Yüksek basınçlı boru şebekeleri, hidrolik ve mekanik gerilimlere dayanmanın yanı sıra korozyon ve yıpranmaya da dirençli kalacak bağlantı elemanlarına uzun süredir ihtiyaç duymaktadır. Gelişmiş PE100 veya PE100-RC sınıflarından üretilen yüksek basınç polietilen bağlantılar bu ihtiyacı tam olarak karşılamış ve günümüzde birçok sektörde geleneksel metal bağlantıların yerini almıştır. Aşağıda, yalnızca bir yeniden yazımın ötesine geçen kapsamlı bir yaklaşımla, bu bağlantı ailesinin tasarım ve hammaddeden test standartlarına ve montaj ayrıntılarına kadar tüm boyutları ele alınmakta; mühendisler, yükleniciler ve tedarik yöneticileri için başvuru niteliğinde bir kaynak sunulmaktadır.
Yüksek Basınç Sınıfı Polietilenin Teknik ve Kimyasal Özellikleri
Yüksek basınçlı borulamada kullanılan polietilen genellikle orta-yüksek molekül ağırlığına sahiptir ve formülasyonda UV koruması için %2–2,5 oranında karbon siyahı bulunur. Bu siyah, polimer matriste homojen dağılır; böylece gerilme yoğunlaşmaları, çevresel gerilme çatlağı (ESC) ve erken dayanım kaybı önlenir. 200 °C üzerindeki proses sıcaklıklarında oksidasyonla oluşan radikal zincirlerini bastırmak için katı ve sıvı faz antioksidan katkıları da zorunludur. Sonuçta şu özelliklere sahip bir malzeme elde edilir:
- 20 °C’de en az 50 yıllık servis için 8–10 MPa izin verilebilir gerilme sınırı,
- Asgari Gerekli Dayanım (MRS) ≥ 10 MPa,
- −40 °C’ye kadar yeterli tokluk,
- Sürünmeyi önlemek için yaklaşık %5 uzun dönem izin verilebilir birim şekil değiştirme.
Standart Sınıflandırma ve Tasarım Kodları
ISO 4427-3, EN 12201-3: kalıplanmış veya işlenmiş bağlantıların boyutsal gereklerini ve üretim toleranslarını belirtir.
DIN 8076-3: alın kaynaklı bağlantılar için patlama ve çevrimsel basınç test parametrelerini tanımlar.
GIS/PL2-4 (Birleşik Krallık gaz şebekelerine özgü): elektrofüzyon kaplinlerde Hızlı Çatlak Yayılımına (RCP) karşı ek gereklilikleri ortaya koyar.
Bu standartların titizlikle uygulanması, monte edilen bağlantının bitişik boru kadar dayanıklı olmasını ve şebekenin 50 yıllık tasarım ömrünün güvenlik katsayısını düşürmeden sağlanmasını temin eder.
İmalat Süreçleri ve Kalite Kontrol
Enjeksiyon Kalıplama (Injection Molding)
- 400 mm çapa kadar uygundur;
- Kalıp arka basıncı 80–120 MPa ve ergiyik sıcaklığı 210–240 °C;
- Boşluk oluşumunu önlemek ve akışı eşitlemek için sıcak yolluk sistemi kullanımı.
Kesik (Mitre) İmal Bağlantılar (Fabricated Mitred Fittings)
- Ekstrüde borudan parçaların kesilmesi ve istenen açılarda alın kaynağı ile birleştirilmesi;
- Kaynağın tahribatsız muayenesi (NDT) olarak makro kesit ve çevrimiçi ultrasonik test.
Elektrofüzyon (Electrofusion)
- 40–60 kJ/m² özgül enerji ile elektrikli kaynak;
- Kaynak parametrelerinin kontrol cihazına otomatik aktarımı için her parça üzerinde barkod.
Dinamik ve Termal Yüklere Tepki
Polietilenin düşük yoğunluğu (≈ 0.95 g/cm³) ani darbelere karşı kırılmadan önce daha fazla enerji soğurmasına olanak tanır. V-çentikli numunelerde Charpy darbe testi, −20 °C’de kırılma enerjisinin hâlâ 15 kJ/m²’nin üzerinde olduğunu gösterir—aynı sıcaklıkta birçok karbon çelik alaşımı bu değere ulaşamaz. Doğrusal genleşme katsayısı 1,5 × 10⁻⁴ K⁻¹ olduğundan, uzun gömülü hatlarda termal kuvvetleri sınırlamak için sabit ankraj (Anchor Block) aralıkları doğru hesaplanmalıdır.
Tablo 1 — Polietilenin, 304 paslanmaz çelik ve PVC-U ile karşılaştırmalı kimyasal dayanımı
| Aşındırıcı ortam | PE100 (23 °C) | 304 paslanmaz çelik (23 °C) | PVC-U (23 °C) |
|---|---|---|---|
| Sülfürik asit %20 | A (tam dayanıklı) | B (orta dayanım) | C (dayanıksız) |
| Klor çözeltisi 100 ppm | A | C (çukurcuk korozyonu) | B |
| Kostik soda %30 | A | B | B |
| Aromatik hidrokarbon (toluen) | C | A | C |
A = belirgin etkisiz; B = sınırlı değişim; C = şiddetli saldırı veya çözünme.
Montaj Gereklilikleri ve Devreye Alma Öncesi Testler
- Tıraşlama ve temizlik: elektrofüzyondan önce dış yüzeyden en az 0,2 mm talaş kaldırılmalıdır.
- Hizalama: iki boru ucu arasındaki açısal sapma 1,5°’yi aşmamalıdır; fazlası kaynak dikişinde ek kayma gerilmesi oluşturur.
- Sıfır basınçta soğutma: ısı çevrimi tamamlandıktan sonra kaplin, ortam sıcaklığında duvar kalınlığı başına en az 10 dk + 1 dk/mm süreyle hidrolik basınç uygulanmadan soğutulmalıdır.
- Hidrostatik test: 2 saat boyunca 1,5 × PN, izin verilen basınç düşümü ≤ %3. Buna ek olarak, pompa şoklarını simüle etmek için 0 → PN → 0 darbeli çevrim 30 tekrar önerilir.
Tablo 2 — Gömülü PE100 boru–bağlantı için sabit ankrajlar arasındaki azami mesafe
| Dış çap (mm) | PN10 (m) | PN16 (m) | PN20 (m) |
|---|---|---|---|
| 110 | 60 | 45 | 35 |
| 160 | 45 | 35 | 28 |
| 250 | 30 | 22 | 18 |
| 400 | 20 | 15 | 12 |
Değerler, 20 °C akışkan ve sürtünme katsayısı 0,35 olan nemli tınlı toprak için hesaplanmıştır; daha yüksek sıcaklıklarda veya kumlu zeminde azaltma katsayıları uygulanmalıdır.
Bakım ve Periyodik Muayene Hususları
Gaz iletim şebekelerinde, elektrofüzyon kaynaklarının yıllık kontrollerinde helyum izleyici testi yaygındır. 315 mm üzeri çaplı su hatlarında mikro sızıntı tespiti için hidrofon akustik tekniği tavsiye edilir. Polietilende dalga yayılım hızı yaklaşık 900 m/s’dir; bu nedenle titreşim algılama sistemlerinin aralıkları, algılama frekansının duyarlılığı düşmeden 1 kHz’in üzerinde kalacağı şekilde tasarlanmalıdır.
Hibrit Şebeke Mimarilerinde Polietilen Bağlantıların Yeri
Modern projelerde sıklıkla “Hibrit Borulama” benimsenir; düşük basınçlı graviteli hatlar çift cidarlı polietilenden, orta basınçlı hatlar PVC-O veya kaplamalı sfero dökme demirden, yüksek basınçlı ve stratejik hatlar ise yüksek basınç polietilenden veya API çeliğinden yapılır. Bu yapıda, polietilen flanşlı bağlantılar plastik ve metal sistemler arasında geçiş noktası görevi görür ve içte çelik takviye bileziği (Stiffener) kullanıldığında, polimer flanşta ezilme riski oluşmadan cıvata torku 60 N·m’ye kadar artırılabilir.
Tamam Baha’nın Hizmetleri ve Rekabet Avantajı
Yüksek basınç polietilen bağlantıların deneyimli tedarikçilerinden biri olan Tamam Baha Ticaret Grubu, PN10–PN25 aralığındaki yerli ve yabancı markaların teminine ek olarak satın alma öncesi teknik destek, Kaynak Prosedürü Şartnamesi (WPS) hazırlama ve montaj sırasında şantiye gözetim ekibi hizmetleri sunar. 20–630 mm aralığındaki geniş stok gücü sayesinde Türkiye ve bölge ülkelerindeki müşteriler için proje duruş sürelerini en aza indirmeye yardımcı olur; hammadde menşei sertifikaları ve fabrika test raporları (Mill Test Certificate) sunarak yüksek basınçlı şebekelerin işletme riskini azaltır.
