Korozyon ve Katodik Koruma
Korozyon ve Katodik Koruma


KOROZYON VE KATODİK KORUMA
 

Korozyon en genel anlamda malzemelerin çevre etkisi ile bozularak kullanılmaz hale gelmesidir.

Demir ve çeliğin büyük bir kısmı her yıl korozyon sonucu kaybedilmekte veya kullanılmaz hale gelmektedir.

 

ŞEMATIK KOROZYON HÜCRELERİ
ANOT __________KATOT   KURU PİL DEVRESİ
  


Korozyon sonucu kaybedilen metal, kendi maliyetinin çok üstünde ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Diğer taraftan korozyon kayıpları yalnız demir ve çelik endüstrisini değil, yapılmakta olan bütün yatırımların verimini etkilemekte ve ülke ekonomisini ilgilendiren bir konu olmaktadır.
 

Gerekli önlemler alınmadığı için her yıl ülkemizde büyük boyutlarda korozyon kayıpları meydana gelmektedir. Atmosfer etkisinde kalan taşıt araçları, köprüler , korkuluklar, direkler , enerji nakil hatları, depolar vb. su ve yeraltına konulmuş olan boru hatları, tanklar, iskeleler, gemiler, dubalar, baraj kapakları, cebri borular vb. başta alet ve ekipmanlar olmak üzere endüstrinin çeşitli dallarında kullanılmakta olan kazanlar, borular, ızgaralar, elektrik makinaları vb. metalik yapılar beklenenden daha kısa süreler içerisinde korozyon nedeni ile kullanılmaz hale gelmektedir.
 

Bütün kayıpların toplam değerinin hesaplanması güç olmakla beraber, ülkemizde bir yılda meydana gelen korozyon kayıplarının yıllık çelik üretimimizin yaklaşık üçte biri kadar olduğu tahmin edilmektedir. Yani faaliyette olan her üç demir ve çelik fabrikasından bir tanesinin tüm üretimi doğrudan korozyon kayıplarını karşılamakta kullanılmaktadır .
 

Korozyon sonucu ortaya çıkan fakat metal kaybı gibi açıkça görülmeyen çeşitli kayıplarda söz konusudur. Bu durumu herhangi bir akışkanı taşıyan bir boru hattının delinmesi halinde ortaya çıkabilecek sorunlarla açıklamaya çalışalım.
 

•Borunun delinmesinin anlaşılmasına kadar geçen süre içerisinde çevreye kaçan akışkan kaybı

•Çevreye yayılan akışkanın oluşturduğu kirlilik veya zararlı etkiler

•Akışkanın akaryakıt – doğalgaz olması halinde yangın tehlikesi

•Akışkanın şehir suyu olması halinde salgın hastalık tehlikesi

•Eski borunun yenisi ile değiştirilmesi için harcanan işçilik ve yeni borunun maliyeti

•İşletme kesikliğinden doğan zararlar

 

KOROZYONA KARŞI ÖNLEMLER
 

Korozyonun teknik ve ekonomik açıdan göz yumulacak düzeye indirgenmesi veya tamamen önlenmesi için başvurulabilecek önlemler çok çeşitlidir. Ancak bunları;
 

l- Uygun tasarımlarla korozyona yol açıcı koşulları azaltma,

2- Uygun işlemlerle ortamın korozif özelliğini kısmen veya tamamen giderme,

3- Yüzey kaplamaları ile koruma,

4- Katodik koruma ,

5- Korozyona karşı dayanıklı malzemeler kullanma olarak beş ana grupta toplayabiliriz.

 

KORUMA YÖNTEMİ             ETKİNLİĞİ


Tasarim                             Kismen

Malzeme Seçimi                 Kismen

Kaplama ve Boya               Kismen

Inhibitör Kullanimi             Kismen

Anodik Koruma                  Kismen

Katodik Koruma                Tamamen

 

KATODİK KORUMA
 

Korozyona karşı önlemlerin en güçlüsü katodik korumadır. Zemine gömülü ve boyu yüzlerce kilometreyi bulan boru nakil hatlarından evlerde kullanılan sıcak su hazırlama tesislerine kadar endüstrinin hemen hemen her alanında katodik koruma başarılı olarak uygulanmaktadır. Bundan da öteye zemin, temiz su ve deniz suyu gibi değiştirilmesi veya korozif özelliğinin sınırlanmasına olanak bulunamayan ortamlarda, geniş yüzeyli çelik yapılar (zemine ve suya terk edilen çelik boru hatları, depolar, deniz taşıma araçları, su veya zemine gömülü köprü ayakları vb.) korozyona karşı korumak için alternatifsiz bir yöntemdir.
 

Katodik korumanın temel ilkeleri elektro kimyasal korozyon teorisine dayanmaktadır. Katodik koruma korozyona uğrayan metallerin katot olarak polarizasyonunu gerektirir. Bu korunacak metali daha aktif bir metalle (galvanik anot / kurban anot) eşleyerek sağlanacağı gibi dıştan akım uygulayarak da gerçekleştirilebilir.
 


 

Şekil 1- Galvanik Anotlu Katodik Koruma
 

İlk yöntem de (Şekil 1) koruma için gerekli doğru akım korunan metal ve galvanik anot çiftinin oluşturduğu hücre tarafından üretilir. Galvanik anotlar koruma sırasında belirli hızlarla çözünerek ağırlıklarını kaybederler. Bunları uygun zaman aralıklarıyla yenileyerek koruma işlevine süreklilik kazandırılır. İkinci yöntemde (Şekil 2) korunan metal ve anot çiftinin akım üretir nitelikte olması gerekmez. Çünkü koruma için gerekli akım uygun bir dış kaynaktan çekilir. Yavaş çözünürlüğünün yanı sıra ekonomik ve uzun ömürlü olan malzemeler anot malzemesi olarak kullanılır.
 

Galvanik anotlu katodik koruma sistemlerinde kullanılan anot malzemeleri genellikle çinko, alüminyum, magnezyum alaşımlarıdır. Dış akım kaynaklı sistemlerde kullanılan başlıca anotlar karma metal oksit kaplı titanyum anotlar, Platinize titanyum anotlar, grafit anotlar,demir silikon ve kurşun-gümüş-antimuan anotlardır.


 

Şekil 2: Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemi
 

Katodik olarak korunmuş olan bir metal yapının korunup korunmadığı aşağıda belirtilen referans elektrotların karşısındaki koruma potansiyel değerlerini sağlamak gerekir.  

 

Referans Elektrot                                      Koruma Potansiyeli,volt


Doygun kalomel elektrot (Hg2C12)                       -0.78

Gümüş-Gümüş Klorid (Ag/AgCl)                            -0.81

Bakır-Bakır-Sülfat (Cu/CuSO4)                              -0.85

Çinko                                                                   +0.25


Katodik Korumanın en fazla uygulandığı alanlar:

•  Gemilerin taban yüzeylerinde

•  Gemilerin balast tanklarında

•  Dubalarda ve balast tanklarında

•  Yer altı akaryakıt/ham petrol/su/doğalgaz çelik boru hatlarında

•  Mavnalarda

•  İskele , köprü ve viyadük taşıyıcı ayaklarında

•  Petrol depolama tanklarında

•  Su depolama tanklarında

•  Deniz deşarj boru hatlarında iç ve dış korumada

•  LPG yer altı depolama tanklarında

•  Yer altı Akaryakıt depolama tanklarında

•  Korozyon riski taşıyan betonarme yapılarda

•  Arıtma tesislerinde
 

Diğer kullanma alanları

Buharlaştırıcılarda, ısı değiştirici borularında ve yukarıda belirtilmeyen fakat elektrolit ortamlarda bulunan metal malzemelerin korozyona karşı korunmasında kullanılır.
 

BORU HATLARINDA KATODİK KORUMA UYGULAMALARI
 

Çeşitli amaçlarla yeraltına veya su altına konulmuş olan metal yapılar özellikle çelik borular suyun ve zeminin korozif etkisi nedeniyle kısa bir sürede korozyona uğrayarak kullanılmaz hale gelirler. Yeraltı ve sualtı gibi elektrolitik ortamlarda korozyon hücrelerinin oluşma nedenleri çok çeşitlidir. Pratikte en yok rastlanan korozyon nedenleri şunlardır:
 

- Galvanik etki sonucu oluşan korozyon

•  Zemin yapısındaki farklılıktan ileri gelen korozyon

•  Farklı havalanma sonucu oluşan korozyon

•  Kaplama bozuklukları sonucu oluşan korozyon

•  Biyolojik korozyon

•  Kaçak akım ve interferans korozyonu
 

Zemindeki boru hatlarında korozyondan koruma amacı ile hem dış akım kaynaklı hem de galvanik anotlu katodik koruma uygulanır.