Katodik Koruma Sistemlerinin Çalışması

 Katodik Koruma Sistemlerinin Çalışma Prensibi

Yukarıdaki Şekil üzerinden katodik koruma olayındaki elektrokimyasal olaya basit olarak değinelim. Sistemin detaylı anlatamını yazının ilerleyen bölümlerinde bulacaksınız.

Şekil’de korunmasını istediğimiz metal katod olarak gösterilmektedir. Anot ise sistemi kuracak ekip tarafından belirlenerek elektrolit ortama yerleştirilen metali temsil etmektedir. Anot ve katod olarak belirlenen metaller kısa devre edildikten sonra sistemde elektron akışı başlar yani elektrokimyasal tepkime başlamış olur. Katodik sistemlerde daha önce de söylediğimiz gibi asıl amaç, korumak istediğimiz metalden yani katodtan, oksijeni uzak tutmaktır. Şimdi biraz basit kimya bilgilerimizi kullanalım. Bildiğimiz gibi Katod ve Oksijen negatif (-) değerlikli, Anot ve Hidrojen ise pozitif (+) değerliklidir. Oluşacak polarizasyon sonucu elektrokimyasal etkiyle yani zıt polariteye sahip yüklerin birbirini çekmesi prensibi sonucu Hidrojen Katod üzerinde, Oksijen ise Anod üzerinde birikmeye başlar.

Normalde katodta yani korumak istediğimiz metal üzerinde birikip tepkime vererek; metalin fiziksel ve kimyasal yapısını bozmasını önlemek için anot görevini yapması için kullanılan metal oksijenle tepkimeye girerek bozunuma uğrar. Ve bu bozunum anot metali bitene kadar devam eder.

Katodik koruma sistemlerinde doğru akım elde etmek için 2 yöntem kullanılmaktadır :

1-)  Galvanik Anot Yöntemi (Fedai Anot Yöntemi)

2-)  Dış Akım Kaynağı Yöntemi (Trafo/Redresörlü Yöntem)

1-) Galvanik Anot Yöntemi (Fedai Anot Yöntemi)

Galvanik Anot Yöntemi diğer adıyla Fedai Anot Yöntemi adından da anlaşılacağı gibi korumak istediğimiz metalin korozyona uğraması yerine başka bir metalin feda edilmesi prensibiyle çalışan bir sistemdir.

Galvanik Anot Yöntemi (Fedai Anot Yöntemi)

Bu yöntemde feda edilecek metalin, korunacak metalden daha aktif yapıda olan bir metal olması gerekmektedir. Galvanik anotlar yani fedai anotlar direkt olarak toprakla temas halinde değildir. Toprağın kuruyup ve ya aşırı ıslanması durumunda elektrolit dengenin bozulma ihtimaline karşı galvanik anotlar ürettiği doğru akımın toprağa geçişini kolaylaştırmak amacıyla dolgu maddesiyle birlikte kullanılır. Bu dolgu maddesi sayesinde anot sürekli nemli kalarak anot akımın elektrolit üzerinden devreyi tamamlamasını sağlamaktadır. Kullanılacak galvanik anotların boyutu ve şeklinin belirlenmesi için; toprağın özgül direnci, korunacak olan metalin alanı, katodik koruma işleminin devamı için gerekli akım değeri ve koruma işleminin ne kadar süre ile yapılacağına bakılarak belirlenir.

Yukarıda da bahsedildiği gibi galvanik anot olarak kullanılan metal bir süre sonra uğrayacağı korozyonun etkisiyle kütlelerini kaybedip bitme noktasına gelecektir. Bundan dolayı belirli periyotlarla bu galvanik anotlar değiştirilmektedir.

Bu sistemi toprak altında kullandığımızda genellikle; anotlar Magnezyum metali, su ve deniz altında  ise Alüminyum veya Çinko metalleri kullanılmaktadır.

2-) Dış Akım Kaynağı Yöntemi (Trafo/Redresörlü Yöntem)

Bu yöntem korunacak metalin daha büyük çapta olduğu yani elektrolit içinden akacak akım gereksiniminin daha çok olduğu yerlerde kullanılır. Katod ve anod olarak kullanılan metallerin kendi kendilerine akım oluşturmasına gerek yoktur. Gerekli olan doğru akım, Trafo/ Redresör (T/R) yardımıyla alternatif akımdan çevrilerek devreyi besleme yapılmaktadır.

 Dış Akım Kaynağı Yöntemi (Trafo/Redresörlü Yöntem)

Kurulan sistemde T/R elemanının primer uca gelen AC gerilim , diyotlarla doğrultularak istenilen gerilim değerinde DC akım elde edilmektedir. Çıkış uçlarından, negatif (-) ucu korunacak metale yani katoda (+), pozitif (+) ucu ise anoda (-)  bağlanmaktadır. Bunun sonucunda normalde, yani korunmasız ortamlarda oluşan tepkimelerle katod üzerinde biriken ‘’Oksijen’’ in anod üzerinde birikmesi sağlanmaktadır. Aynen galvanik anotlu sistemde olduğu gibi anodlar bir süre sonra yok olacağından belirli aralıklarla kontrol edilip, gerektiği takdirde yenisiyle değiştirilmelidir.

Bu sistemin çalışma prensibinin galvanik anotlu sistemle arasındaki tek fark gerekli olan akımın elektrokimyasal özellikler kullanmak yerine dışarıdan alınmasıdır.
Peki Hangi Sistemi Tercih Etmeliyiz, Hangisi Daha Avantajlı ?

“Galvanik Anodlu Sistem” ve “Dış Akım Kaynağı Yöntemi (Trafo / Redresörlü Yöntem)” benzer sistemler olmasına rağmen kullanım yerlerine göre hem mali açıdan, hem kurulum hemde kullanım kolaylığı açısından irdelendiğinde farklı kulvarlarda bulunmaktadır. Korunması istenilen sistem küçük boyuttaysa ve çevresel zararlı etkiler düşük seviyedeyse “Galvanik Anodlu Sistem” avantajlıyken, büyük boyutlu koruma alanlarında ve zorlu bölgelerde “Dış Akım Kaynağı Yöntemi (Trafo / Redresörlü Yöntem)” kullanımına mecbur kalınmaktadır.

Alıntıdır: elektrikport

Argem Firması sunumuna ulaşmak için tıklayınız:Katodik Koruma

KATODİK KORUMA ÖLÇÜMÜ NASIL YAPILIR ?

Katodik korumayı çevrenizde en çok petrol ofislerindeki LPG tanklarında görürsünüz. Bunların çoğu da  Galvanik Anotlu katodik koruma yöntemini seçmiştir.

REFERANS ELEKTRODUNUN KULLANILMASI 

Referans elektrodunun üst tapası açılarak içerisine Bakır Sülfat eriyiği konur ve tapa kapatılır. Aşağıdaki  tapa Bakır Sülfat eriyiğini emdiği anda Referans elektrodu kul anılmaya hazırdır. Referans elektrodu kul anıldıktan sonra uzun süre kul anılmayacak ise, içerisindeki eriyik boşaltılır. Referans elektrodunun eriyik içerisine batan Bakır çubuğu temizlenip (zımpara ile) Referans elektrodu bir naylon poşet içerisine konularak saklanır.

KATODİK KORUMA SİSTEMİNDEN ÖLÇÜM ALINMASI

Katodik koruma sisteminde 3 adet Potansiyel, 1 adet akım ölçümü olmak üzere 4 adet ölçüm yapılır.

1.ÖLÇÜM (Sistem(Katod ve Anot birbirine bağlı) /Toprak Potansiyeli) : 

Ölçü kutusunda bulunan Anotdan gelen uç ile tanktan (Katod) gelen ucunu biribirine şöntlü vaziyetinde yapılır. Avometre D.C. 2 V. kademesine alınır. Referans elektrodu Sistemin Max. 50 cm. uzağına ağaç tapa toprağa gömülecek şekilde konulur. Konulan toprak kuru ise buraya birazcık saf su dökülür. Avometrenin bir çubuğu Referans elektroduna diğer çubuğu ölçü kutusu içerisinde bulunan Şönte değdirilerek potansiyel okunur. 

Bu potansiyelin değeri (850-1700 mV) olmalıdır.

2.ÖLÇÜM (Anot /Toprak Potansiyeli) : 

Ölçü kutusunda bulunan şöntün sökülmüş durumunda yapılır. Avometre ve referans elektrodu ölçüm 1’de tarif edildiği gibi ayarlanır. Avometrenin bir çubuğu kutuplara sıra ile değdirilir. Yüksek potansiyel değeri veren kutup anottan gelen kablonun bağlı olduğu kutuptur.

Bu değer (1100-1700 mV). arasında değişir.

3.ÖLÇÜM (Tank (Katod) /Toprak Potansiyeli): 

Ölçü kutusunda bulunan şöntün sökülmüş durumunda yapılır. Avometre ve referans elektrodu ölçüm 1’de tarif edildiği gibi ayarlanır. Avometrenin bir çubuğu (Referans elektroduna bağlı olmayan çubuğu) kutuplara değdirilir. Düşük potansiyel değeri veren kutup borudan veya tanktan gelen  kablonun bağlı olduğu kutuptur.Bu değer (450-550 mV). arasında değişir.

4.ÖLÇÜM (Anottan Çekilen Akım) : 

Ölçü kutusunda bulunan şöntün sökülmüş durumunda yapılır. Avometre D.C. 100 mA. kademesine getirilir. Aletin bir ucu anotdan, diğer ucu tankdan (katod) gelen kablonun bağlı olduğu şöntlere değdirilerek anotdan çekilen akım okunur. Bu değer (10-100 mA) arasında değişir. Tank(katod) akım yoğunluğu yönünden boş iken bu değer büyük, Tank(katod)akım yönünden doyduğu zaman bu değer düşük okunur.

SONUÇ

Sistem(Katod ve Anot birbirine bağlı) -zemin(toprak) potansiyeli : 850 mV’ un altında olmamalı, eğer altında ise tesisat gözden geçirilerek gerekli düzeltici önlemler alınmalıdır.

Anot-zemin(toprak) potansiyeli : 1100-1700 mV arasında olmalı, 1100 mV’ un altında olmamalıdır. Eğer 1100 mV’ un altında ise, tanka zarar vermeden ömrü biten anotların değiştirilmesi gereklidir.

Tank(Katod)-zemin(toprak) potansiyeli : 450-550 mV arasında olmalıdır. 450 mV’ un altında ise, tankta korozyon başlamış demektir. Bu durumda anot sayısı %50 oranında artırılmalı ve tekrar ölçüm yapılmalıdır.

Anot-Katod (tank) akımı : 10-100 mA arasında olmalıdır. Şönt açık iken yapılır. Değer 0 okunuyorsa kapalı devreyi teşkil eden akım yolu veya kablolarda kopukluk vardır.