Termik santrallerin döner tip hava ısıtıcılarında kullanılan ısı değiştirici plakalar için emaye kaplama optimizasyonu

Günümüzde fosil yakıtların giderek azalması ve elektrik üretim maliyetlerinin artması sonucunda, termik santrallerde verim oldukça büyük önem kazanmıştır. Termik santrallerde kullanılan döner tip hava ısıtıcılar santral verimini arttıran önemli elemanlardır. Bu ısıtıcılar, ısı iletimini, ısı değiştirici plakalar aracılığıyla sağlarlar. Isı değiştirici plakalarda meydana gelen sülfürik asit korozyonu ve küllerin birikmesiyle oluşan kirlenme problemi, ısı değiştirici plakalara zarar vererek, ısı iletiminin sağlıklı bir şekilde devam etmesini engellemektedir. Isı iletiminin istenilen seviyede devam ettirilebilmesi için bu plakalar sülfürik asit korozyonuna ve kirlenemeye karşı dayanıklı emaye kaplama ile kaplanırlar. Tezin literatür kısmında, termik santrallerde kullanılan ısı değiştirici plakalar, bu plakalarda karşılaşılan problemler, emaye kaplama yapısı, emayeleme türleri ve emaye kaplama prosesi hakkında genel hatlarıyla bilgiler verilmiştir. Deneysel çalışmalar kısmında, ilk olarak deneylerde altlık malzeme olarak kullanılan düşük karbonlu çelik levhaların yüzeyleri temizlenerek emaye kaplamaya hazır hale getirilmiştir. Ayrıca düşük karbonlu çelik levhalar karakterize edilerek kimyasal bileşimi, yüzey pürüzlülüğü, ıslatma açısı ve sertlik değeri belirlenmiştir. Altlık malzemeler karakterize edildikten sonra emaye kaplama işlemine geçilmiştir. Emaye kaplama, yaş (hava destekli spreyleme) ve kuru (elektrostatik toz spreyleme) kaplama yöntemleri kullanılarak iki farklı kaplama kalınlığında (150±10 µm ve 250±10 µm), düşük karbonlu çelik levhalar üzerinde oluşturulmuştur. Kaplama işlemlerinden sonra emaye kaplı numuneler pişirilerek son haline geline getirilmiştir. Deney numuneleri hazır hale geldikten sonra, X-ışınları difraksiyon (XRD), optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri yapılarak emaye kaplamalar karakterize edilmiştir. Ayrıca yapışma mukavemeti ve sülfürik asit korozyon dayanım testleri için test düzenekleri kurulmuştur. Emaye kaplamaların yapışma mukavemetleri, termal şok dirençleri ve sülfürik asit korozyonuna karşı dayanımları, kaplama kalınlığına ve kaplama yöntemine bağlı olarak incelenmiş ve aynı kaplama kalınlığı için kaplama yöntemine göre karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak yapışma mukavemeti ve sülfürik asit korozyon dayanım testleri birlikte değerlendirildiğinde, 150±10 µm kalınlığında ve yaş kaplama yöntemi (hava destekli spreyleme) ile kaplanan emaye kaplamaların daha yüksek yapışma mukavemetine ve sülfürik asit korozyon dayanımına sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca kaplamasız düşük karbonlu çelik levhalar ile emaye kaplı çelikler levhalar kıyaslandığında, emaye kaplamanın çelik yüzey sertliğini ve çeliğin sülfürik asit korozyon dayanımını önemli ölçüde arttırdığı tespit edilmişitir.