Katodik Koruma ile İlgili Genel Bilgiler

Danışman VEYSEL BILGIN
21 Ekim 2007

Katodik Koruma ile İlgili Genel Bilgiler

1- Korozyon Nedir ?
	Korozyon, metallerin içinde bulundukları ortam ile kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyonlara girerek metalik özelliklerini kaybetmeleridir. Metallerin büyük bir kısmı su ve atmosfer etkisine dayanıklı olmayıp, normal koşullar altında dahi korozyona uğrarlar. Bazı soy metaller hariç bütün metal ve alaşımları az veya çok korozyona uğrarlar. Korozyon olayı endüstrinin her bölümünde kendini gösterir. Açık atmosferde bulunan tanklar , depolar, direkler, korkuluklar, taşıt araçları, yer altı boru hatları, betonarme demirleri, iskele ayakları, gemiler, fabrikalardaki kimyasal sıvı kapları, borular ve birçok makine parçası korozyon olayı ile karşı karşıyadır. Bütün bu yapılar korozyon nedeniyle beklenenden daha kısa sürede işletme dışı kalmakta ve büyük ekonomik kayıplar meydana gelmektedir.
.
2- Katodik Koruma Nedir ?
	Katodik koruma, korunacak metal yapıyı oluşturulacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu haline getirerek metal yüzeyinde yürümekte olan anodik reaksiyonların durdurulmasıdır. Katodik korumada amaç, korunacak olan metalin potansiyelini anodun açık devre potansiyeline kadar polarize etmektir. Bunu sağlamak için metale katodik yönde bir dış akım uygulanır. Uygulanmasına 1930’ lu yıllarda başlamış olan katodik korumada son yıllarda büyük gelişmeler olmuş ve korozyonla mücadelede en etkili ve en ekonomik yöntem durumuna gelmiştir. Kotodik korumanın ilk uygulamaları petrol boru hatlarında olmuştur. Günümüzde iskele ayakları, gemiler, su ve petrol depolama tankları, kimyasal madde taşıyan kaplar, ısı değiştiriciler, betonarme demirleri v.b. bir çok metalik yapı katodik olarak korunmaktadır. Özellikle yüksek basınçlı petrol ve doğal gaz boru hatlarının emniyetle işletilebilmesi ancak katodik koruma yapılarak mümkün olabilmektedir. Katodik koruma, dış akım kaynaklı ve galvanik anotlu olmak üzere ikiye ayrılır. a- Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Dış akım kaynaklı katodik koruma metale dıştan bir doğru akım uygulanarak yapılır. Bir transformatör redresör sisteminden elde edilen doğru akım (-) ucu korunacak olan metale (+) ucu da bir yardımcı anota bağlanır. b- Galvanik Anotlu Katodik Koruma Galvanik anotlu katodik koruma sistemlerinde korunması istenilen metal yapıya kendisinden daha negatif potansiyelde bir metal (anot) bağlanarak bir galvanik pil oluşturulur. Böylece metal yapı katot haline getirilir. Galvanik anotlar kendiliklerinden çözünerek aynen bir pil gibi akım üretirler. Anodun çözünmesi sonucu açığa çıkan elektronlar, dış bağlantıdan katoda (korunan metal yapı) taşınarak katodik reaksiyon için gerekli olan elektronları sağlar.

Galvanik anotların akım kapasiteleri ve akım verimleri bellidir. Katodik koruma devresine belli süre yetecek miktarda ve sayıda galvanik anot bağlanarak korunacak metal yapının yüzey alanı istenilen süre katot halinde tutulabilir.

Katodik Korumanın Uygulama Alanları :
Boru hatları : İçme suyu boru hatları, doğal gaz boru hatları, atık su boruları deniz dibi borular, yangın hidrant boru hatları, petrol boru hatları .
Deniz içi yapı ve araçları : Gemiler, feribotlar, deniz otobüsleri, denizaltı gemisi, yatlar, liman, islele, platform, kazık ayakları, şamandıra v.s.

Tanklar : Yer altı LPG ve akaryakıt tankları, yer üstü akaryakıt tankları atık su tankları, içme su depolama tankları v.s.

Su sistemleri : Esanjör soğutma ve ısıtma sistemleri, termosifonlar, buhar kazanları, boiler tankları v.s.

3 - Galvanik Anot Nedir ?

Galvanik anot, bir yapıyı katodik olarak korumak üzere kullanılan ve bulunduğu ortamda pozitif iyon halinde çözünerek akım üretimini sağlayan elektrottur. Korozyona uğramakta olan bir metale kendinden daha aktif olan bir metal (galvanik anot) bağlanacak olursa, bu durumda katot reaksiyonu için gerekli olan elektronlar galvanik anot olarak bağlanan metalin kendiliğinden yürüyen yükseltgenme reaksiyonu ile sağlanır. Böylece korunan metal yüzeyindeki bütün anodik reaksiyonlar tam olarak durur. Galvanik anotlu katodik koruma da bu temel ilkeye dayanır.

Bir çelik boru hattını galvanik anotlarla katodik olarak korumak için, boru hattına kendinden daha aktif bir metal örneğin magnezyum anot bağlanır. Böylece oluşan galvanik pilde magnezyum anot, çelik boruda katot olur. Anotta magnezyum çözünerek elektron açığa çıkarır. Bu elektronlar katodik reaksiyon elektron ihtiyacını karşılar. Sistemin kendiliğinden çalışabilmesi için anot ve katot arasında devre direncini yenebilecek kadar bir potansiyel farkın olması gerekir.

4 - Galvanik Anot Çeşitleri Nelerdir ?
	Magnezyum anot, çinko anot ve alüminyum anot olmak üzere üç çeşit galvanik anot vardır.
.
5 - Deniz Suyu İçinde Galvanik Potansiyel Serileri Nasıldır ?
	Aşağıdaki tabloda galvanik potansiyel değerleri verilmiştir. Eğer bu listeden bir metal çifti deniz suyunda bağlanırsa tablonun üst kısmında olan metal anot olur ve korozyona uğrar.

Deniz Suyu İçinde Bazı Metallerin Galvanik Potansiyel Değerleri

	Magnezyum	-1.48 V
	Çinko	-1.03 V
	Alüminyum	-0.79 V
	Dövme Demir ve Karbon Çeliği	-0.61 V
	Dökme Demir	-0.60 V
	Paslanmaz Çelik Tip 430 AISI ( 17 % Cr )	-0.57 V
	Paslanmaz Çelik Tip 304 AISI (18 % Cr,18 % Ni)	-0.53 V
	Sarı Piriç	-0.40 V
	Kızıl Pirinç	-0.38 V
	Bakır	-0.36 V
	Alüminyum Bronzu	-0.32 V
	Nikel	-0.20 V
	Titanyum	-0.15 V
	Monel	-0.08 V

6- Tutya ile Çinko Anot Aynı Şeyler midir ?

Evet Türkiye’de çinko anota özellikle denizcilik sektöründe “ TUTYA “ denilmektedir. İngilizcede çinko anotun karşılığı “ zinc anod “ tur.

7- Tutyaları Sizden Alıcam Ama Ya Çalışmazsa ?

Esen Metal olarak dökmekte olduğumuz tutyalar uluslar arası standartlara uygun olarak imal edilmekte ve her dökümün kimyasal ve elektrokimyasal analizleri yapıldıktan sonra satışa sunulmaktadır. Müşteriye aldığı tutyaların kimyasal analiz raporları tutyalarla birlikte verilmektedir. Ayrıca müşteri aldığı tutyaları istediği yerde kimyasal analizlerini yaptırabilir. Bu sebeple böyle bir ihtimal yoktur.

MAGNEZYUM ANOTLAR

Galvanik anotlar arasında elektrot potansiyeli en yüksek olan magnezyum anotlar, genellikle zemin rezistivitesinin 3000 ohm.cm den ( yüksek potansiyelli mg anotlarda 5000 ohm.cm ) daha düşük olan zemin, tatlı su, deniz suyu gibi ortamlardaki metalık yapıların korozyona karşı katodik korumasında kullanılırlar.
Başlıca uygulama alanları şunlardır :

• Doğalgaz Boru Hatları
• İçme Suyu Boru Hatları
• Petrol Boru Hatları
• Akaryakıt, Lpg ve Su Tankları
• İçme Suyu Depolama Tankları
• Ham Petrol Depolama Tankları, ( Dual Anotlarda )
• Boyler, Termosifon ve Eşanjörler

Toprak altında kullanılacak olan magnezyum anotlar, özel anot yatağı dolgu karışımıyla birlikte gömülürler. Aşağıdaki tabloda dolgu tipleri verilmiştir.

ANOT DOLGU TİPLERİ

BİLEŞENLER	TİP A ( % )	TİP B ( % )
Jips ( CaSO4.2H2O )	70 - 75	25 - 30
Bentonit	20 - 25	40 - 50
Sodyum Sülfat ( Na2SO4 )	5 - 6	25 - 30
Özgül Elektrik Drenci	50 - 100 Ohm.cm	25 - 50 Ohm.cm

Magnezyum anotların anot yatağı içinde kullanılması şu avantajları sağlar

• Anot yatağı içinde anot üniform olarak çözünür. Bu şekilde anodun kullanılabilme yüzdesi artar.
• Anot yatağı, anot çevresinin sürekli rutubetli kalmasını sağlar. Böylece anot direnci düşürülerek akım çıkışı arttırılmış olur.
• Anot yatağı kullanılarak, magnezyum anotların 5000 ohm.cm gibi yüksek rezistiviteli zeminlerde de kullanılması mümkün olur.

Magnezyum Anot Çerşitleri

• Yüksek Potansiyelli (High Potential – HP) Magnezyum Anotlar
• Normal Potansiyelli AZ-63 Tip Magnezyum Anotlar
• Termosifon ve Boyler İçin Magnezyum Anotlar
• Özel Magnezyum Anot ve Döküm Parçalar