Elektrik Mühendisi Mustafa Fazlıoğlu
Günlük hayatımızda sıklıkla yanından geçtiğimiz akaryakıt istasyonları, yeraltı boru hatları ve sanayi tesisleri, gözümüzden uzak ama bir o kadar da kritik bir tehlikeyle her an karşı karşıyadır: Korozyon. Toprağın altına gömülü metal yapılar, zamanla elektrokimyasal tepkimelere girerek paslanır, çürür ve sızdırmazlık yeteneklerini kaybeder. Bu durum hem ciddi ekonomik kayıplara hem de çevre ve iş güvenliği açısından büyük felaketlere zemin hazırlar. İşte tam bu noktada, metallere ömür katan elektrokimyasal bir zırh devreye girer: Katodik Korunma.
Katodik Korunma Mantığı Nasıl Çalışır?
Temel fiziğe ve kimyaya dayanan bu yöntem; korunacak metali, oluşturulacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu haline getirerek metal yüzeyindeki anodik akımları tamamen giderme işlemidir.
Korozyon olayı, anot ve katot reaksiyonlarının bir arada yürümesiyle gerçekleşir. Elektronlar anottan katoda doğru metal üzerinden akar ve katot reaksiyonu anottan gelen bu elektronları kullanarak yürür. Eğer katot reaksiyonu için gerekli elektronları dış bir kaynaktan verecek olursak, anot reaksiyonu ile elektron üretilemez ve anottaki korozyon olayı tamamen durur.
Metale dıştan uyguladığımız akım, metal yüzeyinde yürümekte olan anodik reaksiyonları durdururken, katodik reaksiyonun hızını artırır. Böylece korozyon riski korunmakta olan metalin yüzeyinden çıkar, katodik koruma devresindeki anoda aktarılır. Korunan metal yüzeyi artık tam anlamıyla güvendedir.
Katodik Korunma Yöntemleri
Saha uygulamalarında temel olarak iki farklı katodik koruma yöntemi kullanmaktayız:
- Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma: Bir trafo/redresör aracılığıyla sisteme dışarıdan doğru akım (DC) uygulanır. Redresörün eksi (-) ucu korunacak metale, artı (+) ucu ise anoda bağlanır. Çekilecek akım şiddeti, korunacak metalin yüzey alanına ve bulunduğu ortamın koroziflik derecesine göre mühendislik hesaplarıyla belirlenir.
- Galvanik Anotlu Katodik Koruma: Özellikle benzin istasyonlarındaki yeraltı LPG ve akaryakıt tanklarında en sık karşılaştığımız yöntemdir. Korunacak metal yapıya kendinden daha aktif (kurbanlık) bir metal bağlanarak bir galvanik hücre oluşturulur. Akımın akabilmesi için anot ve katot arasında devre direncini yenecek potansiyel farkı olmalıdır. Galvanik anottan çekilen akım, anodun açık devre potansiyeline ve devre direncine bağlıdır.
Sahada Katodik Koruma Ölçümü Nasıl Yapılır?
Katodik koruma sisteminin aktif olarak çalışıp çalışmadığını anlamanın tek yolu düzenli ölçümler yapmaktır. Bu ölçümlerde hassas bir Bakır/Bakır Sülfat Referans Elektrodu kullanılır.
Referans Elektrodunun Hazırlanması: Elektrodun üst tapası açılarak içerisine bakır sülfat eriyiği konur. Gözenekli alt ağaç tapa eriyiği emdiği an elektrot ölçüme hazırdır. Ölçüm bittikten sonra uzun süre kullanılmayacaksa eriyik dökülmeli, bakır çubuk zımparalanıp temizlenmeli ve elektrot naylon poşet içinde saklanmalıdır.
Sistem denetiminde ve raporlamasında 3 potansiyel, 1 akım olmak üzere toplam 4 kritik ölçüm gerçekleştirilir:
1. Sistem (Katot-Anot Birleşik) / Toprak Potansiyeli
Ölçü kutusunda anot ve tanktan (katot) gelen uçlar birbirine şöntlü (bağlı) durumdayken yapılır. Avometre DC 2 V kademesine alınır. Referans elektrodu sistemin en fazla 50 cm uzağına, toprağa konur (toprak kuru ise saf su ile nemlendirilir). Avometrenin bir ucu referans elektroduna, diğeri şönte değdirilir.
- Okunması Gereken Değer: -850 mV ile – 1700 mV arasında olmalıdır.
2. Anot / Toprak Potansiyeli
Ölçü kutusundaki şönt sökülür. Avometre uçları kutuplara tek tek değdirilir. Yüksek potansiyel veren kutup anottan gelen kablodur.
- Okunması Gereken Değer: 1100 mV ile 1700 mV arasında değişir.
3. Tank (Katot) / Toprak Potansiyeli
Şönt sökülmüş durumdayken avometrenin boşta kalan ucu kutuplara değdirilir. Düşük potansiyel değeri veren kutup tanktan/borudan gelen kablodur.
- Okunması Gereken Değer: 450 mV ile 550 mV arasında olmalıdır.
4. Anottan Çekilen Akım
Şönt sökülür. Avometre DC 100 mA kademesine getirilir. Uçlar anot ve katodun bağlı olduğu şönt klemenslerine değdirilerek akım okunur. Tank akıma doydukça bu değer düşer, boşken yüksek okunur.
- Okunması Gereken Değer: 10 mA ile 100 mA arasında olmalıdır.
Ölçüm Sonuçlarının Değerlendirilmesi ve Raporlama
Yapılan ölçümler sonucunda elde edilen veriler şu şekilde yorumlanmalı ve teknik rapora işlenmelidir:
| Ölçüm Parametresi | Doğru Değer Aralığı | Değer Düşük/Hatalı İse Ne Yapılmalı? |
| Sistem / Toprak Potansiyeli | – 850 mV ve üzeri | – 850 mV altında ise: Tesisat ve kablo bağlantıları gözden geçirilmeli, düzeltici önlemler alınmalıdır. |
| Anot / Toprak Potansiyeli | 1100 – 1700 mV | 1100 mV altında ise: Anotlar ömrünü tamamlamıştır. Tanka zarar vermeden kurban anotlar yenilenmelidir. |
| Tank / Toprak Potansiyeli | 450 – 550 mV | 450 mV altında ise: Tankta korozyon başlamış demektir! Anot sayısı derhal %50 oranında artırılmalı ve ölçüm tekrarlanmalıdır. |
| Anot-Katot Akımı | 10-100 mA | 0 mA okunuyorsa: Devrede, kablolarda veya bağlantı noktalarında kopukluk/temassızlık vardır. |
Unutulmamalıdır ki katodik koruma, kurulumu yapılıp kendi haline bırakılacak bir sistem değildir. Periyodik ölçüm ve kontrolü yapılmayan bir katodik koruma sistemi, tesisinizi korozyona karşı koruduğu yanılsamasını yaratarak daha büyük felaketlere davetiye çıkarabilir. Tesislerinizin güvenliği için periyodik ölçümleri ihmal etmeyin.
