Katodik Koruma Hangi Alanlarda Kullanılır

Bir korozyon hücresinin dört temel öğesi bir anot, bir katot ve aralarındaki metalik ve elektrolitik yollardır. Korozyon kontrolü, bu unsurlardan herhangi birinin ortadan kaldırılmasıyla (veya azaltılmasıyla) sağlanabilir.

Böyle bir yöntem, tehdit altındaki metal yüzey ile aşındırıcı ortam arasına bir bariyer getirerek (yani, bir çeşit kaplama uygulayarak) elektrolitik yolu modifiye etmektir. Tüm metal yüzeyler tamamen su geçirmez ve tamamen kusursuz (tatil) bir malzeme ile kaplanabilirse, tüm saldırılar durdurulacaktır. Bu iki özelliğin bozulmadan kalıcı olması gerektiğine dikkat edilmelidir.

Ne yazık ki, hiçbir kaplama malzemesi kombinasyonu ve özenli uygulama sonsuza kadar mükemmel bir kaplama sağlayamaz. Bununla birlikte, giderek daha yüksek maliyetlerle mükemmelliğe yaklaşan modern kaplamalar vardır. Korozyonun katodik koruma (CP) ile kontrol edilebildiği bazı kaplama kusurlarının kaçınılmazlığını kabul etmek çoğu zaman en pratik yoldur.

Çeşitli kaplama verimliliği aralıkları için CP ile ilişkili maliyetler iyi bilinmektedir. Bu nedenle, makul ölçüde iyi kaplama ve CP&#;nin uygun maliyetli bir kombinasyonunu seçmek mümkündür; genel olarak, daha yüksek kaliteli kaplamaya yatırımı CP maliyetlerindeki ilgili tasarrufların ötesinde arttırmanın pratik olmadığı akılda tutulmalıdır. Bu nedenle, kusurlu kaplamaların kullanımıyla ilgili birkaç soru ortaya çıkmaktadır:

• Tek başlarına kullanıldıklarında ne kadar iyidirler?

• Korozyonun ilerlemesi üzerinde ne gibi etkileri var?

• CP ihtiyacını nasıl etkilerler?

CP&#;siz Düzenlenmemiş Boru Hatları
Aynı ortamdaki çıplak bir boru hattıyla karşılaştırıldığında, kaplanmış bir hattın hizmet ömrü boyunca daha az sızıntı olması beklenebilir; bununla birlikte, kaplanmış hat ilk sızıntısını daha erken yaşayabilir, çünkü korozyon aktivitesi küçük tatillerin sınırlı yüzey alanında yoğunlaşabilir.

Özel durumlarda, bu etki daha da belirgin olabilir. Birkaç yıl çalıştıktan sonra çıplak bir hattın en agresif konumda onarım veya değiştirme gerektiren bir sızıntı geliştirdiğini varsayalım. Korozif ortam, yeni çeliğin eski çeliğe göre daha aktif (anodik) olma eğilimi ile birleşir ve anodik ve katodik yüzey alanlarının elverişsiz oranı, bir korozyon akımı konsantrasyonu ve daha büyük bir korozyon oranı ile sonuçlanır.

Değiştirilen boruları kaplayarak bu öngörülebilir durumdan kaçınma kararı, işleri daha da kötüleştirir! Kaplama mükemmel olmadığından, bazı yeni siyah sac çelik elektrolit ile temas halinde olacaktır ve kalan korozyon akımı, kısa sürede arızaların meydana gelebileceği küçük bir yüzey alanında daha da yoğunlaşacaktır.

Genellikle &#;sıcak nokta&#; koruması olarak adlandırılan fedakar anotların kullanıldığı sınırlı CP kurulumları, bu durum için ucuz bir çözüm sağlayabilir. Kaçak akımın etkilediği alanlarda, elektrik direncini arttırmak ve böylelikle tüketecek akım miktarını en aza indirmek için akım alma alanında (katodik ve saldırıya maruz olmayan) hatta iyi bir kaplama uygulanması son derece önemlidir. başka bir yere boşaltıldığında boru metali. Statik kaçak akım durumlarında (örneğin, katodik kaçak akımlar), başlatma alanlarının tanımlanması nispeten basittir.

Bununla birlikte, dinamik kaçak akımların söz konusu olduğu yerlerde (örneğin, doğru akımla çalışan geçiş sistemlerinin yakınında), bir tren yakınındayken kaçak akım biriktiren rayların yakınındaki konumlar, alanda herhangi bir yük olmadığında akımı raylara geri boşaltabilir. Kaçak akım aktivite modellerini tam olarak anlayamadan bu konumların ayrım gözetmeden kaplanması, indirgenmiş toplam akımı dayanılmaz yoğunluklara yoğunlaştırabilir.

CP ile
Kaplamanın CP gereksinimleri üzerindeki etkisi basittir ve kısaca ifade edilebilir: Bir kaplamanın uygulanması, koruma elde etmek için gereken akım miktarını büyük ölçüde azaltır. Azalma, son derece iyi bir kaplama için% 99,8&#;den çok zayıf, eski, hasarlı bir kaplama için% 50&#;ye kadar çıkabilir. Ek olarak, iyi bir kaplama, bir boru hattı boyunca zayıflama özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilir ve bireysel bir koruyucu akım kaynağı için etkili menzili büyük ölçüde artırabilir.

Katodik Koruma Nedir ?

Korozyon: Metal ve alaşımlarının bulundukları ortam etkisi ile kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar neticesinde tahrip veya kıymetini kaybetmesidir. Bu olayı havada, suda, toprakta meydana getiren etken ise, OKSİJEN difizyonudur.

Katodik Koruma: Metal yapıları, bulundukları ortam (elektrolitik) içerisinde elektrokimyasal yolla korozyondan koruma metodudur. Katodik koruma sistemlerinin ana prensibi elektrokimyasal korozyon teorisine dayanmaktadır. Bu sistemlerdeki asıl amaç metalde korozyona neden olan Oksijeni metalden uzak tutmaktır.

Yani bu sistemlerdeki asıl amaç koruma sistemi için kullanılacak metali (magnezyum vb.) anot gibi çalıştırıp korozyona uğratmak ya da korozyondan korunacak yapıyı katod olarak kullanarak bir korozyon hücresi oluşturmaktır.

Ölçme  ve Denetleme

Galvanik Anotlu Katodik Koruma Sistemi Ölçüm ve Değerlendirmesi

Galvanik anotlu sistemde işletme ve bakım son derece kolaydır. Korumayı sağlayan anotlar devre dışı kalmadığı sürece herhangi bir bakım işi ortaya çıkmaz. Bu sistemin ölçüm ve kontrollerinin yılda dört defa (İlkbahar, Yaz, Sonbahar ve Kış aylarında) yapılması yeterlidir.

Katodik Koruma Ölçümü İçin Gerekli Ekipmanlar Nelerdir ?

1. Avometre veya Multimetre
2. Bakır/BakırSülfat Referans Elektrodu
3. Gümüş/GümüşKlorür Referans Elektrodu
4. Çİnko Referans Elektrodu

KATODİK KORUMA ÖLÇÜMÜ NASIL YAPILIR ?

REFERANS ELEKTRODUNUN KULLANILMASI 

Referans elektrodunun üst tapası açılarak içerisine Bakır Sülfat eriyiği konur ve tapa kapatılır. Aşağıdaki  tapa Bakır Sülfat eriyiğini emdiği anda Referans elektrodu kul anılmaya hazırdır. Referans elektrodu kul anıldıktan sonra uzun süre kul anılmayacak ise, içerisindeki eriyik boşaltılır. Referans elektrodunun eriyik içerisine batan Bakır çubuğu temizlenip (zımpara ile) Referans elektrodu bir naylon poşet içerisine konularak saklanır.

KATODİK KORUMA SİSTEMİNDEN ÖLÇÜM ALINMASI

Katodik koruma sisteminde 3 adet Potansiyel, 1 adet akım ölçümü olmak üzere 4 adet ölçüm yapılır.

1.ÖLÇÜM (Sistem(Katod ve Anot birbirine bağlı) /Toprak Potansiyeli) : 

Ölçü kutusunda bulunan Anotdan gelen uç ile tanktan (Katod) gelen ucunu biribirine şöntlü vaziyetinde yapılır. Avometre D.C. 2 V. kademesine alınır. Referans elektrodu Sistemin Max. 50 cm. uzağına ağaç tapa toprağa gömülecek şekilde konulur. Konulan toprak kuru ise buraya birazcık saf su dökülür. Avometrenin bir çubuğu Referans elektroduna diğer çubuğu ölçü kutusu içerisinde bulunan Şönte değdirilerek potansiyel okunur. 

Bu potansiyelin değeri ( mV) olmalıdır.

2.ÖLÇÜM (Anot /Toprak Potansiyeli) : 

Ölçü kutusunda bulunan şöntün sökülmüş durumunda yapılır. Avometre ve referans elektrodu ölçüm 1’de tarif edildiği gibi ayarlanır. Avometrenin bir çubuğu kutuplara sıra ile değdirilir. Yüksek potansiyel değeri veren kutup anottan gelen kablonun bağlı olduğu kutuptur.

Bu değer ( mV). arasında değişir.

3.ÖLÇÜM (Tank (Katod) /Toprak Potansiyeli): 

Ölçü kutusunda bulunan şöntün sökülmüş durumunda yapılır. Avometre ve referans elektrodu ölçüm 1’de tarif edildiği gibi ayarlanır. Avometrenin bir çubuğu (Referans elektroduna bağlı olmayan çubuğu) kutuplara değdirilir. Düşük potansiyel değeri veren kutup borudan veya tanktan gelen  kablonun bağlı olduğu seafoodplus.info değer ( mV). arasında değişir.

4.ÖLÇÜM (Anottan Çekilen Akım) : 

Ölçü kutusunda bulunan şöntün sökülmüş durumunda yapılır. Avometre D.C. mA. kademesine getirilir. Aletin bir ucu anotdan, diğer ucu tankdan (katod) gelen kablonun bağlı olduğu şöntlere değdirilerek anotdan çekilen akım okunur. Bu değer ( mA) arasında değişir. Tank(katod) akım yoğunluğu yönünden boş iken bu değer büyük, Tank(katod)akım yönünden doyduğu zaman bu değer düşük okunur.

SONUÇ

Sistem(Katod ve Anot birbirine bağlı) -zemin(toprak) potansiyeli :  mV’ un altında olmamalı, eğer altında ise tesisat gözden geçirilerek gerekli düzeltici önlemler alınmalıdır.

Anot-zemin(toprak) potansiyeli :  mV arasında olmalı, mV’ un altında olmamalıdır. Eğer mV’ un altında ise, tanka zarar vermeden ömrü biten anotların değiştirilmesi gereklidir.

Tank(Katod)-zemin(toprak) potansiyeli :  mV arasında olmalıdır. mV’ un altında ise, tankta korozyon başlamış demektir. Bu durumda anot sayısı %50 oranında artırılmalı ve tekrar ölçüm yapılmalıdır.

Anot-Katod (tank) akımı :  mA arasında olmalıdır. Şönt açık iken yapılır. Değer 0 okunuyorsa kapalı devreyi teşkil eden akım yolu veya kablolarda kopukluk vardır.

Katodik Koruma Hangi Tesislerde kullanılır?

Doğalgaz, akaryakıt ve su boru hatları olan tesisler
Akaryakıt dolum tesisi ve akaryakıt istasyonları
Deniz suyu ve tatlı su üzerinde bulunan liman ve köprü işletmeleri
Tatlı su depolama tankları olan tesisler

İlgili  Yönetmelikler

İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği,
TS EN Katodik koruma genel ölçüm teknikleri.
TS EN Katodik koruma – Gömülü veya suya daldırılmış metalik yapılar için – Boru hatları için genel prensipler ve uygulama.

1. Hi-Pt (Yüksek Potansiyelli) = Magnezyum metalini aktifleştirerek pil olarak görev yapması için, magnezyum metali eritilerek içerisine % 0,5- 1,5 oranında mangan konulur.  Bu şekilde hazırlanan Magnezyum Anot açık devre potansiyeli mV. dur.
2. AZ = İçmesuyu boru hatlarında mangan metalinin zararlarından korunmak için AZ63 anotu imal edilir. Burada Magnezyum metalini aktifleştirerek pil olarak görev yapması için, magnezyum metali eritilerek içerisine % 2,5- 3,5 oranında çinko ve % 5,3 – 6,7 oranında Alüminyum konulur. Bu şekilde hazırlanan Magnezyum Anot açık devre potansiyeli mV. dur.

ÖNEMLİ NOT: Magnezyum anotlar çıplak olarak hava ile uzun sure temas halinde kalması durumunda veya anot çalışmadan yüzeyinin ıslanması durumunda istenilen anot potansiyeli ve akım çıkışını veremez. Yapılması gereken, anotun yüzeyindeki oksitlenmiş ve akım çıkışını engelliyen tabakayı temizlemek gerekir. Aksi durumda anotumuz sağlam kalır fakat yapımız korozyona başlar.

Lütfen büyük halini görmek istediğiniz fotoğrafın üzerine tıklayınız.

Abstract:

Korozyon, kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu malzeme yüzeyinden başlayarak, malzeme derinliklerine doğru tesir ederek devam eden ve malzeme özelliğinin değişmesine yol açan bir bozunma sürecidir. Bu süreç büyük zararlara yol açarak önemli israf kalemlerinden birini oluşturmaktadır. Çoğu temel metaller ne yazık ki kararlı değildir. Olumsuz ortamlarda korozyonun değişik oranlarıyla bozulabilirler. Korozyon reaksiyonu ve hangi metallere nasıl etki yaptığı büyük ekonomik anlam taşımaktadır. Katodik korumanın aşamaları bilimsel olarak diğer koruma sistemlerine göre daha kısa açıklanabilir. Prensip olarak sıvı veya sulu ortamlardaki metallerin korozyonunun çözümü elektriksel gerilimle kontrol edilen elektrokimyasal bir prosestir. Elektrokimya yasalarına göre reaksiyonun yönü ve oranı potansiyelin düşüşü ile birlikte azalacaktır. Tüm bu ilişkiler yüzyıldır bilinmesine rağmen katodik koruma sınırlı bir alanda kullanılmaktadır, uygulamalar genişletilmelidir. Katodik koruma elektrik mühendisliği alanında halen garip ve yabancı olarak görülüp geri planda kalmaktadır. Sıvılarla ve suyla temas eden malzemelerde katodik koruma genel olarak kullanılan tek yöntemdir. Fakat gelecekte endüstriyel alanlarda daha çok kullanılacaktır.

Description:

Tez (Yüksek Lisans) - Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,