Serpantin

Serpantin, yüzey artırımını sağlamada ve akışkanın geçme süresini uzun tutmada kullanılan helezonik (Sarmal Şekilli) bir borudur. Havanın ısıtılması ve sıcak ısı akışını sağlamak için kullanılır. Kullanılacağı alana ve ihtiyaçlara göre farklı yapılarda üretilmektedir.

Endüstriyel teknoloji alanında ısıtma-soğutma sistemleri denildiğinde ilk akla serpantin gelir. Serpantin ve serpantin taşı birbirinden farklı formlarda olan fakat genelde karıştırılan bir konudur. Serpantin taşı takı ve kuyumculuk başta olmak üzere birçok alanda kullanılan bir mineraldir. Serpantin sistemi ise bambaşka bir tasarım olup ısı ve soğumanın mümkün olan en geniş yüzeye yayılmasını sağlayan bir formdadır.

Bir ya da iki farklı alaşımdan oluşan serpantin ısıtıcılar, sıcak sulu, buharlı ya da elektrikli olabilir. Bakır ve çelik borular olan serpantinler birçok farklı kullanım alanına sahiptir. Isı yalıtımı ve soğutma sistemleri olarak sanayi ve endüstrinin en önemli ekipmanları arasında yer alır.

Serpantin Kullanım Alanları

Kullanıldığı alana göre tekli veya çoklu borular halinde kullanılan serpantin, tekstil sektörü başta olmak üzere birçok alanda kullanılmaktadır.

• Tekstil makineleri hava ısıtıcısı
• Kurutma makineleri hava ısıtıcısı
• Sarartma odaları
• Hava soğutucusu
• Klima santral hava ısıtıcısı
• Fanlı ısıtıcılar
• Gıda fırınları
• Su soğutucuları
• Turbo şarj soğutucuları
• Yağ soğutucuları
• Endüstriyel fırınlar
• Gemi hava kulerleri gibi farklı sektörlerde ihtiyaçları karşılayan ekipmanlardır.

Serpantin, ısıtılan veya soğutulan akışkanın yüzeyle temas alanını arttırarak ısı akışını yaygınlaştıran bir ekipmandır. Bu işlevselliği ile kullanım alanı son derece geniştir. Birbirinden farklı özelliklere sahip olan serpantin çeşitleri farklı tekniklerle biçimlendirilmektedir. Kullanıldığı alanın ısı düzeyi, özellikleri, atmosferik basınç değeri, korozyon oluşumu ve mukavemeti kullanılacak serpantin çeşidini belirler.

Kullanılacağı alana ve ihtiyaçlara göre serpantin çeşitleri bulunmaktadır.

Serpantin Çeşitleri

Tekstil, gıda, otomotiv, medikal, petro-kimya, kriyojenik, elektrik, askeri, havacılık sektörü ve daha birçok sektörde kullanılan serpantin, kullanılacağı sistemlerin ihtiyaçları doğrultusunda kanatlı ve borulu olarak farklı şekillerde üretiliyor. Bunlar;

• Spiral kanatlı serpantin
• Kendinden kanatlı ( ovalamalı) serpantin ve
• Pul dizme serpantindir.

Yüzeyinde ortaya çıkan ısıyı toplayan ve istenen noktaya aktaran serpantinler yaprak veya sarmal olarak tasarlanır. Ortalama 300-350 ℃’ye ulaşarak yüksek performans gösterir. 

Ağır sanayi sistemlerinin önemli bir ekipmanı olan serpantin, yoğun ısıyı dengeli bir şekilde dağıtan ve her geçen gün kendine yeni kullanım alanları bulan bir ekipmandır.

Spiral Kanatlı Serpantin

Serpantin çeşitleri arasında imalat yöntemine göre sürekli kaynaklı, yüksek frekans kaynaklı, G ve L finli üretilen serpantinler sprial kanatlı serpantinlerdir. Müşteri taleplerine bağlı olarak elektro galvaniz kaplama ya da sıcak daldırma galvaniz kaplama işlemi uygulanabilir. Bu kaplamalar ısı transferini arttıran ve oksitlenme hızını azaltan işlemlerdir. 

Isı transfer yüzeyini arttırmak için boru üzerine sarılmış ince kanatlar bulunur. Isı transferini sağlamada önemli rol oynayan spiral kanatlı serpantinlerde kanat hesabı termodinamik ve mekanik hesaplamalarla yapılır. Hesaplama sonrası boru çapı ısı transfer yüzeyi, kalınlık, yükseklik ve hatve ölçüleri ortaya çıkar. Düz veya oval boru üzerine punta ya da sürekli kaynaklı olarak sarılan sprial kanatlı serpantin, ısı değişimine ihtiyaç duyulan yerlerde tekli veya çoklu olarak kullanılmaktadır.

Spiral kanatlı serpantin; Kurutma makineleri ve ramözler başta olmak üzere hava ısıtılması, klima santralleri, ortam ısıtılması, yağ-su- hava ısıtılması veya soğutulmasında kullanılır. Sürekli kaynaklı sprial kanatlı serpantin; yüksek ısı ortamlı ekonomizerlerde, atık ısı kazanları ve termik santrallerinde yoğun bir şekilde kullanılır. “Gaz Altı Kaynak Yöntemi”nin kullanıldığı spiral kanatlı serpantin, verimlilik ve ürün maliyetleri düşünülerek yapılan hesaplamalar sonrası seçimi yapılan ekipmanlardır. Emniyet kuralları ve ortam şartları da serpantin seçiminde önemli rol oynar. Kullanıldığı yere göre dikişli ya da dikişsiz (çekme) borudan üretilebilir.

Düz boru üzerinde sprial sargıların olduğu spiral kanatlı serpantin çeşitleri

• Karbon Çelik Boru-Karbon Çelik Kanatlı Serpantin
• Bakır Boru-Bakır Kanatlı Serpantin
• Bakır Boru-Karbon Çelik Kanatlı Serpantin
• Pirinç Boru-Bakır Kanatlı Serpantin
• Paslanmaz Boru-Paslanmaz Kanatlı Serpantin
• CuNi10Fe Boru-Bakır Kanatlı Serpantin
• CuNi30Fe Boru-Bakır Kanatlı Serpantin

Oval boru üzerinde sprial sargıların olduğu spiral kanatlı serpantin çeşitleri

• Karbon Çelik Boru-Karbon Çelik Kanatlı Serpantin
• Bakır Boru-Bakır-Kanatlı Serpantin
• Paslanmaz Boru-Paslanmaz Kanatlı Serpantin
• CuNi10Fe Boru-Bakır Kanatlı Serpantin
• CuNi30Fe Boru-Bakır Kanatlı Serpantin

Kendinden Kanatlı Serpantin

Isı değiştiricilerde akışkanın cinsi, akışkan hızı ve basıncı, ısı transfer yüzey alanı önemli rol oynar. Bu nedenle boru yüzey alanını arttırmak için birtakım işlemler yapılır. Bu işlemlere göre kendinden kanatlı serpantinler çeşitlenir. Bunlar;

• Tek borulu kendinden kanatlı serpantin
• Çift borulu kendinden kanatlı serpantin
• Turbofin boru kendinden kanatlı serpantin
• Kroçilli ve yivli borulu kendinden kanatlı serpantin

Tek borulu kendinden kanatlı serpantin, bakır ve alüminyum gibi yumuşak metalli boruların kullanıldığı serpantin çeşididir.

Çift borulu kendinden kanatlı serpantin, Bafon veya pirinç borulara alüminyum veya bakır boruların geçirildiği serpantin çeşididir. Extrüzyon yöntemi ile dıştaki boruda kanatlar oluşturulur.

Turbofin borulu kendinden kanatlı serpantin: Atık baca ekonomizerleri için tasarlanan serpantin çeşididir. Borular kendinden türbilatörlü olup kendinden kanatlı alüminyum çekmedir. 

Kroçilli ve yivli borulu kendinden kanatlı serpantin, borulara sarmal yivin açıldığı serpantin çeşididir. Boru yüzeyi akışkan türbülansını arttıracak özelliktedir. İklimlendirme ve soğutma sistemlerinde kullanılır. Boruların dış yüzeyi alan olarak diğer boru çeşitlerine göre 2-3kat daha fazladır.

Pul Dizme Serpantin

Pul dizme serpantin, tasarımı ile yüksek performanslı termodinamik özellikli serpantin çeşididir. Isı transferinde yüksek verimlilik elde edilen bir serpantin çeşidi olup dikdörtgen yapıda kanatlıdır. Kanatlar, ısı transferini en iyi şekilde gerçekleştiren tasarımdadır. Kullanım alanına göre farklı malzemelerden üretilen pul dizme serpantin, kompakt bir tasarım için idealdir. İçten şişirme, galvanizleme veya lehimleme işlemleri uygulanarak boru ve kanatlar arasındaki ısı transferi arttırılabilir. Böylece ısıya ve mekanik zorlamalara karşı direnci de artmış olur. Dış yüzeye yapılan galvanizleme işlemi sonrası korozyon ve oksitlenme hızı azalır.

Kullanım amacına ve kullanılacağı alanın özelliklerine göre boru sayısı arttırılıp azaltılabilir. Kalıplama ve kanatların özel preslerle basılması işlemleri sonrası üretilmekte, basma işlemi ile kanatlar borular üzerine sıralanmaktadır. Temizlenen, gerektiğinde galvaniz veya lehimleme işlemlerine tabi tutulan pul dizme serpantin, üst düzey ısı transfer özelliği ile kullanıma hazır hale gelir.

Kimyasal içerikli sıvılar, kızgın yağ, buhar, hava, su ve deniz suyu için uygun bir yapıya sahiptir. Tekstil makinaları, kurutma makinası hava ısıtıcıları, klima santral hava ısıtıcıları, hava soğutucuları, yağ-su soğutucuları ve turbo şarj soğutucuları gibi birçok alanda kullanılır.

Serpantin İmalatında Kullanılan Borular

Yoğun ısıyı dengeli bir şekilde dağıtan serpantin; su, buhar ve kızgın yağ gibi akışkanların ısıyı mümkün olan en geniş alanlara dağıtmasını sağlayan ekipmanlardır. Hava şartlandırma ve kurutma sistemlerinin de vazgeçilmezi olup endüstride en çok ihtiyaç duyulan ekipmanalar arasındadır. Kullanım alanına, ihtiyaçlara ve akışkanın cinsine göre borular farklı özelliklerdedir.

• Karbon Çelik Boru
• Paslanmaz Boru
• Bakır Alaşımlı Boru 
• Bakır Boru

Karbon Çelik Boru; kızgın yağ, sıcak su, kızgın su, fuel-oil ve buharın kullanıldığı sistemlerde tercih edilmektedir. Son derece ekonomik olup kullanıldığı alana ve akışkan cinsine göre kendi arasında çeşitlenir.

Paslanmaz Boru, İlaç sanayi gibi hijyen faktörünü üst düzeyde olduğu sektörlerde kullanılır. Özellikle korozyona neden olabilecek kimyasal akışkanların kullanıldığı sektörler için idealdir.

Bakır Alaşımlı Boru, yüksek basıncın olmadığı fakat yüksek ısı transferinin ve korozyon riskinin olduğu alanlarda kullanılmaktadır. 

Bakır Boru, Sıcak su ve kızgın su gibi yüksek ısı transferinin olduğu sistemler içindir. Korozyona neden olmayan su, yağ ve gaz akışkanların olduğu sistemler için de uygundur.