Özet: Galvaniz çelik borulardaki korozyon- ömür problemi ile hijyen tercihleri yüzünden, özellikle sıhhi tesisat su devrelerinde PPR ,boru kullanımı son yıllarda yaygınlaşmaktadır. Buna karşın uygulama projelerinde hesaplamalar ve gösterimler, genellikle galvaniz çelik boruya göre (inç- nominal çap, DN ) yapılmaktadır. Saha uygulamasında ise, esnasında bu gösterilen boru çapları, ampirik(deneyimsel) bir tablo ile PPR boruya geçildiğine bazen rastlanmakta, bazen de çizimler üzerinde halen inç veya DN olarak tariflenmektedir. Ancak çap hesabına girmeden sadece boru notasyonlarına bakarak bu dönüşümü yapmak yanlışlara neden olabilmektedir. Bu nedenle PPR boru çap dönüşümü yaparken bazı hususlara dikkat edilmesi gerekmektedir. Aynı şekilde daha özel uygulamalarda bakır, paslanmaz malzemeden borular da kullanılabilmekte olup, aynı çap tariflerinin doğru bir tanımla yapılması çok önemlidir.
Boru Anma Çapı Tarifi
EN ISO 6708 Avrupa standardında boruların anma çapı tanımları verilmiştir. Bu standart ülkemizde de TS 3990 EN ISO 6708 olarak geçerlidir. Bu sisteme göre anma çapları DN (Diameter Nominal) olarak ifade edilmektedir. DN için ilgili standart, şu açıklamayı vermektedir:
Referans amaçlı kullanılan, boru sistemi bileşenlerinin boyutunu gösteren alfa-nümerik(harf ve rakamlardan oluşan) bir tanımdır. DN harflerinden oluşur ve boru deliğinin çapının yada son bağlantı elemanının dış çapının fiziksel boyutuna, milimetre cinsinden, dolaylı olarak bağlı olan boyutsuz bir sayı tarafından takip edilir.
Örneğin DN25 boru dediğimizde delik çapının yaklaşık 25mm olduğu bir çelik borunun kastedildiği anlaşılır. Ancak ilgili borunun delik çapının net 25mm olmadığı sadece borunun isimlendirilmesi için kullanıldığı bilinmelidir.
Ayrıca aynı standartta, DN harfleriyle belirtilen sayının ölçülebilen bir değer olmadığı ve aksi belirtilmedikçe hesaplamalarda kullanılmaması gerektiği vurgulanır. Diğer taraftan DN gösterim şeklini kullanan standartlarda, DN ve bileşen arasındaki ilişkinin DN/OD veya DN/ID gibi belirtilmesi gerektiği söylenir.
Yukarıda verdiğimiz örnekten yola çıkarsak TS EN 10255 standardında DN25 çelik boruda orta seride iç çap 27,3mm, ağır seride 25,7mm, hafif seride 27,9mm’dir. TS EN ISO 3183’de ise iç çap 26,6mm’dir. Görüldüğü gibi borunun anma çapı DN25 olmasına rağmen iç çapları birbirinden farklıdır. Haliyle hesaplamalarda hangi boru kullanıldıysa onun ölçüsü esas alınmalıdır. Görüldüğü gibi her DN25 siyah çelik boru aynı değildir. Karışıklıktan kaçınmak için örneğin DN/ID 25/27,3 gösterimini kullanmak önem kazanmaktadır.
Metrik sistemi kullanmayan Amerika’da ise anma çapları NPS (Nominal Pipe Size) olarak gösterilir. Bu sefer, milimetre cinsinden değil de inç cinsinden bir sayı kullanılır. Örneğin NPS 1” olarak yapılan bir gösterimde delik çapının yaklaşık 1”olduğu boru kastedilir. Ancak yine her 1” boru aynı boru olmayacağından yanına et kalınlığını gösteren Sch40 (Schedule 40), Sch80 (Schedule 80) gibi ilaveler yapılır.
Gerek Avrupa kullanımında DN yerine gerekse Amerika kullanımında NPS yerine NB(Nominal Bore) ifadesi de kullanılmaktadır.
Ülkemizde bina tesisatında en yaygın olarak TS EN 10255 orta seri çelik boru kullanılmaktadır. Haliyle iç ya da dış çap bilgisi eklenmeden sadece DNxx olarak yapılan bir gösterimden TS EN 10255 normundaki borunun kastedildiği düşünülmektedir.
Ancak bu alışkanlığı PPR, HDPE,PVC gibi borulara taşıdığımızda hatalı uygulamalarla karşılaşılmaktadır. Bu boruların dış çap ölçüsünün DN ölçüleriyle paralellik göstermesi yanlış anlaşılmanın temel kaynağı olmuştur. Örneğin 25mm dış çapında üretilen bir PPRC boru için DN25 ifadesi kullanılamaz. Çünkü 25mm ölçüsü PPR borunun dış çapını vermektedir, DN gösterimi ise yaklaşık iç çapı verir. PPR ve HDPE borularda basınç sınıfına paralel olarak boru et kalınlığı önemli oranda değişir. Bu nedenle boru iç çapı ve bu çapın karşılık geldiği DN kademesi değişiklik gösterir. Tablo-1 den de görüleceği üzere dış çapı 32mm olan PPR boru bir PN10 sınıfında DN25’e tekabül ederken bir PN20 basınç sınıfında DN20’ye tekabül etmektedir. Bu nedenle PPR boruların gösteriminde anma çapının yanında iç çap ya da et kalınlığı bilgisinin verilmesi gereklidir. Basınç sınıfını göz ardı ederek “Çelik borunun bir üst çapını alalım” genellemesi de her zaman doğru sonuçlar vermez.
Teknik olarak PPR yada HDPE borularda DN gösteriminin kullanılması mümkün olmasına rağmen uygulamada yukarıda bahsedilen sebeplerden ötürü pek fazla karşılaşılmaz. Onun yerine dış çap ölçüsünü gösteren Ø ifadesi kullanılır. Ayrıca Ø bilgisinin yanına basınç sınıfı yada et kalınlığı bilgisi yazılarak olası karışıklıklar tamamıyla engellenmiş olur. Mesela, Ø32×5,4mm ifadesiyle borunun dış çapının 32mm olduğu, et kalınlığının da 5,4mm olduğu netleştirilir. Yada Ø32 SDR6 (PN20)denildiğinde yine yeterli bilgi verilmiş olur.
Ülkemizde boru anma çaplarının inç cinsinden gösterimi de oldukça yaygındır. Ancak unutulmamalıdır ki ½” boru, ¾” boru, 1” boru, vs. denildiğinde, yine sırasıyla, DN15 boru, DN20 boru, DN25 boru, vs. dendiğinde ne anlaşılıyorsa aynısı anlaşılmalıdır. İnç cinsinden verilen bu ölçüler de yaklaşık iç çapı vermektedir ve asla net ölçüler değildir. İnç ifadesi yerine terminoloji de “parmak” ifadesi de kullanılmaktadır. Etimolojik olarak inç kelimesinin karşılığı olmasa da dünya üzerinde birçok ülkede inç yerine kendi dillerindeki “parmak” ifadesi ( daha doğrusu “başparmak”) ifadesi kullanılır. Bunun kökeninde ortalama ölçülerdeki yetişkin birinin başparmağının eninin yaklaşık bir inç yani 25,4mm’ye tekabül etmesi yatmaktadır. Tablo-1’den DN gösterimi ile inç/parmak (“) gösterimi arasındaki çap dönüşümünü görmek mümkündür.
Yeri gelmişken, “Dişli olarak birleştirilecek borular parmak(“) olarak gösterilir, kaynaklı olarak birleştirilecek borular “DN” olarak gösterilir” türünden genel bir tanım ya da tarifin mevcut olmadığını söylemek gerekir. Belki proje özelinde boru birleştirmeleri şeklinin kolay hatırda kalması ve çabuk çağrışım yapması açısından böyle bir gösterim tercih edilebilir ama kesinlikle genelleme yapılmamalıdır.
Boru Çapı Dönüşümü
Eğer bir projede herhangi bir sebeple çelik borudan PP-R boruya dönüşüm yapılması istenmişse ve tekrardan pompa basma yüksekliği hesaplarına girilmeyecekse ve boru malzemeleri açısından teknik bir sakıncası yoksa böyle bir dönüşümün yapılması mümkündür.
Tesisat sektöründe yaygın olarak PP-R boruların ölçüleri Tablo-1 de, TS EN10255 Orta seri çelik boruların ölçüleri ise Tablo-2 de verilmiştir.
Literatürde basınç kaybı hesabı için çeşitli formüller mevcuttur. Bu çalışmada Darcy-Weisbach basınç kaybı formülü kullanılmıştır.
Yaklaşık boru içi akışkan hızı 2 m/s aralığında oluncaya kadar çeşitli kademelerdeki debi değerlerine denk gelen basınç kayıpları, belli boru çapları için tek tek hesaplanmıştır. Ancak yazıyı kendini tekrarlayan uzun hesaplamalara ve rakamlara boğmamak için sadece Grafik-1 de bazı çaplar için gösterim yapılmıştır. Ayrıca sadece 1m/s hıza tekabül eden basınç kayıpları tüm boru cins ve çapları için Tablo-3 de verilmiştir. (Her ne kadar galvaniz çelik borudan PP-R boruya dönüşüm hedeflenmiş olsa da tablolarda siyah çelik boruya da yer verilmiştir.)
Grafik-1’den görüleceği gibi DN15 siyah ya da galvaniz çelik boru için tercih edilmesi gereken PN20 PP-R boru dış çapı Ø25tir, anma çapı ise DN15 yada NPS ½” ‘tır. DN20 siyah yada galvaniz çelik boru için tercih edilmesi gereken PN20 PP-R boru dış çapı Ø32tir, anma çapı ise DN20 yada NPS 3/4” ‘tir. (Çap aynı olmasına rağmen galvaniz boru ve siyah boru arasındaki basınç kaybı farklılığı boru pürüzlülüğünden ileri gelmektedir. Galvaniz boruda pürüzlülük 0,15mm iken siyah boruda 0,045mm dolaylarındadır.)
Tablo-3’de öncelikle çelik borunun farklı çapları için 1m/s hızı verecek debi değerleri hesaplanmış ve bunlara tekabül eden basınç kayıpları mmSS cinsinden bulunmuştur. Daha sonra aynı debi değerleri için PP-R boruların tüm çapları için basınç kayıpları da hesaplanarak tabloya yazılmıştır. Çelik boruda oluşan basınç kaybını yada daha azını veren eşleşmeler yeşil renk ile boyanmıştır. %10-11 bandında bulunalar sarı renge boyanmıştır. Eşleşmesi uygun olmayanlar ise ya kırmızı renge boyanmıştır. Değerlendirme dışında kalanlara ise herhangi bir renk uygulanmamıştır.
Böylece Tablo-3’den çelik boruya göre basınç kaybı hesapları yapılan bir projede PP-R boruya geçilmesi söz konusu olursa basınç kayıplarını arttırmadan hangi çapların kullanılması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Yukarıda da bahsedildiği gibi sadece Tablo-3 deki 1m/s hıza tekabül eden debi değerleri için değil ama 2 m/s hıza kadarki tüm debi kademeleri için bu çalışma ayrıca yapılmıştır fakat yazıyı hesaplamalara boğmamak adına burada yer verilmemiştir. İstenirse https://yadi.sk/d/JGPTe9hhqxcfj adresinden detaylı hesaplamalar indirilebilir. Buna bakarak özet dönüşüm tablomuz(Tablo-4) şöyle oluşmaktadır.
Tablo-4 de (*) olarak işaretlenen çaplar için, eğer pompa/hidrofor emniyetli seçilmişse ve ilgili çaptan metraj fazla değilse bir küçük çap kullanılabilir.
Ancak şu nokta unutulmamalıdır ki, Tablo-4 kullanılarak PP-R borudan çelik boruya dönüşüm yapılamaz. Çünkü hesaplamalar PP-R boruya göre yapılmışsa bu tabloya göre dönüşüm çelik boruda daha çok basınç kayıplarına sebep olacaktır.
Bazı projelerin şartnamelerinde açıktan giden boruların galvaniz çelik boru olması, ıslak hacim içindeki boruların ve sıvaaltı boruların PPR olması istenir. Yani hibrit bir uygulama söz konusudur. Ancak çizimlerine bakıldığında örneğin açıktan giden ve DN25 (1”) olarak gösterilen borunun ıslak hacim içine ve sıva altına girdiğinde yine DN25 (1”) olarak devam ettirildiğine rastlarız. Bu durumda basınç sınıfına bakarak ve Tablo-4 ü kullanarak bir çözümleme yaparsak PN20 sınıfı PP-R için uygun düşse de diğer basınç sınıfları için uygun olmadığı ortaya çıkmaktadır. Bu karışıklığı engellemek için proje hazırlanırken bu noktanın aydınlatılmasına önem gösterilmelidir.
Özetle, eğer yeniden basınç kaybı hesaplaması yapılmayacaksa çelik borudan PP-R boruya geçişin sistematik ve ampirik bir kuralı yoktur. Ayrıca boruların pürüzlülük katsayılarının farklılığından ötürü sadece iç çap hesabı da her zaman doğru sonuç vermeyecektir. Bu nedenle dönüşüm söz konusu olduğunda Tablo-4ü kullanmak daha doğru olacaktır.
