Yangın ve Güvenlik Dergisi 195.Sayı (Kasım-Aralık 2017)

KAPAK KONUSU / MAKALE 44 Yangın ve Güvenlik / Kasım-Aralık 2017 yanginguvenlik.com.tr BASINÇ ALTINDAKI HDPE VE CPVC BORULARININ DAVRANIŞLARININ KIYASLAMASI MAJID FATIMA SAFE MOHAMED ELGHORBA MOHAMED ÖZET H DPE (Yüksek Yoğunluklu Polietilen) ve CPVC (Kroline Polivinil Klorid) su boru sistemlerinde çok yaygın şekilde kullanılmak- tadırlar. CPVC yüksek su sıcaklıklarına dayanma özelliğine sa- hiptir. Bu iki malzeme iç basınca yönelik sahip oldukları farklı özellikler ile bilinmektedirler. Bu malzemelerin davranışlarını sayısallaştırabilmek amacıyla, ASTM 1599’a uygun şekilde hazırlanmış olan boru örneklerini artan bir iç basınca maruz bıraktık ve her bir boru örneğinin patla- ma ve sürelerini kayıt ettik. Analizimizi daha ileri götürmek amacıyla, aynı boru örneği kategorisi üzerinde konik çentikler oluşturduk ve bu örnekleri de aynı koşullara maruz bıraktık. Bunun ardından, zamanın ve yaşam oranının –yani kalınlığın dalgalanmaya ( ∆ e/e) oranının– bir fonksiyonu olarak iç basınçta bir azalma fark ettik. Aslında, patlama basıncı ve kırılma süresi çentik derinliğine bağlı olarak ciddi oranda azalmaktadır. Buna ilave olarak, boruların mekanik davranışı da –ince borular için- esnek ila –diğer HDPE boruları için- kolayca kırılabilir arasında değişmektedir. Bununla birlikte, CPVC boruları her iki ör- nek kategorisinde de kolayca kırılır davranış sergilemişlerdir. Aradaki farklılıklar bu iki malzemenin doğası ile açıklanabilir. Birinci malzeme orijinal polimerken ikincisi klorine PVC malzemedir. Buna ilave olarak, iki polimerin kırılma modları, Miner’ın doğrusal hasarına kıyasla çok az farklı olmaktadır. HDPE borular için, statik hasar Miner’ın yanında ve %52’lik kritik ömür oranına ( β c) kadar hesaplanmaktadır. Ancak CPVC, %60’lık β c’nin altında çok zayıf bir evrim sergilemektedir ve bu sevi- yeden sonra hasarda ciddi bir artış ve hızlanma görülmektedir. CPVC, desteklenen iç basınca karşı iyi performans sergilemektedir ve 160 bar basınca kadar dayanmakla birlikte kolayca kırılır davranış sergilemek- tedir. Diğer yandan, HDPE boru 70 bar basınca kadar dayanabilmekte ve esnek davranış sergilemektedir. Son olarak, bu makale patlama ba- sıncı altında HDPE ve CPVC polimerler arasındaki farkların ve çentik kusurlarının şiddetinin anlaşılması anlamında araştırmacı ve endüstri- yel uygulayıcılara ışık tutacaktır. γ anlık boyutsal olmayan dayanıklılık sınırı. n uygulanan gerilim altında anlık döngü sayısı. N f kırılmaya kadarki toplam döngü sayısı. P ur nihai rezidüel basınç. P u hasar görmemiş bir HDPE örneğine denk gelen nihai basınç. P a kırılmadan hemen önceki basınç. P 0 dayanıklılık sınırının ilgili basıncı. σ θ çevresel gerilim. R boru örneğinin yarı çapı. e boru örneğinin kalınlığı. D0, Di borunun iç ve dış çapları P Faupel patlama basıncı. σy, σ UTS esneme ve nihai gerilim α maksimum basıncın kırılma basıncına oranı. D hasar (D = 0 ince malzeme için, D = 1 tamamen hasar görmüş malzeme için). β= (∆e/e) = (n/N f ) ömür oranıdır ve burada ∆e kalınlık dalgalanmasına denk gelmektedir. TERİMLER * Kaynak: www.sciencedirect.com