korozyon katodik

1. ---
A 16.01.2023 ISSUED FOR INFORMATION O.Y O.Y E.D
Rev.
No.
Date Description
Prepared Checked Contr. By Approved ------------
ORIGINATOR Published by
EDOPEC ENERJİ PETROL MÜHENDİSLİK SANAYİİ VE TİCARET LİMİTED
ŞİRKETİ
Document Title
İÇMESUYU BORU HATLARINDA DIŞ YÜZEY KOROZYON VE KATODİK
KORUMA UYGULAMALARI
Head Office :
Palmiye Mah. Adnan menderes
Bulv. Oktay Sitesi No: 9/8 PK
= 33100 Yenişehir /Mersin –
TURKEY
P:+90 324 3260595
F:+90 324 3260596
www.edopec.com.
info@edopec.com
Document No.
EDO PPP COE COR INT XXX 015 454 537 Rev
A
Co. Org.
Cod
Doc
Type
Disc.
Code
Unit
Code
Prj.
type
Prj.
NO
Prıj.
Year
Pro.Doc.
Seq.No
DCC Seq.No Page Scale
150

2. EROL DAĞ
Kimya Yük.Mühendisi
ENDÜSTRİDE KOROZYON

3. Korozyon, metallerin içinde bulundukları ortam ile kimyasal veya
elektrokimyasal reaksiyonlara girerek metalik özelliklerini kaybetmeleri
olayıdır. Metallerin büyük bir kısmı su ve atmosfer etkisine dayanıklı
olmayıp normal koşullar altında bile korozyona uğrayabilir. Bütün
metaller doğada mineral olarak bulundukları hale dönüşmek
eyilimindedir. Doğada bulunan mineraller, söz konusu metalin en
düşük enerji taşıyan bileşiği yani en stabil halidir. Bu mineraller özel
metalurjik yöntemlerle ve enerji harcanarak metal haline getirilir. Ancak
metallerin çoğu element halinde termodinamik olarak stabil değildir.
Uygun bir ortamın bulunması halinde üzerinde taşımış oldukları
kimyasal enerjiyi geri vererek yeniden minimum enerji taşıyan stabil
bileşikler haline dönüşmek isterler. Bu nedenle korozyon olayları enerji
açığa çıkararak kendiliğinden yürür. Bazı soy metaller hariç teknolojik
öneme sahip bütün metal ve alaşımlar korozyona uğrayabilir.
KOROZYONUN TANIMI

4. KOROZYON SONUCU KAYIPLAR
YIL ÜLKE KAYIP
1966 BELÇİKA 40 $ /YIL
1969 İNGİLTERE GSMH nın %3 (3.3 Milyar $)
1970 FEDERAL ALMANYA GSMH nın %3
1971 SSCB GSMH nın %3
1973 AVUSTURYA GSMH nın %3
1976 ABD GSMH nın %3(82 Milyar $)
ÖNLENEBİLEN 33 Milyar $
ÖNLENEMİYEN 49 Milyar $
YIL KAYIP
1981 GSMH’NIN % 4.64 (305 125 Milyon TL)
ÖNLENEBİLİLEN % 1,83
ÖNLENEMEYEN % 2,81
*1986 GSMH’NIN % 4.5
* Demir Çelik Üretimin 1/3 ü ( Adet Demir Çelik Fabrikası )
TÜRKİYE ‘DE DURUM

5. Demir Oksit
(Demir Cevheri)
Yüksek Fırın
Ergimiş Metal
Demir oksit pas
Tesis demir imalatı
Çekme saç, demir kütük
Vb. imalatı
Levha Saç
DEMİRİN DOĞAL ÇEVRİMİ

6. TAŞ DEVRİNDE MADEN İŞLEME

7. KOROZYONUN TEMEL İLKELERİ
ard
a
ln
(RT)/(nF).
E
E
nμ
nFE
G
ax
0




 
Soy Au
Pt Korozyona Uğramaz
+1,23 V O2
Ag Oksijen İçeren sulu çözeltilerde
korozyona uğrar
Cu
0,00 V H2
Fe
Zn Sulu ortamlarda hidrojen
çıkararak korozyona uğrar
Al
Aktif Mg
Metalin
doğadaki
bileşiği
DG
Saf Metal

8. KOROZYON ÇEŞİTLERİ
Değişik metaller, içinde bulundukları ortamın özelliklerine
göre çeşitli şekillerde korozyona uğrarlar. Başlıca korozyon
tipleri pratik olarak on dört grup altında toplanabilir.
Üniform korozyon
Galvanik korozyon
Çatlak korozyonu
Filiform korozyon
Çukur korozyonu
Taneler arası korozyon
Seçimli korozyon
Erozyonlu korozyon
Aşınmalı korozyon
Stres korozyonu
Yorulmalı korozyon
Hidrojen kırılganlığı
Mikrobiyolojik korozyon
Yüksek sıcaklık korozyonu

9. KOROZYONUN ELEKTROKİMYASAL İLKELERİ
1-ELEKTROKİMYASAL TERMODİNAMİK
Korozyonun elektro kimyasal mantığıdır.
Malzemenin bulunduğu ortamda korozyona
uğrayıp uğramayacağı hakkında fikir verir.
2-ELEKTROKİMYASAL KİNETİK
Termodinamik olarak korozyona uğrayacak
malzemeler için korozyonun hızını belirler.

10. STANDART ELEKTROMOTOR KUVVETİ SERİSİ
Elektrot Reaksiyonu Standart Elektrot potansiyeli 25 0C, Volt
K = K+ + e- - 2,92
Ca = Ca 2+ + 2 e- - 2,87
Na = Na+ + e- - 2,71
Mg = Mg 2+ + 2 e- - 2,34
Al = Al 3+ + 3 e- - 1,67
Mn = Mn 2+ 4 2 e- - 1,05
Zn = Zn 2+ + 2 e- - 0,76
Cr = Cr 3+ + 3 e- - 0,71
Fe = Fe 2+ + 2 e- - 0,44
Cd = Cd 2+ + 2 e- - 0,40
In = In 3 + + 3 e- - 0,34
Co = Co2+ + 2e- -0,28
Ni = Ni 2+ + 2e- - 0,25
Sn = Sn 2 + 2e- - 0,14
Pb = Pb2+ + 2e- - 0,13
H 2 = 2 H++ 2 e- 0,00
Cu = Cu2+ + 2e- + 0,345
Hg = Hg2++ 2 e- + 0,799
Ag = Ag+ + e- + 0,800
Au = Au+ + e- + 1,680
Hücre reaksiyonları , oksidasyon reaksiyonlarına göre düzenlenmiştir.

11. GALVANİK SERİ
Metal veya Alaşım Elektrod potansiyeli (mV)
Mağnezyum (HP) -1750
Mağnezyum (AZ63) -1550
Çinko -1100
Aliminyum (AL Clad) -1010
Dökme demir -680
Yumuşak çelik -680
Paslanmaz çelik (430, aktif) -640
Paslanmaz çelik (304, aktif) -600
Paslanmaz çelik (410, aktif) -590
Pirinç -430
Bakır -430
Bronz -380
Paslanmaz çelik (430, pasif) -290
Nikel -270
Paslanmaz çelik (410, pasif) -220
Titanyum -220
Gümüş -200
Paslanmaz çelik (304, pasif) -150
Hastelley -150
Monel -150
Paslanmaz çelik (316, pasif) 120
Potansiyeller Cu/CuSO4 Referans Elektrotuna göredir.

12. POURBAiX DİYAGRAMI

13. K-KOROZYONDAN KORUNMA
KORUMA YÖNTEMİ ETKİNLİĞİ
1. Tasarım Kısmen
2. Malzeme Seçimi Kısmen
3. Kaplama ve Boya Kısmen
4. İnhibitör Kullanımı Kısmen
5. Anodik Koruma Kısmen
6. Katodik Koruma Tamamen

14. K-8 (A) MALZEME SEÇİMİNE ETKİ YAPAN FAKTÖRLER
MALİYET
ELDE EDEBİLME
İŞLEME KOLAYLIĞI
GÖRÜNÜŞ
MALZEME
SEÇİMİ
KOROZYON
DAYANIKLILIĞI
MEKANİK ÖZELLİKLER
Yuvarlak içinde olanlar doğrudan etki yapan faktörleri dikdörtgen
içinde olanlar karşılıklı etkileşimi göstermektedir)

15. K-8 (B) BİR MALZEMENİN KOROZYONA DAYANIKLILIĞINA ETKİYEN
FAKTÖRLER
ÇEVRESEL
FAKTÖRLER
METALURJİK
FAKTÖRLER
UYGULAMA
EMNİYET
FAKTÖRÜ
KOROZYON
DİRENCİ
KAPLAMA YAPILMASI
MEKANİK ÖZELLİKLER
Yuvarlak içinde olanlar doğrudan etki yapan faktörleri , dikdörtgen
içinde olanlar karşılıklı etkileşimi göstermektedir)

16. BORU HATLARINDA GÖRÜLEN KOROZYON OLAYLARININ OLUŞUM
NEDENLERİ

17. KOROZYON TİPLERİ

18. KATODİK KORUMA
Katodik koruma , korunacak metali oluşturulacak bir elektrokimyasal hücrenin katodu
haline getirerek metal yüzeyindeki anodik akımların giderilmesi işlemidir. Örnek olarak
nötral bir sulu çözelti içinde korozyona uğrayan bir demir metalini ele alalım. Demir
yüzeyinde yürüyen anot ve katot reaksiyonları şöyledir:
Anot reaksiyonu :
Fe = Fe 2+ + 2 e-
Katot reaksiyonu :
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-

19. KATODİK KORUMA UYGULAMA TİPLERİ
katodik korumanın iki tür uygulama şekli
vardır.
Dış akım kaynaklı katodik koruma
Galvanik anotlu katodik koruma

20. Korozyon olayı bu iki reaksiyonun bir arada yürümesi ile gerçekleşir. Elektronlar
anottan katoda doğru metal üzerinden akar. Katot reaksiyonu anottan gelen bu
elektronları kullanarak yürüyebilir. Eğer katotda bu elektronlar kullanılamaz ise,
bu durumda anottaki oksidasyon reaksiyonu da yürüyemez. Yani katot
bölgesinde yeterli oksijen bulunmazsa korozyon meydana gelmez. Diğer
taraftan eğer katot reaksiyonu için gerekli elektronlar bir dış kaynaktan
verilecek olursa, anot reaksiyonu ile elektron üretilemez. Bu durumda anotta
yürüyen korozyon olayı da durmuş olur. Dış akım kaynaklı katodik koruma ile
korozyonun önlenmesi bu elektrokimyasal ilkeye dayanır.
DIŞ AKIM KAYNAKLI KATODİK KORUMA

21. GALVANİK ANOTLU KORUMA
 Metale dıştan uygulanan akım ile verilen elektronlar, metal yüzeyinde yürümekte olan anodik
reaksiyonları tam olarak durdururken, katodik reaksiyonun hızını da artırır. Anot reaksiyonları artık
korunmakta olan metal yüzeyinde değil, katodik koruma devresinde bulunan yardımcı anotta
yürür. Korunmakta olan metal yüzeyi ise artık tam olarak katot olur.

 Korozyona uğramakta olan bir metale kendinden daha aktif bir metal (galvanik anot) bağlanacak
olursa, bu durumda katot reaksiyonu için gerekli olan elektronlar galvanik anot olarak bağlanan
metalin kendiliğinden yürüyen yükseltgenme reaksiyonu ile karşılanır. Böylece korunan metal
yüzeyindeki bütün anodik reaksiyonlar tam olarak durur. Galvanik anotlu katodik koruma da bu
temel ilkeye dayanır.

22. K20-a KATODİK KORUMANIN ŞEMATİK GÖRÜNÜMLERİ
Bir yer altı boru hattının tek
magnezyum anot ile katodik
olarak korunması ..
Bir yer altı boru hattının çoklu
magnezyum anot ile katodik
olarak korunması
GALVANİK KORUMA
Galvanik seri içinde korunacak metalden daha
aktif bir metalin anot olarak kullanılması
yöntemidir. Galvanik bir pil tanımlandığı gibi akım
yönü doğrultusunda kurulur. Galvanik anot olarak
genellikle Magnezyum ,Alüminyum ,Çinko ve
bunların alaşımları kullanılır. Bu anotlar portatif
elektrik kaynağı oldukları için elektriğin olmadığı
veya bu amaç için elektrik hatları döşemenin
elverişsiz yada çok maliyetli olduğu yerlerde
özellikle kullanılır.

23. K46- GALVANİK ANOTLAR
•MAĞNEZYUM ANOT
•ÇİNKO ANOT
•ALÜMİNYUM ANOT

24. K46-KATODİK KORUMA ŞEMASI
KATODİK KORUMA
DIŞ AKIM KAYNAKLI
KATODİK KORUMA
DIŞ AKIM KAYNAKLI
KATODİK KORUMA
Akım Kaynağı
bağlantı elemanları
Ölçü ve kontrol elemanları
Yardımcı anotlar
Metal yapı
Bağlantı elemanları Ölçü ve
kontrol elemanları
Ölçü ve kontrol elemanları
Galvanik Anot
İleri teknoloji
Ürünü Anotlar
İleri teknoloji
Ürünü Anotlar
Grafit Anotlar
Ti Bazlı Anotlar
Fe-Si Anotlar
Pb bazlı anotlar
KARADA
KULLANILIR
DENİZDE KULLANILIR
•Magnezyum Anotlar
•Alüminyum anot
•Çinko Anotlar

25. KORUMA KRİTETLERİ
 Korunan yapının potansiyeli ölçülerek koruma derecesi nicel olarak tespit edilebilir. Bu ölçüm
genellikle kriter olarak kabul edilir. Ve korozyon mühendisleri tarafından kullanılır. Bu tespitin
temeli , korunan yapı yerel etki pillerinin açık devre anodik potansiyeline polarize olduğunda
katodik koruma tamamdır, kavramına dayanır. Bu ölçümü yapmak için referans elektrot omik
düşüşten kaynaklanan hatayı ortadan kaldırmak veya azaltmak için korunan yapıya mümkün
olduğunca yakın bir şekilde yerleştirilmelidir. Gömülü boru hatları için toprak yüzeyinde gömülü
boru hizasında uygun bir yer alınır.
 Katodik olarak korunan bir metal yapının korunup korunmadığı aşağıda belirtilen referans
elektrodların karşısındaki koruma potansiyel değerlerini sağlamak gerekir. Ayrıca başka bir
kriterde korunmuş yapının doğal potansiyelinin koruma potansiyeli arasındaki farkın -300 mV
olmasıdır.
Referans Elektrot Koruma Potansiyeli,mV
Doygun kalomel
Elektrod, Hg2 Cl2
-0,780
Gümüş-Gümüş
Klorid,(Ag/ AgCl)
-0,810
Bakır-Bakır
sülfat(Cu/ CuSO4)
-0,850
Çinko +0,250

26. KATODİK KORUMA SİSTEMLERİNDE
İŞLETME ve BAKIM
Katodik koruma sistemlerinin, projelerinde öngörülen süre işletmede
kalabilmesi için periyodik olarak kontrol edilmesi gerekir. Katodik
koruma sistemleri her ne kadar hiç bir yardım gerekmeksizin görevlerini
otomatik olarak yapmakta iseler de, çevre koşullarının değişmesinden
dolayı çeşitli arızalar meydana gelebilir. Bu arızaların kısa sürede
belirlenerek giderilmesi ancak sürekli bir kontrol sistemi ile mümkün
olabilir. Yeraltı boru hatlarını korozyondan korumak üzere uygulanan
katodik koruma sistemleri genellikle 10 -15 yıl ömürle projelendirilir. En
mükemmel şekilde hazırlanmış projelerde bile, bu kadar uzun süre
içinde boru hattında ve çevre koşullarında başlangıçta göz önüne
alınamayan bazı değişmeler meydana gelebilir. Bunlar proje esnasında
belirlenen kriterleri değiştirir ve katodik koruma sisteminin yetersiz
kalmasına veya tamamen çalışamaz hale gelmesine neden olabilir. Bu
kriter değişikliklerinden başka, özellikle dış akım kaynaklı katodik koruma
sistemlerindeki elektrik ve elektronik ünitelerinde beklenmedik çalışma
arızaları da ortaya çıkabilir.

27. KATODİK KORUMA SİSTEMLERİNDE
İŞLETME ve BAKIM
 Katodik koruma sistemlerinde meydana gelen arızaların veya çevre koşullarındaki
değişikliklerin , yerüstü yapılarında olduğu gibi dışardan gözle muayene edilerek
fark edilmesi mümkün değildir. Arızalar ancak bilinçli şekilde yapılan periyodik
kontrollerle yakalanabilir. Bir katodik koruma sisteminde işletme sırasında yılda en
az bir defa yapılması gereken ölçü ve kontroller aşağıda açıklanmaktadır.
 Katodik koruma sistemlerinde meydana gelen arızaların veya çevre koşullarındaki
değişikliklerin , yerüstü yapılarında olduğu gibi dışardan gözle muayene edilerek
fark edilmesi mümkün değildir. Arızalar ancak bilinçli şekilde yapılan periyodik
kontrollerle yakalanabilir. Bir katodik koruma sisteminde işletme sırasında yılda en
az bir defa yapılması gereken ölçü ve kontroller aşağıda açıklanmaktadır.

28. KATODİK KORUMA SİSTEMLERİNDE
İŞLETME ve BAKIM
. Bütün ölçü istasyonlarında boru/zemin potansiyeli ölçülmelidir. Kuşkulu bölgelerde ölçü kutuları
arasındaki bölgelerde de çift elektrot veya uzun kablo yöntemi ile potansiyel ölçümleri yapılmalıdır.
. Boru hattı boyunca kaplama direnci tayin edilmeli, kaplama bozukluğunun çok fazla olduğu bölgelerde
özel önlemler alınmalıdır.
. Her transformatör-redresör ünitesinde akım verimi ölçülmelidir.
. Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemlerinde,anot yatağı direnci tayin edilmelidir.
. Galvanik anotlu katodik koruma sistemlerinde anot potansiyelleri ve anotlardan çekilen akım şiddeti
ölçülmelidir.
. Boru hattının başka boru hatları ile kesim noktalarında, boru üzerinden akan akım şiddeti on-off olarak
ölçülmelidir.
. Keson boru geçişlerinde, borunun ve kesonun potansiyelleri ölçülmelidir. Ara yerde temas olup olmadığı
belirlenmelidir.
. Eğer boru hattı ile yabancı bir boru arasında interferans akım bağı varsa, Bu bağ direncinin yeterli olup
olmadığı kontrol edilmelidir.
. Izole flanş bağlantılarının etkili şekilde izolasyon yapıp yapmadığı, izole flanj direnci ölçülerek kontrol
edilmelidir.
Boru hattı çevresine proje tasarımı aşamasında bulunmayan, örneğin yüksek gerilim hattı, doğru akım ile
çalışan raylı taşıt araçları vb., yabancı metalik yapıların konulup konulmadığı araştırılmalıdır.

29. KATODİK KORUMA SİSTEMLERİNDE
İŞLETME ve BAKIM
 Arıza olsun veya olmasın, peryodik olarak yapılan bütün bu ölçümler
sistematik şekilde dosyalanarak saklanmalıdır. En iyisi bu değerlerin
bilgisayara kaydedilmesi ve zamana göre grafiğe alınmasıdır.
Böylece, boru kaplamasının eskime durumunu, anotların ömrünü,
transformatör -redresör ünitelerinin verimini ve kaçak akımların etki
derecesini sürekli olarak kontrol edebilmek mümkün olabilir

30. NERELERDE GÖRÜLÜR?
DENİZ İÇİNDEKİ YAPILARDA

31. TÜRKİYE DEKİ DOĞAZ GAZ HATLARI

33. BORU HATLARINDA