laz73
Üye
- Katılım
- 28 Eyl 2006
- Mesajlar
- 94
- Puanları
- 1
- Yaş
- 39
KATODİK KORUMA:
Su , su altı ve toprak altı sistemlerine uygulanır. Korozyon bir elektro kimyasal bir olay olduğu için , sistemde elektron alış verişi olur. Doğada bulunan elementlerin birbirlerine göre kimyasal olarak zayıf ve kuvvetli olanları vardır. Kuvvetli elementler zayıf olan elementlerden elektron koparırlar ve böylece zayıf olan elementleri korozyona uğratırlar. Zayıf olan elementleri korozyondan korumak için kuvvetli olan elementlere dışardan elektron verilerek bu denge sağlanır veya elektron alış verişin olduğu ortam ile yapı arası polarizasyon sağlanılarak bağlantısı kesilir. Bu olaya KATODİK KORUMA denir.
KATODİK KORUMA NASIL YAPILIR?
Katodik koruma , korunacak metali oluşturulacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu haline getirerek metal yüzeyindeki anodik akımların giderilmesi işlemidir. Örnek olarak nötral bir sulu çözelti içinde korozyona uğrayan bir demir metalini ele alalım. Demir yüzeyinde yürüyen anot ve katot reaksiyonları şöyledir:
Anot reaksiyonu :
Fe = Fe 2+ + 2 e-
Katot reaksiyonu :
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
Korozyon olayı bu iki reaksiyonun bir arada yürümesi ile gerçekleşir. Elektronlar anottan katoda doğru metal üzerinden akar. Katot reaksiyonu anottan gelen bu elektronları kullanarak yürüyebilir. Eğer katotda bu elektronlar kullanılamaz ise, bu durumda anottaki oksidasyon reaksiyonu da yürüyemez. Yani katot bölgesinde yeterli oksijen bulunmazsa korozyon meydana gelmez. Diğer taraftan eğer katot reaksiyonu için gerekli elektronlar bir dış kaynaktan verilecek olursa, anot reaksiyonu ile elektron üretilemez. Bu durumda anotta yürüyen korozyon olayı da durmuş olur. Dış akım kaynaklı katodik koruma ile korozyonun önlenmesi bu elektrokimyasal ilkeye dayanır.
Metale dıştan uygulanan akım ile verilen elektronlar, metal yüzeyinde yürümekte olan anodik reaksiyonları tam olarak durdururken, katodik reaksiyonun hızını da artırır. Anot reaksiyonları artık korunmakta olan metal yüzeyinde değil, katodik koruma devresinde bulunan yardımcı anotta yürür. Korunmakta olan metal yüzeyi ise artık tam olarak katot olur.
Korozyona uğramakta olan bir metale kendinden daha aktif bir metal (galvanik anot) bağlanacak olursa, bu durumda katot reaksiyonu için gerekli olan elektronlar galvanik anot olarak bağlanan metalin kendiliğinden yürüyen yükseltgenme reaksiyonu ile karşılanır.
Böylece korunan metal yüzeyindeki bütün anodik reaksiyonlar tam olarak durur. Galvanik anotlu katodik koruma da bu temel ilkeye dayanır.
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.
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 çok 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.
KATODİK KORUMA ELEMANLARI
TRAFO / REDRESÖR (T/R) ÜNİTESİ MANUEL TİP
Dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminde kullanılan T/R üniteleri hava ve yağ soğutmalı, monofaze veya trifaze A.C. beslemeli 0-350 Amp. D.C. çıkış kapasiteli manuel kumandalı olarak imal edilmektedir
REFERANS ELEKTROT;
Katodik olarak Korunan Metal (katot) bulunduğu ortama göre potansiyelini tespit etmek için kullanılır.
Çeşitli tipte referans elektrotlar vardır.
Boru Hatlarinda , Boru zemin potansiyelini ölçmek amaciyla Bakir / Bakir Sülfat (Cu/CuSO 4 ) referans elektrot kullanilmaktadir.
Boru hatlarında sabit ve seyyar tip olmak üzere iki tip referans elektrot kullanılmaktadır. Sabit tip Referans Elektrod bir ölçü kutusuna (STP) bağlanır. Seyyar tip Referans Elektrod ise Su sızdırmaz muhafaza içinde Cu/CuSO 4 torbası ile teslim edilmektedir. Montaj talimatına uygun olarak kullanıma hazırlanır. Pro-Tek Seyyar Referans Elektrodu su sızdırmama özelliği ile seyahat çantasında bile taşınabilmektedir.
POLARİZASYON HÜCRESİ
Polarizasyon Hücresi elektrokimyasal güvenlik anahtarı görevini yapan bir cihazdır. Polarizasyon Hücresi katodik olarak korunan yapı üzerindeki koruma voltajını katodik koruma için gerekli olan aralıkta tutarken, anlık tehlikeli voltaj yükselmelerini topraklama sistemine iletir. Polarizasyon hücresi üzerinden geçen akımın büyüklüğü ve yönü hücre terminalleri arasında uygulanan EMF (Electro Motor Force) ‘ye bağlıdır. Terminaller arası uygulanan EMF arttıkça polarizasyon hücresi üzerinden geçen akımda artar. Akım aynı zamanda sınırlı olmamakla birlikte çevre koşulları,sıcaklık, çözelti konsantrasyonu ve ömrüne bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Polarizasyon Hücresi paslanmaz çelik plaka çiftlerinden ve %30 Potasyum Hidroksit (KOH) çözeltisinden oluşmaktadır. Cam bir kap içerisine yerleştirilen çözelti ve plaka çiftleri üzerine çözeltinin buharlaşmasını ve atmosferde bulunan gazların çözelti tarafından absorbe edilmesini önlemek amacı ile ince bir tabaka oluşturacak şekilde Mineral yağ eklenir. Polarizasyon Hücresinin kendisi hiçbir voltaj üretmemektedir.
D.C. akım Polarizasyon Hücresi üzerinden geçtiğinde negatif plakalar üzerinde Hidrojen gazı film tabakası oluşurken, pozitif plakalar üzerinde ise Oksijen gazından bir film tabakası oluşur. Bu olaya polarizasyon denir. Bu film tabakaları daha sonraki D.C akım geçişi için bir direnç teşkil eder ve geçişi zorlaştırır. Uygulanan voltaj ve bunun sonucu oluşan akım arttıkça plakalar yüzeyinde oluşan gaz filmi kalınlığı da artar. Uygulanan voltajın artması ile cihaz için belirlenen eşik değerine ulaşıldığında, film tabakası kırılır ve geçiş direnci çok hızlı bir şekilde azalır. Bu boyutlarda A.C. voltaj ve yüksek D.C. voltajlarda Polarizasyon Hücresi topraklama sistemine giden en kısa yol olarak görev yapar.
ÖLÇÜ KUTULARI :Katodik koruma sisteminde potansiyel ve akım değerlerini ölçmek için kullanılan ölçü kutuları, NATO tipi ve TSE 5141’e uygun BOTAŞ spesifikasyonlarına göre çeşitli işlevler için , STP, CTP, ATP, EPC, EPT, SIJ tiplerinde imal edilmektedir. Bu ölçü kutularının iç ve dış yüzeyleri daldırma sıcak galvanizle kaplanmakta yine BOTAŞ spesifikasyonlarına göre işaret plakaları konulmaktadır
DEMİR-SİLİKON (Fe-Si) ANOTLAR :
Kara yapılarının dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminde yardımcı anot yataklarında (yüzeysel veya derin kuyu) yardımcı anot olarak kullanmak üzere her libre veya kg. ağırlıkta yüksek silisli veya krom takviyeli olarak TSE veya yabancı standartlara uygun olarak imal edilmekte , kimyasal ve elektrokimyasal analize tabi tutulmaktadır.
Su , su altı ve toprak altı sistemlerine uygulanır. Korozyon bir elektro kimyasal bir olay olduğu için , sistemde elektron alış verişi olur. Doğada bulunan elementlerin birbirlerine göre kimyasal olarak zayıf ve kuvvetli olanları vardır. Kuvvetli elementler zayıf olan elementlerden elektron koparırlar ve böylece zayıf olan elementleri korozyona uğratırlar. Zayıf olan elementleri korozyondan korumak için kuvvetli olan elementlere dışardan elektron verilerek bu denge sağlanır veya elektron alış verişin olduğu ortam ile yapı arası polarizasyon sağlanılarak bağlantısı kesilir. Bu olaya KATODİK KORUMA denir.
KATODİK KORUMA NASIL YAPILIR?
Katodik koruma , korunacak metali oluşturulacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu haline getirerek metal yüzeyindeki anodik akımların giderilmesi işlemidir. Örnek olarak nötral bir sulu çözelti içinde korozyona uğrayan bir demir metalini ele alalım. Demir yüzeyinde yürüyen anot ve katot reaksiyonları şöyledir:
Anot reaksiyonu :
Fe = Fe 2+ + 2 e-
Katot reaksiyonu :
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
Korozyon olayı bu iki reaksiyonun bir arada yürümesi ile gerçekleşir. Elektronlar anottan katoda doğru metal üzerinden akar. Katot reaksiyonu anottan gelen bu elektronları kullanarak yürüyebilir. Eğer katotda bu elektronlar kullanılamaz ise, bu durumda anottaki oksidasyon reaksiyonu da yürüyemez. Yani katot bölgesinde yeterli oksijen bulunmazsa korozyon meydana gelmez. Diğer taraftan eğer katot reaksiyonu için gerekli elektronlar bir dış kaynaktan verilecek olursa, anot reaksiyonu ile elektron üretilemez. Bu durumda anotta yürüyen korozyon olayı da durmuş olur. Dış akım kaynaklı katodik koruma ile korozyonun önlenmesi bu elektrokimyasal ilkeye dayanır.
Metale dıştan uygulanan akım ile verilen elektronlar, metal yüzeyinde yürümekte olan anodik reaksiyonları tam olarak durdururken, katodik reaksiyonun hızını da artırır. Anot reaksiyonları artık korunmakta olan metal yüzeyinde değil, katodik koruma devresinde bulunan yardımcı anotta yürür. Korunmakta olan metal yüzeyi ise artık tam olarak katot olur.
Korozyona uğramakta olan bir metale kendinden daha aktif bir metal (galvanik anot) bağlanacak olursa, bu durumda katot reaksiyonu için gerekli olan elektronlar galvanik anot olarak bağlanan metalin kendiliğinden yürüyen yükseltgenme reaksiyonu ile karşılanır.
Böylece korunan metal yüzeyindeki bütün anodik reaksiyonlar tam olarak durur. Galvanik anotlu katodik koruma da bu temel ilkeye dayanır.
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.
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 çok 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.
KATODİK KORUMA ELEMANLARI
TRAFO / REDRESÖR (T/R) ÜNİTESİ MANUEL TİP
Dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminde kullanılan T/R üniteleri hava ve yağ soğutmalı, monofaze veya trifaze A.C. beslemeli 0-350 Amp. D.C. çıkış kapasiteli manuel kumandalı olarak imal edilmektedir
REFERANS ELEKTROT;
Katodik olarak Korunan Metal (katot) bulunduğu ortama göre potansiyelini tespit etmek için kullanılır.
Çeşitli tipte referans elektrotlar vardır.
Boru Hatlarinda , Boru zemin potansiyelini ölçmek amaciyla Bakir / Bakir Sülfat (Cu/CuSO 4 ) referans elektrot kullanilmaktadir.
Boru hatlarında sabit ve seyyar tip olmak üzere iki tip referans elektrot kullanılmaktadır. Sabit tip Referans Elektrod bir ölçü kutusuna (STP) bağlanır. Seyyar tip Referans Elektrod ise Su sızdırmaz muhafaza içinde Cu/CuSO 4 torbası ile teslim edilmektedir. Montaj talimatına uygun olarak kullanıma hazırlanır. Pro-Tek Seyyar Referans Elektrodu su sızdırmama özelliği ile seyahat çantasında bile taşınabilmektedir.
POLARİZASYON HÜCRESİ
Polarizasyon Hücresi elektrokimyasal güvenlik anahtarı görevini yapan bir cihazdır. Polarizasyon Hücresi katodik olarak korunan yapı üzerindeki koruma voltajını katodik koruma için gerekli olan aralıkta tutarken, anlık tehlikeli voltaj yükselmelerini topraklama sistemine iletir. Polarizasyon hücresi üzerinden geçen akımın büyüklüğü ve yönü hücre terminalleri arasında uygulanan EMF (Electro Motor Force) ‘ye bağlıdır. Terminaller arası uygulanan EMF arttıkça polarizasyon hücresi üzerinden geçen akımda artar. Akım aynı zamanda sınırlı olmamakla birlikte çevre koşulları,sıcaklık, çözelti konsantrasyonu ve ömrüne bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Polarizasyon Hücresi paslanmaz çelik plaka çiftlerinden ve %30 Potasyum Hidroksit (KOH) çözeltisinden oluşmaktadır. Cam bir kap içerisine yerleştirilen çözelti ve plaka çiftleri üzerine çözeltinin buharlaşmasını ve atmosferde bulunan gazların çözelti tarafından absorbe edilmesini önlemek amacı ile ince bir tabaka oluşturacak şekilde Mineral yağ eklenir. Polarizasyon Hücresinin kendisi hiçbir voltaj üretmemektedir.
D.C. akım Polarizasyon Hücresi üzerinden geçtiğinde negatif plakalar üzerinde Hidrojen gazı film tabakası oluşurken, pozitif plakalar üzerinde ise Oksijen gazından bir film tabakası oluşur. Bu olaya polarizasyon denir. Bu film tabakaları daha sonraki D.C akım geçişi için bir direnç teşkil eder ve geçişi zorlaştırır. Uygulanan voltaj ve bunun sonucu oluşan akım arttıkça plakalar yüzeyinde oluşan gaz filmi kalınlığı da artar. Uygulanan voltajın artması ile cihaz için belirlenen eşik değerine ulaşıldığında, film tabakası kırılır ve geçiş direnci çok hızlı bir şekilde azalır. Bu boyutlarda A.C. voltaj ve yüksek D.C. voltajlarda Polarizasyon Hücresi topraklama sistemine giden en kısa yol olarak görev yapar.
ÖLÇÜ KUTULARI :Katodik koruma sisteminde potansiyel ve akım değerlerini ölçmek için kullanılan ölçü kutuları, NATO tipi ve TSE 5141’e uygun BOTAŞ spesifikasyonlarına göre çeşitli işlevler için , STP, CTP, ATP, EPC, EPT, SIJ tiplerinde imal edilmektedir. Bu ölçü kutularının iç ve dış yüzeyleri daldırma sıcak galvanizle kaplanmakta yine BOTAŞ spesifikasyonlarına göre işaret plakaları konulmaktadır
DEMİR-SİLİKON (Fe-Si) ANOTLAR :
Kara yapılarının dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminde yardımcı anot yataklarında (yüzeysel veya derin kuyu) yardımcı anot olarak kullanmak üzere her libre veya kg. ağırlıkta yüksek silisli veya krom takviyeli olarak TSE veya yabancı standartlara uygun olarak imal edilmekte , kimyasal ve elektrokimyasal analize tabi tutulmaktadır.
