Paslanmaz Modüler Su Deposu

304 kalite paslanmaz çelik, endüstriyel ve modüler su depolarında en yaygın tercih edilen östenitik paslanmaz çeliklerden biridir. Malzemenin mikro-yapısal kararlılığı, korozyon direnci ve uzun vadeli servis güvenliği, özellikle değişken su kalitesi ve çevresel yüklerin bulunduğu depo uygulamalarında hayati rol oynar

304 kalite panellerde, östenitik tane yapısı, tane sınırlarında ince karbür ve nitrür izleriyle birlikte gözlemlenir. SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) analizleri özellikle kaynak bölgesi ve panel kenarlarında tane büyümesi, mikroskobik çatlaklar ve çukurcuk izleri gösterir. EDS (Enerji Dağılımlı Spektroskopi) ile yapılan haritalamalarda ise kaynak sonrası bölgelerde krom yoksunluğu ve karbon zenginleşmesi tespit edilmiştir (Xu et al., 2019). Özellikle panel kenarları ve kaynak dikişleri, taneler arası korozyona yatkın bölgeler olarak öne çıkar.

Mühendislik Yorumu: SEM/EDS analizlerine göre, depo tasarımında kaynak bölgeleri ve kenar detayları, uzun ömür ve korozyon direnci için kritik önemdedir. Pasivasyon işlemleri ve yüzey kalitesine özel dikkat gösterilmelidir.

Çekme ve bükme testlerinde, su deposu panelleri 550–650 MPa arası çekme dayanımı, 220–300 MPa arası akma dayanımı ve %40 üzeri uzama göstermiştir (Jang et al., 2015). Ancak korozyonun etkisiyle uzama ve kopmada süneklik azalmaktadır.

Mühendislik Yorumu: Uzun süreli klorür etkisi, panelin plastik şekil değiştirme kapasitesini düşürür. Özellikle deniz suyu veya sert su gibi ortamlarda, süneklik ve uzama değerleri hızlıca düşerek kırılganlık ve sızdırma riski artırır. Malzemenin mekanik kapasitesi kadar, işlevsel ömründe de korozyonun rolü büyüktür.

Mühendislik Yorumu: Klorür iyonu, pitting korozyonunun başlıca sebebidir. Şehir suyu ve düşük klorürlü sularda uzun yıllar dayanıklılık mümkünken, yüksek klorürlü ve özellikle deniz suyunda panelin servis ömrü çok kısalır. Panelde ilk pitting daima kaynak ve kenar bölgelerinde başlar.

Uzun vadeli saha gözlemlerinde ve hızlandırılmış yaşlandırma testlerinde:

• Şehir şebeke suyunda >25 yıl pitting olmadan, güvenle çalışır.
• Hafif klorürlü sularda 10–20 yıl içinde lokal pitting başlar, ancak genel yapı korunur.
• Yüksek klorür ve deniz suyu maruziyetinde ise 6 ay–3 yıl arasında ilk pitting, genellikle 5 yılın altında ise işlevsel ömrün sonu gelir.

*İşlevsel ömür: Yapısal bütünlük, sızdırmazlık ve mekanik performans açısından panelin kullanılabilirliği.

Mühendislik Yorumu: 304 kalite paneller için “asıl kırılgan halka” suyun klorür seviyesidir. Şehir suyu uygulamaları için ideal olan 304, deniz suyu veya yüksek klorürlü arıtma suları için asla önerilmez; burada 316 kalite tercih edilmelidir.

• Sağlam panelde: Parlak, düzgün östenit taneleri ve homojen krom dağılımı.
• Pitting başlamış panelde: Panel bağlantı ve kaynak bölgelerinde, SEM’de çukurcuk (pitting) ve ince intergranüler çatlaklar gözlenir. EDS’de bu bölgelerde lokal krom azalması ve karbon/kükürt artışı saptanır.
• Yaşlı panelde: Korozyon ilerledikçe çukurcuk derinliği ve tane sınırı boyunca çatlaklar SEM’de belirginleşir.

Mühendislik Yorumu: SEM ve EDS analizleri, özellikle panel üretimi sonrası yüzey işlemlerinin ve kaynak bölgesi pasivasyonunun ne kadar kritik olduğunu doğrudan gösterir. Panelde görülen her pitting veya intergranüler çatlak, ileride tamir gerektiren bir zafiyetin habercisidir.

• Kaynak sonrası asit pasivasyonu ve yüzey polisajı, ömür ve performansı ciddi şekilde artırır.
• Suyun kalitesi önceden analiz edilmeli; yüksek klorürlü ortamlarda 316 kaliteye geçiş yapılmalıdır.
• Panel tasarımında kaynak dikişleri ve kenar detayları azaltılmalı, bu bölgelerde mekanik güçlendirme tercih edilmelidir.
• 304 kalite paneller yüksek oranda geri dönüştürülebilir, çevresel sürdürülebilirlik açısından çok avantajlıdır.

Mühendislik Yorumu: Doğru alaşım seçimi, iyi yüzey işlemi ve bilinçli tasarım ile 304 kalite paneller, su depolarında uzun yıllar boyunca düşük bakım ihtiyacıyla güvenle kullanılabilir. Ancak depo yeri, su kalitesi ve servis koşulları mutlaka projede dikkate alınmalıdır.

304 kalite paslanmaz çelik, su deposu uygulamalarında östenitik mikro-yapısı, pasif oksit tabakası ve dayanıklı mekanik özellikleriyle sektörün standardıdır. Ancak uzun vadeli kullanımda, özellikle kaynak ve kenar bölgelerinde mikro-yapısal hassasiyet ve pitting korozyon riski taşır. Klorürlü ve agresif sularda panelin ömrü kısalır, şehir suyu ve iyi bakım koşullarında ise onlarca yıl servis verir. SEM/EDS ve deneysel bulgular, su deposu mühendisliğinde hem tasarımda hem de bakımda bilimsel yaklaşımın ne kadar gerekli olduğunu ortaya koyar.

*Dipnot: Bu analizler, nonlineer mühendislik fonksiyonları ve parametrik kıyaslamalar ile elde edilmiş olup, gerçek saha şartları için statik ve dinamik yük kombinasyonlarının bir simülasyonudur. Kesin sonuç kabul edilmez.

Deprem riski yüksek coğrafyalarda su depolarının yapısal güvenliği, sadece statik değil, aynı zamanda dinamik (sismik) yükler açısından da kritik öneme sahiptir. 304 kalite paslanmaz çelik, özellikle korozyon direnci ve uzun ömür avantajı ile çok tercih edilir; fakat deprem gibi ani ve tekrarlı yüklemeler altında panel tipi depoların davranışı hem mikro-yapısal hem de makro-mekanik açıdan dikkatle incelenmelidir (Kavak, 2017).

304 kalite paslanmaz çeliğin östenitik yapısı, yüksek süneklik ve şekil değiştirme kapasitesi sağlar. Deprem sırasında, deponun panel bağlantılarında ve köşe birleştiricilerinde hem tekrarlı elastik hem de plastik deformasyon gelişebilir. Çeliğin yüksek akma dayanımı (~220–300 MPa) ve tipik %40 üzerindeki uzama kapasitesi, kısa süreli sarsıntılarda çatlama ve kırılma riskini azaltır. Fakat tekrarlı yükleme altında, kaynak ve civata bölgeleri mikro-yapısal olarak zayıf halkalardır (Luo et al., 2020).

Mühendislik Yorumu: Deprem enerjisini sönümleyebilmek için 304’ün sünekliği avantajdır; fakat tüm panel bağlantı detayları, malzemenin tokluk kaybına neden olabilecek lokal gerilme yığılmalarına karşı optimize edilmelidir.

Sismik analizler, deprem yüklerinin tank gövdesi ve panel bağlantı noktalarında önemli moment ve kesme gerilmesi oluşturduğunu gösterir.

• Panel birleşim yerlerinde, özellikle kaynak dikişlerinde ve civata bölgelerinde, deprem anında yüksek gerilme yoğunlaşmaları görülür.
• Tekrarlı yükler altında (ör. artçı sarsıntılar), panelde yerel plastik deformasyon, civata gevşemesi ve mikro çatlak başlangıcı gelişebilir.

Örnek FEA (Sonlu Elemanlar Analizi) simülasyonlarında, deprem ivmesinin pik yaptığı anlarda, panel köşe birleştiricilerinde lokal gerilme 410–590 MPa aralığına ulaşabilmektedir (Moreno et al., 2018).

Mühendislik Yorumu: Sismik bölgelerde panel-tank bağlantı detayları, sadece statik değil, tekrarlı ve ani yükler altında da hasara karşı güçlendirilmelidir. Sadece malzeme değil, montaj kalitesi ve civata/prestij ayarları da performansta belirleyicidir.

Saha ve laboratuvar gözlemleri, büyük depremler sonrasında özellikle panel kenarlarında ve kaynak bölgelerinde mikro çatlaklar, tane sınırı boyunca lokal deformasyon ve nadiren de olsa pitting korozyonun tetiklendiğini ortaya koymuştur (Kim et al., 2021).

• Sarsıntı ile oluşan tekrarlı plastik deformasyon, panel yüzeyindeki Cr2O3 pasif tabakanın sürekliliğini bozabilir; bu da uzun vadede korozyon hassasiyetini artırır.
• Civata ve bağlantı noktalarında gevşeme ve kayma, panelin rijitliğini azaltarak, tekrarlayan sarsıntılara karşı direncini düşürür.

Mühendislik Yorumu: Mikro çatlaklar ve lokal deformasyon, ilk aşamada sızdırma yaratmasa da uzun vadede panel ömrünü kısaltır ve bakım gereksinimini artırır. Düzenli saha kontrolleriyle kaynak ve bağlantı bölgelerinde hasar taraması yapılmalıdır.

Çeşitli literatür ve saha testlerinde:

• Tam ölçekli sismik simülasyonlarda, 304 kalite panellerin %90’ı “fonksiyonel bütünlüğünü” korurken, %10’unda panel kenarlarında mikro deformasyon ve civata gevşemesi gözlenmiştir (Moreno et al., 2018).
• Küçük ölçekli titreşim deneylerinde, depremden sonra panel köşe bağlantı bölgelerinde çekme dayanımında %6–11 azalma kaydedilmiştir (Kim et al., 2021).
• Sismik yüke maruz bırakılmış panellerde, SEM analizlerinde tane sınırlarında lokal çatlak ve deformasyon izleri bulunmuştur.

“+++ çok belirgin, ++ orta, + düşük, – yok”

Mühendislik Yorumu: Testler, en zayıf noktanın panelin orta bölgesi değil, kenar ve bağlantı bölgeleri olduğunu açıkça ortaya koymaktadır. Sismik bölgelerde özellikle bu bölgelere odaklı periyodik bakım, tasarımda güçlendirme ve civata/bağlantı optimizasyonu gereklidir.

• Sismik yükler için detaylı FEA analizi ve prototip testi şarttır.
• Panel kenarları, köşe bağlantıları ve özellikle kaynak dikişlerinde fazladan güçlendirme uygulanmalıdır.
• Civata bağlantılarında sıkma torku ve kilitleme elemanları ile gevşeme önlenmeli, gerekirse sismik yükler için özel yalıtkan pullar kullanılmalıdır.
• Panel bağlantı noktalarında çift conta ve sızdırmazlık elemanları tercih edilmelidir.
• Depo altı temel ve kaide, yatay ve düşey deprem bileşenlerini karşılayacak şekilde projelendirilmelidir.

Mühendislik Yorumu: Deprem bölgesinde 304 paslanmaz çelik panel depo tasarımı sadece malzemenin kendi mukavemetiyle değil, panelin yapısal detaylarının ve montajının sismik yükler altındaki davranışına göre değerlendirilmelidir. Sadece statik değil, dinamik ve yorulmalı yükler de hesaba katılmalıdır.

304 kalite paslanmaz çelik panel depolar, sismik bölgelerde uygun tasarım ve montajla uzun ömürlü ve güvenli çözümler sunar. Ancak; panel bağlantı detayları, kaynak zonları ve civata bölgeleri depremsel yükler altında zayıf halka olabilir. Sismik analiz, detaylı mühendislik hesapları ve düzenli bakım ile bu riskler minimize edilerek, hem malzeme hem de depo sistemi istenen güvenlik ve dayanıklılığa kavuşturulabilir.

*Dipnot: Bu analizler, nonlineer mühendislik fonksiyonları ve parametrik kıyaslamalar ile elde edilmiş olup, gerçek saha şartları için statik ve dinamik yük kombinasyonlarının bir simülasyonudur. Kesin sonuç kabul edilmez.