· PDF fileELEKTRİK KUVVTLİ AKIM NOTLARI9 (KORUMA KONTROL VE İZLEME 3) TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI -486- Notları Derleyen: Aydın Bodur Notları Yayına

EMO YAYIN NO:EK/2011/11

TMMOBElektrik Mühendisleri Odası

e-kitap ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (9)Koruma Kontrol ve İzleme 3

Katodik Koruma Sisteminin Tanıtımı

Katodik Korumaya Giriş

Boru Hatlarında Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemininin Hesabı

Anod Sayısı, Anod Tipi, Anod Yatağı Uzunluğunun ve Toplam Anod Yatağı Direnci ve Anod Ömrünün Belirlenmesi

TURGUT ODABAŞI

ELEKTRİK KUVVTLİ AKIM NOTLARI9 (KORUMA KONTROL VE İZLEME 3)

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI -485-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (9)

Koruma Kontrol ve İzleme 3

334

Koruma Kontrol ve İzleme

Koruma Kontrol ve İzleme

9

9



Notları Derleyen:

Aydın Bodur

Notları Yayına Hazırlayan:

Aydın Bodur

M.Turgut Odabaşı’na Saygılarımızla

Elektrik Kuvvetli Akım Notları, Turgut Odabaşı’nın Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinde yayınladığı

yazılardan, ‘Elektrik Kuvvetli Akım Tesisat El Kitabı’ ile her bölümün sonunda belirtilen ABB, Schneider,

Chevron, NAFVAC ve Siemens’in hazırladığı İmalat, Bakım, Montaj El kitaplarından EMO için

derlenmiştir.



9.37. Katodik Koruma Sisteminin Tanıtımı .................................. 491

9.37.1. Temel Elemanlar ve Kavramlar ....................................... 491

9.37.2. Katodik Koruma Uygulandığı Alanlar ............................. 491

9.37.3. Korozyon prosesi: .......................................................... 492

9.37.3.1. Korozyon Hücresi .................................................... 492

9.37.3.2. Anod ........................................................................ 493

9.37.3.3. Katod ....................................................................... 493

9.37.3.4. Anod/Katod ilişkisi ................................................... 493

9.37.3.5. Elektrolit .................................................................. 493

9.37.3.6. Metalik Bağlantı ....................................................... 494

9.37.4. Korozyon Hücreleri (Korozyon Tipleri) .......................... 494

9.37.4.1. Farklı Ortamlar ......................................................... 494

9.37.4.2. Oksijen Konsantrasyonu: ......................................... 495

9.37.4.3. Nemli/Kuru Elektrolitler: ......................................... 496

9.37.4.4. Homojen Olmayan Toprak....................................... 497

9.37.4.5. Beton / Toprak Ara yüzeyi ....................................... 497

Şekil 9.298: Beton ve Toprak Elektrotları tarafından etkilenen

Korozyon hücreleri ..................................................................... 498

9.37.4.6. Dolgu Katkısı: .......................................................... 498



9.37.4.7. Biyolojik Etkiler: ...................................................... 499

9.37.4.8. Galvanik Korozyon: ................................................. 499

9.37.4.9. Eski –Yeni Sendromu ............................................... 500

9.37.4.10. Farklı Alaşımlar: ..................................................... 501

9.37.4.11. Metallerin Kirliliğinden dolayı Korozyon ............... 501

9.37.4.12. Çizikli ve Oluklu Yüzeyler ...................................... 502

9.37.5. Kaçak Akım Korozyonu .................................................. 502

9.37.6. Doğru Akımlı Taşıma Sistemleri ...................................... 504

9.37.7. Kaynak Makinaları ve İşlemleri ....................................... 504

9.37.8. ......................................................................................... 505

9.37.9. Korozyon Miktarı ........................................................... 506

9.38. Katodik Korumaya Giriş ......................................................... 508

9.38.1. Galvanik Katodik Koruma ............................................... 508

9.38.1.1. Galvanik Katodik Koruma Sistemlerinin

Avantajları............................................................................... 510

9.38.1.2. Galvanik Katodik Koruma Sisteminin

Dezavantajları ......................................................................... 511

9.38.1.3. Galvanik Anodların Tesis Edilmesi ........................... 512

9.38.1.4. Galvanik Anodun Korunacak Yapıya Bağlanması ..... 513



9.38.1.5. Galvanik Katodik Koruma Sistemi Test

İstasyonları ............................................................................. 513

9.38.2. Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemi .................... 515

9.38.2.1. Dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminim

avantajları ............................................................................... 517


dezavantajları ......................................................................... 518

9.38.2.3. Dış Akım Doğrultucuları ........................................... 518

9.38.2.4. Anod Yatakları ......................................................... 519

9.38.3. Dış Akım Kaynaklı Sistem Test İstasyonları ..................... 522

9.38.4. Referans elektrodları ...................................................... 524

9.38.5. Gümüş klorid referans elektrodu ................................... 525

9.39. Boru Hatlarında Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma

Sistemininin Hesabı ........................................................................ 526

9.39.1. Boru Hattı Karakteristikleri ............................................. 527

9.39.1.1. KCR mevcut boru hatlarında akım ve gerilim

ölçümleri sonucu aşağıda verilen ifade kullanılarak bulunur: 528

9.39.1.2. KCR Direncini bulmak için metodlar ...................... 531

9.39.1.3. Yeni tesis edilecek boru hattında KCR boru kaplama

direnci ve koruma akım yoğunluğunun tespiti: ...................... 537



9.39.2. Boru Hatlarının Dış Akım Kaynaklı Katodik Korunmasında

Koruma Akım İhtiyacının Belirlenmesi ve Azami Koruma Akımının

Hesabı ......................................................................................... 542

9.39.2.1 Kesintisiz Boru Hattında Katodik Koruma

Uygulaması ............................................................................. 543

9.39.2.2. Kesintili Boru Hattında Katodik Koruma

Uygulaması ............................................................................. 547

9.40. Anod Sayısı, Anod Tipi, Anod Yatağı Uzunluğunun ve

Toplam Anod Yatağı Direnci ve Anod Ömrünün Belirlenmesi

........................................................................................................ 554

9.40.1. Yatay Anod Yatağı ve Anodların Yatay Yerleştirilmesi .... 555

9.40.2. Yatay Anod Yatağı ve Anodların Düşey

Yerleştirilmesi ............................................................................. 559

9.41. Transformatör – Doğrultucu Ünitesinin (T/R) Gerilim ve

Akım Değerlerinin Belirlenmesi .......................................... 569

9.41.1. T/R Ünitesinin Akım Değeri ............................................ 569

9.41.2 T/R Ünitesi Gerilim Değerinin Belirlenmesi .................... 569



9.37. Katodik Koruma Sisteminin Tanıtımı

9.37.1. Temel Elemanlar ve Kavramlar

Katodik koruma sistemi toprağa gömülü ve sıvı içindeki metalik

yapıların korozyonunu önlemek veya kontrol altına almak için

kullanılan elektro kimyasal bir metottur. Katodik koruma sistemi,

korozyonu kontrol altına almak için elektrik akımına dayanan aktif

bir sistemdir. Eğer koruma elektrik akımı kesilirse, korozyon

materyal/çevre kombinasyonu için normal değerlerde gelişmesine

devam edecektir. Eğer besleme akımı, bütün koruma için yetersizse

korozyon azaltılmış değerde gelişecektir. Katodik koruma sistemi,

tesis edilip gerekli ayarları yapılıp ve yeterli koruma akımı

sağlandıktan sonra, akımlar ve potansiyeller önceki duruma göre

genellikle sabit kalacak; akımlarda ve potansiyellerdeki aşırı

değişimler sistem arızası olarak görülecektır.

9.37.2. Katodik Koruma Uygulandığı Alanlar

a.) Yeraltı yakıt ve petrol depolama tankları ve toprak seviyesi tank

tabanları

b.) Yakıt ve petrol dağıtım sistemleri

c.) Toprak seviyesi veya üstündeki sıvı depolama tanklarının iç

kısımları

d.) İçme suyu dağıtım sistemleri

e.) Doğal gaz dağıtım sistemleri



f.) Sıkıştırılmış hava dağıtım sisitemleri

g.) Yangın sistemleri

h.) Kanalizasyon sistemleri

i.) Deniz rıhtımlarının çelik kazıkları

j.) İskele çelik kazıkları

9.37.3. Korozyon prosesi:

Katodik koruma prensiplerini ancak korozyon prosesinin doğasını

anlayarak kavramak mümkündür. Metallerin korozyonu,

eletrokimyasal bir işlemdir. Bu işlem, devrenin bir bölümünde

kimyasal reaksiyonlardan dolayı elektronların yer değiştirmesiyle bir

elektrik akımı meydana getirdiği elektriksel devredir. Bu kimyasal

reaksiyonlar, metalin yüzeyini elektrolit olarak etkiler. Oksidasyon

Reaksiyonu (Korozyon) anod yüzeyinde, hidrojen çıkışı da katod

yüzeyinde meydana gelir. Korozyon kontrol sistemleri korunan

yapıları bir katod yaparak oksitletme reaksiyonlarının yer

değiştirmesi esasına dayanan katodik koruma sistemidir.

9.37.3.1. Korozyon Hücresi

Korozyon bulunduğu çevrede reaksiyon süresince malzemedeki

bozulmadır. Bozulma esasen elektrokimyasal işlem esnasında

oluşur. Elektrokimyasal işlem dört ayrı bölümden meydana gelir:

anod, katod, elektrolit ve metalik bağlantı. Elektrokimyasal

korozyon sadece bu dört bölüm görüldüğünde meydana gelir.



9.37.3.2. Anod

Korozyon hücresinin en fazla göze çarpan bölümü anodlardır. Bu

korozyonun meydana geldiği bölgedir. Bu bir kimyasal reaksiyon bir

oksitlenme reaksiyonu olup metalden elektron kaybı sonucu diğer

elementle birleşmesidir. Bu metal çelik ise sonuçta malzemede

demir pası oluşur.

9.37.3.3. Katod

Bu korozyon hücresinin korunan bölümüdür. Burdaki kimyasal

reaksiyon bir azaltma reaksiyonudur.

9.37.3.4. Anod/Katod ilişkisi

Bir elektrokimyasal korozyon hücresinde bir elektrod diger

elektroda göre meydana gelen potansiyele göre ya anodtur veya

katodtur. Bu elektriksel potansiyel farkı, anod ve katod arasındaki

potansiyel farkıdır. Elektriksel olarak daha aktif veya daha negatif

olan elektrod, anod olarak belirlenir; diğer elektrodda katodtur.

Katod, oksidasyon reaksiyonuna maruz kalmayıp korunan bölümdür.

9.37.3.5. Elektrolit

Korozyon hücresinin üçüncü bölümüdür. Bu bölümde iyon akışı

vardır. Elektrolit hem anoda hemde katoda temas eden bir

materyaldir ve burada hem anoda hem de katoda iyon akışı vardır.



9.37.3.6. Metalik Bağlantı

Korozyon hücresinin dördüncü bölümü olup elektriksel devreyi

tamamlar ve elektron akışını sağlar. Metalik bağlantı, hem anoda

hem de katoda temas eden ve elektron akışını sağlayan bir metaldir.

Bu elektron akışı, elektokimyasal reksiyon oluştuğunda görülür. Tank

veya boru hattında metalik bağlantı tank veya boru hattıdır.

Şekil 9.293: Korozyon Hücresi

9.37.4. Korozyon Hücreleri (Korozyon Tipleri)

9.37.4.1. Farklı Ortamlar

Mesela boru hatları, bir çok farklı tip topraklardan geçer. Metaller

farklı topraklarda farklı potansiyeller gösterir. Bu topraklardaki

elektrik potansiyelleri farklı yerlerde bazen anod bazen de katod

olur. Anod ve katod her ikisinin de elektriksel ve elektroliz sürekliliği,

akım akışına, oksidasyon sonucuna ve hidrojenin artmasına

(korozyon ve koruma) bağlıdır. Boru hattı sahası veya tank sahası

anod çürümesine maruz kalır.



Eğer toprak, farklı yapılardaki yatay katmanları ihtiva ediyorsa enine

bir çok toprak katmanlarını geçen boru hatları korozyonun bu

tiplerinden sık sık etkilenecektir.

Şekil 9.294:Farklı çevre yapılarının sebep olduğu korozyon hücreleri

9.37.4.2. Oksijen Konsantrasyonu:

Düşük oksijen konsantrasyonlu elektrolize maruz kalan boru hatları

ve tankların yüzeyi, yüksek oksijen konsantrasyonuna maruz kalan

boru hattı veya tankların yüzeyine göre genellikle anodik özellik

gösterir ve korozyona uğrar. Boru hattının veya tankın kazı veya

toprak dolgu esnasındaki boru altında kalan toprak zemin düşük

oksijen ihtiva eder, boru üzerine yapılan kum ve toprak dolgular

daha yüksek oksijen içerir; böylece boru altındaki kısım anodik, boru

üzerinde kalan dolgulu bölüm fazla oksijen içerdiğinden katodik

özellik gösterir.



Şekil 9.295: Farklı Oksijen konsantrasyonlarından etkilenen konsantrasyon

hücreleri

9.37.4.3. Nemli/Kuru Elektrolitler:

Az veya çok su içeren elektolitler boru veya tank sahalarında farklı

kısımlarda farklı potansiyeller oluşturur. Genellikle çok su içeren

kısımlar, elektrokimyasal korozyon hücrelerinde anod olur.

Boru hattı, sert bir bataklık alanından kuru bir alana geçerken veya

tank yeri kuru bir toprakta iken tankın tabanı yeraltı su seviyesi ile

doygunluğa ulaşır.

Şekil 9.296: Suyun farklı konsantrasyonları tarafından etkilenen

Konsantrasyon hücreleri



9.37.4.4. Homojen Olmayan Toprak

Boru hatları ve tanklar, homojen olmayan farklı toprak yapılarında

elektrolitler, farklı elektrik potansiyelleri gösterir.

Bu homojen olmayan toprak, karışık metallerden oluşan

mikroskobik ögelerin etkisinde kalır. Bu yüksek potansiyelli alanlarda

elektrokimyasal korozyon hücreleri anod olur.

Boru hattı veya tankın daha sert zeminlerindeki farklı büyük

potansiyallere maruz kalan kısmı bir elektrolittir veya bu kısımlarda

küçük anodik alanlar ve büyük katodik alanlar vardır.

Şekil 9.297: Homojen olmayan topraklar tarafından etkilenen korozyon

hücreleri

9.37.4.5. Beton / Toprak Ara yüzeyi

Boru hatları ve tankların çimento ile temas eden yüzeyleri ve diğer

elektrolit etkisindeki kısım, her alanda farklı potansiyeller gösterir.



Çimento ile temas etmeyen bölümlerde elektrokimyasal korozyon

hücreler anod olur.

Bir boru hattı ve tankın çimento ve toprak (veya su) ile temas eden

kısmında korozyon hücreleri çok katı olur; çünkü metallerin farklı

büyük potansiyelleri iki farklı elektrot oluşturur.

Şekil 9.298: Beton ve Toprak Elektrotları tarafından etkilenen

Korozyon hücreleri

9.37.4.6. Dolgu Katkısı:

Toprak içerisine sonradan konulan homojen olmayan katkı

maddeleridir. Bu yapılarda herhangi bir metal anod veya katod

durumunda olabilir. Ayrıca farklı şartlarda ki elektrolitlerde izoleli

malzemeler veya metalik malzemeler gerçekten anod veya katod

konumunda olabilir (Galvanik Korozyon).



Genel örnek olarak paslı çelikten yeni çeliğe, karbon veya bakır

bağlantısından çeliğe, olan bağlantılar (yeni) çelik yapıda, anod olur.

9.37.4.7. Biyolojik Etkiler:

Biyolojik organizmalar metallerin yüzeyinde büyür ve nüfuz ederler,

farklı çevre faktörlerinde metal yüzeylerinde kötü korozyona sebep

olur.

Genellikle bakteriler, 15 ile 45 arasındaki sıcaklıklarda korozyon

büyümesini hızlandırır.

Bu bakteriler genellikle oksijen ihtiyaçlarına göre oksijenli veya

oksijensiz alanlara göre sınıflandırılmıştır. Bunların metabolizması

elektrokimyasal reaksiyon oluşturur, bu oluşum meteryallerin iyon

akışını ve pH değerini engeller.

Bazı bakteriler, korozyon oranının kimyasal dengelerinin

bozulmasında ve metal iyonlarının direk olarak oksidasyonunda ve

indirgenmesinde etkilidir. Oksijenli ortamda yetişen bakteriler ve

kimyasal konsantrasyon hücreleri, havadar ortamda oksijen

oluşturma yeteneğindeki bakteriler korozyon oluşumunu hızlandırır.

Yapı kaplamasının bozulmasından dolayı bir çok mineral ve organik

asitler üretilir. Bu bozulmalar sonucu oluşan üretimler bazen yiyecek

olarak kullanılır ve bundan dolayı korozyon hızlanır.

9.37.4.8. Galvanik Korozyon:

Bu tip korozyon metalin bir bölümünün anod olması diğer kısmının

katod olmasından dolayı oluşan potansiyel farkı neticesi meydana

gelen elektrokimyasal bir korozyon hücresidir. Aynı elektrolit içinde



bulunan farklı metaller, farklı potansiyellere sahiptir. Bu potansiyel

farkı bir korozyon hücresinin gerilimini meydana getirir ve

elektrokimyasal korozyon başlar; eğer elektrolit anodtan katoda

süreklilik arzediyorsa ve elektron için metalik yol mevcutsa; elektrik

devresi, tamamlanacak ve elektrokimyasal korozyon meydana

gelecektir.

Şekil 9.299: Farklı metaller tarafından etkilenen Galvanik korozyon

hücreleri

9.37.4.9. Eski –Yeni Sendromu

Bu korozyon tipi herşeye rağmen çok etkili olabilir. Çelik

üretimindeki yüksek enerji oluşumundan dolayı, çeliği bir metal

sınıfına koyabiliriz. Yeni çelik eski paslanmış çeliğe göre daha aktiftir.

Potansiyel yeni çeliğin oluşturduğu yüksek negatif potansiyelden

farklıdır ve eski çeliğin oluşturduğu düşük potansiyel elektrokimyasal



korozyon hücresinin bir sürücüsü veya gerilimidir. Eski kaplamasız

çelik boru, bu tip korozyona bir misal teşkil eder ve yeni borunun

kaplamalı kısmı bir anod paslanmış kısmı ise katod görevi gösterir

Şekil 9.300: Eski –Yeni Sendromu

9.37.4.10. Farklı Alaşımlar:

En çok görünen korozyon şeklidir. Zira 200’den fazla farklı metal

alaşımı mevcuttur. Ayrıca metaller yüzde yüz saf değildir. Her farklı

metal alaşımı farklı elektriksel potansiyeli haizdir. Bu faklı

potansiyellerden dolayı korozyona sebep olacak elektromotor

kuvvetleri üretilir ve farklı metal alaşımlarından dolayı korozyon

ortaya çıkar.

9.37.4.11. Metallerin Kirliliğinden dolayı Korozyon

Hiçbir imalatçı prosesi mükemmel değildir. Bazı pislikler metaller

imal edilirken ve soğutulurken metal içine karışabilir. Metal

yüzeyindeki bu pislikler, korozyon hücresi meydana getiren

elektrolitlere sebep olabilirler.



9.37.4.12. Çizikli ve Oluklu Yüzeyler

Çizikli ve oluklu yüzeyler, metal yüzeyinde anodik alanlar meydana

getirir. Burdaki korozyon şekli eski-yeni sendromuna benzer. Boru

hattının tesisi sırasında boruların kanallara yerleştirimesi ve boruda

yapılan işlemler esnasında boruda bu tür yüzeyler oluşur. Boru

toprağa gömüldükten sonra bu durum daha da kötüleşir zira söz

konusu yüzeylerde metal incelir.

Şekil 9.301:Çizikli ve oluklu yüzeyler

9.37.5. Kaçak Akım Korozyonu

Bu tip elektrokimyasal korozyon hücresi elektrolit içinde herhangi

bir dış kaynağın yapı üzerine etkisiyle bir potansiyel gradyanının



gelişmesiyle ortaya çıkan elektromotor kuvvet tarafından veya

metalde endüklenen akım tarafından meydana getirilir.

Bu tip korozyon dış enerji kaynakları tarafından yüksek gerilimlere

meydana getirileceğinden şiddetli olur.

Kaçak akım korozyonu dişardan akım endüklenmesi ve esas olarak

toprak özgül direnci, pH, galvanik hücre gibi çevre şartlarından

bağımsız olduğundan önceki bölümlerde açıklaması yapılan doğal

korozyondan farklıdır.

Şekil 9.302: Dış anod ve katod un sebep olduğu galvanik korozyon hücresi

Bu tip kaçak akım korozyonu anod ve katod arasındaki akım akışı

doğrudan metal yapı üzerinden olduğu için çok şiddetli bir

korozyondur.



9.37.6. Doğru Akımlı Taşıma Sistemleri

Elektrikli demir yolları, elektrikle çalışan raylı sistemler, başlıca kaçak

akım korozyonunun doğru akım kaynağıdır. Bu sistemlerde kaçak

akımların etkisi 24 saatdir.

Şekil 9.303: Doğru Akım Taşıma sisteminin sebeb olduğu kaçak akım

korozyonu

9.37.7. Kaynak Makinaları ve İşlemleri

Doğru akım kaynak makinaları, kaçak akım korozyonuna neden

olabilecek doğru akım kaynaklarıdır. Şekilde görüleceği üzere doğru

akım hatlarının biri topraklama çubuğu üzerinden topraklanmiştır.

Bu durumda metal bot anod olarak ve topraklama çubuğu ise katod

olarak çalışır.



Şekil 9.304: Doğru akım kaynak işleminin neden olduğu kaçak akı

korozyonu

9.37.8. Katodik Koruma Sistemleri

Katodik koruma sistemleri diğer metalik yapılar üzerinde kaçak akım

korozyonunun başlıca kaynağıdır. Bu elektro kimyasal korozyon

hücresine örnek: yabancı bir boru hattının korunmuş boru hattının

anod yatağının yakınından geçip ve sonra boru hattını kesme

durumudur.

Şekil 9.305:Katodik koruma sistemi tarafından neden olunan kaçak akım

korozyon hücresi



9.37.9. Korozyon Miktarı

Hemen hemen tüm korozyonlar elektrokimyasal reaksiyonlar

olduğundan kimyasal reaksiyonun hızı veya akım akış değeri

korozyonun miktarına etki edecektir. Korozyon miktari üzerindeki

etkenler:

Devreden akan akımın değerine etkili olabilecek

herhangi bir faktör, elektrokimyasal reaksiyon yani

korozyon miktarı üzerinde etkilidir.

Anodla katod arasındaki potansiyel farkı, bir

elektromotor kuvvet meydana getirir. Daha büyük

miktarda potansiyel farkı veya gerilim daha büyük

değerde korozyon potansiyelidir. Gerilim akımla doğru

orantılıdır dolaysıyla gerilim arttıkça korozyon miktarı da

artacaktır.

Elektrolitin direnci, normal olarak korozyon miktarının

belirlenmesinde önemli bir faktördür. Toprağın veya

suyun kontrol edilemeyen karakteristikleri vardır.

Elektrolit içinde iyonların hareket ettiği bir malzeme

olduğundan direncin değeri de iyonların hareketini

belirler. Direnç, akımla ters orantılı olup; bundan dolayı

elektrokimyasal hücredeki korozyonla da ters

orantılıdır. Eğer elektrolitteki direnç, iki katına çıkarsa;

diğer faktörler, aynı kalmak kaydıyla korozyon yarı

yarıya azalır.

Anod ve katodun elektrolite olan kontak geçiş

dirençlerinin etkisi elektrolitik direncinin etkisiyle



aynıdır. Düşük dirençlerde yüksek akım yani yüksek

miktarda korozyon oluşur. Yapılardaki kaplama anod ve

katoddaki katodik geçiş direncini azaltacağından

korozyon miktarı düşer.

Yapılardaki polarizasyon elektrod potansiyelinde

sonuçta elektrokimyasal akım akışındaki değişmedir ve

genellikle polarizasyon filmi adı verilen bir film tabakası

oluşumudur. Bu polarizasyon tabakası ve buna bağlı

diğer değişimler katod üzerinde faydalı etkiler yapar.

Katod üzerindeki hidrojen yayılımı, ilave kaplama gibi

etki yaparak suyu katod yüzeyinden uzaklaştırır;

elektolitdeki iyon konsantrasyonunu azaltır, elektrodla

elektrolit arasındaki direnç artar.

Genellikle sıcaklığın artmasıyla korozyon miktarı artar.

Korozyon bir elemanın konsantrasyon etkisi tuzun

varlığı, çözünebilir oksijen miktarı, pH derecesi ve

sıcaklık gibi çevresel değişikliklere bağlıdır.

Elektrolitin pH miktarı, esas olarak hidrojen iyonlarının

konsantrasyonudur. pH’den az değerlerde yumuşak

çeliğin korozyon miktarı artar. pH değeri, 3. derecesinde

korozyon miktarı çok hızlı artar.



9.38. Katodik Korumaya Giriş

Katodik koruma alelade metali anod olarak çalıştırarak korozyona

uğratmak ve buna karşılık korozyondan korunacak yapıyı veya

yapıları katod olarak çalıştırmak suretiyle korozyona karşı koruyan

geniş bir korozyon hücresi oluşturmaktır.

Katodik koruma iki yolla gerçekleştirilir.

9.38.1. Galvanik Katodik Koruma

Şekil 9.306: Galvanik anodlu katodik koruma sistemi



Galvanik anod sisteminde gerekli katodik koruma akımı, aktif olan

bir metali korozyona uğratarak sağlanır. Galvanik anodlu (Bu

anodlar, kurban anod olarak ta adlandırılır) farklı metal veya

alaşımlarından meydana gelen korozyon reaksiyonları vasıtasıyla,

kurulan korozyon hücresi potansiyelindeki farklılıklara göre çalışır.

Örneğin demirin bakır/bakır sulfat referans elektroduna göre

arasındaki potansiyel farkı, -0,4 ve 0,6 dir. Çinkonun bakır/bakır

sulfat referans elektroduna göre potansiyel farkı, -1,1 Volt’dur. Eğer

bu iki metal elektriksel olarak birbirleriyle bağlanırsa; demir ve çinko

arasında 0,5-0,7 Volt potansiyel farkı olacak ve çinko anod olarak

çalışarak korozyona uğrayacak ve aynı zamanda koruma akımı

sağlayan bir akım kaynağı olacak ve demiri katod haline geçirerek

demirin korozyona uğraması önlenecektir.

Aşağıda verilen şekillerde çinko, magnezyum, alüminyum

alaşımlarının hepsi demir veya çeliğe göre daha fazla negatif

potansiyele sahip olduğundan; anod durumuna geçerek ve demir

veya çeliği katod yaparak korozyona karşı koruyacaktır

Şekil 9.307: Galvanik(kurban)anodların doğrudan bağlanması suretiyle

yapılan katodik koruma sistemi



Boru hatlarında olduğu gibi yeraltı yapılarının katodik korumasında

anodlar yapıya çoğunlukla doğrudan bağlanmayıp aşağıda verilen

resimde görüldüğü gibi test kutusu üzerinden bağlanırlar.

Şekil 9.308:Galvanik katodik koruma sisteminin bağlantısı

9.38.1.1. Galvanik Katodik Koruma Sistemlerinin

Avantajları

Kuruluşu ekonomik olarak uygundur.

İşletilmesi ve bakımı kolaydır.

Aşırı koruma potansiyeli yönünden oldukca uygundur.

Diğer metalik yapılar üzerindeki kaçak akım etkileri oldukça

azdır.



Dış akım kaynağına gerek yoktur.

Tesisi kolaydır.

Minimum katodik enterferans vardır.

Bakım ve işletim masrafları azdır.

Tankların korunmasında tankın dış çapı etrafında uniform

akım dağılışına sahiptir.

Minimum istimlak ve irtifak maliyetine sahipir.

Koruma akımının verimli kullanımı mümkündür.

9.38.1.2. Galvanik Katodik Koruma Sisteminin

Dezavantajları

Küçük koruma geriliminin elde edilmesi (sınırlı potansiyel

farkı)

Yüksek dirençli elektrolitlerde oldukca küçük akımların elde

edilmesi: ( tipik 1-2 A)

Büyük veya genişletilen yapılarda yeni anodların

yerleştirilmesi ve tesisi ekonomik olarak uygun değildir

Yüksek özgül dirençli ortamlarda etkisiz kalması (özellikle

5000 ohm.cm’den daha büyük ortamlarda bu sistem

kullanılamaz)

Tank korumada bir sistem ancak bir tankı koruyabilir. Diğeri

için ayrı bir sistem yapılması gerekir.



Korozyonu ve sistemi kontrol ve izleme zorluğu

9.38.1.3. Galvanik Anodların Tesis Edilmesi

Toprağa gömülü yapıların korunması için kullanılan galvanik anodlar,

korunan yapıya kısa mesafede gömülür ve korunacak yapıya izole

bakır hat (kablo) ile bağlanır.

Kimyasal dolgu malzemesi, toprağa tesis edilecek kurban anodların

etrafında anod yataklarının teşkilinde hemen hemen daima

kullanılır. Dolgu kuru, sulu bulamaç çamur şeklinde, veya

paketlenmiş şekilde kullanılır. Özel dolgular verimli ve güvenilir bir

tarzda gerekli elektriksel koruma akımını sağlayabilmek, toprağın

direncini daha düşük tutmak, anod yatağının nemliliğini sürekli

olmasını sağlamak ve uniform elektrolit sağlayabilmek için kullanılır.

Dolgu malzemesi olarak %70 toz haline getirilmiş alçı taşı, %20

bentonit, %5 sodyum sulfattan meydana gelir. Aşağıdaki şekil,

kurban anodun tesis edilmesini gösterir. Tükenen anodun sökülmesi

gerekmez yanına yenisi tesis edilir.

Şekil 9.309: Galvanik anod tesisi



9.38.1.4. Galvanik Anodun Korunacak Yapıya Bağlanması

Galvanik anodlarla korunacak yapıların arasındaki elektriksel

bağlantı, yapıların katodik korunmasında hayati önem taşımaktadır.

Anodlar, korunacak yapıya ya doğrudan kaynak edilerek veya yapı

üzerinde bulunan civatalar kullanılarak bağlanır.

Su içinde askıda olan anodlarla yapı arasındaki bağlantı ya yapı

üzerine doğrudan monte ederek veya izole bakır atlamaları ile hem

anoda hem de korunan yapıya kaynak yapmak süretiyle sağlanır.

Hatlar, ya imalat esnasında anodun içine yerleştirilmek suretiyle

veya sonradan anod çekirdeğine kaynak yaparak bağlanır.

Termik kaynak, katodik koruma sisteminin tesis edilmesi, bakım ve

tamirinde geniş bir suretle uygulanan birleştirme metodudur. Tüm

bağlantılar ve ekler iyi bir elektrik teması sağlanması için izole

edilirler.

9.38.1.5. Galvanik Katodik Koruma Sistemi Test İstasyonları

Gömülü yapıları korumak üzere tesis edilen galvanik anodlu katodik

koruma sisteminde sistemin kontrol edilmesini sağlayan test

istasyonları vardır. Bu test istasyonları, ya toprak üzerinde bağlantı

kutusu olarak veya doğrudan toprak yüzeyine yerleştirilirler. Aşağıda

verilen resimlerde test istasyonlarının yapım şekli görülmektedir.



Şekil 9.310: Toprak üzerinde test istasyonu

Şekil 9.311:Toprak yüzeyinde test istasyonu



Test istasyonları katodik koruma sistemlerinde birçok farklı testler

için kullanılır. Aşağıdaki şekilde potansiyel- akım test istasyonu

görülmektedir.

Şekil 9.312: Potansiyel-akım test istasyonu

9.38.2. Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemi

Şekil 9.313:Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemi



Galvanik anodlu sistemde olduğu gibi dış akım kaynaklı katodik

koruma sistemi metal yüzeyini korozyondan korumak için

doğrulrucu vasıtasıyla bir koruma akımı sağlar.Anodla katod

arasındaki potansiyel farkı doğrultucu tarafından yapılan ilave bir

enerji aktivitesi vasıtasıyla anodlar tarafından meydana getirilir.

Şekil 9.314:Tankın dış akım kaynaklı sistemle korunması

Pratikte dış akım kaynaklı koruma sisteminin anodları grafit yüksek

silikonlu dökme demir (HSCI), platin veya metal oksit kaplı titanyum

anodlardır.

Üniform elektrolit, daha küçük değerde toprak direnci ve gaz ve asit

çıkışını sağlamak için anod yataklarında özel dolgu kullanılır. Toprak

temas dolgusu, normal olarak ya kok tozu veya petrol kokudur.

Dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminde anodlar ve anod yatağı

periyodik olarak kontrol edilmeli; eğer tükenen ve zarara uğrayan

anod varsa değiştirilmelidir.



Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemi bu sistemdeki doğrultucu

ve diğer akım kaynakları göz önüne alınmadığında işletme mantığı

olarak galvanik sistemle aynıdır. Bu sistemde diğer doğru akı

kaynakları olarak güneş pilleri, doğru akım jeneratörü, termo

elektrik jeneratörü kullanılabilir. Fakat genellikle yakınlarda bulunan

alternatif akım kaynağından alınan enerji doğrultucu vasıtasıyla

doğru akıma çevrilerek dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminde

kullanılır.


avantajları

Büyük veya mevcut yapılar için tesis edildiğinde ekonomik

olarak uygundur,

Geniş gerilim elde edebilme imkanı (potansiyel farkı ancak

doğru akım besleme sisteminin büyüklüğü ile sınırlıdır)

bulunur,

Kaplamasız, yetersiz kaplamalı ve ğeniş yapıların korunması

için gerekli akım sağlanır,

Anodların değiştirilmesi ekonomik olarak uygundur,

Yüksek toprak (elektrolit) dirençli ortamlarda

uygulanabilmektedir.

Zayıf kaplanmış veya kaplamasız yapılar için etkili koruma

sağlar,

Koruma etkinliği her zaman kontrol edilebilir,

Akım ve gerilim çıkışı her zaman değiştirilebilir.




dezavantajları

Önemli derecede işletme ve bakım ihtiyaçları

Diğer komşu metalik yapılara kaçak akımlardan dolayı

önemli ölçüde enterferans etkileri

Dış güç besleme gerekliliği

9.38.2.3. Dış Akım Doğrultucuları

Doğrultucular ayarlanabilir kademe düşürücü bir transformatör

üzerinden besleme sistemine bağlanırlar. Doğrultucular doğrultucu

köprüleri, çıkış ve giriş akım ve gerilimlerin ölçülmesi için

ampermetre ve voltmetreler, kesici ve parafudrlardan meydana

gelir. Fonksiyonu alternatif akımı kontrol edilebilir ve katodik

koruma sistemi için kullanılabilir doğru akıma çevirmektir.

Şekil 9.315: Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemi doğrultucusu



9.38.2.4. Anod Yatakları

Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemlerinin anod yatağı tipleri

tesis yerine, uygulama şekline ve anod yatağı derinliğine göre

belirlenir. Anod yatakları, normal olarak korunacak tesisten uzağa

yerleştirilirler.

Yatay Anod Yatakları

Yatay anod yatakları, anodların düşey tertiplenmesi: bu tip anod

yatakları genellikle boru hatlarında kullanılır. Anodların düşey

yerleştirilmesi daha düşük değerde anod yatağı direnci elde etmek

içindir. Anod yatağının metalik yapılara uzaklığı 100 m den fazla

olmalıdır.

Şekil 9.316: Yatay anod yatağı düşey tertip

Yatay anod yatakları anodların yatay tertiplenmesi: bu tertip boru

hatlarında yüzeye yakın kaya tabakasının bulunduğu yerlerde

anodlar için uniform çavre şartları sağlamak için kullanılır. Eğer

çevrede başka yapılar yoksa en ekonomik çözümdür.



Şekil 9.317: Yatay anod yatağı yatay tertip

Dağıtılmış Anod Yatakları

Bu sistemler küçük metalik yapıların korunması için kullanılır. Anod

yatağı için yapılardan uzak bir yer bulunamadığında ve küçük

yapıların korunmasında en ekonomik bir çözümdür.

Anod yatağının bu tipi, tank içi korunmasında, toprak seviyesinde

tank tabanının korumasında, yer altı depolama tanklarının

korunmasında ve kısa boru hatlarının korunmasında kullanılır.

Anodlar boru hattı boyunca, tank yüzeyi etrafına (toprak üstü

depolama tanklarının iç yüzeyi, yeraltı depolama tanklarının dış

yüzeyi) boyunca yerleştirilir ve anodların yapıdan uzaklığı normal

olarak bu mesafenin en az iki katı olması gerekir.



Şekil 9.318: Dağıtılmış anod yatakları

Derin Kuyu Anod Yatakları

Bu tip anod yatakları, yapılaşmanın olduğu şehir, kasaba vs.

yerlerdeki çelik yapıların katodik olarak korunmasında kullanılır. Söz

konusu anod yatağı sistemi yapılaşmanın olduğu ortamlarda veya

anodların yüzeye yerleştirme imkanı bulunmadığı yerlerde en

ekonomik çözümdür ve bu yerlerdeki çelik boru hatlarıyla dağıtımın

yapıldığı sıstemlerin, yer üstü tank çiftliklerinin katodik koruma

sistemlerinde uygulanır.

Derin kuyu anod yataklarında en üstteki anodun derinliği, 30 m

civarında ve en alt derinliği sistemin gerektirdiği anod sayısına göre

60 m’den 180 m’ye kadar olabilir.



Şekil 9.319: Derin kuyu anod yatağı

9.38.3. Dış Akım Kaynaklı Sistem Test İstasyonları

Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemine sahip metalik yapılar

için test istasyonları sadece boru ile bağlantısı yapılan hatlardan ve

bunların bağlandığı kutu içine yerleştirilen ölçü klemenslerinden

meydana gelir.

Test istasyonlarının boru hatlarının içinden geçtiği kesonları, hatta

bağlı izole flanş bağlantılarını, boru izolasyon direncini, yabancı bir

yapıya paralel gitme veya bu yapı ile kesişme durumlarinda

enterferans etkisini ve anod yatağını kontol ve test edilebilmesini

sağlayan çeşitli tipleri vardır.



Şekil 9.320: Toprak yüzeyinde test istasyonu

Şekil 9.321: Toprak üzeri test istasyonları



9.38.4. Referans elektrodları

Şekil 9.321: Bakır/Bakır sulfat elektrodu

Bakır/Bakır sulfat referans elektrodu

Normal olarak çelik yapı toprak potansiyelini ölçmek için kullanılır.

Bakır sulfat referans elektrodu, esas olarak içi boş silindirin içine

doldurulmuş bakır sulfat çözeltisi ve bunun içine daldırılmış

elektrolitik bakır çubuktan meydana gelir. Gözenekli tapa, toprakla

temas ettirilir ve referans elektoduna bağlı kablo temas kutusundaki

yapı ile bağlantılı klemensle bağlanarak toprak potansiyeli ölçülür.



9.38.5. Gümüş klorid referans elektrodu

Referans elektrodu bağlantı kablosu ile birlikte metalik gümüş ve

gümüş kloritten meydana gelir. Bu eleman içine elektrolitin

girmesine izin verev delikli plastik silindir vasıtasıyla korunur.

Gümüş/gümüş klorid referans elektrodu özellikle deiz suyu veya

yüksek klorid ihtiva eden sulardakı yapıların çelik –su potansiyelini

ölçmede kullanılır.



9.39. Boru Hatlarında Dış Akım Kaynaklı

Katodik Koruma Sistemininin Hesabı

Şekil 9.322: Dış akım kaynaklı katodik koruma istasyonunun genel

görünüşü

Çelik borunun katodik olarak korunması için

Bakır/Bakır sulfat referans elektroduna göre boru-toprak

veya boru-su potansiyeli -850mV veya daha negatif olacak

Toprağa gömülü veya suya daldırılmiş boru yüzeyi ile

Bakır/Bakır sulfat referans elektrodu arasındaki polarizasyon

kayması 100 mV veya daha fazla olmalıdır.



9.39.1. Boru Hattı Karakteristikleri

Boru hattı uzunluğu: km cinsiden verilir. Bu verilen boru hattı

uzunluğu olup gerçekte boru hattında kullanılan borunun

uzunluğuna aşağı yukarı eşittir.

Boru çapı ve boru et kalınlığı: kullanılan boruda çap çoğunlukla inç

cinsinden verilir ancak katodik koruma hesaplarında milimetre

cinsine çevrilip uygulama yapılacaktır. Boru et kalınlığı, milimetre

ölçü birimine çevrilip kullanılacaktır.

Kaplama tipi, kaplama kalınlığı, koruma akım ihtiyacı: KR

Kaplama direnci KK kaplamanın spesifik direnci ve s kaplama

kalınlığı olmak üzere aşağıda verilen ifade ile belirlenir.

(1)

Tablo 9.44: Spesifik kaplama dirençlerinin karşılaştırılması

Kaplama

malzemesi

KK

(ohm.cm)

s

(mm)

KR

(ohm.m2)

0KR

(ohm.m2)

s

(mm)

KCR

(ohm.m2)

Bitum(asfalt) > 1410 4 9104x 5103x 4-10 41010



PE 1810 2 13102x 1110 2-4 51010

EP 1510

0,4 9104x 810 0,4 41010

PUR 14103x 2 9106x 910 2,5

Tablo’daki KR değerleri 1.nolu ifadeye göre hesaplanan değerdir.

0KR değeri laboratuar ortamlarında veya boru ortama yerleştirilirken

herhangi bir tahribata uğramayan borunun saha ölçüm değerleridir. Bu

değer, boru satın alınırken imalatçı firma tarafından verilir. KCR ise

genellikle boru toprağa veya suya yerleştirilirken tesis çalışmaları

sırasında kaynaklar yapılırken meydana gelen tahribatlara ve ortamın

spesifik direncine bağlı olarak boru kaplama direncinin alacağı

değerdir. Çok uzun boru hatlarında 0KR ile KCR fark çok daha

artacaktır.

9.39.1.1. KCR mevcut boru hatlarında akım ve gerilim

ölçümleri sonucu aşağıda verilen ifade kullanılarak

bulunur:

Bunun için mevcut boru hatlarında gerekli ölçümleri almak

üzere Transformator-doğrultucu ve anodlardan oluşan geçici

katodik koruma istasyonları le akım ve gerilim ölçümleri için test

kutuları tesis edilir

(2)



(3)

(4)

(5)

(6)

Korunacak yüzeyin alanı

(7)

d boru yarı çapı

L iki ölçü kutusu arası uzaklık

Koruma akım yoğunluğu

(8)



Şekil 9.323: Boru hattında kaplama direncinin ve koruma akım

yoğunluğunun belirlenmesi

Akım ölçümleri, boru hattı üzerinde tesis edilen hat akımları boru

hattı üzerinde tesis edilen öçü test kutuları vasıtasıyla

gerçekleştirilir. Bkz: Şekil 9.324.

Kutular üzerinde bulunan akım ölçü terminalleri vasıtasıyla akım

değerleri, gerilim terminalleri vasıtasıyla önce doğrultucu devrede

iken ONU potansiyeli ve I akımı ölçülür ve sonra doğrultucu devre

dışı edilerek OFFU gerilimi ölçülerek OFFON UUU UUU potansiyel

farkı bulunur. Doğrultucu devre dışı iken 00I değerindedir.



Şekil 9.324: Akım ölçü test kutusu

9.39.1.2. KCR Direncini bulmak için metodlar

Kısa hat metodu

Şekil 9.325: Kısa hat metodu ile kaplama direncinin tayini



Bu metot, takriben 3 km’ye kadar kısa hatlar için uygulanır. Geçici

katodik koruma istasyonundan OI test akımı uygulanır. Anahtarı

açıp kapamak suretiyle istasyon devreye sokulup çıkartılır. İstasyon

devrede iken 1 ve 2 no’lu test noktalarındaki ONU1 ve ONU 2

gerilimleri ve istasyon devre dışı iken OFFU1 ve OFFU2 okunur. Eğer

bir test noktasında ölçülen gerilimler arasındaki oran6161

ON

OFF

UU

ve

daha fazla ise OFFU gerilim aşağıda tablo 2’de verilen düzeltme

faktörleri ile çarpılır.

Tablo 9.45: 6161

ON

OFF

UU

gerilim oranlarına göre düzeltme faktörleri



Örnek 1

42 inç çapında 3 km uzunluğunda boru hattının tamamında

ortalama kaplama direncinin ve ortalama koruma akım

yoğunluğunun bulunması.

Drenaj Noktasında

AıVUVU DOFFDON 200,1........800,0........30,1 1 101

VUUU DOFFDOND 500,0800,030,1 001UUU

Hat sonunda

AıVUVU NNOFFNON 0........750,0........910,0 000

VUUU NOFFNONN 160,0750,0910,0 000UUU

AııII ND 000,3200,1200,40 314ıNıDII

VUUU öND 330,02/)160,0500,0(2/)( 21, 00(UU(U

Gerilimler arası oran: 14,2

5,02,1 2

01

DOFF

DON

UU

ve

121,1

75,091,0 1

00

NOFF

NON

UU

olduğundan tablo9.45’daki faktörlerle

çarpmaya gerek yoktur.



Kaplama direnci KCR

2.332210066.000,3330,0. mohmS

IU

R NKC 3322

30

IU

S 42 inç çapında 3 km uzunluğunda boru hattının direnci,

d = 42 inç = 1,068m boru yarı çapı

L = 3000m iki ölçü kutusu arası uzaklıktır ve

2100663000.068,1... mLdS 100661..d dir.

30 km’lik boru hattı tamamında koruma akım yoğunluğu ise:

2/30010066

000,3 mASII S A300

100663I

dir.

Uzun hat metodu

Şekil 9.325: Uzun hat metodu ile kaplama direncinin tayini



Bu metotta geçici katodik koruma istasyonundan 0I akımı

uygulanır. Hat boyunca akan akım, iki akım ölçü test kutusundan 1I

ve 2I ölçülür. Daha sonra her iki akım, test kutusunda doğrultucu

devrede iken ONU1 ve ONU 2 ve doğrultucu devre dışı iken OFFU1 ve

OFFU2 gerilimleri ölçülür.

Eğer bir test noktasında ölçülen gerilimler arasındaki

oran6161

ON

OFF

UU

ve daha fazla ise OFFU gerilim aşağıda tablo

9.45’de verilen düzeltme faktörleri ile çarpılır.

Örnek 2

Boru hattının 1 ve 2 noktaları arsındaki uzaklık 2 km’dir Bu iki nokta

arasındaki ortalama kaplama direncini bulalım.

1. no.lu akım ölçme kutusundaki potansiyel ve akım

ölçüm değerleri

AıVUVU OFFON 500,0........900,0........180,1 111 001

2. no.lu akım ölçme kutusundaki potansiyel ve akım

ölçüm değerleri

AıVUVU OFFON 350,0........875,0........140,1 2212 001

1. Ölçü kutusunda

VUUU OFFON 280,0900,0180,1111 001UUU



2. Ölçü kutusunda

VUUU OFFON 265,0875,0140,1222 001UUU

iki ölçü kutusu arasındaki ortalama değer:

VUUU ö 273,02/)265,0280,0(2/)( 212,1 00(UU(U

2 km’lik boru kısmından geçen akım:

AııII 150,0350,0500,0212 000ı2ı1II

Kaplama direnci KCR :

22,1 .122126710.150,0273,0. mohmS

IU

RKC 1221200

IU

S 42 inç çapında 2 km uzunluğunda buru hattının direnci

d = 42 inch=1,068 m boru yarı çapı

L = 2000 m iki ölçü kutusu arası uzaklık

267102000.068,1... mLdS 67101..d

2 km’lik bölümde koruma akım yoğunluğu:

2/3,1212212

150,0 mASII S A12

122120I



9.39.1.3. Yeni tesis edilecek boru hattındaKCR boru kaplama

direnci ve koruma akım yoğunluğunun tespiti:

Bu işlemi yapabilmek için öncelikle boru hattı güzergahı boyunca

toprak spesifik direncinin ölçülmesi gerekir

Toprak spesifik direncinin (özgül direnç)ölçülmesi:

Toprak spesifik direncinin ölçülmesi, Wennerin 4 elektrod metoduna

göre yapılır. Elektrodlar arası açıklık, boru hattı derinliğine göre

ayarlanır. Elektrodlar arasındaki açıklıklar ölçü derinliğini verir.

Genelde boru hattı 2m derinliğe gömüldüğünden elektrodlar arası

açıklık ta 2m olacaktır.

Ölçüm boru hattı güzergahının her 500m açıklığında bir ve her

toprak karakterinin değiştiği yerlerde yapılacaktır. İki ölçü arasındaki

değer, birinin iki katından fazla ise geriye dönüp bu iki nokta

arasında ölçü alınmalıdır.

Şekil 9.326: Wenner in 4-elektrod metoduna göre toprak spesifik

direncinin ölçümü



Eski tip cihazlarda hem gerilim ve hem de akım değeri okunur. Bu

gibi cihazlarda ifade (9)’a göre direnç değeri bulunur ve ifade (10)’a

göre toprak spesifik direnci hesaplanır. Yeni cihazlarda ise doğrudan

direnç değeri okunur ve (10) ifadesine göre toprak spesifik direnci

hesaplanır.

Cihazdan okunan direnç değeri IVRIV

ohm’dur (ifade 9)

Elde edilen bu değerden aşağıda verilen (10 no’lu) ifadesine

göre SS toprak spesifik direnci bulunur:

RaS ...2 a..S 2 ohm.cm (10)

a: elektrod açıklığı

R: cihazdan okunan direnç’i verir.

Kaplamasız boru hatlarında Koruma Akım Yoğunluğu:

Boru hattı güzergahı boyunca ölçülen toprak spesifik dirençlerinin

aritmetik ortalaması aşağıda verilen ifadeye göre alınır.

(11)

ortort Ortalama spesifik toprak direnci direnci ohm.cm

nnn Ölçülen tüm toprak spesifik dirençlerin toplamı

ohm.cm

maxmax Ölçülen en yüksek toprak spesifik direnci ohm.cm



minmin Ölçülen en düşük spesifik toprak direnci ohm.cm

Boru hattı ortalama spesifik direnci belirlendikten sonra bu değer

esas alınarak tablo 9.46’ya göre kaplamasız hatlar için koruma akım

yoğunluğu belirlenir.

Tablo 9.46’ya göre akım yoğunlukları belirlenirken ortalama boru

hattı spesifik direnci değerleri esas alınarak Tablo 9.47’deki

korozyon değerleri göz önüne alınır . Korozyon derecesine göre akım

yoğunluğu belirlenir. Eğer düşük ortalama dirençli yani korozifliği

yüksek olan toprak yapılarında buna göre yüksek akım yoğunluğu

seçilir.

Tablo 9.46:Toprak spesifik direnç sınıflandırılması



Tablo 9.47: Kaplamasız hatlardaSI boru koruma akım yoğunluğu (mA/m2

için değerlerin 10 katı bulunacak ve üst değerler spesifik toprak direnci

düşük toprak veya su değerleri için alınır)

Koruma akım yoğunluğunun belirlenmesiyle (8) ifadesi,

(12)

şekline getirilerek koruma akım ihtiyacı belirlenir.

Kaplamalı hatlar:

Kaplamalı hatlarda akım ihtiyacını belirlemek için çeşitli metotlar

vardır.

a.) Boru hattı ortalama toprak spesifik rezistivitesine göre tablo

9.46’dan koruma akım yoğunluğu ihtiyacı belirlenir. Aşağıda verilen

ifade kullanılarak koruma akım ihtiyacı bulunur.

(13)



S Toplam korunacak alan m2

SI Akım yoğunluğu tablo 9.47’den alınacak (mA/m2

Tablo 9.47’deki değerler 10 ile çarpılarak mA/m2

değerinden alınır.)

I Toplam koruma akım ihtiyacı

EC Kaplama verimliliği

Kaplama verimi, kaplama cinsine göre verilir ve tecrübelere

dayanarak tahmin edilir. Genellikle asfalt kaplamalar için %90 ve PE

kaplamalar için %98-99 alınır.

b.) Boru hattı spesifik toprak direncine göre Tablo 9.46’daki değerler

kullanılır. Tablodaki üst değerler ortalama toprak spesifik direnci

düşük olan toprak veya su içindeki boru hattı ve yapılar için

kullanılır.

Tablo 9.48’deki değerler seçilirken Tablo 9.47’deki uygulamalarda

olduğu gibi Tablo 9.46’daki sınıflandırma esas alınarak boru hattı için

akım yoğunluğu belirlenir

Tablo 9.48: Kaplamalı çelik yapılarda katodik koruma koruma akım

yoğunluğu ihtiyacı mA/m2



Seçilen akım yoğunluğu esas alınarak aşağıda verilen ifade

yardımıyla akım yoğunluğu belirlenir.

(14)

c.) BOTAŞ’ın gaz ve petrol boru hatlarına ait boru kaplamalarının

boru güzergahı ortalama toprak spesifik direncine göre aldığı

değerler Tablo 9.49’da verilmiştir. Bu değerlerden hareketle

kaplama spesifik direnci bulunur.

Tablo 9.49:

Ortalama toprak rezistivitesi

ohm.cm KCR spesifik kaplama direnci

ohm.m2

2500 den az 3000

2500-4000 5000

4000-10000 6000

10000 den fazla 12000

9.39.2. Boru Hatlarının Dış Akım Kaynaklı Katodik

Korunmasında Koruma Akım İhtiyacının

Belirlenmesi ve Azami Koruma Akımının Hesabı

Boru hatlarının katodik korunmasında katodik koruma

istasyonlarının etkisi açısından iki uygulama yapılır.



9.39.2.1 Kesintisiz Boru Hattında Katodik Koruma

Uygulaması

Bu uygulamada korunacak hattın üzerindeki katodik olarak

korunacak boru hattı, herhangi bir şekilde izole flanşlarla izole

edilmez. İstasyon giriş ve çıkışlarında izole flanş varsa her iki bölüm

kablo ile köprülenerek bölümler arasında iletkenlik sağlanır. Şekil

9.327. Boru hattı, üzerinde tesis edilen katodik koruma istasyonları

vasıtasıyla birlikte korunurlar.

Bu tip çalışmaya İngilizce teknik literatürde *:Pipeline of finite length

protected] korunmuş sonlu uzunlukta boru hattı denilmesinin

sebebi (14 no’lu) ifadede x = L alındığında yani şekil 9.327’de

görülen 1. no’lu katodik koruma istasyonunun L koruma

uzunluğunun sonunda, I koruma akımının sıfır olması yani

korumanın bu noktada sonlandırılmasıdır. Türkçe olarak daha iyi

anlaşılması için katodik korumada boru hattının kesintisiz iletkenliği

söz konusu olduğundan kesintisiz boru hattında katodik koruma

uygulaması olarak adlandırılmıştır.

Şekil 9.327: Boru hattı üzerindeki katodik koruma istasyonlarının birbirini

etkilediği kesintisiz koruma metodu



Sistemdeki akım ve gerilim ifadeleri:

Potansiyel ifadesi

(15)

Akım ifadesi

(16)

Bu eşitliklerin geçerli olabilmesi için

Kaplama direncinin yüksek, üniform ve omik direncin, boru

hattı boyunca gerilim düşümünden bağımsız olması

Anod yatağının boru hattından uzak olması gerekir

Kesintisiz koruma metodunda Şekil 9.327’den görülen L koruma

uzaklığı sonundaki akım sıfırdır.

zayıflama sabiti olup

(17)



R Boru iç direnci olup

(ohm/metre) (18)

ifadesinden belirlenir

t boru malzemesinin et kalınlığı (metre)

BB = 0,18.10-6 ohm.m boru çelik malzemesinin spesifik

direnci

d boru çapı (metre)

tR boru hattı kaçak direnci veya G kaçak iletkenliği

(ohm.metre) (19)

ifadesi ile elde edilir.

KCR borunun spesifik kaplama direnci ohm.m2

Tek katodik koruma istasyonunun azami koruma uzunluğu:

Yukarıdaki verilen ifadeler gerekli matematiksel işlemlere tabi

tutulup gerekli kısaltmalar yapıldığında kesintisiz korumada azami

koruma açıklığı aşağıda verilen basitleştirilmiş ifade elde edilir.

(m2) (20)



(m) (21)

t boru malzemesinin et kalınlığı (mm)


direnci

UU (V) Hat başı ile hat sonu arasındaki katodik koruma istasyonu

devrede iken, hat başı ve hat sonu potansiyellerinin farkıdır; yani

drenaj noktası ile katodik olarak korunan hattın L uzaklığının

sonundaki potansiyellerin farkıdır.

Örneğin: Drenaj noktası potansiyeli VU D .2,1,1 L uzaklığındaki

potansiyel katodik koruma şartı gereği VU L .85,0,0 olmak

zorundadır. Buna göre

VUUU LD .35,085,02,1 ,00,1UUU alınır

Boru hattı katodik koruma toplam akım ihtiyacını veren basit

ifade söz konusu işlemlerle elde edilir:

(Amper) (22)

Gerekli katodik koruma istasyon sayısı

(23)



LL Korunacak boru hattının toplam uzunluğunu verir.

9.39.2.2. Kesintili Boru Hattında Katodik Koruma

Uygulaması

Bu uygulamada bir katodik koruma istasyonu ile korunacak boru

hattı bölümü boru hattının diğer bölümlerinden izole flanşlar

vasıtasıyla elektriksel olarak birbirinden ayrılmıştır. Boru hattı

üzerine tesisi edilen diğer katodik koruma sistemlerinin söz konusu

boru hattı bölümüne hiçbir etkisi yoktur.

Bu tip çalışmaya ingilizce teknik literatürde *:Pipeline of infinite

length protected] korunmuş sonsuz uzunlukta boru hattı

denilmesinin sebebi (24 no’lu) ifadede x = L alındığında yani şekil 8

de görülen katodik koruma istasyonunun L koruma uzunluğunun

sonunda boru hattı izole flanş vasıtasıyla sonlandırıldığı halde I

koruma akımının sıfırdan farklı olmasıdır.. Türkçe olarak daha iyi

anlaşılması için katodik korumada boru hattı katodik koruma

istasyonunun koruduğu uzaklık açısından kesintiye uğradığı için

kesintili boru hattı katodik koruma uygulaması olarak

adlandırılmıştır.

Şekil 9.328: Boru hattı üzerindeki katodik koruma istasyonlarının

birbirini etkilemediği kesintili uygulama



Sistemdeki akım ve gerilim ifadeleri:

Potansiyel ifadesi

(24)

x = L olduğunda

(25) olacaktır.

Akım ifadesi

(26)

Kesintili uygulamada katodik koruma sisteminin azami boru

koruma uzunluğu:

L kesintili işletmenin tek yönlü uzunluğu ve L ise kesintisiz

uygulamanın tek yönlü uzunluğu olmak üzere, birbirleri arasında

aşağıda verilen bağlantı mevcuttur.

(Cathodic Corrosion Handbook W.Von Beackman’a göre)

(27)

Buna göre kesintili uygulamada azami koruma uzunluğu

(m2) (28)



Azami koruma uzunluğu

(m) (29) L.2

Katodik koruma istasyon sayısı

(23)

LL Korunacak boru hattının toplam uzunluğu

zayıflama sabiti için (15), (16), (17) ifadeleri bu sistemde de aynı

şekilde kullanılacaktır.

Koruma akım ihtiyacı (HB cathodic corrosion protection Beackman)

(30)

Toplam koruma akım ihtiyacı

(31)

Örnek 3: Kesintisiz uygulama

t = 12 mm

Boru uzunluğu =200 km




direnci

Boru çapı d = 42 inç = 1,068 metre

VUUU NONDON 35,085,02,1 001UUU

2/.035,0 mmAIS 0

Boru azami koruma uzunluğu

266

2 .10.5333035,010.18,0

1235,08.

...82 mxxx

ItUL

SB

53330

U86

B

kmmetreL .73.7302962 73730296


74,273200

22200

LLN

Koruma istasyonu sayısı 3 olarak belirlendi

Her bir katodik koruma istasyonunun koruyacağı uzunluk

kmnLL .7,66

32002 66200L

Boru hattının toplam koruma akım ihtiyacı

AItUdI SB

.2,3310.035,0.10.018,0

10.12.35,0.3068,1..2.10...3...2 36

33

332U2 36

33

1..B

d..



Her bir istasyonun drenaj noktasından çekilecek akım

ANII D .12

32,33 1233

NI

Örnek 4 : Kesintili boru hattı uygulaması

t = 12 mm

Boru uzunluğu = 200 km


direnci

Boru çapı d = 42 inç = 1,068 metre

VUUU NONDON 35,085,02,1 001UUU

2/.035,0 mmAIS 0

266

2 .10.1281035,010.18,01235,0921,1

...921,1

...8.24,02 m

xxx

ItU

ItUL

SBSB

12810

U1U0 6BB

kmmetreL .386,35.353862 3535386


65,5386,35

2002

535L

LN

Koruma istasyonu sayısı 6 olarak belirlendi.



Her bir katodik koruma istasyonunun koruyacağı uzunluk

kmnLL .3,33

62002 33200L

Yani korunacak boru her 33,3 km’de bir izole flanşlar vasıtasıyla

elektriksel olrak birbirlerinden izole edilecektir.

Boru hattının toplam akım ihtiyacı

AItUdI SB

.39.10..3...32,23

39U23

B

d..

Herbir istasyonun drenaj noktasından çekilecek akım

ANII D .7

639 739

NI

Örnek 3 ve 4 incelendiğinde aşağıdaki sonuçlara ulaşılır.

Kesintisiz katodik koruma uygulaması, uzun boru hatlarının

katodik koruması hem toplam katodik koruma akım ihtiyacı

ve hemde katodik koruma istasyonu sayısı açısından uygun

olmaktadır.

Kesintili katodik koruma uygulamasında koruma istasyonu

sayısı ve bunlara ait koruma uzunluğu belirlendikten sonra,

koruma uzunluklarına ait bölümlere ait toprak spesifik

direnclerine göre kısım 1.3.3.2 de verilen (9) ifadesine göre

yeniden ortalama toprak spesifik direnci hesaplanarak bu

değer için bulunan koruma akım yoğunluğuna göre yeniden

herbir istasyona ait katodik koruma akım ihtiyacı, azami

koruma uzunluğu hesaplanarak kontrol edilmelidir. Zira

kesintisiz işletmede tüm hatta ait ortalama toprak spesifik



direnci etkili olduğu halde, kesintili uygulamada etkili olan

her bölüme ait ortalama toprak spesifik direncidir. Bu

nedenle ortalama toprak spesifik direncinin yüksek olduğu

bölümlerde daha az akım ihtiyacı ve daha az sayıda katodik

koruma istasyonu ve ortalama toprak spesifik direnç

değerleri düşük olan yerlerde daha yüksek akım ihtiyacı ve

daha fazla katodik koruma istasyonu gerekebilir.



9.40. Anod Sayısı, Anod Tipi, Anod Yatağı

Uzunluğunun ve Toplam Anod Yatağı

Direnci ve Anod Ömrünün Belirlenmesi

Boru hatlarında, çoğunlukla yatay anod yatakları, yatay ve düşey

anod tertibi kullanıldığından; bu tip anod yataklarının dizaynı

incelenecektir.

Anod malzemesi olarak yüksek silikonlu demir anodlarla, metal

oksit kaplı titanyum anod kullanılmaktadır.

Anoda sayısını belirleyen faktörler

Anod yatağının toprak spesifik direnci

Katodik koruma sisteminin toplam devre direnci ve boru

hattı toprak geçiş direnci

Anod yatağı direnci

Katodik koruma sisteminin işletme ömrü

Katodik koruma sisteminin elektrik devresinde aşağıda belirtilen

dirençler görülmektedir.

AR Anod anod direnci

WR Anodun bağlantı hattının direnci

PR Boru direnci

ABR Anod dolgu direnci



BGR Dolgu toprak direnci

PGR Boru-Toprak direnci

GBRGBR Toplam anod yatağı direnci

Katodik koruma toplam devre direnci

(32)

9.40.1. Yatay Anod Yatağı ve Anodların Yatay

Yerleştirilmesi

Şekil 9.329: Yatay anod yatağı anodların yatay yerleşimi

Anodların Şekil 9.329’da görüldüğü gibi yatay olarak düzenlenmesi

durumunda bir anod için toprak geçiş direnci Dwight formülüne

göre (yani tek anod-dolgu direnci):



(33)

AD anod çapı (metre)

CC Dolgunun spesifik direnci (ohm. metre) yaklaşık değeri

0,2 ile 0,5 ohm .metre arasında değişmektedir. Kok

dolgunun yıllık tüketim değeri ise 2kg/A.yıl

AL Anod boyu (metre)

H Anod yatağı derinliği (metre)

Anod yatağındaki anodların toplam direnci:

Anod yatağında birden fazla anod bulunduğundan bunlar arasında

enterferans olacağından toplam anod direnci hesaplanırken aşağıda

verilen ifadeye göre enterferans faktörü ile çarpılır.

Enterferans faktörü

(34)

Anod yatağındaki anodların toplam direnci

(35)



N Anod yatağındaki toplam anod sayısı

AAL Anod yatağındaki anodların uçtan uca birbirlerinden

uzaklığı (metre)

Anod Yatağı dolgu-toprak direnci

Tek anod direnci hesabındaki ifade dolgu yatağı boyutları esas

alınarak uygulanır.

(36)

Anod yatağı toplam uzunluğu veya dolgu uzunluğu Şekil 9.329’dan

(37)

N toplam anod sayısını verir.

Dolgu eşdeğer çapı

(38)

DH Dolgu yüksekliği (metre)

AW Dolgu genişliği



SS Anod yatağı spesifik direnci (ohm.metre)

Anod yatağı direnci

(39)

Anod bağlantı kablosu direnci:

Katodik koruma sistemlerinde kablolarının iletkenleri mutlaka bakır

olacaktır.

(40)

KL Anod yatağı ana kablosu uzunluğu (metre)

)./.(56 2mmohmmetre56 Bakır kablonun 200C deki özgül

iletkenliği

).( 2mmSK Bakır kablo iletkeninin kesiti

Boru hattının direnci

ohm (41)


direnci

L (metre) korunacak boru hattı uzunluğu



t (metre) boru et kalınlığı

Boru hattı toprak direnci

ohm (42)

9.40.2. Yatay Anod Yatağı ve Anodların Düşey

Yerleştirilmesi

Tek anod-toprak direnci

ohm (43)

Şekil 9.330: Yatay anod yatağı anodların düşey yerleşimi



Tek dolgu- toprak direnci

ohm (44)

BGD kok dolgu eşdeğer çapı için (28) ifade kullanılacaktır.

Toplam anod yatağı direnci

ohm (45)

AF Enterferans faktörü için ).656,0(...

1 NLnRL

FBGAA

SA .L

S1

daha önce belirtilen 34 no’lu ifade kullanılır.

Örnek 5:

30 km uzunluğunda 42 inç çapında boru et kalınlığı 14,3 mm olan

boru hattının ortalama toprak spesifik direnci 11400 ohm.cm dir.

Boru hattının kaplaması yüksek kaliteli olup PE dir. Boru hattını

katodik olarak korumak için kesintili metod uygulanacaktır.

Borunun spesifik kaplama direnci Tablo 9.49’dan KCR =12000

ohm.m2 olarak belirlendi

Akım yoğunluğu ihtiyacı

25

2

5)2 /.35

1200010.4

).()(10.4/( mA

mohmRVoltmAI

KCS AA 35

120004

R



Boru hattı toplam akım ihtiyacı için

AAImohm

tVoltUmdAI SB

.1510.3510.18,010.3,144,0.3068,1..32,2)(.

).(10.).(.3).(..32,2)( 6

6

33

152U2 66

33

1..B

d..

Anod yatağı katodik koruma istasyonundan 100 m uzakta olup anod

yatağı 1 x 50mm2 kesitinde kablo ile anod bağlantıları sağlanacaktır.

Kablo direncini (38) no’lu ifadeyi kullanarak

ohmmmSmmohmm

mLohmRK

KW .0357,0

50.56100

)(../()()( 22 0

56m(

Boru hattı direnci

ohmmLmtmtmd

mohmohmR BP .00163,030000.

0143,0.0143,0068,1.10.18,0

..).()(

6

00t

6

1.d..BB

Boru toprak direnci

ohmmS

mohmRohmR KC

PG .116,010750112000

)().(

)( 2

2

0107501

R

toplam katodik koruma devresi direnci, 2 ohm değerini aşmaması

gerektiği göz önüne alınarak:

116,000163,00357.02 000GBR eşitliğinden toplam anod

yatağı direnci:

ohmRGB .85,11RGB değerini aşmamalıdır.



Anod yatağı için SS =2128 ohm.cm değerinde spefik dirence sahip

yerde boyu cmLA .150150 ve çapı 55AD cm olan demir silikon

anod kullanılacaktır. Yatay anod yatağında, anodlar yatay

yerleştirilecek ve anodların birbirlerine olan uzaklığı 3 m olacaktır.

Anod yatağı derinliği 160 cm’dir.

Öncelikle anod sayısını bulabilmek ve dolgu boyunu belirlemek için

tek anodun toprak geçiş direnci bulunacaktır

Tek anodun dolgu ile olan direnci; dolgu direnci cmohmC ..5050C

alınarak

94,31150

150160.2150160.2

160.2.5150160.2.150.4150.4

150..22128 22

2

222

3115044 1504

2LnRA 150..

Anod sayısı

2313,285,194,3 veyaN 32

13

adet anod kullanılacaktır.

Buna göre anod yatağı dolgu boyu

cmmLNLNLL AAAKABG .1550.5,153.135,1.35,2.2.1..2 15501513321NN2 veya iki anodlu sistem için

cmmLNLNLL AAAKABG .1100.113.125,1.25,2.2.1..2 11001112221NN2Anod yatağının dolgu ile birlikte kesiti HD(30cm) x WA(40 cm) cm2

olarak alınacaktır.

Dolgu eşdeğer çapı



cmWHD ADBG .3940.30.2.2 3922 bulunur.Dolgunun

toprak direnci

ohmLnRBG .212,111550

15503201550320

320.3915503201950.41550.4.

1550..22128 22222

1LnLn 115501550320444 15504

2 1550..

İki anodlu sistem

ohmLnRBG .565,111300

11003201100320

320.3911003201100.41100.4.

1100..22128 22222

1LnLn 111001100320444 11004

2 1100..

Tek anodun dolgu direnci

ohmLnRA .086,01150

150320150320

320.39150320150.4150.4.

150..250 22222

0LnLn 1150150320444 1504

2 150..

Anodlar arası enterferans faktörü

25,13.656,0086,0.500.

501 11 LnFA 500.

İki anodlu sistem

01,12.656,0086,0.500.

501 11 LnFA 500.




ohmohmRGB 85,1.248,125,1.3086,0212,1 1101R

İki anodlu system

ohmohmRGB 85,1.613,1101,1.2086,0565,1 1101R

Anodların yatay yerleştirilmesi suretiyle yapılan sistemde direnç

hesabı açısından iki anodlu sistem uygun görülmektedir.

Yatay anod yatağında anodların düşey yerleştirilmesi halinde Şekil

9.339

Tek anodun toprak direnci

ohmLnRA .11.1015150.8.

150..22128 10LnLnLnLn 1

2 150..

Gerekli anod sayısı 46,585,111,10 510N 5 veya 6 anod

kullanılacaktır.

Dolgu boyutlar 30x40 cm2’den dolgu yarıçapı cmDBG .3939 ve

dolgu yüksekliği cmLBG .300300 olarak alınacaktır

Tek anod dolgu direnci

ohmLnRA .238,015150.8.

150..250 0LnLnLnLn 1

2 150..



Tek dolgu-toprak direnci

ohmLnRBG .65,4139300.8.

300..22128 4LnLnLnLn 1

2 300..

Enterferans faktörü, 3 anodlu sistem için ve anodlar arası mesafe:

.300300AAL cm için

665,16.656,065,4.300.

21281 11 LnFA 300.


ohmohmRBG .85,1.356,1665,1.6

65,4238,0 1111.100 4RBG

5 anod kullanıldığında

ohmLnFA .85,1577,15.656,065,4.300.

21281 111300.


ohmRBG 542,1576,1.5

65,4238,0 111.100 4RBG

4 anod kullanıldığında

469,14.656,065,4.300.

21281 11 LnFA 300.




ohmohmRBG .85,1795,1469,1.4

65,4238,0 1111.100 4RBG

Anod yatağı kurumasıda göz önüne alınarak 5 anodlu, anod yatağı

seçildi.

Görüleceği üzere anodların yatay tertibiyle yapılan anod yatağı anod

yatağı direnci açısından en uygun tertipdir.

Katodik koruma toplam devre direnci, anodların yatay tertip ve

sayısının 3 olması halinde:

ohmohmRT .2.401,1116,000163,00357,0248,1 210001R

düşey tertip ve anod sayısı 5 olması halinde

ohmohmRT .2.73,1116,000163,00357,0577,1 210001R

Yatay anod yatağında anodların yatay yerleştirilmesi anodların

düşey yerleştirilmesinenğöre hem ekonomik ve hemde anod yatağı

direnci değerinin düşük ölması bakımından daha uygun olduğu

aşikardır.

9.40.3. Anod yatağı işletme ömrünün belirlenmesi

ve İşletme ömrüne göre anod kütlesinin hesabı

Bir adet katodik koruma istasyonunun anod yatağı için anod kütlesi

aşağıda verilen ifade yardımıyla bulunur.



E

IWYW DL ..Y (46)

W Bir anod yatağı için toplam anod ağırlığı (kg)

Y Katodik koruma istasyonunun işletme süresi (yıl)

LW Anodun çalışma sırasında kütle kaybı (demir-silikon

anodlar için 0,3 kg/Amper.yıl, metal oksit kaplı titanyum

anodlar için 0,001 kg/Amper.yıl)

DI Katodik koruma istasyonu drenaj akımı (A)

E Anod verimi %50 alınacaktır

Gerekli anod sayısı

AA W

WNW

(47)

AW Bir anodun ağırlığı (kg) İmalatçı firma kataloglarından

belirlenir.

Örnek 6:

Örnek 3’de bulunan bir katodik koruma sistemine ait drenaj akımı

AI D .1212

Sistemde demir-silikon anod kullanılacaktır. İşletme süresi 20 yıldır.

Gerekli anod ağırlığı:

kgxxE

IWYW DL .14450,0

123,020.. 14420Y



sistemde 23 kg’lık anod kullanılacaktır. Gereken anod sayısı

26,623

144 6144

AA W

WN ......

7 adet 23 kg lık demir silikon anod kullanılacaktır.

Tüm boru hattı boyunca 3 adet katodik koruma istasyonu tesis

edileceğinden toplam 3x7=27 adet 23 kg lik demir silikon anod

kullanılacaktır.

Katodik koruma sistemindeki anod sayısını belirlemek için anod

yağı direncine göre bulunan anod sayısı ile işletme süresine göre

bulunan anod sayısı karşılaştırılır, anod sayıları her iki durumdaki

şartları gerçekleştirecek sayıda olması gerektiğinden fazla olan anod

sayısını veren durumlar göz önüne alınır. Anod yatağı direncine göre

belirlenen anodlar daha fazla ise bu sayıya göre anod sayısı kabul

edilir, işletme süresi sayısına göre daha yüksekse bu şartlardaki

miktarlar kabul edilerek, verilen anod miktarlarına göre yeniden

anod yatağı direnci hesabı yapılır.



9.41. Transformatör – Doğrultucu Ünitesinin

(T/R) Gerilim ve Akım Değerlerinin

Belirlenmesi

9.41.1. T/R Ünitesinin Akım Değeri

Transformatörün akım değeri belirlenirken katodik koruma sistemi

akım ihtiyacı göz önüne alınır. Gelecekteki boru kaplama

izolasyonundaki bozulmalar göz önüne alınarak T/R ünitesi akım

değeri, hesaplanırken koruma akım değerinin %20 veya %50 kadar

fazlası alınır.

T/R ünitesi akımını belirlemek için aşağıda veriln ifade kullanılır.

(48)

I katodik koruma sistemi akım ihtiyacı

Örnek 7.

Örnek 5’de verilen akım ihtiyacı AI .1515 için T/R ünitesi akımı:

AII RT .5,221815.5,12,1.5,12,1/ 221811 T/R ünitesi akımı

olarak AI RT .20/ 20 seçilir.

9.41.2 T/R Ünitesi Gerilim Değerinin Belirlenmesi

Bu değerin belirlenmesinde TRTR katodik koruma sistemi T/R ünitesi

devre direnci çok küçük olduğundan ihmal edilerek toplam devre



direnci ve koruma akım ihtiyacı değeri esas alınarak aşağıda verilen

ifadeye göre hesaplanır.

(49)

Örnek 8

Örnek 5 ohmohmRGB 85,1.613,1101,1.2086,0565,1 1101R ve

7’deki AI RT .20/ 20 değerlere göre

VxIRU RTTRT .3,3220613,1. // 321RT

Gerilim değeri

VU RT .48/ 48 seçildi. Bu nominal gerilim değerine göre akımı revize

etmek gerekir. Zira 20A akım değeri, 32,3V’da verilmektedir;

doğrultucu ünitesi 32.3 V’da bu akım değerini verecektir.

Buna göre doğrultucunun akım değer,i 48V gerilim için

AI RT .3020.3.32

48/ 30

32 olmalıdır.

Katodik Koruma için Kaynaklar

1.Handbook of Cathodic Corrosion Protection W.Von

Beackman, W. Schwenk, W. Prınz

2. Princibles of Cathodic Protection D.A. Jones

3. Electrical Engineering Cathodic Protection Handbook

Naval Engıneerıng Department U.S.A



4. Electrical Design Cathodic Protectıon, Headquarters

Department Of Army U.S.A

5. Maintenance &Operation of Cathodic Protection

NAVAL Engineering Departmant USA

6. Corrosion Protection Manual CHEVRON Comp.

7. BOTAŞ Katodik Koruma Şartnameleri.



SON SÖZ

Bu notların hazırlanmasında 2009’da yitirdiğimiz Sayın M.Turgut

Odabaşı’nın değerli katkılarını anmadan geçemeyiz. Botaş’ta Elektrik

Mühendisliği yapmakta olan Turgut Odabaşı, çeşitli kaynaklardan

hazırladığı notları önce Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinin

çeşitli sayılarında meslektaşlarına yararlı olmak üzere yayınladı. Nur

içinde yatsın.

Kendisinin hazırladığı notlardan yararlanarak, notlarının bir kısmını

Bileşim Yayınevi aracılığı ile yayınlamıştık. Onun notlarından ve diğer

kaynaklardan yapacağımız diğer derlemeleri ise EMO kanalıyla

yayınlanması kendi isteğiydi. Ancak bu isteğini hemen

gerçekleştirmek mümkün olmadı.

Toplamı 570 sayfalık, Koruma Kontrol ve İzleme ile ilgili son cilt

toplam 3 ayrı grupta yayınlamayı uygun gördük; Koruma ile ilgili

son 80 sayfalık bu üçüncü kitap: Korozyon, Katodik Koruma üzerine

detaylandırıldı. Özellikle bir boru hattı üzerinde katodik koruma

üzerine örnekler, uygulamalarla, konu anlatıldı. Böylece Elektrik

Tesisatı Kuvvetli Akım üzerine toplam 1700 sayfalık bir el kitabı

oluşturulmuş oldu.

Elektrik Tesisat Notları olarak, Sayın Odabaşı’nın değerli

çalışmasından da yararlanarak hazırladığımız bu çalışmanın EMO

kanalı ile yayınlanması için başından beri desteğini esirgemeyen

Sayın Orhan Örücü Ağabeyimize, derlemenin hazırlanmasında

katkılarından dolayı Sn. Emre Metin ve Sn. Hakkı Ünlü’ye teşekkürü

borç bilirim.



Bu tür mesleki yayınların e-kitap olarak çok düşük bedeller ile

meslektaşlarına kazandırmak için bu yayın portalını oluşturma kararı

alan 42. Dönem EMO Yönetimine öncü rölünden dolayı kutlarım.

E-Kitabı Derleyen ve Yayına Hazırlayan

İbrahim Aydın Bodur

EMO YAYIN NO:EK/2011/11

TURGUT ODABAŞI

TMMOB Elektrik Mühendisleri OdasıIhlamur Sokak No:10 Kat:2 Kızılay/AnkaraTel: (312) 425 32 72 Faks: (312) 417 38 18http:www.emo.org.tr E-Posta: [email protected]

EMO Yönetim Kurulu 42. Dönem‘de(Kasım 2010) bir yayın portalı oluşturdu. Bu yayın portalı üzerinde,daha önce de sürdürmekte olduğumuz, basılı dergilerimizin İnternet sürümleri, basılı kitaplarımızın tanıtımları ve çevrim içi satın alma olanakları ile doğrudan İnternet üzerinden bilgisayarınıza indirebileceğiniz e-kitapları çok düşük bedellerle edinebilme olanağına sahip olacaksınız.

İnternet sitemiz üzerinden e-kitap dağıtım hizmetini, yakında hizmete İnternet sitemiz üzerinden e-kitap dağıtım hizmetini, yakında hizmete girecek olan EMO Yayın Portalı‘nın öncülü olan, sitemizin yayın bölümünde yer alan e-kitaplarla uzunca bir süredir veriyorduk. Yayınlarımızı izleyenler hatırlayacaktır, ilk e-kitabımız, EMO üyesi Arif Künar‘ın "Neden Nükleer Santrallere Hayır" kitabının PDF baskısıydı. Hükümetin Akkuyu‘da nükleer santral kurma inadı maalesef hala kırılamadı. Dört yıl önce bastığımız bu kitap hala güncel!....güncel!.... EMO‘nun İnternet sitesi üzerinden hizmete giren bu yeni sitemizde yeni e-kitaplarla hizmete açıldı. Sizlerde varsa yayınlamak istediğiniz kitaplarınızı, notlarınızı bize iletebilirsiniz. Bu yayınlar yayın komsiyonumuzun değerlendirmesinden sonra uygun bulunursa yayınlanacak ve eser sahibine EMO ücret tarifesine göre ücret ödenecektir.E-Kitaplar tarafımızdan yayınlandıkça üyelerimize ayrıca epostaE-Kitaplar tarafımızdan yayınlandıkça üyelerimize ayrıca eposta ile iletilecektir.

Saygılarımızla Elektrik Mühendisleri Odası42. Dönem Yönetim Kurulu

e-kitap

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (9)Koruma Kontrol ve İzleme 1

Documents

· PDF fileELEKTRİK KUVVTLİ AKIM NOTLARI9 (KORUMA KONTROL VE İZLEME 3) TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI -486- Notları Derleyen: Aydın Bodur Notları Yayına