|
 |
![]() |
| Ödevin Adı |
: |
Katodik Koruma |
| Sayfa Sayısı |
: |
5 |
| Ödevin İçeriği ( Sadece
Bir Kısmı ) |
: |
Katodik Koruma
Giriş:
Katodik Koruma, Korozyona Uğrayan (anot Olarak Davranan) Bir Metalin Potansiyelini Değiştirerek, Onu Katod Olarak Davranmaya Zorlamaktır. çözünmeyen Bir Soy, Anot Yardımıyla Korunacak Bir Yapı Devrenin Negatif Kutbunu Oluşturacak şekilde Doğru Akım Devresine Bağlanır. Bu Tip Korumaya “dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma” Denir.
Korunacak Yapı Elektrik Devresinin Negatif Kutbunu Oluşturduğu Için Doğru Akım Kaynağından Buraya Sürekli Bir Elektron Beslenmesi Söz Konusudur. Bu Ise Sürekli Bir Elektron çıkışı Ile (m M+2 + 2e- ) çözünmesi Söz Konusu Olan Metalin Korozyonunun Durmasına Neden Olur. çünkü çözünme Anında Salınan Ve Korozyon Hücresinin Katoduna Akan Elektronlar Doğru Akım Kaynağından Fazlasıyla Geri Beslenecektir.
Katodik Koruma Bir Başka şekli Ise Korunacak Metalden Daha Aktif Bir Metali Anot Olarak Kullanarak Suni Bir Pil Devresi Oluşturup, Aktif Metalin Korozyonu Ile Korozyona Karşı Korunacak Yapıya Elektron Transferi Sağlayarak Yapıyı Katod Haline Getirerek Korumaktır. Bu Tip Korumaya “galvanik Anotlu Katodik Koruma” Denir.
Katodik Korumanın Amacı, Belirli Bir Ortamda Her Metal Için Sabit Bir Potansiyel Eşiğinin Altında Metali Toprağa Göre Negatif Olarak Kutuplaştırarak Her Tür Korozyondan Korumaktır.
Sonuçta Hattın Her Noktasında Birim Alana Devamlı Olarak Akım Gelmektedir. Bu Akımın Yoğunluğu Kaplamanın Yalıtım Direncine Ve O Bölgedeki Potansiyel Farkına Bağlıdır. Dolayısıyla, Koruma Için Seçilen Kriter, Metalin Toprak Ile Bağının Kuracağı Minimum Potansiyeldir. ölçümler, Genellikle Bakırbakır Sülfat Elektrodu Referans Alınarak Yapılır. Bu şartlar Altında Toprak Ile Temas Halindeki çelik Borunun Her Noktasında –850mv Veya Altı Bir Potansiyele Erişilmiş Olması Gerekir.
Minimum Potansiyel Yaklaşımı
Uygulanan Yöntem Ne Olursa Olsun Koruma Için Temel şart, Korozyona Uğrayan Metali Polorize Ederek Potansiyelini (em) Anodik çevrelerin Açık Devre Potansiyeli (ea) Hizasına Kaydırmaktır. Bu Potansiyel Minimum Potansiyel (emin) Olarak Adlandırılır. şekil 1 ‘deki Gibi Polarizasyon Diyagramından Görüleceği üzere Minimum Potansiyel Katodik Koruma Yönteminin Akım Ihtiyacını (igerek) Belirler. Korunan Metal Ve Galvanik Anot çifti Tarafından üretilen Veya Uygun Bir Dış Kaynaktan çekilerek Koruma Devresine Verilen Akım (iuyg) Bu Akım Ihtiyacını Karşılar Büyüklükte Olmalıdır. Tam Koruma Ancak Bu şartla (iuyg = Igerek Ve Em = Emin) Sağlanır.
Galvanik Anotlu Katodik Koruma Sistemi
Korunması Düşünülen Boru Hattına Elektrod Potansiyeli çelikten Daha Negatif Olan Zn, Al, Mg Veya Bunların Alaşımlarından Oluşan Yeterli Sayıda Galvanik Anot Bağlanarak Oluşturulan Pilde Boru Hattı Katod Durumuna Getirilerek Korozyondan önlenmesi Esasına Dayanır.
Toprağa çelik Bir Boru Döşendiğinde, Bu Borunun Sistemin Katodu Olması Gereklidir. Dolayısıyla Daha Elektronegatif Bir Metal Anot Olarak Kullanılır. Nerst Skalasına Bakılırsa, Sınıflandırmada Demirden Daha Aktif Metaller, Mg, Al, Ve Zn’dir. Aluminyum Oksit Yalıtkan Olduğundan, Al Kullanılmaz. Reaktif Anotlar Mg Veya Zn ’den Yapılır. Genellikle Daha Büyük çıkış Verdiğinden Ve Potansiyeli –1150 Mv Olduğundan Mg Tercih Edilir.
Anot Içinde Galvanik çiftlerin Oluşmasını Engellemek Için %99,997 Saflıkta Zn Kullanılmalıdır. Zn Anodun Iyonlaşma Potansiyeli –1,1 Volt’tur. Teorik Olarak 1a.h, 1,22 Gr. çinkoyu Serbest Hale Geçirir.
Galvanik Anot Yerleştirlimesi Için Gerekli Başlıca şart, Hattın Etki Gücü Düşük Dirençli (r<50 Ohm.cm) Topraktan Geçmemesidir. Bir Boru Hattının Korunması Için Gerekli Anot Sayısı N’i Belirten Bağlantı Aşağıda Verilmiştir.
N=s.i / I
Burada; S=boru Yüzeyi Alanı, I= Koruma Için Gerekli Akım Yoğunluğu, I=anottan Geçen Akım Miktarı.
Anotlar Korunacak Metalin 3-5 M Ilersine Dikey Yerleştirlirler. Anotlar Anot Dolgusu Denilen Ve Anot Ile Toprak Arasında Sabit Temas Direncini Sağlayan Bölmelere Konurlar. Düzenliyici Ortam Bentonit Ve Jipsden Oluşur. Anot (zn) Ile Katod (boru)nun Oluşturduğu Hücrenin Iyi çalışabilmesi Için Anot/toprak Direncinin çok Düşük Yani 0-1 Ohm Arasında Olması Gerekir.
Galvanik Anot Yönteminin Teknik Açıdan En Büyük Avantajı, Akımın Boru Hattı Boyunca üniform Bir şekilde Dağıtılmasına Imkan Vermesidir. En Büyük Dezavantajı Ise, Zemin Rezistivitesinin Yüksek Olduğu Bölgelerde Etkili Olmayışıdır.
Galvanik Anotlu Katodik Koruma Sistemi Başlıca Aşağıdaki Hallerde Tercih Edilir.
• Dış Akım Kaynağının Mevcut Olmadığı Bölgelerde,
• çevre Metalik Yapılar üzerinde Interferans Etkisini önlemek üzere,
• Kaplama Bozukluğu, Kaçak Akım Etkisi Gibi Yerel Korozyon Etkilerinin önlenmesinde,
• Akım Ihtiyacının çok Düşük Olduğu Durumlarda.
Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemi
Korunacak Malzemenin Enerji Kaybını Bir Başka Metalden Vermek Yolu Ile Enerjinin Dışarıdan Sağlanılması Esasına Dayanır.
şebekeden Alınan Alternatif Akım önce Bir Transformatörden Geçirilerek Potansiyeli Istenilen Seviyeye Düşürülür. Istenilen Seviyeye Düşürülen Bu Akım Bir Redresörden Geçirilerek Doğru Akım Haline Dönüştürülür. Doğru Akım (+) Ucu Anot Yatağına, (-) Ucu Korunacak Olan Boruya Bağlanır. Yardımcı Anot Olarak çeşitli Metaller Kullanılabilir. Hatta Eski Borular, Raylar, Travers Gibi Hurda Demir Ve çelik Malzemelerde Yardımcı Anot Olarak Kullanılabilir. Yardımcı Anotta Aranacak Başlıca özellikler, Yüksek Bir Potansiyele Gerek Duyulmadan Istenilen Akımı Verebilmesi Ve Diğer Taraftan Yeterli Süre Parçalanmadan Dayanabilmesidir. Anotlar Kendini Yok Ettiğinden Ve Elektrik Akımı Yüksek Olduğundan, 20 Yıla Uygun Bir Kullanım Süresi Için Gerekli Malzeme öngörülmelidir.
Zemin Içinde Kullanılan Başlıca Yardımcı Anotlar şunlardır:
O Grafit Anotlar
O Fe-si Anotlar
O Pb-sb-ag Anotlar
O Al Anotlar
O Pt-ti Anotlar
O Metal Oksit Kaplı Ti Anotlar .
Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemi, Galvanik Anotlu Katodik Koruma Sisteminden Daha Güçlüdür Ve Potansiyel Ayarlaması Mümkündür. Ancak çevredeki şebekeleri Etkileme Gibi Bir Mahsuru Vardır.
Maksimum Difüzyon Ve Korumanın Etkisi Için, Anodu Korunacak Hatta Dik Olarak Ve 50-100 M Bazen De Daha Fazla Uzaklığa Yerleştirlmesi Gerekir. Koruma Akımını T/r Ayarı, Boru üzerindeki Her Noktada Katodik Koruma Eşiğinden Düşük Bir Potansiyeli Elde Edecek şekilde Yapılmalıdır.
Bu Koruma Tipi Büyük şebekelerde Tavsiye Edilir. Potansiyel Uygulamaları Ile Adaptasyonda Elastikiyet Sağlar; Fakat Dağıtım şebekelerinde Diğer şebekelere Etkinin Engellenmesine Dikkat Edilmelidir.
Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sisteminde Anot Yatağının Yeri çok önemlidir. Maksimum Verim Için Koruma Istasyonunun Yerleştirileceği En Iyi Yer Korunacak Kısmın Tam Ortasıdır. Pratikte Aşağıdaki Diğer Faktörler De önem Kazanır.
• şebeke Tasarımı (dal Yada Ağ şebeke),
• Boru çapları (boru Direnci Yan Yüzeylere Bağıntılıdır),
• Düşük Voltaj Kaynağının Yakınlığı (istasyona Akım Verebilmek Için),
• Diğer Yeraltı şebekelerinin Yoğunluğu.
Katodik Koruma Projesi Için ön Etüdler
Katodik Koruma Projesi Yapılmadan önce, Boru Hattı Yeraltına Konulmuş Durumda Olsun Veya Olmasın Zemin, Boru Ve çevre Koşulları Ile Ilgili Bazı Bilgilerin Toplanması Ve Bazı Deneylerin Yapılması Gerekir. Yapılacak Olan ön Etüdler Aşağıdaki şekilde Gruplandırılabilir.
Zemin Ile Ilgili Etüdler
• Zemin Rezistivitesi Ve Redoks Potansiyeli ölçümleri,
• Zemin Tuzluluğu, Rutubeti, Asitliği, Havalanabilme Ve Sıkışma özellikleri Ve Yeraltı Su Seviyesine Ait Bilgiler.
Boru Ile Ilgili Etüdler
• Boru Cinsi, çapı, Et Kalınlığı Ve Uzunluğu,
• Boru Kaplama Cinsi Ve Kaplama Direnci Veya Attenuation Sabiti,
• Boru Yeraltına Konulmuş Ise Boru Zemin Potansiyelinin ölçülmesi,
• Boru Yeraltına Konulmuş Ise Akım Ihtiyacının Deneysel Olarak Belirlenmesi.
çevre Ile Ilgili Etüdler
• Boru Hattı Boyunca Elektrik Akımı Kaynağının Bulunduğu Bölgeler,
• Boru Hattı Boyunca Yol, Köprü, Dere, Bataklık Ve çöl Gibi özel Geçitlerin Belirlenmesi,
• Boru Hattı Ile Kesişen Veya Yakınında Geçen Yabancı Metalik Yapıların Belirlenmesi,
• Anot Yatağı Için Uygun Bölgelerin Belirlenmesi,
• Boru Hattı çevresinde Zemin Içine Kaçak Akım Yayabilen Doğru Akım Kaynaklarının Belirlenmesi,
• Boru Hattı Yakınında Yabancı Bir Anot Yatağının Bulunup Bulunmadığının Belirlenmesi,
• Bütün Bunlara Ek Olarak çevrede Meskün Mahal Veya Sulanan Tarım Arazisi Bulunup Bulunmadığı Tespit Edilir.
Katodik Koruma Sisteminin Projelendirilmesi
Katodik Korumanın Amacı Korozyonu En Ekonomik şekilde önlemektir. Projelendirmede Bu Amaca Bağlı Kalınarak, Boru Hattı En Ucuz Ve En Emin şekilde Korunmaya çalışılmalıdır. Bunu Sağlamak Için, Proje Seçenekleri Yalnız Teknik Açıdan Değil Ekonomik Açıdan Da Analiz Edilmelidir.
Bir Katodik Koruma Sisteminin Toplam Maliyeti, Ilk Tesis Masrafları Ile Işletme Ve Bakım Masraflarının Toplamından Oluşur. Değişik Katodik Koruma Sistemlerini Ekonomik Açıdan Birbiri Ile Kıyaslayabilmek Için, Yıllık Koruma Maliyetleri Esas Alınır. Yıllık Koruma Maliyeti Söz Konusu Boru Hattını Bir Yıl Koruyabilmek Için Yapılan Tüm Harcamalrın Toplamıdır. Bu Değer Ilk Tesis Maliyetlerinin Toplamından Oluşur.
Projelendirme Sırasında Yalnız Sistem Seçimi Değil, T/r ünitesi Sayısı, Kapasitesi Ve Anot Cinsi, Sayısı Ve Boyutlarının Belirlenmesinde De Teknik özelliklerin Yanında Ekonomik Faktörler Göz önünde Bulundurulmalıdır.
Katodik Koruma Kriterleri
Katodik Korumanın Boru Hattını Korozyondan Tam Olarak Koruyabilmesi Için Aşağıdaki Kriterlerden En Az Birinin Gerçekleşmesi Zorunludur.
• Boru Hattının Her Noktasında Cu/cuso4 Referans Elektroduna Göre Boru Akım Altında Iken ölçülen Boru/ Zemin Potansiyeli En Az –850 Mv’luk, En Fazla –2000 Mv’luk Bir Potansiyele Ulaşmalıdır.
• Katodik Koruma Için Her Noktada Akım Kesildikten 15sn Sonra ölçülen Eoff Boru/zemin Potansiyeli Ile Daha önce Hiç Akım Uygulanmadan ölçülen Eoff Doğal Boru/ Zemin Potansiyeli Arasındaki Fark (potansiyel Kayması) En Az –300mv Olmalıdır.
• Katodik Koruma Için Her Noktada Akım Altında ölçülen Boru/zemin Potansiyeli Eon Ile, Akım Kesildikten Hemen Sonra 15sn Içinde ölçülen Potansiyel Eoff Değerleri Arasındaki Fark (polorizasyon Kayması) En Az –100mv Olmalıdır.
• Elektrolitten, Metal Malzeme Yüzeyine Akan Net Koruyucu Elektrik Akımı, Metal Malzemenin önceden Belirlenen çıkış (anodik) Noktasına Topraklama Akımı Tekniğinin Uygulanmasıyla ölçülmelidir.
Boru Hattına Yeterli Miktarda Akım Uygulanarak Bu Kriterlerden Herahngi Birinin Sağlanması Ile Boru Etkili şekilde Korunmuş Olur. Ancak Boruya Gereğinden Fazla Akım Uygulayarak Boru Zemin Potansiyelinin –1,2 Volt Değerinden Daha Negatif Hale Getirlimesi De Sakıncalıdır. Bu Durumda Hidrojen çıkışı Nedeniyle Boru Kaplaması Parçalanabilir.
Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemlerinin Projelendirilmesi
Boru Hattı Ve çevresi üzerinde Yukarda Belirtilen Etüdler Tamamlandıktan Sonra Ekonomik Ve Teknik Kriterler Göz önüne Alınarak Aşağıdaki Hususlar Belirlenir:
önce Toplam Akım Ihtiyacı Ve Katodik Koruma ömrü Göz önüne Alınarak Galvanik Anot Veya Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemlerinden Hangisinin Ekonomik Olacağı Belirlenir.
1. Tesisi 1 Yıl Korumak Için Minimum Masrafı Gerektiren Katodik Koruma Sistemi En Ekonomik Sistemdir. Her Projede Bu Seçimin özel Olarak Yapılması Gerekir. Bu Konuda Aşağıdaki Genel Ilkelere Dayanarak Doğrudan Sistem Seçimi De Yapılabilir.
• Akım Ihtiyacı 0,5 Amperden Küçük Olduğu Zaman Genellikle Galvanik Anotlu Katodik Koruma Tesisleri Daha Ekonomiktir.
• Elektrik Akımını Mevcut Olmadığı Yerlerde Zorunlu Olarak Galvanik Anotlu Katodik Koruma Sistemi Kullanılır.
• Zemin Elektrik özgül Direncinin Yüksek Olduğu Bölgelerde Zorunlu Olarak Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemi Uygulanır.
• Katodik Koruma ömrü 1-2 Yıl Gibi çok Kısa Ise, Bu Durumda Galvanik Anotta Katodik Koruma Daha Ekonomiktir.
2. Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sisteminin Uygulanması Halinde, Boru Hattında Bir Noktadan Korunabilecek Maksimum Mesafe Belirlenir. Buna Göre Katodik Koruma Için Gerekli Olan Minimum T/r Sayısı Bulunur.
3. Tesis Için Gerekli Toplam Akım Miktarı Göz önüne Alınarak Her Bir Anot Yatağından çekilecek Akım Miktarı Hesaplanır. Ekonomik Açıdan T/r ünitesi çıkış Voltajının 0-60 Volt Arasında Bulunması Uygundur. Bu Durumda D.c çıkış Voltajı Maksimum 50 Volt Alınabilir. Bu Değerler Yardımı Ile Katodik Koruma Sistemi Için Müsaade Edilebilen Maksimum Direnç Belirlenmiş Olur.
Katodik Koruma Sistemlerinin Toplam Direnci,
Rt=ranot+rboru+rkablo
Bağıntısı Ile Bulunabilir. Borunun Ve Kablonun Direnci Bilindiğine Göre Anot Yatağı Direnci Belirlenir.
|
| Ödev Kategorisi |
: |
Gemi Ve Gemi Mühendisliği |
| Gönderen |
: |
Yönetici |
| Download Sayısı |
: |
0 |
|
|
Ödevi İndirmek İçin
Üye Olmanız Gerekmektedir ( Sitemize Üye Olmak İçin Lütfen Tıklayınız ) |
NOT: Sitedeki dosyalar üye olmak için öğrencilerin, öğretmenlerin,
Akademisyenlerin gönderdiği dosyalardan oluşmaktadır. Tümü Eğitim ve öğretim
amaçlıdır. Bu dosyaların tümünün editörden kontrol edilerek geçirilmesi yoğun
bir emek gerektiğinden, gözden kaçmış olanlar olabilir. Ayrıca bir üyemiz
tarafından gönderilen bir dosyanın telif hakkına tabi olup olmadığını her
durumda tespit edemeyebiliriz. Böyle bir durumu fark etmeniz halinde dosyanın
siteden kaldırılması için dosya adını bize mail atmanız halinde İlgili dosya 1 saat içerisinde ivedilikle
siteden kaldırılır ve kaldırıldığına dair bilgilendirme size mail yolu ile bilgi
verilir.
Telif haklarına gösterilen özen konusunda bize yardımcı olduğunuz için teşekkür ederiz..
|
