farklı bir çök özel yöntemi barındıran kaynaklı birleştirme yöntemi uzun yıllardır endüstrinin birçok bölümünde kullanılmaya devam eden verimli bir birleştirme yöntemidir. Temelde, basınç kaynağı, ergitme kaynağı ve özel kaynak yöntemleri olarak sınıflandırılırlar.

Basınç kaynağı sınıfı, elektrik direnç kaynağı, patlama basınç kaynağı ve sürtünme kaynağını içerir. Ergitme kaynağı sınıfı, örtülü elektrot ark kaynağı, toz altı kaynağı, MIG-MAG kaynağı, TIG kaynağını içerir. Özel kaynak yöntemleri sınıfı, ultrasonik kaynak, lazer kaynağı, plazma kaynağı, elektron ışın kaynağını içerir.

Kaynaklı birleştirme yöntemi doğal gaz taşıma hatlarında kullanılan polietilen ve çelik boruların birleştirilmesi amacıyla kullanılan yöntemlerden biridir. Kaynaklı bölgelerin sızdırmazlığı flanşlı ve dişli birleştirmeye göre çok iyi sonuçlar verdiğinden doğal gaz taşımacılığında en çok kullanılan yöntemdir.