GEMİLERDE KOROZYON VE KATODİK KORUMA HAZIRLAYAN:SP MÜHENDİSLİK LTD ŞTİ

Transkript

1 SP MÜHENDM HENDİSLİK GEMİLERDE KOROZYON VE KATODİK KORUMA HAZIRLAYAN:SP MÜHENDİSLİK LTD ŞTİ

2 SP MÜHENDM HENDİSLİK K LTD.ŞTİ. SP MÜHENDİSLİK LTD.ŞTİ YILINDA 2 METALURJİ MÜHENDİSİ TARAFINDAN KURULMUŞTUR. KONUSUNDA HIZLI BİR GELİŞME GÖSTEREN SP MÜHENDİSLİK LTD.ŞTİ. KATODİK KORUMA KONUSUNDA KALİFİYE KADROSUYLA HİZMET VERMEYE DEVAM ETMEKTEDİR. SP MÜHENDİSLİK LTD.ŞTİ. 2

3 OKAN İŞDA DAŞ İTÜ Metalurji MühendisliM hendisliği. i. İstanbul Üniversitesi İşletme İktisadı Enstitisü, İşletme İhtisası. London City College,Foreign Trade Certificate Program. Kroman Çelik Sanayi,Üretim Müh. M BOS Birleşik ik Oksijen Sanayi(%50 Koç Holding,%50 British Oxygen Company-BOC Joint Venture),Satış ış Gel.Müh. SP Mühendislik M Ltd.Şti. ti. Firma Ortaklığı CENGİZ Z BUDUR İTÜ Metalurji MühendisliM hendisliği Marmara Üniversitesi İşletme İktisadı Enstitisü, İşletme ihtisası Kayel Kaynak Teli Sanayi Satış Müh. BOS Birleşik ik Oksijen Sanayi(%50 Koç Holding,%50 British Oxygen Company-BOC Joint Venture),Satış Şefliği. i. ASSAN Prefabrik A.Ş.. Satış Müdürlüğü. SP Mühendislik Ltd.Şti. ti. Firma Ortaklığı SP MÜHENDİSLİK LTD.ŞTİ. 3

4 SP MÜH. LTD. 4

5 GENEL KOROZYON SÜRECS RECİ SP MÜH. LTD. ŞTİ. 5

6 KOROZYON NEDİR? Korozyon doğada bulunan malzemenin doğadaki haline geri dönmeye çalışmasıdır. Bir başka deyişle,doğada düşük enerji seviyesinde bulunan metaller,üretilip şekillendirildikten sonra yüksek enerji seviyesine geçerler.metalin tekrar kararlı düşük enerji seviyesine dönme süreci korozyon olarak adlandırılır. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 6

7 KOROZYON GÖSTERG STERİMİ Çeliğin ana malzemesi olan demir,gövdeye elektron bırakarak iyon haline geçer.iyonik demir gövdeden koparak elektrolite geçer.iynik demir kararlı hale geçmek için su içindeki hidroksil ile birleşir ve demirhidroksit oluşturur. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 7

8 BİR R METAL GÖVDEDE G OLUŞAN MİNİM GALVANİK K KOROZYON HÜCRESH CRESİ SP MÜH. LTD. ŞTİ. 8

9 GEMİLERDE KOROZYON SÜRECS RECİ Çelikte,uygun termodinamik koşullar olmaksızın paslanmaya başlamaz.bir tanktaki kumlama ile parlatılmış çelik,nemsiz hava içinde tutulursa,yüzey oksidasyonu başlamadan parlaklığını yıllarca muhafaza edebilir.ne yazık ki,denizel ortam temizlenmiş çelikle oksit tabakası oluşturmak üzere reaksiyona girer ve korozyonu başlatır. Gemi gövdesi (Karina) korozyonunun temel mekanizması galvanik korozyondur,farklı elektrokimyasal potansiyele sahip iki metal,tuzlu su gibi bir elektrolit içinde,metalik bir temasa sahip olursa ortaya çıkar. Galvanik seride,iki metal ne kadar büyük potansiyel farka sahipse,anot olan metalde o kadar fazla korozyon oluşur. Aslında,metallerin farklı potansiyele sahip olmaları da gerekmez,flanş-sac bağlantısında olduğu gibi flanşta kalan gerilim,saca göre onu anot yapar.karinadaki toplam korozyonun ezici çoğunluğu,galvanik korozyondur. Kükürt ve klor içeren kimyasallar,elektrolit olmaksızın çeliğe direkt kimyasal saldırı yapabilir.kargo tanklarındaki oyuklanmaların en çok karşılaşılan sebebi budur,özellikle yüksek kükürt içerikli ham petrol taşımasında görülür. Pek çok limanda bulunan kükürt yiyici bakteriler,anaerobik (Oksijensiz ortam) korozyona neden olur.balast tanklarındaki oyuklanma bu mekanizma ile başlar,değişik oksijen konstrasyonu ile hızlanır.bu, çelik yüzeyindeki farklı oksijen seviyelerinden kaynaklanan lokal bir galvanik korozyon tipidir.çalışmalar,deniz suyu içindeki çeliğin genel korozyon oranının 0,1 mm/yıl olduğunu göstermiştir.balast tanklarındaki korozyon oranı, potansiyel olarak bundan çok daha yüksektir,gemi ömrünü belirleyen faktör olabilir. Eğer balast tankları kaplamalar ve/veya galvanik anotlarla korunmazsa,bu kısımlar en şiddetli korozif ortamı temsil ederler. Sonuç olarak, uluslararası klas kuruluşu, artık, tüm balast yüzeylerinin kaplamaya sahip olmasını zorunlu kılmıştır. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 9

10 KOROZYON HÜCRESH CRESİ SP MÜH. LTD. ŞTİ. 10

11 ÇELİKTE KOROZYON KAYBI 1 amperlik bir dc akım,1 yılda 9 (Dokuz) kg çeliği korozyona uğratarak ortama gönderir. Çeliğin korozyon miktarı 9 kg / amper.yıl olarak akılda tutulmalıdır. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 11

12 KOROZYONUN ÖNLENMESİ Korozyonun teknik ve ekonomik açıdan kabul edilebilir bir düzeye indirilebilmesi için uygulanabilecek çeşitli yöntemler vardır. Bunlar; Uygun tasarımla korozyona yol açan koşulları azaltma (Dizayn aşaması,örneğin galvanik çift oluşmasının önlenmesi) Uygun işlem ve malzemelerle ortamın korozif özelliğini azaltma (Örneğin suyun şartlandırılması) Yüzey kaplamaları ile koruma (Örneğin boyama) Korozyona karşı dayanıklı malzemeler kullanma (Örneğin paslanmaz çelik / Kupronikel kullanımı.) Katodik koruma olarak ana guruplara bölmek mümkündür. Burada korozyona karşı en etkili ve ekonomik yöntem olan katodik korumayı inceleyeceğiz. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 12

13 TARİHÇE Katodik koruma kavramı ilk kez 1824 yılında,londra da, Sir Humprey Davy tarafından Royal Society kuruluşuna sunulan makalelerde telaffuz edilmiştir.birkaç denemeden sonra aynı yıl ilk uygulama yapılmıştır. DEMİR ESASLI kurban anotlar BAKIR kaplı bir geminin su altı kesimine monte edilmiş ve korozyon hızı önemli oranda azaltılmıştır. Katodik korumanın yan etkisi ise deniz canlılarının gövdeye yapışması olmuştur.bakir, korozyona uğrarken deniz canlılarının gövdeye yapışmasını önleyen (Zehirli) Bakır iyonları üretir. Gövdeye aşırı miktarda deniz canlısı yapışması geminin hızını düşürdüğünden Royal Navy bakırın korozyona uğrayarak deniz canlılarının yapışmasını önlemesinin daha iyi olduğuna karar vermiş ve katodik koruma kullanımı iptal edilmiştir. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 13

14 KATODİK K KORUMANIN YARARLARI İyi uygulanmış ve bakımı yapılmış bir katodik koruma yapı ömrünü bakımı yapıldığı sürece uzatır. Katodik korumanın periyodik bakım ve onarım maliyetleri,yapıdaki büyük onarım veya yapının yenilenmesi maliyetlerine göre çok daha azdır. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 14

15 KATODİK K KORUMA SINIRLAMALARI Katodik koruma sadece toprak altı, su içi ve beton içi,kısaca elektrolit içindeki yapıları korur.atmosferik ortamda bulunan metalik yapılara katodik koruma uygulanamaz. İyi uygulanmayan katodik koruma hem korunan yapıda, hem de komşu metalik yapılarda korozyonu hızlandırabilir. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 15

16 KATODİK K KORUMA / KURU PİLP SP MÜH. LTD. ŞTİ. 16

17 GALVANİK K SERİ Cu/CuSO GALVANİK SERİ 4 (DOYGUN) REF. ELEK. GÖRE METAL MİLİVOLT Magnezyum Alaşımı (%0.5 - % 1,5 Mn) Çinko Alüminyum Alaşımı (% 2,5 Zn, % 0,02 In) Çelik (temiz ve parlak) (-)500 ile (-)800 arası Çelik (paslı) (-)200 ile (-)500 arası Dökme Demir -500 Kurşun -500 Çelik (beton içinde) -200 Bakır,Pirinç, Bronz -200 Yüksek Silikonlu Dökme Demir -200 Karbon, Grafit, Kömür 300 Gümüş 400 Platin 900 SP MÜH. LTD. ŞTİ. 17

18 KOROZYON HÜCRESH CRESİ SP MÜH. LTD. ŞTİ. 18

19 GALVANİK K ANOTLARLA KORUMA ÖLÇÜ KUTUSU ŞÖNT İZOLE FLANŞ KİTİ MAGNEZYUM ANOTLAR ANOT KABLOSU YAPI KABLOSU SP MÜH. LTD. ŞTİ. 19

20 TOPRAKALTI BORU DIŞ AKIM KAYNAKLI KATODİK K KORUMA T/R Ünitesi Ölçü kutusu Derinkuyu Sabit ref. elektrod Akım yönü SP MÜH. LTD. ŞTİ. 20

21 DIŞ AKIM KAYNAKLI SİSTEM S STEM DENİZ Z BORU HATTI Akım yönü SP MÜH. LTD. ŞTİ. 21

22 GALVANİK K USÜL DENİZ Z BORU HATTI Alüminyum anotlar SP MÜH. LTD. ŞTİ. 22

23 GALVANİK K USÜL İSKELE Alüminyum anotlar SP MÜH. LTD. ŞTİ. 23

24 KATODİK K KORUMA Birbirine benzemeyen iki metal,aynı elektrolitte birbirine bağlanırsa galvanik pil meydana gelir. Açık devre voltajı, iki metal arasında mevcut olan doğal potansiyel farktan oluşur. Devre kapalı ise, potansiyel farkı bir elektrik akımı üretir. Daha negatif olan elektrot bir anot gibi davranır ve devreye elektronlar vererek daha hızlı çözünür, daha pozitif elektrot katot gibi davranır ve çok daha yavaş çözünür. Katodik korumada, eriyen (Kurban,kurbanlık) anotların kullanımı bu olaya dayanmaktadır. Korunan yapının çelik olduğu varsayıldığında, pili oluşturmak için magnezyum (Alüminyum,çinko) alaşımı eriyen anotlar kullanılabilir, çünkü bu alaşımlar çelikten daha az soylu (daha fazla elektronegatif) dur. Yapıya anot bağlantısı,anot malzemesinin üstüne döküldüğü bir çelik çekirdekle yapılır. Böylece, yapı anot malzemeyle metalik temas halinde olup yapı toprağa (Suya) daldırıldığında da elektriksel temas içinde olur. Burada, anot metalinin çözünmesiyle serbest kalan elektronlar yapı üzerine gider, oksijenin katodik indirgenmesinde sarfedilir ve yapı yüzeyinde hidroksil iyonları meydana gelir.anot malzemesi iyonları da elektrolite geçer.böylece katottan malzeme kaybı olmaz. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 24

25 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA Gemilerde de toprakaltı ve/veya su içi yapılarda kullanılan katodik koruma prensipleri geçerlidir. Uygulamada gemilere özel bazı farklılıklar vardır. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 25

26 GEMİLERDE KATODİK KORUMA / STANDARTLAR BS EN Cathodic Protection of ships BS 7361 Code of practise for land and marine applications,section 6 NES 704 Part 1 Requirements for cathodic protection NES 704 Part 2 Impressed current cathodic protection system NES 704 Part 3 Sacrificial Anode Or Self energized system NES 704 Part 4 Requirements For Cathodic Protection NES 704 Part 5 General Information On Bi-Metallic Couples DNV Recommended Practise,Corrosion Protection of Ships SP MÜH. LTD. ŞTİ. 26

27 GEMİLERDE KATODİK KORUMA- DIŞ AKIM KAYNAKLI SP MÜH. LTD. ŞTİ. 27

28 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA- DIŞ AKIM KAYNAKLI Kaplama hatası T/R Ünitesi Akım dağıtım kutusu Ölçülen potansiyel Akım çıkışı Ölçülen potansiyel Akım çıkışı Referans elektrot Anot Katot bağlantısı Kaplama hatası SP MÜH. LTD. ŞTİ. 28

29 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA- DIŞ AKIM KAYNAKLI SP MÜH. LTD. ŞTİ. 29

30 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA- DIŞ AKIM KAYNAKLI SP MÜH. LTD. ŞTİ. 30

31 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA DIŞ AKIM KAYNAKLI SİSTEM S STEM ANOT SP MÜH. LTD. ŞTİ. 31

32 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA DIŞ AKIM KAYNAKLI SİSTEM S STEM ANOT SP MÜH. LTD. ŞTİ. 32

33 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA ŞAFT / PERVANE KORUMASI SP MÜH. LTD. ŞTİ. 33

34 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA ŞAFT FIRÇASI Bir geminin pervane şaftı dönerken,yağ yüksek dirençli bir film oluşturur.bu yağ filmi pervaneyi gövdeden elektriksel olarak izole eder.pervane ve gövdenin malzemeleri,dolayısıyla galvanik potansiyelleri farklıdır.oluşan galvanik hücre nedeniyle pervanede statik elektrik birikir.şaft topraklanmamışsa,statik elektrik yağ filmi içinden önünde sonunda ark yaparak boşalır,ark (boşalma)noktasında korozyon görülür.burada oyuklanma ve ana makine yatak yüzeylerinde sıyrılma görülür.yatak sıyrılması,sıcak noktalar oluşturduğundan tehlikelidir,karter patlamasının kıvılcımını oluşturabilir. Şaft ve gövde arasındaki potansiyel farkı 25 mv a düşürülerek ark riski azaltılır.arkı önlemek için gemi katodik korumasının bir parçası olarak şaft fırçası monte edilmesi tavsiye edilir.böylece galvanik usül veya dış akım kaynaklı katodik korumanın pervane ile gövdeyi aynı anda koruması sağlanır.bilinen gemi makinası üreticileri bu yöntemi onaylamışlardır. Gümüş bir taşıyıcı üzerinde hareket eden gümüş/grafit fırçalar,düşük dirençli bir yol sağlanması amacıyla tavsiye edilir.normal çalışma koşullarında bu fırçaların ömrü bir yıldır.yağ ve kirlilik birikmesini önleyici periyodik bakımlarla bu süre uzatılabilir. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 34

35 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA ŞAFT FIRÇASI SP MÜH. LTD. ŞTİ. 35

36 GEMİLERDE KATODİK KORUMA ŞAFT FIRÇASI SP MÜH. LTD. ŞTİ. 36

37 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA ŞAFT FIRÇASI SP MÜH. LTD. ŞTİ. 37

38 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA GALVANİK K USÜL Günümüzde ağırlıklı olarak galvanik usül katodik koruma kullanılmaktadır. Anot (Tutya) olarak alüminyum alaşımı ve çinko kullanılır. Karinaya projeye uygun sayıda ve boyutta anot monte edilerek katodik koruma kriterine ulaşılır. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 38

39 GEMİLERDE KATODİK KORUMA GALVANİK K USÜL SP MÜH. LTD. ŞTİ. 39

40 GEMİLERDE KATODİK K KORUMA ÖLÇÜMÜ - REFERANS ELEKTRODLAR Cu/CuSO 4 referans elektrodu deniz suyunda kullanmayın. Deniz suyunda Ag/AgCl referans elektrod kullanın. Çinko referans elektrod hem deniz suyunda hem de toprakta kullanılabilir. Referans elektrotların birbirlerine göre farklı skalaları vardır,buna da dikkat edilmelidir. SP MÜH. LTD. ŞTİ. 40

41 HABERLEŞME KANALLARIMIZ SP MÜHENDM HENDİSLİK K LTD.ŞTİ. Organize Yan Sanayi Bölgesi B 20.Yol 26. Ada No: Aydınl nlı / Tuzla / İSTANBUL TEL : (pbx) FAKS: GSM: info@spmuhendislik.com.tr Web: SP MÜH. LTD. ŞTİ. 41