Katodik Koruma

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 potansiyelinianodun açık devre potansiyeline kadar polarize etmektir. Bunu sağlamak için metale katodik yönde bir dış akım uygulanır.

Katodik Koruma

Katodik koruma, endüstriyel işletmelerin metal , tankları ,çelik ve beton boru dahil  çelik kontrüksiyon yapıları bina inşaat alanları genellikle birçok dış ve iç nedenlerin  getirdiği korozyona (pas) a  karşı duyarlıdır. Korozyon(pas ) erken yakalanmış ise, çoğu kez düzeltilebilir. Deneyimli  ve sertifikalı çalışanlarımızla metal yüzeyleri geri dönüşümünü geri  kazanımını sağlamak için 27 yıldan bu yana kumlama ,epoksi  kaplama sektörüne hizmet vermekteyiz.

BOYA VE KAPLAMA KORUMASI

Yer üstü atmosferik depolama tanklarının dipleri, dış ve iç duvarlarda korozyona karşı duyarlıdır.katodik koruma eğer doğru boya kaplama sistemleri seçilirse uzun yıllar korozyon(pas)a karşı  iç ve dış etkenlerden toprak altı etkenlerden korumak yüzey kalitesini sağlamak için firmamız  altarnatif seçeneklerle hizmet vermeye devam etmektedir.

Katodik koruma  için Doğru yüzeyi hazırlamak için boya üretici spekleri başta olmak üzeri , uygulama yapılacak yüzeyi en uygun kaplama sistemi seçilmesi için kalite kontrol  uzmanlarımız tarafından ön rapor hazırlar firma ve boya üreticisi ile diyalog kurarak karşılıklı uygun çözümler üretir.

Katodik koruma ayrıca imalat esnasında tank temeline yerleştirilen bakır uçlarla da sağlanabilir bu konuda hizmet gösteren elektrik mühendislerimiz uzun yılların verdiği tecrübe doğrultusunda Firmamız her projede yüzeyi hazırlarken en iyi yaklaşım hangisi olduğuna  karar verir.

KATODİK KORUMA SİSTEMİ NELERDEN OLUŞUR?

Katodik koruma başlamak için öncelikle toprağın özgül değer analizi çıkarılması gerekir.

özgül değer analizi yapıldıktan sonra proje uygulamasına geçilir.

proje ye göre kullanılacak ekipman tespit edilir.(olası kullanılacak malzemeler.

proje, SİLİKON ANOT ,TİTANYUM ANOT,MAGNEZYUM ANOT,tur.uygulamada besleme ünitesi 60wt ilnatör hs redisör ölçü kutusu anot dolgu malzemesi vs. gibi bir kombinasyonla yapılır.

Katodik koruma yapılacak yüzeyin toprak analizi ni yapmak şarttır. toprak analizi yapılan yüzey en etkili koruma sistemi seçilebilmek açısından önemlidir.

Katodik korumayı anlamak için, öncelikle korozyon neden nasıl olur neler yapmak gerekir. bunları analiz etmek gerekir Korozyon oluşmaması için, üç   seçenek belirlenmelidir.

1.. İki farklı metaller
2. Bir elektrolit (içinde çözülmüş tuz ya da tuzların herhangi bir tür su,nem gibi faktorler)
3. Farklı metaller arasındaki  metal (iletken) yolu

Çelik ve alüminyum gibi – – İki farklı metal tamamen farklı alaşımlar olabilir ama çelik tek bir parça yüzeyinde mikroskopik veya makroskopik metalurjik fark olması da olasıdır. Bu durumda biz,  paslanmaz çelik, dikkate alacağız.

Yukarıdaki koşulların, aşağıdaki reaksiyon daha aktif sitelerinde yer alır: (iki demir iyonları artı dört serbest elektronların).

2Fe => 2Fe ^{+ +} + 4e ^–

(- Dört serbest elektronlar ile birleştirerek – hidroksil iyonları oluşturmak üzere su ile bir araya olarak oksijen gazı oksijen iyonuna dönüştürülmektedir) serbest elektronlar, aşağıdaki reaksiyon gerçekleşir daha az aktif siteler, metal yolu ile iletkenleşir.

O ₂ + 4e ^– + 2H ₂ OH 0 => 4 ^–

(Demirli hidroksit oluşturmak için oksijen ve su ile birleştirerek demir): Etkin yüzeyinde bu iyonların rekombinasyon demir korozyon ürünü demir hidroksit elde edilir, aşağıdaki reaksiyon üretir.

Devamı

2Fe O + ₂ + 2H ₂ O => 2Fe (OH) ₂

Bu reaksiyon, daha yaygın olarak tanımlanan ‘, anottan katoda gelen su ile akım akışı hızı tespit edilir.

Katodik koruma alternatif bir kaynaktan elektrik akımı (veya serbest elektron) temin ederek katodik (pasif) sitelere metal yüzeyinde anodik (aktif) tüm siteler dönüştürerek korozyonu engeller.

Genellikle bu şeklini alır galvanik anot çelik daha aktiftir. Galvanik anotlar yapısal çelik veya aşınmaya karşı boru hattını korumak üzere tasarlanmışlardır.

Durumunda , alüminyum anot , alüminyum yüzeyde reaksiyon: (dört alüminyum iyonları artı on iki serbest elektronların)

4al => 4AL ^{+ + +} + e 12 ^–

ve çelik yüzeyinde (oksijen gazı hidroksil iyonlarının oluşturulması için su ile bir araya gelerek oksijen iyonlarına dönüştürülür).

3O ₂ + 12e ^– + 6H ₂ 0 => 12OH ^–

Sürece akım (serbest elektron) olarak oksijen ulaşıyor daha hızlı katot (çelik) geldiğinde, hiçbir korozyon meydana gelmeyecektir

Elektrik akımı, bir anot deşarjlarıdır Ohm kanunu, tarafından kontrol edilir:

I = E / R

I = Amper olarak akım akışı
E = volt olarak anot ve katot arasında potansiyel farkı
R = Toplam direnç devresi

Anot ve katot arasındaki potansiyel fark yüksektir, ama potansiyel farkı katot üzerine nedeniyle akım akışının etkisi azaldıkça, mevcut yavaş yavaş katodun polarizasyona azalır, çünkü başlangıçta mevcut yüksek olacaktır. Devre direnci, su yolu ve devrede herhangi bir kablo içeren metal yolu içerir. Burada (baskın değer) deniz suyu için anot direncidir.

Çoğu uygulama için, metal direnci (bu kızakların veya iki ucundan korumalı uzun boru hatları için geçerli olmamasına rağmen) su direncine göre çok küçük. Genel olarak, uzun, ince anotlar kısa, anotlar daha düşük dirence sahiptir. Onlar daha fazla akım deşarj olmasını engeller

Bu nedenle, yapı ve bu akım boşaltma sırasında istenen ömür boyu için yeterli korumak için yeteri kadar deşarj etmek için doğru şekli ve yüzey alanı analiz edilmeli  yüzeye uygun  bir katodik koruma seçilmelidir.

Son Olarak

Anot uzunluğu anot  ne kadar akım da etkili olur ve çelik kaç metre kare korunabilir. Kesit (ağırlık) anot koruma sitemi  bu düzeyde  ne kadar süre ile koruma sağlanabilir.Uygulanmasına 1900’ 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.

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.

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.

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.

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 ?

Aşağıda galvanik potansiyel değerleri verilmiştir. Eğer bu listeden bir metal çifti deniz suyunda bağlanırsa üst kısımda olan metal anot olur ve korozyona uğrar.

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 ve isale hatları
• Ham Petrol Depolama Tankları, ( Dual Anotlarda )
• Boyler, Termosifon ve Eşanjörler
• Hes Boru hatları

Toprak altında kullanılacak olan magnezyum anotlar, özel anot yatağı dolgu karışımıyla birlikte gömülürler.
Aşağıda 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
• Dövme Demir ve Karbon Çeliği