SVATİ STEFAN KİLİSESİ ÜZERİNDEN KATODİK KORUMA ÇÖZÜMLERİNE YÖNELİK BİR ARAŞTIRMA

1

BÖLÜM I: DEMİRİN VE GELİŞİMİNİN İNCELENMESİ

1. DEMİR CEVHERİ VE ONU İŞLEYEN İNSAN

Simgesi Latince ‘ferrum’dan gelen demir, yerkabuğunda en çok bulunan

metaldir. Dünya’nın çekirdeği bir demir-nikel alaşımıdır. Diğer elementlerle

kolayca tepkimeye girmesi sebebiyle demir, doğada bileşik halinde bulunur.

Tüm metaller içinde en çok kullanılanıdır ve tarih boyunca da büyük öneme

sahip olmuştur. Demir yer kabuğunda büyük miktarlarda bulunan birçok

yükseltgenmiş minerallerden ergitilir.

Bu mineraller arasında hematit magnetit limonit ve karbonat sideriti

sayabiliriz.

Hematit (Fe2O3), yüzde 70 demir, yüzde 30 oksijen kapsayan bir filizdir. Adı,

kan kırmızısı renginden ötürü yunanca “kan” sözcüğünden türetilmiştir.

Hematit, bazen eşkenar paralel yüzlü biçiminde, bazen bir gül yapraklarına

benzeyen ince tabakalar halinde, bazen de boya maddesi olarak kullanılan ve

topraklı kırmızı bakır filizi diye adlandırılan bir toz halinde bulunur.

Magnetit (Fe3O4), adını magnetit özelliklerinden alan ve yüzde 72 demir

kapsayan en zengin demir filizidir. Eşkenar paralel yüzlü ve sekiz yüzlü

sistemlerde billurlaşır. Magnetit su ve çözelti halindeki gazların kimyasal olarak

aşındırmaya uğrattığı olivin ve biyotit gibi kayaların değişiminden de oluşur.

Limonit filizi, dünya demir üretiminde oldukça önemli bir yüzde oluşturur. Her

bir limonit örneğinde ki demir yüzdesi, bulunan su molekülleri sayısına bağlıdır.

Öteki demir filizlerinin değişimiyle oluşan limonit çoğunlukla demirli su

çözeltileri yataklarındadır. Demir bakterisi adıyla bilinen küçük organizmaların

hareketi de büyük miktarlarda limonit yatakları oluşumuna yol açmaktadır.

Avrupa’ daki en büyük yataklar olan Alsace-Lorraine yatakları böyle

oluşmuştur.

2

Siderit, FeCO3 formülüyle gösterilen ve yüzde 43 demir kapsayan bir demir II

karbonattır. Billurları eşkenar paralel yüzlüdür. Siderit değişimi uğramadığı

sürece beyazdır; ama yükseltgenliğinde (oksitlendiğinde), rengi sarı ile ya da

kahverengiyle dönüşür. Siderit, çeşitli türlerde tortul kayalarda birleşme ya da

kayaların kimyasal değişmeleri sonucu oluşur.

Mika, formülü FeO(OH) olan bir demir hidroksittir. Limonit ile birlikte bulunur.

İğne biçiminde billurlar ya da tabakalar halinde rastlanır.

Prittien de (demir disülfür, FeS2 büyük miktarlarda demir çıkarılır. Prit,

kavurma denilen bir süreçle, kükürt dioksit yapmak için bol hava ile yakılır.

Kükürt dioksit, daha sonra, demir çıkarılmasına elverişli olan sülfürik asit ve

demir oksitler oluşturmadan kullanılır.

Demir aletlerin eritilerek elde edilmesine (meteordan demir elde etmenin

dışında) MÖ 3500 ile MÖ 2000 yılları arasında Mezopotamya (Tel-Asmar, Tel-

Çagar Bazar, Mari), Anadolu (Alacahöyük) ve Mısır’da rastlanır. Mısır’da

demirin eski zamanlardan beri bilinmesine rağmen genel kullanımı M. Ö

800’lere rastlar. Bulunan en eski demir aletlerden birinin; Büyük Piramit’in

yapımında kullanılmış olduğu saptanmıştır ve bu alet MÖ 2900’e tarihlenmiştir.

Demirin günlük hayattaki kullanımı kolay elde edilememesi ve yöntemin tam

olarak anlaşılamaması sebebiyle çok sınırlıdır. ‘Süs eşyası dışında günlük eşya

üretiminde sıkça kullanılmasını ise Hititler gerçekleştirmiştir. Bu dönemde

Anadolu’da bulunan 33 demir eserden 19’u Hitit kökenlidir. Demirin

kullanımıyla ilgili Hitit metinlerinde demirden kılıçlar, yazım tabletleri ve

demirden yapılan tanrı ve hayvan heykellerinden bahsedilmektedir. Hititlerde

ilk olarak dövme tekniğiyle demir üretiliyordu. Fakat bu yöntemde fazla işgücü

gereksinimi vardı ve yaygın olarak kullanılması için yeterli değildi. Bu yöntemde

demir filizinden ergitilen demirdeki karbon dövülerek azaltılıyordu ya da odun

kömüründe ısıtılarak arttırılıyordu.

Bu işlemi yaptıkları döküm ocaklarını dağ yamaçlarına kurmuşlardır. Böylece

herhangi bir körük kullanmadan rüzgar etkisiyle ateşi alevlendirmek için

gereken yüksek sıcaklığa ulaşmışlardır.

Hattuşa’nın coğrafi yapısı, hem rüzgar alan yamaç bakımından hem de demir

3

filizi bakımından zengindi. Hititlerin egemenliğinde bir kabile olan Kaliblerdeki

bir grup demirci tarafından madeni tavlama, yani kor halindeyken su verme

tekniği ile dövme tekniğindeki sorunlar kısmen çözülmüştür. Tavlama

yönteminde dövme demir çubuklar az miktarda karbonun metalin yüzeyine

dağılması (karbürizasyon) şeklinde doğrudan odun kömürü ateşinde ısıtılıp

tekrar tekrar dövülerek çelik haline getiriliyordu. Ayrıca, bir Hitit metninde

geçen ‘ Kral ve kraliçenin sözleri demirdir, kırılamaz ve yok edilemez ifadesi

çeliğin kırılamazlığını ve Hititlerin çelik hakkındaki bilgilerini gösterir.

Hititlerin komşuları ile ticari ilişkilerinde demir önemli bir rol oynamıştır. Bir

Hitit kralının II. Ramses’e demir bir kılıç gönderdiği ve bu metalin ticaretini

yapma sözü verdiği bilinmektedir.

Hititlerin Asurlularla yaptığı ticarette de demirin büyük önemi vardır. Demir

gümüşten kırk kat, altından ise yedi kat daha değerliydi. Hitit ekonomisi

merkezi sistemle yönetildiği için yüksek kalitede demirin tekeli saraya aitti.

Bu yüzden, MÖ 1200 yıllarına kadar yani Hitit imparatorluğu yıkılana kadar

demir çağının gerçek anlamda başlamadığı konusunda geniş çevrelerde görüş

birliği vardır. Bu görüşe göre, Hitit Imparatorluğu barbar kavimlerin istilası

nedeniyle parçalanmasından sonra, demirci ustaları da kırsal bölgelere

dağılmıştır ve demir üretim teknikleri bütün Orta Doğu’ya ve barbar Avrupa’ya

yayılmıştır. Avrupa’ya yayılmasında MÖ 900’lerde Dorların katkısı büyüktür.

M. Ö. 1200 ile M. Ö. 1000 yıllarında Orta Doğu’daki demir kullanımının bronza

nazaran hızla artmasının sebeplerinden bir diğeri de, bronz yapımı için gerekli

olan kalayın bulunmasındaki sıkıntıdır. Ayrıca demir; bakır ve bronzdan daha

rahat dökülebildiğinden, tercih sebebi olmuştur. Demir metalurjisinin bir

endüstri haline gelmesi yine bu tarihlerde Ermenistan dağlarında

gerçekleşmiştir. Bu olaylar, demir çağının başlangıcına zemin hazırlamıştır.

‘Demirden yapılan eşyaların kullanımının artmasıyla ormanlar kesilip tarıma

açıldı, bol ürün elde edildi, nüfus arttı, orta doğunun uygar toplumları

arasındaki dengeler hızla değişti. Demirden yaptıkları aletlerle insanlar

tarımdan yüksek bir verim alabildiler, bu da dolaylı olarak tarım toplumuna

geçişi sağladı.

4

Tunç Çağı Anadolu’sunun güçlü uygarlıklarından Hititlerin, demir-karbon

karışımı olan çeliği icat etmeleri ve demir cevherini arıtmalarıyla dövme demiri

elde etmeleri, M.Ö. 2. binin ikinci yarısında demirin, Yakın Doğu’nun en değerli

madenleri arasında yer almasını sağlamıştır. Demirin hem cevher, hem de

meteorik olarak doğada bol miktarda bulunması ve maliyetinin daha az ve tunca

nazaran işlenmesinin daha kolay olması, demirin, Demir Çağ’da özellikle alet ve

silah yapımında tuncun yerini almasında etkili olmuştur.

M.Ö. II. ve I. binde Anadolu’da maden teknolojisindeki çok önemli bir aşama da,

demir cevherinin arıtılması ve demir–karbon karışımı olan çelik alaşımının icat

edilmesidir. Bu alanda araştırma yapan bilim adamları, demir cevherlerinin

arıtılmasının ve dövme demirin elde edilmesinin ilk kez Anadolu’da Eski Hitit

Krallığı döneminde (M.Ö. 1800–1400) gerçekleştirildiğini, çeliğin de Hitit

İmparatorluğu döneminde (M.Ö. 1400 -1200) yapıldığını belirtmektedirler.59

İnsan yaşantısını büyük ölçüde değiştiren demir, M.Ö. II. binin ikinci yarısında

Yakındoğu’nun en değerli madenleri arasında yerini almıştır. Mitanni Kralının,

Mısır firavunu III. Amenofis’e (M.Ö. 1417 – 1379) demir bir hançer ve yine

demirden yüzükler yolladığına ilişkin yazılı belgeler, demirin bu çağda nedenli

önemli bir maden olduğunu kanıtlamaktadır. M.Ö. 1200’de Hitit konfederasyonu

çözüldükten sonra, Anadolu’daki demirci ustaları doğu ve güneydeki bölgelere

göç etmişler, böylece çeliğin yapımıyla ilgili bilgileri komşu ülkelere

yaymışlardır. M.Ö. 2. binin sonunda, demir ve çeliğin yaygın bir şekilde

üretilmesinin ardından, Demir Çağı’na geçilmiştir. Demirin, hem cevher ve

meteorik olarak doğada bol miktarda bulunması, hem de işlenmesinin tunca

nazaran daha kolay ve ucuz olması, özellikle alet ve silah yapımında tuncun

yerini almasında etkili olmuştur.

İlk çağlardan başlayarak günümüze kadar, birçok alanda kullanılan madenin,

uygarlık tarihinde çok önemli bir yeri olmuştur.61 İnsanoğlunun bugünkü

teknolojik gelişmeye ulaşmasında önemli rol oynayan madenler; mutfak

eşyasından, süslemeye, alışverişten sanata kadar çok geniş bir alanda kulanım

alanı bulmuştur.

5

Taş yapılarda malzeme çoğu zamanda farklı metallerle bir arada kullanılmıştır.

Örneğin demir ve çelik atmosfer ve suyun etkisiyle pas oluştururlar. Bu da taş

öğelerde lekelenmelere neden olur. Hatta kesme taş yapılarda bağlantı elemanı

olarak kullanılan demir kenet ve miller iyi izole edilmezse korozyana

uğramakta, paslanmakta ve genişleyerek duvar bloğu, söve gibi yapı

elemanlarını çatlatabilmektedir. Müdahale edilmezse yapı elemanını

parçalamaktadır.

2. DEMİRİN MİMARİ ÖĞRE OLARAK DEMİR

Yapıyı oluşturan bileşenlerin uygun bir bağlayıcı malzeme ve teknikle

birleştirilmeleri dayanımları açısından önemlidir. Kesme taş yapılarda blokları

birleştirmek için kullanılan kenet ve mil gibi korozyona uğrayabilecek demir

bağlantı elemanlarının iyi izole edilmemesi sonucunda, derzlerden içeri giren su

demir öğelerin paslanmasına neden olmaktadır. Paslanma sırasında hacmi

büyüyen kenet ve miller, yarattıkları iç gerilimle birleştirdikleri duvar bloğunu

veya söve, sütun başlığı gibi mimari bileşenleri çatlatmakta, müdahale

edilmeyip bozulma ilerlediğinde, mimari öğe parçalanmaktadır. lk tasarım

hatalarını düzeltmek bazen çok zor olabilir, hasarlar sürekli bakım ile

giderilmeye çalışılır. Görünüş açısından bir sakınca olmadığı durumlarda daha

uygun bir malzeme kullanımına gidilebilir: örneğin demir mil ve kenetleri

paslanmaz çelik ya da titanyum ile yenilemek uygun bir çözümdür.

Ahşap yapılarda strüktürel amaçla kullanılan demir malzemeler de ahşap

malzeme üzerinde koyu lacivert ve siyah renkli lekeler oluşturmaktadır. Açık

hava ile temas halindeki ahşap elemanlarda lekelenme daha fazla olur.

Metal binaların yangına karşı dayanıklılığı kanıtlandıktan sonra, dövme ve

dökme demirden imal edilen yapısal bileşenler yavaş yavaş geçerli hale gelmeye

başlamıştır.

6

BÖLÜM II. KOROZYONA GENEL BAKIŞ, TANIMLAMA VE

TEPKİMELERİN İNCELENMESİ

1.KOROZYON

Genel anlamda korozyon, metal ve alaşımlarının çevreleri ile kimyasal ve

elektrokimyasal tepkimeleri sonucu bozunumlarıdır. Kimyasal korozyon metal

ve alaşımların gaz ortamlar içindeki oksitlenmeleridir (kuru korozyon). Metal

ve alaşımların sulu ortamlar içindeki bozunumları ise elektrokimyasal veya

ıslak korozyon olarak adlandırılır.

Korozyon geniş anlamlı bir sözcüktür. Sözlük anlamı, paslanma, aşınma,

çürüme, bozukluk, çürüklük şeklindedir. Teknik açıdan ise, önceleri sadece

metale özgü bir deyim olarak kullanılmış, sonraları en sert taşlarla, tahta vb.

malzemelerinde korozyonundan bahsedilir olmuştur. Korozyon, nitelik olarak

mekanik ve kimyasal olarak sınıflandırılabilir. Mekanik korozyonda

sürtünmeden kaynaklanan aşınma, dolayısıyla madde kaybı söz konusudur,

maddenin özelliğinde değişme olmaz sadece şekli bozulur.

Kimyasal korozyonda ise, madde değişerek özelliğini yitirir, metalik kökenlidir.

Metalik korozyonda, metal, kimyasal ve elektro kimyasal reaksiyonlarla iyon

haline geçerek metalik özelliğini yitirir. Bu tür korozyon metalin, doğada

bulunduğu hale dönme eylemi olarak tanımlanır. Metaller, doğada saf halde

bulunmazlar, genellikle oksit, sülfür ve karbonat cevherleri vardır. Bu cevherler,

metallerin en kararlı durumlarıdır, ancak metal, saf haldeyken kendisini

cevherden arındırmak için harcanan enerji kadar bir enerjiyi geri vererek hızla

doğada bulunduğu cevher durumuna dönmeye meyleder.

Kimyasal korozyon, normal ve elektro kimyasal olarak iki kısımda

yorumlanabilir.

Normal kimyasal korozyonda, herhangi bir elektrik akımı yoktur. Tekdüze

reaksiyonlar sonucu kimyasal kinetiğin temel yasalarına uygun olarak, dış

etkenler nedeniyle metal yapılarında oluşur. Yüksek sıcaklık ortamında kuru

7

gazların neden olduğu korozyon buna örnektir. Ayrıca asit kullanan veya üreten

endüstri kollarında da kimyasal korozyon çok görülür.

Elektrokimyasal korozyonda ise, mutlaka bir elektrolit ve elektrik akımı vardır.

Nemli havada toprak ve su altı yapılarında oluşan korozyon buna örnektir.

Elektrokimyasal korozyon su ve elektrik gibi gömülü boru hatlarında büyük

zararlar verir. Örneğin yeraltındaki metal su borularının sızıntılarına ve

patlaklarına sebep olur. Sonuçta, işletmede durma, onarım zorunluluğu, iş gücü

ve parasal kayıplara yol açar.

Elektrokimyasal korozyona genellikle galvanik korozyon da denir. Zira,

korozyona sebep olan akım dıştan değil, pil oluşmasından hasıl olmaktadır. Pil,

bilindiği gibi bir elektrolit içine daldırılmış anot ve katottan oluşur. Anot ve

katot bir iletkenle birbirlerine bağlandığında akım geçer ve anotta korozyon

oluşur. Eğer anot, bir yapının veya metal bir iletim hattının bir bölümünü

oluşturuyorsa, sistemde büyük bir korozyon oluşur.

Elektrik enerji tesislerinin çoğunda bu durum görülür. Bu tesislerdeki metal

bölümler anot, katot ve bağlantı iletkeni gibi davranabilir. Toprak içindeki su

veya nem, pil devresini tamamlayan elektrolit olur. Böylece yapı, doğal bir

korozyon pili gibi davranır.

Demir boruların suyla temas ettiği bir ortamda, demir + 2 değerlikli katyon

şeklinde solüsyona geçer, arkasında 2 elektron bırakır, diğer katyonlarla yer

değiştirir. Örneğin saf suda H+ iyonlarıyla yer değiştirir. H+ iyonları

elektronlarla birleşerek H2 gazını meydana getirirler. Demir 2 katyonunun

solüsyondan ayrılması korozyonu doğurur :

2 Fe+2 + 1/2 O2 + H2O + 4 OH- 2 Fe(OH)3

Korozyon hızı, genellikle hidrojenin çözülmüş oksijenle birleşmesi yani sudaki

çözülmüş oksijen konsantrasyonu ile ilgilidir.

Demiri olmayan metallerde benzer şekilde korozyona neden olabilirse de

çoğunun oluşturduğu oksit veya karbonatlar metali korozyondan korur.

Örneğin alüminyumun kalın bir oksit tabakası, bakırın ve çinkonun karbonatları

gibi. Korozyon mekanizması oksideredüksiyon (redoks) ve çözeltilerin

elektrolizi teorileriyle gayet açık olarak izah edilebilir.

8

2. KOROZYON TEORILERI

2.1. OKSIDE - REDÜKSIYON TEORISI

Redoks diye de adlandırılan okside redüksiyon teorisi maddenin atom yapısına

bağlı bir kuram üzerine kurulmuştur.

Maddenin özelliğini taşıyan en küçük parçası olan atom bir çekirdek ve

elektronlardan oluşur. Çekirdek pozitif, elektronlar ise negatif elektrikle

yüklüdür.

Elektriksel bakımdan nötr olan atom bazı etkiler sonucu elektron verir veya alır.

Böylece iyon haline dönüşür ve elektron vermişse pozitif, almışsa negatif olur.

Birinci durumda oksidasyon yani yükseltgenme, ikinci halde redüksiyon yani

indirgenme söz konusudur. Oksidasyon durumunda

Fe = Fe +2 2 e-

Metalik demir 2 elektron kaybederek pozitif iyon haline geçer. Bu iyon da

karşılaştığı bir negatif iyonla birleşerek çözeltiye geçer. Böylece demir

korozyona uğramış olur. Redüksiyon durumunda ise,

Fe+2 + 2e- Fe

Demir 2 elektron alarak metalik demir haline döner. Görüldüğü gibi metal

korozyonuna engel olmak için elektron kaybının önlenmesi zorunludur.

Tablo 1 – Korozyonun sayısal olarak değerlendirilmesi

9

2.2 ÇÖZELTILERIN ELEKTROLIZI TEORISI

Asit, baz ve tuzların sulu çözeltileri içine daldırılan ve bir iletkenle bağlanan 2

metalden akım geçirildiğinde, çözeltiyi oluşturan madde pozitif ve negatif

iyonlarına ayrılır.

Pozitif elektrik yüklü iyonlar akımın elektrolitten çıktığı katot, negatif yüklü

iyonlar ise akımın elektrolite girdiği anot denilen metal tarafından tutulur.Katot

tarafından çekilen (+) iyonlar yani katyonlar, kaynak tarafından yayılan (-)

elektronlarla birleşerek nötr olurlar. Yan reaksiyonlar olmazsa katotta bir metal

birikmesi veya hidrojen çıkışı olur. Katodun madde durumu değişmez.

Anot tarafından çekilen (-) iyonlar, yani anyonlar elektron kaybederek nötr

olurlar. Kaybedilen elektronlar elektrik kaynağına dönerler. Böylece elektrolit

anodun madde kaybına karşı yenileşir ve anot korozyona uğramış olur.

Metal ve alaşımların çeşitli ortamlarda korozyon hızları birim yüzey alanı ve

birim zamana düşen ağırlık olarak doğrudan bulunabilir.

Korozyon hızlarını temel alark metaller korozyon dayançlarına göre aşağıdaki

gibi sınıflandırılabilir :

Doğrusal korozyon hızı

1. < 0.13 mm/yıl : Bu gruptaki metallerin korozyon dayançları genelde iyidir.

2. 0.15-1.3 mm/yıl : Yüksek korozyon hızlarına izin verilen durumlarda bu

gruba giren metallerin korozyon dayançları yeterli olabilir.

3. > 1.3 mm/yıl : Bu gruptaki metallerin korozyon dayançları yetersizdir.

Korozyon hızının homojen olmadığı çukurcuk ve karıncalanma korozyonunda

bu sınıflandırma geçersizdir.

Elektrokimyasal bozunumun olduğu mikroskopik bölge korozyon hücresi

olarak adlandırılır. Korozyon hücresini elektrolit (yani saldırgan ortam), anot ve

katod olaylarının yer aldığı metaller oluşturur.Yüzeyinde kimyasal

indirgemenin oluştuğu elektrot katot ve kimyasal oksitlenme ile çözünen

elektrot da anot adları ile belirlenir.

10

2.2.1. Anodik Olay

Metal atomlarının negatif yük kaybederek pozitif metal iyonlarına

dönüşmelerdir.

Başlangıçta yüksek enerjiye sahip metal iyonları belirli sayıda su melokülü ile

bağ kurarak alçak enerji durumuna geçerler.

nH2O

e- (e-Me+) Me+ x nH2O Anodik olayda elektron üretilir.

Anodik tepkimeler:

Zn Zn++ + 2 e-

Al Al+3 + 3 e-

Fe++ Fe+3 + e- Korozyon anotta oluşur.

2.2.2 Katodik Olay

Anodik olayda üretilen elektronlar buradaki iyon veya moleküller tarafından

kabul edilerek indirgenirler (fazla elektron bulundurma).

e- + D De-

Burada D elektrolit içindeki iyon veya molekülleri göstermektedir.

Katodik tepkime örnekleri:

H+ + e- ½ H2

Cu++ + 2 e- Cu

Fe+3 + e- Fe++

3. KOROZYONA SEBEP OLAN ETKENLER

1) Metallerin elektrot potansiyellerinin farklı olması nedeniyle, sistemde

birbirinden farklı metal kısımların bulunması halinde potansiyeli daha negatif

olan metal bölümü iletkenlik sağlandığında anot, diğeri katot olur. Örneğin bakır

- çelik, bakır - font bölümleri olan bir metal yapıda pil oluşarak korozyona yol

ayar.

11

2) Aynı cins bir metalin bileşiminin tekdüze olmaması için, yani metal

yapısındaki saf olmayan bölümler, alaşım bileşiminde yer yer farklılıklar,

metaller içinde çeşitli artık maddelerin bulunuşu, fabrikasyon kusurları, metal

yüzeyindeki koruyucu kaplama veya oksit tabakasının her yerde aynı olmayışı

pil oluşumuna sebep olarak korozyon hasıl ederler.

3) Metalin hazırlanması esnasında yapılan işlemlerde farklılıklar, tavlama,

temizleme, parlatma, cilalama gibi.

4) Zeminin değişen kimyasal yapısı, oksijen veya nem miktarındaki değişmeler,

litolojik yapı farklılığı, mikrobiyolojik organizmaların işlevleri gibi nedenlerle

korozyon kutupları oluşur.

5) Elektrolit (zemin suyu veya yer altı suyu) içindeki farklı konsantrasyondaki

çözünmüş tuzlar, gazlar, elektrolitin akış hızında farklılıklar, sıcaklık

değişimleri, erimiş oksijen miktarı, suyun pH değeri, alkalinitesi, karbondioksit

içeriği gibi çeşitli etkenler korozyona sebep olabilir.

4. KOROZYON ÇEŞITLERI

Genellikle dört tip korozyonun varlığı kabul edilir :

4.1. GALVANIK KOROZYON

Hızlı paslanmalar, genellikle iki ayrı metalin arasındaki galvanik faaliyet sonucu

(galvanik pil olayı) olarak ortaya çıkar.

Bu faaliyet bildiğimiz bir flaş lambasının pilinde meydana gelen işlemin

aynısıdır.

4.2. ELEKTROLITIK KOROZYON

Elektrolitik korozyon ve elektroliz korozyon, insanların sebep olduğu paslanma

olayıdır. Bu olayın başlıca kaynağı elektrikli tren ve tramvayların demir

yollarındaki elektrik akımıdır. Bu işletmelerde genellikle bir doğru akım kaynağı

mevcuttur. D.C. kaynağın bir ucu hava hatları vasıtasıyla elektrikli tren veya

tramvaya verilir, dönüş iletkeni olarak da demir raylar kullanılır. Rayların tek

bir parçadan yapılması mümkün olmadığından ek yapılması zorunluluğu ortaya

çıkmıştır. Bu ekler de kötü yapılırsa, bu kötü ekin sonucu direnç arttığından

12

akım ek yerinden devam etmeyip, o noktadaki toprak üzerinden devresini

tamamlar. Bu toprak da kablo, boru vs. olabilir, devresini onun üzerinden yapar.

Genellikle akımın borulara girdiği noktalarda değil, boruları terk ettiği

noktalarda borulardan madeni parçalar taşıyarak korozyonu meydana getirdiği

tespit edilmiştir.

4.3. GERILME KOROZYONU

Madenlerin iç gerilmeleri, o madenin imalat tekniğine, içindeki katkı

maddelerine, su verilmesine ve maden haline geldikten sonra muhtelif

tezgahlarda bazen darbe ile dövülerek, bazen taşlanarak vb. işlemlerle iç

gerilmelerinde farklılıklar meydana gelir. Aynı cins maden olsalar da işlenmiş

bir maden parçasıyla işlenmemiş arasında iç gerilme farklarının mevcudiyeti

yukarıdaki sebeplerden dolayıdır. Aynı cins metalin biri işlenmiş, diğeri

işlenmemiş olarak bir konstrüksiyonda kullanılırsa bunların birbirine temas

ettiği noktalar arasında en azından hava kalacaktır veya bazı şartlarda bir

elektrolit tabaka içinde kalırlar. Bu halde ise iki plaka arasında bir pil teşekkül

eder, (madenin iç gerilme farkından) buda gerilme korozyonu'nu meydana

getirir.

4.4. BIYOKIMYASAL KOROZYON

Biyokimyasal korozyon, bakteri faaliyetleri sebebiyle toprağın değişikliğine

sebep olan kimyasal maddelerin meydana getirdiği olaydır. Şimdilik, toprak ve

sudaki bu tip korozyonun ana sebebinin sülfat azaltıcı bakterilerin olduğu

bilinmektedir.

Tablo 2 – Sülfat indirgeyen bakterilerin korozyona etkisi

13

5. SPESIFIK KOŞULLARDA OLŞAN KOROZYON TÜRLERI

5.1. ÇUKURCUK KOROZYONU

Çukurcuk korozyonu metalin yüzeyinde lokalize çukurcuklar veya delikler

oluşturur. Bu tür korozyonun hızı önceden belirlenemez ve korozyon hızı bazı

bölgelerde çok yüksek olduğu halde bazı

bölgelerde oldukça düşüktür. Eğer

bozunum küçük bir alanda oluşuyorsa, anot

olayı, sonuçta oluşan çukurcuk derin, eğer

bozunum daha geniş bir yüzeyde oluşursa

çukurcuğun derinliği sığdır.

Resim 1 – Çukurcuk korozyon oluşumu

5.2. ARALIK KOROZYONU

Ara yüzeylerde farklı oksijen oranları potensiyel fark yaratarak akım

oluştururlar ve bu da metalin iyonlaşmasına neden olur. Bağlantı yerlerinde

önemli hasarlara neden olan bu korozyon türünün hızı önceden belirlenemez.

Genellikle sıvı akışının buşunduğu deniz ya da toprakaltı ortamlarda oluşur.

Şekil 1 / 2 – Aralık

korozyonunun oluşma

mekanizması

14

5.3. EROZYON KOROZONU

Korozyon, erozyon olayı ile birleşerek çelik, dökme-demir, bakır ve aluminyum

alaşımlarının bozunmasına neden olur. Bu tür korozyon, alaşımın içinden kritik

hızdan daha hızlı bir akışkan aktığı

durumlarda ortaya çıkar. Genellikle sıvı

akışının buşunduğu deniz ya da toprakaltı

ortamlarda oluşur.

Şekil 3 – Aralık korozyonunun oluşma

mekanizmaso

5.4. KOVUKLAŞMA KOROZYONU

Yüzeye uygulanan tekrarlanan yükler gibi, bir yüzey ve sıvı arasındaki

vibrasyon hareketi bu kabarcıklar düzenli olarak oluştuğu ve çöktüğü veya

patladığı zamanlarda büyük streslere neden olur.

Bu çöküntüler veya patlamalar, yavaş yavaş yüzeyden parçacıklar koparmaya ve

sonunda da çukurlar ve girintilere neden olan yüksek stres darbeleri

oluştururlar. Paslanmaz çelikler kovuklaşma korozyonuna karşı çok iyi bir

dirence sahiptirler. Fakat dökme demir,

bronz ve çelik dökümlerin bu korozyon

tipine karşı dirençleri düşüktür.

Şekil 4 – Kavuklaşma korozyonunun

oluşum mekanizması

Şekil 5 – Mekanik

Zorlamasız

korozyon türleri

15

Şekil 6 – Mekanik Zorlamalı Korozyon Türleri

5.5. ESKİ –YENİ 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 7 – Eski – yeni sendromunun oluşum mekanizması

16

5.6. KAÇAK AKIM KOROZYONU

Bu tip elektrokimyasal korozyon hücresi elektrolit içinde herhangi bir dış

kaynağın yapı üzerine etkisiyle bir potansiyel gradyanınıngelişmesiyle 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

dışardan akım endüklenmesi

ve esas olarak toprak özgül

direnci,pH , galvanik hücre

gibi çevre şartlarından

bağımsız olduğundan önceki

bölümlerde açıklaması yapılan

doğal korozyondan farklıdır.

Şekil 8 – Kaçak Akım Korozyonunun oluşum mekanizması

6. YAPILARDA DEMİR DONATI KOROZYONU

Halk dilinde paslanma olarak bilinen korozyon, genellikle bu tip bozulmalarda

elektrokimyasal etki sonucu malzemede oluşan kütle kaybı olarak açıklanır.

Harç ilk uygulandığında içindeki demir donatı, taşlar ve harç tarafından etkin

bir şekilde sararılak paslanmaya karşı korunur.

Ancak zaman içinde titreşim, sarsıntı, büyük ve küçük depremler, mekanik

yorgunluk ve dış ortamda kaynaklı etkiler, eri – donma döngülerin ve

tuzlardan kaynaklı nedenlerden dolayı önce mikroskopik sonrada daha büyük

çatlaklar oluşur. Bu gözenek ve çatlaklardan içeriye sızan rutubet, dış

ortamdaki korozif madde ve gazlar, deniz kumu kullanımından veya denize

yakınlıktan kaynaklanan tuz ve klor, havadaki baca ve ekzos gazları, sınai

kirlilik, CO2 , havadaki kükürt ve nitrojen oksit, karayollarında buzla

17

mücadelede kullanılan tuzlar ve kaçınılmaz olan oksijenin korrozif etkisi,

içerdeki donatı demirlerin paslanmasına sebep olur.

Paslanan donatı demirlerinin kesitleri azalır ve mukavemetleri düşer ;

Resim 2 – donatı

korozyonu

Beton korozyonunda 2. aşama: paslar çatlaklardan dışarıya çıkmaya başlamış.

Bunun yanında betonu oluşturan bileşenlerin de bazı durumlarda tepkimelere

girişmesi olasıdır. Bu tür iç korozyon olayları dış ortama bağlı olarak

şiddetlenebilir.

Daha da vahim bir durum, demir yüzeylerinde ortaya çıkan pasın hacminin

orijinal demirden çok daha fazla olması nedeni ile, betonun içerden pas ile

sıkıştırılarak çatlamasıdır.

Şekil 9 – Donatı korozyonu ve

parça kopmalarının oluşum

mekanizması

Bu yeni çatlaklardan içeri giren rutubet ve korozif kimyasallar, demir donatının

daha da hızla paslanmasına sebep olur : zincirleme hızlanan etki/tepki ile donatı

demirlerinin çapları daha da daralır.

18

BÖLÜM III: KOROZYON TEŞHİSİ

1. YAPILARDA BULUNAN METAL DONATILARIN KOROZYON DERECELERİNİN

TAYİN EDİLMESİ

1970’li yıllarda betonarme eleman içindeki çelik donatıların, donatıları

kaplayan ve kısaca “paspayı” olarak adlandırılan, yaklaşık 1.5–2 cm

kalınlığındaki beton örtü tabakası tarafından paslanmaya karşı korunduğu

varsayılırdı. Betonarme üzerinde yapılan araştırmalar sonucunda, durumun pek

böyle olmadığı görüldü. Bazı koşullar sağlanmadığı zamanlarda veya bazı kötü

koşulların bir araya geldiği durumlarda, beton içindeki donatı korozyona

uğramakta, çeliğin kesitinin azalmasına neden olmaktadır. Bu durum ayrıca

beton ile çeliğin aderansının zayıflamasına sebep olarak betonarme elemanın

kendisinden beklenen taşıma görevini tehlikeye sokmaktadır.

Son 15 yıl içinde, “paspayı” olarak adlandırılan, donatı örtü tabakasının

kalınlığının bazı ülkelerde (örneğin Almanya’da) 4-5 cm’ye kadar arttırıldığı

görülmüştür. Kuşkusuz ki bunun nedeni, betonarme eleman içindeki donatının

korozyonunu önlemeye çalışmaktır. Paspayı tabakası donatı korozyonunu

fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki şekilde engelleyebilmektedir. Fiziksel

koruma beton geçirimsizliği ile ilgili olup, zararlı maddelerin donatı çeliğine

ulaşmasının engellenmesi ile sağlanır. Genellikle 12-13.5 arasındaki beton pH’ı

çelikte pasif tabaka oluşumuna neden olarak donatılara kimyasal bir koruma

sağlar.

Ancak zaman ile betonarme yapılarda şiddetli korozyon problemleri oluşabilir.

Betonarme çeliğinin korozyon başlangıcının en önemli nedenleri klorid

iyonlarının ve karbondioksitin çelik yüzeyine doğru girişidir. Klorid iyonları

pasif filmin lokal olarak göçmesine ve lokal korozyon oluşumuna neden olur.

Diğer yandan, karbondioksit hidrate çimento matrisi ile reaksiyona girer ve pH’ı

düşürür. Düşük pH’ta aktif hale gelen çelik korozyona maruz kalır.

Günümüzde korozyon, yapı elemanlarının servis ömürlerini etkileyen en önemli

etken olmaktadır. Korozyon, donatılarda ve betonda birbirini takip eden

kimyasal reaksiyonlar olarak ortaya çıkmaktadır. Betonarmede donatıyı

19

paslanmaya karşı koruyan, betonun pH=13 civarında bulunan yüksek alkali

düzeyidir. Bu yüksek alkali seviyesi düşmeye başladığı zaman beton artık

içindeki donatıyı korozyona karşı koruyamaz hale gelir ve donatılar paslanmaya

başlar. Paslanan donatının hacmi genişler ve betonarmede donatılara paralel

çatlaklara sebep olur. Beton bir kere çatladıktan sonra, tamamen atmosferik

etkilere maruz kalır ve yapı elemanı büyük bir hızla ömrünü doldurur.

Nedeni ve tipi ne olursa olsun, betonarme elemanlarda meydana gelen

korozyon, yapının güvenliğini tartışılmaz bir şekilde tehdit eden ve hatta sona

erdiren bir durumdur. Özellikle depremlerden sonra hasar gören yapıların

durumu incelendiğinde, donatıların korozyon sebebiyle büyük kesit kayıplarına

uğradığı, hatta bazı betonarme elemanlarda donatıların tamamen yok olup

sadece izlerinin kaldığı görülmüştür. Bu durum, yıkımın esas sebepleri

arasında donatı korozyonunun ilk sıralarda yer aldığını göstermektedir.

2. YÖNTEM VE UYGULMA

Korozyon belirtileri gözle görülmeye başlamış ise, durum zaten vahim bir hal

almış demektir. Bu, betonarmede herhangi bir sebepten, herhangi bir yolla

donatının ileri derecede korozyona uğramış olduğunu, donatılarda meydana

gelen paslanmanın, hacim genişlemesi neticesinde beton kabuk tabakasını

patlattığını dolayısıyla betonarme elemanın kendinden beklenen taşıma

görevini yerine getiremeyecek durumda olduğunun bir göstergesidir.

Eğer bir yapıda, bütün betonarme elemanlar bu duruma gelmiş ise, bu binanın

üstünkörü yapılan “takviye” ve “tadilat” projesi ve uygulamalarıyla gerçekten

güvenilir bir yapı haline geleceği kuşkuludur.

Beton kalitesinin kontrolünün yanı sıra, bina bu duruma gelmeden önce

korozyonun başlayıp başlamadığını, başlamış ise ne derecede olduğunu

saptamak zorunludur.

Tüm paspayının kaldırılıp, donatıdaki pas tabakasının ölçümü oldukça zahmetli

ve tahribatlı bir yöntemdir. Tahribatsız kontrol yöntemleri arasında en çok

kullanılan elektriksel büyüklüklerin ölçümleri esas alınarak yapılan

incelemelerdir.

20

Bu konuda çalışma ve araştırma sayısı oldukça fazladır. Özellikle, yurtdışında

beton örtü tabakasının zarara uğratılmadığı, elektrik ve manyetik uygulamalar

denenmektedir.

Bu tür korozyon ölçüm cihazları çok yüksek ücretlerle satılmakta, çoğu zaman

da prospektüslerinde vaat edilen ölçümleri doğru olarak

gerçekleştirememektedir (Betonarme eleman içindeki donatı tespit cihazları

buna iyi bir örnektir. Bunlar, donatı sayısını bulabilmelerine karşın, donatı

çaplarını doğru olarak saptayamamaktadırlar.).

Ancak, ülkemiz koşullarında daha düşük maliyetle oluşturulabilecek bir deney

seti ile, beton örtü tabakası kaldırılmaksızın ölçüm yapılabilir. Bu konu biraz

daha açılırsa, aşağıda sıralanan fiziksel gerçeklere dayanarak bir düzenek

hazırlamak mümkündür. Bunlar;

1. Kuru beton iyi bir elektrik iletkeni değildir. Elektrik akımının geçişine önemli

bir direnç gösterir.

2. Çelik donatı iyi bir iletkendir. Elektrik akımını önemli bir direnç göstermeden

geçirir. . Aralarında L mesafesi olan iki noktadan direnç ölçümü yapılırsa, üç

direncin toplam değeri bulunmuş olur. Birincisi beton yüzeyinden donatıya

kadar olan R1 direnci, ikincisi L uzunluğundaki demir donatının direnci R2 (ki

paslanmamış bir donatıda sıfıra yakındır), üçüncüsü donatıdan beton

yüzeyindeki B noktasına kadar olan R3 direncidir.

Toplam direnç bu durumda : ΣRtemiz=R1+R2+R3 olacaktır.

21

Şimdi içindeki donatısı korozyona uğramış bir betonarme kesiti incelensin

Gene aralarında L mesafesi olan A ve B noktaları arasındaki direnç sayısı üç gibi

görülüyor. Birincisi beton yüzeyinden donatıya kadar olan R1 direnci, ikincisi

donatını direnci olan R2 direnci, üçüncüsü ise donatıdan yüzeye kadar olan R3

direncidir. Toplam direnç gene ΣRkorozyonlu=R1+R2+R3 olacaktır.

Şekil 10 / 11 – Donatı Korozyon Ölçümleri

(a) Donatısı korozyona maruz kalmış bir betonarme eleman kesiti ve

(b) eşdeğer elektrik devresi

Donatının korozyona uğramış olduğu ikinci şekildeki toplam direnç, donatının

temiz olduğu birinci şekildeki toplam dirençten çok daha büyük olacaktır.

Çünkü, bütün metaloksitler iyi birer yalıtkandırlar. Bu yüzden birinci şekilde

sıfıra yakın olan R2 donatı direnci, ikinci şekilde, hatırı sayılır derecede büyük

çıkacaktır. Bu direnç farklılığının değerlendirilmesi ile donatıdaki korozyon

miktarının belirlenmesi mümkün olabilir. Ölçümü yapabilecek hassaslıkta bir

direnç ölçer (ohmmetre) olmaması nedeniyle ölçüm,

22

A ve B noktaları arasına, insan can güvenliğini tehdit etmeyecek sınır olan en

çok 40 voltluk bir gerilim uygulanıp, betonarme direncini bir gerilim bölücü gibi

değerlendirilerek yapmak olanaklıdır.

Bunun için 0-40 volt izole bir akım kaynağı gerilim ölçmek için 100 MHz bir

osilaskop cihazına sahip olmak ve bir ölçüm probu oluşturmak yeterlidir.

Şekil 12 - Betonarme elemana elektriksel gerilim uygulanarak ölçüm alınması

23

BÖLÜM III: KOROZYON TEMİZLİĞİNDE ELEKTRO KİMYASAL

TEMİZLİK YÖNTEMLERİNİN İNCELENMESİ

Metal korozyonu daha öncede bahsedildiği gibi elektro kimyasal bir olaydır.

Bu nedenle elektro kimyasal temizlik yöntemleri ve elektrolitik redüksiyon ile

metal oksidasyonunu temizleyebilmek hatta oksidasyonu ters çevirebilmek

mümkün olmaktadır. Elektrokimyasal reaksiyon dıştan bir Elektro Motor

Kuvvet (EMF) olmadan; iki metalin galvanik teması sonucunda meydana

gelebilir. Bu yöntem galvanik temizlik olarak da bilinir. Elektroliz ise dıştan EMF

desteği ya da bir elektrik akımı uygulanarak yapılan elektrolitik redüksiyondur.

Bu iki sürec hakkında temel bilgiler; Plenderleith(1956), Plenderleith ve

Torraca (1968), Plenderleith ve Werner (1971) gibi kaynaklardan elde

edilebilir.

1. ANODİK KORUMA

Krom, nikel, titan, demir, paslanmaz çelikler ve alüminyum gibi aktif-pasif

dönüşümlü metal veya alaşımların korozyon potansiyellerini, anodik

polarizasyon eğrilerinin pasif bölgesi içinde bir değere kaydırarak ve burada

sabit bir değerde tutarak yapılan bir koruma şeklidir. Anodik korumada metal

anot olarak bağlanır. Metal potansiyelini sabit bir değerde tutmak için

potansiyostat denen elektronik bir cihaz ile bir yardımcı katot ve bir referans

elektrodu gerekir. Genellikle asit depolarının korozyondan korunmasında

uygulanır.

2. KATODİK KORUMA

2. 1. GALVANİK TEMİZLİK

Galvanik temizlik özellikle sualtı kalıntılarında Amerikalı’lar tarafından

uygulanmaya başlanmış bir yöntemdir. İlk olarak 1969 – 1971 yılları arasında

Marx ve Peterson bu yöntemin sualtı kalıntılarına uygulanmasına öncü

24

olmuştur. Ancak bu yöntem, az miktarda da olsa klorür içeren metallerde

uygulandığında, uygun bir yöntem değildir.

Galvanik temizliğin etkili olabilmesi için demir kalıntıda sağlam metalik öz

bulunması gerekmektedir. Bu uygulama ile küçük demir objeler tedavi

edilebilir, ancak genellikle elektrolitik temizleme donanımlarının yeterli

olmadığı durumlarda alternatif uygulama olarak tavsiye edilebilir.

Çalışmamda galvanik temizliğin avantajları yanında dezavantajlarına da

değineceğim.

Galvanik temizlik yönteminde, bir tank içine uygun elektrolit yerleştirilir.

Temizlenecek demir alüminyum folyo ile sarılarak tanka yerleştirilir. Bir de

çinko veya aluminyum gibi daha aktif bir anodik metal yerleştirilir. Reaksiyon

sürecinde; demir yüzeyinden doğan hidrojen, indirgeyici ajan gibi davranır.

Klorürler uzaklaştırılır ve indirgenen metal sol tarafta bulunur. Uygulamanın

etkili olabilmesi için metal eserin tedavisinin gerçekleştiği elektrot

potansiyelinin kontrol altında tutulması gerekmektedir. Demir objenin elektrot

potansiyeli kurulduğunda anodik metal ve demir çifti arasındaki elektrolit ile

temizleme işlemi gerçekleşir. Galvanik temizliğin en basit yöntemi; cam bir

beher içinde hasarlı demir objeyi aluminyum folyo ile kaplayarak %10’luk

Sodyum Hidroksit veya kostik soda (NaOH) ya da %10 – 20 arasındaki Sodyum

Karbonat çözeltisi(Na2CO3) içine bırakmaktır. 1969’da Noel Hume, Elektrolit

olarak Sodyum Bi Karbonat (NaHCO3) önermiştir, ancak Texas A&M Koruma

Araştırma Laboratuvarı galvanik temizlikte kabartma tozunun etkili olmadığını

göstermiştir.

Galvanik temizlik reaksiyonu ısıtılarak hızlandırılabilir. Obje çözeltiden

çıkartıldığında kimyasaldan arındırma amacıyla durulanır ve uygulama

sonucunda tatmin edici neticeler elde edilemezse işlem tekrarlanır. Bu tarz bir

uygulama ile sadece küçük boyutlu ve yüzeysel korozyonu bulunan demir

objeler tedavi edilebilir.

25

Çinko tozu veya alüminyum

granülleri kullanılarak % 10

– 20 oranında Sodyum

Hidroksit çözeltisi

hazırlanarak yapılan

uygulama şekli en çok

kullanılan yöntemdir.

Şekil 13 – Elektro Kimyasal temizlik yöntemlerinin çalışma mekanizması

Çözelti metal ya da cam bir tank içinde ısıtılır ve kaynamaya bağladığında içine

saf su katılarak çözelti oranı korunur. İşlem çinko azalana ya da elektrolit

tükenene kadar devam eder. Tüm klorür izleri giderilene kadar veya demirin

redüksiyon işlemi tamamlana kadar, çinko tozu ve elektrolit yenilenerek proses

devam eder. Eser bünyesinde yüksek oranda klorür kalırsa, ilerleyen

dönemlerde korozyon saldırıları tekrarlanacaktır.

Bu uygumla için ısıtıcı, çeker ocak ve buharlaşan kostik soda gazlarının dışarıa

atılması için iyi bir havalandırma sistemi gibi araçlar gerektirir. Redüksyon

prosesinde kostik çözeltisi bir egzost sistemi ile dışarıya atılırken çinko

oksidasyon yoluyla kaybolur. Oksiklorür ve karbonat birikimi olan film

tarafından kalan çinko aktivitesi indirgenir.

Demir eserler ve yoğun korozyonlu eserler için galvanik temizleme yöntemi

pratik bir yöntem değildir. İdeal koşullar altında bile süreç sürekli denetim ve

karmaşık yapılı işlemler gerektirmektedir. Açığa çıkan gazın, cilt, göz ve boğaz

için hoş olmayan yan etkileri bulunmaktadır. Ayrıca aynı anda hem yeterli ısıı

hem de yeterli havalandırma şartlarının sağlanması zordur. Özellikle büyük

boyutlu ve yüksek oranda klorür içeren eserlerde yapılacak uygulamalarda

kirlenen çözelti sıklıkla değiştirilmelidir. Arıca kullanılacak çinko miktarı çok

fazla ve işlem süresi çok uzundur.

Demir eserlerin çoğu için galvanik temizlik, daha öncede bahsettiğim gibi

yalnızca elektrolitik redüksiyon için yeterli ekipman mevcut değilse

uygulanabilir ancak yüksek ihtimalle zaman kabı olacaktır. Noel Hume daha

26

1969’da bu yöntemin amatörler tarafından mutfak sobası üzerinde bile basitçe

apılabilecek bir işlem olduğunun unutulmasını söylemiştir.

2.2. ELEKTROLİTİK REDÜKSİYON

Elektrolitik redüksiyon metal eserlerin konservasyonunda en etkili

yöntemlerden biridir. Elektrolitik ünitelerinin maliyeti düşüktür ve kurulumu

koladır. Redüksiyon prosesi için; geliştirilmiş hidrojen ya da mekanik temizlik

yöntemleri ya da bu ikisinin kombinasyonu uygulanabilir. Etkili bir temizleme

için basit kablolama ve elektrolizden daha fazlası gerekmektedir.

Korozyon süreçleri ve termodinamik; en az konuyla ilgili uzmanlık alanlarına

sahip kişiler kadar bilgi birikimi gerektirmektedir. Korumacı, elektrot

potansiyelleri ve PH konularına aşina olmalı ve bu değişkenlerin elektrottaki

korozyon, pasifizasyon ve muafiyete nasıl etki edeceğini kavramış olmalıdır.

Bu faktörler özellikle yüksek oranda klorür bulunduran metallerle uğraşılması

durumunda çok önemlidir. Bu, acemilerin bu yöntemle tatmin edici sonuçlar

alamayacağı anlamına gelmese de; koruma açısından, olumsuz koşullar

meydana gelmesi durumunda hücre içinde olup biteni anlayabilecek ve kontrol

altına alabilecek deneyime sahip kişilerin etrafta olması alınabilecek en büyük

önlemdir.

Sistemin çalışma prensibi; demir eserin katot olarak temizlenebileceği bir

elektrolitik hücre kurma esasına dayanır. Bir elektrolitik hücre; anot ve katot

adı verilen iki bölümden oluşur. Bunun yanı sıra elektrik iletkenliğini

sağlayacak elektrolit adı verilen çözelti bulunması gerekir. Oksidasyon ve

redüksiyon yaratmak için harici bir güç kaynadığından (DC) elektrik akımı

verilir. Katotta bulunan negatif elektronlar ya da koloidal partiküller dışarıdan

gelen daha yüksek akım sayesinde, sistemin sol tarafında bulunan ve artı uç olan

anotta birikir. Anotta oksidasyon meydana gelir, pozitif yüklü iyonların

taşınması sonucunda katotta redüksiyon reaksiyonları oluşur. Redüksiyon

sırasında bileşikte bulunan bazı artı yüklü metal iyonları demir eser yüzeyini in

27

situ olarak etkiler. Buna ek olarak klorür ve diğer anyonlar yüksek elektrolitik

istek sebebiyle, anota doğru taşınırlar.

Elektrolitik redüksiyonun en önemli avantajı dıştan uygulanan Elektro Motor

Kuvveti (EMF) veya akım, elektrik yoğunluğunun kontrol edilebilir olmasıdır.

Bu denetim bazı mineralize metallerin konsolidasyonu ve/veya redüksiyonu

için elektrot potansiyellerinin önceden belirlenmesini sağlar. Oksitlenmenin

içinde sağlam metal özü bulunduğunda elektrolitik redüksiyon yoluyla demir

korozyon bileşiklerinin metalik öze dönüştürülmeleri teorik olarak

mümkündür. Bu durum korozyon tabakasını pekiştirerek klorürleri ortadan

kaldıracaktır.

Elektrolitik redüksiyon yöntemi ile temizlik yapılırken dikkate alınması gereken

ekipman ve değişkenler:

2.2.1. Deneysel Değişkenler

- Elektrolitik türleri ve kurulumları

- Elektrolit

- Akım Yoğunluğu

- Elektrot Potansiyelleri

2.2. 2. Ekipman

- Güç kaynakları

- Kutup telleri ve klipsleri

- Anot Malzemesi

- Klorür Malzemesi

- Kullanılan Tanklar

28

2.2.2. Ekipman:

A – DC Güç Kaynağı: DC güç kaynağından çıkan akım dalgası %0.1 ve % 0.5

arasında olmalı. İyi kontrol edilebilen bir redüksiyon için düşük dalgalı güç

kaynakları tavsiye edilir. Düşük dalga kontrol edilebilir ancak akım yoğunluğu

eserin büyüklüyü ya da adedine uygun olarak seçilecek bir parametredir.

B – Kutup Telleri ve Klipsler: En çok kullanılan teller ABD Ulusal Elektirik

Tüzüğü Standardına göre, 16 AWG, seperation 2, 300V azami derecede

yalıtılmış bakır tellerdir. Bir çok elektrikli ev aletinde kullanılan bu teller esnek

ve kullanımları kolaydır. Bunun yerine her hangi şüpheli bir tel kullanılacaksa

Amper kapasitesi kontrol edilmeli ya da elektrikçiye danışılmalıdır. Dikkat

edilmesi gereken başka bir konu da redüksiyon işlemi sırasında telin

ısınmamasıdır. Eğer ısınıyorsa tel uygun değildir. Klipslerin seçiminde ise eserin

boyutu önemlidir. Muller klislerinden 25,27,48 ve 85 numaralı boylar hazır

tutulmalıdır. Çelik klipsler genellikle Kadmiyum ya da çinko kaplamalı

olmaktadır. Kullanmadan önce seyreltik Hidroklorik asit banyosu bu

kaplamaların ayrışmasını sağlayacaktır. Aynı zamanda bakır klipsler de

kullanılmamalıdır.

C – Anot Malzeme: Demirde uygulanacak elektrolitik temizleme yöntemi için

16 kalibrelik, yarım inç açıklıkları olan hafif bir çelik ucuz ama etkili bir

malzeme olacaktır. Ayrıca elektrolitin serbest dolaşımına izin verir ve gazı

tutmaz. Hafif çelik anotlar Yeterli alkalin ( en az PH 8.5) ortamlarda şaşırtıcı

derecede dayanıklıdır. Genellikle oksijen – hidrojen hücre elektrotları olarak

kullanılırlar. Paslanmaz çeliğin üstün özellikte bir anot olduğu idda ediliyor.

Nispeten daha hareketsiz olduğu için redüksiyon sırasında değiştirilmesi

nadiren gerekir ve sıklıkla önerilen bir anot malzemesidir. Ancak tüm

paslanmaz çelikler anot malzemesi olarak kullanıma uygun değildir. Krom ve

nikel hatta titanyum oranı yüksek paslanmaz çelikler seçilmelidir. % 16 – 18

oranında krom, %10 – 14 oranında nikel ve %2 – 3 oranında molibden oluşan

Tip 316 paslanmaz çelikler seçilmelidir. Çünkü sadece Tip 316 paslanmaz çelik

klorür korozyonuna dirençlidir ve alkalin elektrolit için iyi bit alternatiftir.

29

D – Tanklar : Elektrolitik kurulumunda çeşitli malzemeden üretilen tanklar

kurulabilir. Polivinil Klorür (PVC) Polipropilen (PP) ve polietilen (PE) gibi kostik

ve aside dayanıklı, aynı zamanda iletken olmayan tanklar yagın olarak

kullanılmaktadır. Kapalı uçlu PVC plastik borular içinde tüfek, varil gibi uzun

ince eserlere yapılan uygulamalardan olumlu netice alınmış.

3. ELEKTROLİTİK DÜZENEKLERİN ÇEŞİTLERİ

Aşağıda göreceğiniz örnekler Hamilton’un 1973 yılında bazı eserler için

ayarlanmış şekilde oluşturduğu düzeneklerdir. Bu düzenekleri kurmak için bazı

faktörleri göz önüne almak gerekmektedir

1. Numunenin büyüklüğü ve durumu

2. Prosese alınacak eser miktarı

3. Kullanılabilir doğru akım güç kaynağının sayısı

4. Güç kaynağı ünitelerinin mevcut kapasiteleri

5. Tankların materali, boyutu ve sayısı

30

Şekil 14 –

Düzenek Şekilleri

A. İdeal Elektrolitik Kurulum : Sadece tek bir eserin tank içinde olduğu

kurulumdur. Eserin tüm çevresine eşit uzaklıkta bağlanabilen formda bir anot

ile çevrili ve sadece tek bir güç kaynağına bağlıdır. Bu kurulum hassas

durumdaki eserler için son derece uygundur.

B. Tip 2 Kurulum : Tank içinde birkaç eser birlikte bulunur. Fakat her ese

kendisi için özel formdaki anota bağlanmıştır ve her biri ayırıcı ile bir güç

kaynağından elektrik almaktadır. Bu yöntem kullanıldığında anotlar eserlerin ve

anotların birbirlerinden uzaklığı önemlidir. Ayrıca çapraz akım olmamasına

dikkat edilmelidir. Bu kurulumda her bir demir eser ve her elektrot potansiyeli

dikkatlice kontrol edilmelidir.

31

Yukarıdaki iki yöntem; demir yüzeyler arasındaki oksit tabakalarının

pekiştirilmesi ya da yapısal detayların sağlamlaştırılması gibi uygulamalarda

kullanmak için uygundur.

C. Tip 3 Kurulum : En yaygın kullanılan yöntemi meta eserlerin katot iletken

çubuk ile askıya alınmasıdır. Kontrol açısından diğerlerine göre daha az imkan

sağlasalar da, birden fazla eserin tek seferde tek tankta işleme tabi tutulmasına

yönelik avantajı bulunmaktadır. Anotun biri tank içinde askıda bulunur, diğeri

ise eserlerin alt tarafına yerleştirilir. Bu nedenle bu yönteme sandviç yöntemi de

denmektedir.

D. Farklı Tarzda Tip 3 Kurulum : 3 adet pirinç çubuğa, dike çelik levhalar

yerleştirilmiş ve pirinç çubuklar tank üstünde bakır tel kullanılarak askıya

alınmıştır. Anot levhaları Mueller klipsleri ile artı ucuna bağlıdır.

E. Bölmeli Tip Kurulum : Sac veya paslanmaz çelikten bölmeleri olan bir tank

kullanılır. Tank pozitif anota bağlıdır ve anot gibi davranır. Her bölüme ayrı bir

demir eser yerleştirilir. Çoklu kullanımda eserler üzerindeki her akım kontrol

edilemez fakat elektrolit içindeki klorür oranı takip edilebilir. Bu yöntem tek bir

güç kaynağı ile birden fazla eser üzerinde uygulama yapılması açısından

avantajlıdır. Eserlerden birinin işlemi tamamlandığında düzenek yeniden

düzenlenerek diğerlerinin uygulamasına devam edilebilir.

Bir çok konservasyon laboratuarında, düzenekler tek güç kaynağına

bağlanarak kontrol panellerindeki göstergeler sayesinde takip edilir.

32

4. ELEKTRO – DEOKSİDASYON YÖNTEMİ

Elektro-deoksidasyon yöntemi, üretim metalurjisinde yaygınca bilinen

çözünmüş tuz elektrolizine benzerlik gösteren yeni bir teknolojidir. FFC - (Fray-

Farthing-Chen)- prosesi olarak ta bilinen bu yöntem Fray ve digerleri (2000)

tarafından gelistirilmistir.

Yöntem, titanyum özelinde, toz halindeki TiO2’in sinterlenerek peletlenmesini

ve takiben hazırlanan bu peletin katı halde redüklenmesini- diger bir ifade ile

oksijeninin yapıdan atılmasını- içermektedir. Böyle bir redüklenmenin tuz

ortamında elektrolizle mümkün olabilecegi ilk kez Okabe ve digerleri 1992

tarafından öne sürülmüstür. Elektrolit çogu kez CaCl2 dür. Yaklasık 850-900°C

çalıstırılan bu hücrede TiO2 pelet katot olarak baglanmaktadır. TiO2 yapısındaki

oksijen CaCl2 içersinde belirli bir çözünebilirlige sahip olmakta ve uygulanan

potansiyel farkı ile çözünmüş oksijen anottan (grafit) dısarı atılmaktadır.

Okjienin tamamen dısarı atılması ile baslangıçta TiO2 pelet, elektroliz islemi

sonunda Ti’ye dönüsmektedir. Elektro-deoksiadasyon yöntemine iliskin

literatürde bilgi kısıtlıdır. Fray ve digerleri, 2000, tarafından yapılan tekrarlı

voltametri ve SEM çalısmaları okisjjenin sistemden uzaklastırılması sırasında

CaO olusmadıgını, bunun yerine oksijenin katodda asagıdaki reaksiyona gore

iyonize oldugunu göstermektedir.

TiO2 + 2xe- = Ti + xO2- (1)

Bu çalısmada uygulanan voltaj degeri 3.0 V’dur. Bu deger CaCl2 ayrısma

potasiyeli olan 3.1 V’un birazcık altındadır. Nitekim sürecin basarılı olabilmesi

ancak uygun nitelikli tuzun seçimi ile mümkündür. CaCl2 seçimi, bu tuzun asırı

kararlılıgı, diger bir ifade ile, ayrımsa potansiyelinin yüksekligi temelinde

yapıldıgı anlasılmaktadır.

Fray ve digerleri bu çalısmalarında 0.25 μm TiO2 tozlardan sinterlenmis peleti

5-24 saatlik bir elektroliz sonucunda 12 μm tane büyüklügünde saf Ti peletine

dönüstürmüslerdir. Bu islemde, yaklasık 10 mm boy x 10 mm çaplık pellet için

baslangıçta ~104 A/m2 lık bir akım yogunlugu gözlenmis, ancak akım

yogunlugu daha sonra düsmüstür.

33

Sekil 15 - Elektro-deoksidasyon Yöntemi ( Fray ve digerleri 2003)

Fray ve digerleri bu yöntemin esasını; oksijenin katodda iyonlasması, takiben

olusan iyonun CaCl2 de çözünmesi ve anoda tasınarak oradan dısarı atılması

seklinde izah etmektedirler.

Vardıkları diger önemli bir sonuç bu ve benzeri süreçlerde okisjenin pelet

içersindeki yayınım hızının önemli oldugu ve yöntemin basarısında belirleyici

olabilecegi seklindedir( Fray 2004).

Yukarıda verildigi haliyle yöntemin üstünlügü Muir Wood ve digerleri (2003)

tarafından yapılan çalısma ile ortaya çıkmaktadır. Muir Wood ve digerleri(2003)

bu yöntemle Ni2MnGa bilesigini oksitlerinden dogrudan üretmeyi

basarmıslardır. Bu amaçla NiO, MnO2, and Ga2O3 tozları Ni2MnGa denk gelecek

oranlarda harmanlanmıs ve sinterlenmistir. Bu çalısmada voltaj yukarıdaki ile

aynı seçilmis (3V) ve islem 26 saatte tamamlanmıstır. Akım yogunlugu

yukarıdakine benzer bir davranıs göstermistir .

34

BÖLÜM IV: KATODİK KORUMA SİSTEMLERİNİN İNCELENMESİ VE

UYGULAMA ÖRNEKLERİ

Katodik koruma korunacak

metali ; oluşturulacak bir

elektro – kimasal hücrenin

katodu haline getirerek,

metal yüzeyindeki anodik

akımların önlenmesi

işlemidir.

Resim 3 – Deniz araçlarında

galvanik koruma.

Katodik koruma korunacak metali ; oluşturulacak bir elektro – kimasal hücrenin

katodu haline getirerek, metal yüzeyindeki anodik akımların önlenmesi

işlemidir. Metale dıştan uygulanan akım ile verilen elektronlar, metal üzerinde

yürümekte olan anodik reaksiyonları tam olarak durdururken, katodik

reaksiyonun hızını arttırır. Anot reaksiyonları korunmakta olan metal yüzey

yerine, katodik koruma devresinde bulunan yardımcı anot üzerinde gerçekleşir.

Bu yönteme dış akım kaynaklı katodik koruma yöntemi denmektedir.

Galvanik anaotlu katodik koruma yönteminde ise, korozyona uğramakta olan

metale , kendisinden daha aktif bir metal bağlanır. Böylece katot reaksiyonu için

gerekli olan elektronlar galvanik anot olarak adlandırılan aktif metalin

kendiliğinden yürüyen yükseltgenme reaksiyonu ile karşılanır. Korunan melatin

yüzeyindeki bütün anodik reaksiyonlar tamamen durur.

Katodik koruma uygulaması ilk olarak 1824 yılında Sir Humpry Davy tarafından

Samarag isimli bir gemide denenmiştir. Bu uygulama sonuçları başarısız olarak

değerlendirilmiş ve yaklaşık yüz yıl boyunca hiçbir alanda uygulanmamıştır.

Günümüzde kullanılan dış akım kaynaklı katodik koruma TR ürünleri,

koruyacağı apının yakınına kurulmakta ve çok geniş bir alana dağılmaktadır.

35

TR ünitelerinin arıza kontrolleri için uzman personelin her bir TR ünitesine

gitmesi gerekmektedir. Bu işlem çok zaman ve maliyet gerektirmektedir. Bu

çalışmada yapılan TR ünitesi, kendisinden uzakta bulunan bilgisayar

ekranından görülebilmektedir. Böylece hem arızalar meydana geldiği

anda,görülmekte, hem de sadece arıza yapan TR üniteleri için personel

görevlendirilmektedir.

1. ÖN ÇALIŞMALAR

Metalik yapıların korozyondan korunması için tesis edilen katodik Koruma

sisteminin gerekli performansa sahip olduğunu anlamak için aşağıda belirtilen

testlerin gerçekleştirilmesi gerekir.

1.1. ZEMİN ETÜTLERİ

Zemin Rezistivitesi ölçümleri (TS 4363)

Zemin redoks potansiyeli (TS 4363)

Yer altı su düzeyi

Zemin rutubeti ve tuz içeriği

1.2. KORUNACAK METAL İLE İLGİLİ ETÜTLER

Metal cinsi, et kalınlığı , yüzey ölçüleri

Kaplama cinsi ve et kalınlığı

Boru/zemin potansiyeli ölçümleri

Boru/Akım ihtiyacı ölçümleri

1.3. ÇEVRE İLE İLGİLİ ETÜTLER

Boru Hattı boyunca yer altı metalik yapılar

Boru Hattı güzergahındaki yol , köprü , bataklık v.b

yapıların tayini

Boru hatlarında yabancı boru hatları ve yüksek gerilim

hatları ile kesim noktaları

Dış akım kaynaklı koruma sistemi için enerji temin yerleri

Anot ve anot yatağı için uygun yerlerin tespiti

36

2. KATODİK KORUMA SİSTEMLERİ

2.1. CEBRI AKIMLI SISTEMLE YAPILAN KORUMA

Ana kaynaktan ( Tr/ Red ) ve buna bağlı anot yatağından oluşan bir koruma

sistemidir. Dış Akım Kaynaklı Katodik Korumada herhangi bir elektrot anot

olarak kullanılabilir. Anot olarak seçilen elektrot, bir doğru akım kaynağının (+)

ucuna, korunacak metal ise akım kaynağının (-) ucuna bağlanır. Bu şekilde bir

elektrolikik ortam içerside iki elektrot yerleştirilmiş olur. Ancak anot üzerinden

çekilen akım bir dış kaynak ile sağlandığından anot elektrodu doğrudan

reaksiyona girmez ve anot üzerinde bir kütle kaybı oluşmaz. Böylece anodu

korozyona uğratmadan korumak için gereken yapı olışturulur.

Elektrik kesintilerinde ve

T/R arızasında yapı

korumasız kalır. Bu sebeple

alternatif akü sistemleri

kullanılabilir. İlk etapta

aklıma gelen akü güneş

paneli. Konuyla ilgili

araştırmalarımda bazı

hesaplamalar elde ettim.

Resim 4 - TR Normal seyrinde Çalışırken izlenen bilgisayar ekranı

Bir ölçüm istasyonunda günlük güç ihtiyacı, 1,68 amper-saat(AH) olarak tespit

edilmiştir. İstanbul için gün içerisinde güneş alma süresi yıllık ortalama olarak 2,25

saat olarak verilmiştir. Günlük amper saat ihtiyacı dikkate alınarak en kötü şartlarda

akülerin güneş panellerinden takviye almadan 8 gün süre ile besleme yapabilmesi

için 12V, 17AH’lık bakımsız kuru akülerin tercih edilebileceği ortaya konmuştur.

37

Şekil 16 - Dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminin çalışma mekanizması

2.1.1. Dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminin avantajları

o Büyük veya mevcut yapılar için tesis edildiğinde ekonomik olrak

uygundur.

o Geniş gerilim elde edebilme imkanı (potansiyel farkı ancak doğru akım

besleme sisteminin büyüklüğü ile sınırlıdır)

o Kaplamasız ,yetersiz kaplamalı ve geniş yapıların korunması için gerekli

akım sağlanır.

o Anodların değiştirilmesi ekeomik olarak uygun

o Yüksek toprak(elektrolit)dirençli ortamlarda uygulanabilme

o Zayıf kaplanmış veya kaplamasız yapılar için etkili koruma

o Koruma etkinliği her zaman kontrol edilebilir.

o Akım ve gerilim çıkışı her zaman değiştirilebilir.

38

2.1.2 Dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminim dezavantajları

Önemli derecede işletme ve bakım ihtiyaçları

Diğer komşu metalik yapılara kaçak akımlardan dolayı önemli ölçüde

enterferans etkileri

Dış güç besleme gerekliliği

2.2. GALVANIK SISTEMLE YAPILAN KORUMA

Metal yapıyı korumak için gerekli elektronlar galvanik hücrelerden

(magnezyum-çinko gibi) temin edilir. Dışardan elektrik akımına ihtiyaç

olmadığından bu sistemle yapılan korumaya kurbanlık sistemli koruma da

denilir. Galvanik sistemli korumada ilk tesis maliyeti genellikle daha pahalı

olmakla birlikte bu sistem çok az işletme ve bakım masrafı gerektirir. Sürekli

çalışmada elektrik sarfiyatı ve redresör arızası gibi konular söz konusu değildir.

Anot yatağı yapmaya müsait yer bulunamadığı takdirde veya işletmeci faktörleri

göz önüne alındığında bu sistemin uygulanması gerekir. Kurbanlık sistemde

anodun verebileceği akımdan fazlası alınamaz cebri sistemli korumada ise

Tr/Red. deki potansiyometreler vasıtası ile akım istenildiği kadar arttırılabilir.

2.2.1Galvanik Katodik Koruma Sistemlerinin Avantajları

o Tesisi ekonomik olarak uygundur

o İşletilmesi ve bakımı kolaydır

o Aşırı koruma potansiyeli yönünden oldukca uygundur.

o Diğer metalik yapılarüzerindeki kaçak akım etkileri oldukca azdır

o Dış akım kaynağına gerek yoktur

o Tesisi kolaydır

o Minimum katodik enterferans vardır

o Düşük bakım ve işletim masrafları

o Tankların korunmasında tankın dış çapı etrafında uniform akım dağılışı

o Minimum istimlak ve irtifak maliyeti

o Koruma akımının verimli kullanımı

39

2.2.2 Galvanik Katodik Koruma Sisteminin Dezavantajları

Küçük koruma gariliminin elde edilmesi(sınırlı potansiyel farkı)

Yüksek dirençli elektrolitlerde oldukca küçük akımların elde 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 anacak bir tankı koruyabilir. Diğeri için ayrı

bir sistem yapılması gerekir.

Korozyonu ve sistemi kontrol ve izleme zorluğu

3. KATODİK KORUMA SİSTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Elektrik Enerjisi Bakimindan : Galvanik yöntemlerde dış akım kaynağına gerek

yoktur. Elektrik enerjisinin bulunmadığı ya da yeterli olmadığı alanlarda

kullanılabilir. Trafo / Redresörün çalışması için 220 V . A.C. enerjiye ihtiyaç

vardır. Dış akım kaynaklı sistemler elektriğe ihtiyaç duydukları için, yeterli güç

kaynağının mevcut olduğu bölgelerde kullanılırlar.

Akım Maliyeti Bakımından : Galvonik anotlardan üretilen bakım, şebekeden

elde edilen doğru akımdan daha pahalıdır. Genellikle akım ihtiyacı küçük olan

eserlerde kullanımı uygundur. Dış akım kaynaklı sistemlerin maliyeti galvonik

anotlara gore daha ucuzdur, ancak ilk tesis kurulum masrafları daha fazladır.

Periodik Kontroller Bakımından: Galvonik Anotlarda uygulama kolaylığı vardır.

Projede gözden kaçan etkenler nedeniyle akım ihtiyacında artış olursa, sisteme

sonradan yeni anotlar ilave edilerek kapasite arttırılabilir. Dış akım kaynaklı

sistemlerde ise bu konuda hata payı bulunmamaktadır. Trafo ünitesinin akım

kapasitesi işletme sırasında projede öngörülmüş olan değerin dışına

çıkarılamaz. Anot yatağı direnci düşürülemez.

40

İşletme Ve Bakım Bakımından : Galvanik sistemde anotlardan biri kullanılmaz

hale geldiğinde, yanlızca bu anot değiştirilerek diğer sağlam anotlarla korumaa

devam edilebilir. Dış akım kanaklı sistemde anot yatağında çıkan arıza, tüm

sistemin sökülerek baştan yapılması anlamına gelir.

İnterfans Etkisi Bakımından : Galvanik anotların çevredeki yapılar üzerinde

herhangi bir etkisi yoktur. Dış akım kaynaklı anotların korunan yapı dışındaki

metallerde korozif ve aşındırıcı etkisi bulunmaktadır. Bu nedenle yöntem

seçilmeden once çevrede bulunan diğer metal yapılar, borular vs. göz önünde

bulundurulmalıdır.

Akım Şiddetinin Ayarlanması Bakımından : Galvonik anotlardan çekilen akımı

ayarlamak mümkün olmaz. Galvanik anotlar katodik koruma için gerekli olan

akımı kendiliğinden ayarlar. Yapının akım ihtiyacında artış olursa, potansiyeli

düşer bölece anot – katot arasındaki potansiel farkında artış olur ve anottan

daha fazla akım geçirilir. Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemlerinde ise,

akım ihtiyacında her hangi bir değişme olması halinde trafo ünitesinde akım ve

potansiyelin yeniden ayarlanması gerekir. Bu işlem el ile (manuel) yapılabildiği

gibi, katodik koruma devresine sabit bir referans elektrot konularak otomatik

olarak da yapılabilir.

Bağlantı İzolasyonu Bakımından : Galvanik anotların katoda bağlanması

sırasında herhangi bir önlem alınmasına gerek yoktur. Dış akım kullanılacaksa

Trafo ünitesini anotlara bağlıyan kablonun bağlantı noktaları çok iyi izole

edilmelidir.

Bağlantı Hatası Bakımından : Galvanik anotlarda yanlışlıkla ters kutup bağlama

tehlikesi yoktur. Trafo ünitesinin (-) ucu katoda (+) ucu da anoda bağlanır.

Dalgınlıkla veye yanlışlıkla bunun aksi yapılırsa korunması istenilen yapı kısa

süre içinde parçalanır

41

Yukarıda yapmış olduğum karşılaştırmanın, katodik koruma yapılması istenen

yapı için gözden geçirilmesi çok önemli olan bir husus olduğunu düşünüyorum.

Bir yandan tarihi yapı korunurken, diğer yandan belediye veya kamuya ait

malzemelerin zarar görme riskleri olduğunu bilmek gerekmektedir. Ayrıca her

zaman hata payı olduğunun ve tek bir bağlantı hatası ile kısa sürede, farkına

varmadan yapıya daha fazla zarar verebilecek bir yöntem seçmeme özen

göstermek gerekmektedir. Yeni teknoloji ürünleri ilk bakışta çok avantajlı ve

akıl sınırlarını zorlayan niteliklere sahip gibi görünseler bile, ayrıntılı araştırma

yapıldığında geri döndürülemez zararlara sebep olma risklerinin mevcut olduğu

anlaşılıyor.

BÖLÜM V: ÖRNEKLER

1. İNGİLTERE’DE KATODİK KORUMA UYGULANAN BAZI YAPI ÖRNEKLERİ

1.1 .WHITCHURCH ALMSHOUSES - Galvonik Anot Yöntem

Galvanik Anot Sistemi, dört taş cephe içinde bulunan donatıları paslanmaya

karşı korumak için ilk olarak 1994 yılında kurulmuş. Bu uygulama İngiltere’de

türünün ilk uygulaması oldu.

Bitişik taş bloklarını tutturmak için demir donatılar kullanılmış. Saçak ve

pencere eşiklerinin altından su girişi olduğu, ayrıca taşların eklem

bölgelerinden içeriye de su sızarak iç kısımdaki demir donatıların paslanmasına

sebebiyet verdiği anlaşılmış. Korozyon ile genleşmeler olarak taşlarda çatlama

ve kopmalar meydana gelmiş.

Koruma politikalarındaki minimum müdahale ilkesi ile hareket edilerek mimari

yapıda bulunan ve sadece tarihsel olarak önemli özelliği ola bölümler üzerinde

uygulama yapılmış. Cephenin dış kenarında bulunan, hasarlı taşlar yeni

42

paslanmaz çelikten üretilmiş donatılar kullanılarak yenilenmiş. Henüz

bozulmamış taşların bozulmasını engellemek ve donatıların korozyon

pasifizasyonunu sağlamak amacıyla galvanic anot yöntemi tercih edilmiş.

Katodik korumayı sağlamak amaçıyla altı adet, 2.3 kg ağırlığında magnezyum

anot; yapının önündeki kaldırıma gömülerek ring devre ile doğrudan kramplara

bağlanmış. Elektrik bağlantılarının taşa vereceği zararı minimuma indirmek

için; titanium bağlantı kablolarıhazırlanan güncel harcın içine gömülmüş.

43

1.2. DODİNGTON HOUSE – Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemi

Yaklaşık 1840 yapımı Büyük bir bina olan yapının revaklarındaki blok taşlarda metal

donatı korozyonundan kaynaklı ciddi hasarlar meydana gelmiş. 2003 yılarının

sonuna doğeu, yoğun hasarlı taşlar değiştirilerek yeni metal donatılar eklenmiş ve

eskileriyle yenileri bir arada kullanılmaya devam edilmiş. Değişmeyen yüz adedi

aşkın donatı dış akım kaynaklı

katodik koruma sistemi kullanılarak

koruma altına alınmış. 50 mm

çağında ve 1.5 m uzunluktaki

donatılar, kurşunla çevrilmiş ve taş

içine gömülmüş. Donatılardaki

Kurşun kaplamanın eksik olduğu

korunmasız kısımlarda pas meydana

gelmiş. Resim – Demir donatının kurşun kaplı olan ve

olmayan kısımları

Taş içinde bulunan demir donatılarının zeminden yüksek bir bölgede bulunması

sebebiyle; toprağa gömülerek kurulan kurban anot sistemi bu yapıda kullanılabilecek

bir yöntem değildir. Aynı zamanda demirin kurşum malzeme ile kaplanmış olması da

ejerji gereksinimi arttırmış. Bu nedenle dış akım kaynaklı yöntemlerin seçilmesinin

daha uygun olacağına karar verilmiş. Devre için gereken bağlantılar harç içine

saklanmış.

44

CP aletlerinin bulunduğu kabinde traformatör doğrultucuları mevcuttur ve sorumlu

hizmetli tarafından kontrol eidlebilecek bir bölgeye yerleştirilmiştir. Bu kabinde aynı

zamanda devre ölçümleri, anlık potansiyeller görüntülemektedir.

45

1.3. SHERBORNE ABBEY - Dış Akım Kaynaklı Katodik Koruma Sistemi

46

1.4. ROYAL WEST OF ENGLAND ACADEMY – Dış Akım Kaynaklı Katodik

Koruma Sistemi

47

2. BALAT DEMİR KİLİSE ‘NİN DEĞERLENDİRİLMESİ (SVETI STEFAN KİLİSESİ)

Sveti Stefan Kilisesi baştan aşağı demirle inşa edilmiş bir yapıdır ve "demir

kilise" olarak anılma nedeni de budur. Tüm taşıyıcı karkası, çelik profillerin

kompozisyonundan oluşmuş ve bunun dışında duvar kaplamalarından,

döşemelere, pencere doğramalarından kapı

kanatlarına varıncaya değin yapıya ait her türlü unsur tamamen demirden imal

edilmiştir. Tüm cephe kaplama levhaları düz saçtan, kabartma tekstürlü olanlar

ise dökme demirden imal edilmiş ve bunların ilgili aksesuar profilleri perçinle,

saç ve dökme demir levhalar ise kaynakla karkasa monte edilmiştir. Ayrıca yine

vurgulanması gereken bir özgün detay da; çatıdan toplanan yağmur suyunun

kolonların içinden geçen düşey borularla zemine kadar indirilip, buradan bina

çevresinde kanallara bağlanmasıdır.

Viyana’da Waagner firmasında bir yandan detay tasarımlar ve hesaplar yapılır

iken, bir yandan da tümü demir(dökme) ve çelikten oluşan yapı elemanlarının

üretimine başlanır ve yine ilginç bir nokta; tüm üretimin tamamlanmasını

takiben R.Ph.Waagner firmasının fabrika sahasında kilisenin tamamının montajı

yapılır ve kurulur. Böylelikle, üretilmiş elemanlar İstanbul’a gönderilmeden

önce, herhangi bir eksik veya hata var ise görülmüş olacaktır. Tesiste montaj ve

demontajını takiben yapı elemanları, bir iddia deniz yolu ile Trieste ve Adriyatik

üzerinden, bir başka iddia ise Tuna Nehri ve Karadeniz Yolu ile İstanbul’a

gönderilir.

Prof.Paul Neumann 1895 yılında "Bizans uslubundaki Demirden Kilise üzerine"

yaptığı sunuşunda demir kullanımının sebebini şöyle anlatmış; "Yapı Haliç

kıyısında çok kötü bir zemin üzerinde kurulacağı için, ağırlığını olabildiğince

azaltmayı düşündük. Bu nedenle ana parçaları tümüyle demirden tasarladık,

çünkü demir yapı kagir bir yapıdan çok daha hafif olacaktı. Aynı zamanda tek tek

parçaları sağlam bir biçimde birbirine bağlı bir bütün oluşturacağı için

temellerdeki düzensiz oturmalardan da kagir bir yapı kadar zarar görmeyecekti.

Evet prefabrike tasarladık, çünkü alınan tüm önlemlere karşın yine de temellerde

bir çökme ya da kayma ortaya çıkarsa, bu eser sökülerek bir başka yere

kurulabilinir.”

48

2.1. MEVCUT DURUM

“Çeşitli zamanlarda muhtelif onarımlar gören yapı, son kapsamlı onarımı 1991

yılında görmüş, ancak bugüne kadar farklı uzmanlar tarafından raporlanan

jeoteknik problemler ve korozyon riskine açıklık maalesef giderilememiştir.

Yapıdaki en büyük problem (ve bugünde net olarak görülen) Haliç yönüne doğru

kayma ve korozyon nedeniyle oluşan hasardır. Kilisenin iç hacminde belirgin bir

deformasyon görülmemekle birlikte yapı temellerindeki oturma ve kaymanın

sürmesi nedeniyle; temel duvarları ile yapı karkasının oturduğu noktalar

arasındaki açılmalar ve bunun neden olduğu kaplamalardaki yırtılmalar oldukça

belirgindir. 1998 yılı başlarında saptanan bodrum duvarları ile yapı

izdüşümünün arasındaki açılma 2 cm iken bugün de bu rakam 8 cm mertebesine

ulaşmıştır. Bu noktada vurgusu yapılmayan ve dikkat çeken bir ayrıntı da bodrum

duvarlarına oturan yapı izdüşümün kolonları da dahil olmak üzere bir

bağlantısının gözükmemesidir. Bu da bodrumlu temelin nerede ise binadan

bağımsız farklı deformasyonunu doğrulamaktadır. Çünkü yapıda bu farklı

oturmaya rağmen gözle görülen bir düşeyden kaçma gözükmemektedir.”

49

Şuan yapının kubbesi üzerinde bazı temizlik ve geçici tamirat çalışmalarının

yanı sıra bahçede bir takım ek inşaatlar yapılmaktadır.

Bu bölümde yerinde yapılan gözlemler, yürütülen tamiratlar, restorasyon

projesinin akıbeti ve ileriye dönük koruma sistemlerinin bu yapıya uygunluğu

hakkındaki öneri, görüş ve izlenimlerim aktaralacaktır.

Yapı üzerinde; yüzeysel korozyonlardan parça kopmalarına ve ayrılmalara

sebep olacak kadar yoğun korozyon katmanlarına rastlanılmaktadır. Kilise’deki

yetkililerden edinilen bilgiye gore; 2002 – 2003 yıllarında yapının çizimleri

yapılmış, bazı numuneler alınarak analize gönderilmiş fakat herhangi bir

restorasyon projesi hazırlanmamış. Restorasyon projesi hazırlanmayınca,

cemiyet kiliselerini onarmak ve ayakta tutmak için geçici çözümler üretmeye

başlamış. Cemiyete mensup bir inşaat mühendisi KUDEB desteğini alarak, ufak

çaplı onarımlar yapmaya başlamış. Örneğin yapının kubbesindeki paslanmalar

mekanik yöntemler ile temizlenerek üzerileri antipas ile kaplanıyor. Çalışan

işçiler antipasın üzerine bir kat da çelik macunu sıvadıklarını ve yağlı boya ile

boyadıklarını ifade ediyorlar.

Yapının hem demir hemde denize yakın konumlandırılmış oluşu karşılaştığı en

büyük talihsizliklerden birisi. Oksitlenmeyi engellemek amaçlı önceki senelerde

kilise tamamen beyaz yağlı boya ile boyanmış olsa bile, malesef bu da geçici bir

koruma eylemi olarak kalmış.

Resim 9 – Svati

Stefan / Demir

Kilise’ye ait arşiv

belgesi.

50

Resim 10 – Dış cephede korozyon oluşumları

Resim 11 – Paslanmadan kaynaklı parça kayıpları.

51

Resim 12 - Yapının kama sorunundan kaynaklı geniş çatlak ve yarıklar

52

Resim 13 – Yapının zeminden kalkmasına üretilmeye çalışılan geçici çözümler.

Tamirat çalışmalarını yürüten kişilerden alınan diğer bilgilere gore, 2000

senesinde Haliç’in yol çalışmaları sırasında yapının bodrum ve zeminine de

asfat dökülmüş. Dökülen asfalt yapının ahşap olan temelinin, denizden su

emerek şişmesini ve denize doğru kaymasını engellemiş. Şuan kayma ve

açılmaların durduğunu ifade eden yetkili, mevcut yarıkları ve zemin

sorunlarınına geçici pratik çözümler ürettiklerini belirtiyor. Bunlar arasında

yukarıdaki fotoğrafta görülen, tuğlalar ile destek yapma, boşlukları kapatma

çalışmaları yer alıyor.

Gözlemlediğim kadarıyla yapı yanlızca deirden oluşmuyor. Iç mekanda ve

temelde çeşitli doğal taşlar kullanılmış. Görsel analize göre, iç mekanda kaplama

olarak granit benzeri magmatic bir kayaç, dış mekanda ise mermer kullanıldığı

söylenebilir. Aynı zamanda dış ve iç mekanda kullanılan merdivenlerde de

mermerden faydalanılmış.

53

Resim 14 – İç mekandaki doğal taş kaplama

Yapının bordum katı 2.50 cm yükseklikte ve tüm yapı kadar büyük bir alan.

Burada da nem kaynaklı yoğun bozulmalar görülmekte.

Yapıdan alınan numunelerin sonuçlarına ulaşamamış olsam da, yapıda denizden

kaynaklı klorürlerin etkilerini görmek mümkün. Aynı zamanda denize yakın

cepkelerde daha yoğun olan korozyon tabakaları ve ayrışmalar göze çarpıyor.

Bahçe kısmında yapının direk toprağa teması söz konusu olmasa bile, zemin

kaymasından kaynaklı boşluklar arasına yerleşen tohumlar sebebiyle otsu

bitkilerin geliştiği görülmektedir.

Resim 15 – Demir klorürler ve mermer merdivenlerdeki boşluklarda yetişen

otsu bitkiler.

54

Resim 16 – Yapı ile alakasız ek montajı

Ortaya çıkan büyük sorunlardan birisi de, maliyetlerin bahane edilerek yapının

restorasyonunun sürekli ertelenmesi ve bu süreç içinde sürekli yanlış onarımlar

görüyor olması. Yapının mevcut durumu o kadar vahimdir ki; yapının giriş

bölümünün çatı kısmından kopan parçaların, ziyaretçilerin kafasına düşmesini

engellemek için; yapıyla hiç alakası olmayan bir parça eklenerek, hem estetik,

hem de belge nitelikleri hiçe sayılmaktadır. Tabii yapılan montaj çalışmaları

sırasında, özgün malzemeye verilen zarar da işin cabası.

Yapının belge değerini daha önceki sayfalarda belirtmiştim. Bulgar hükümeti ile

Osmanlı Devleti arasında bir uzlaşmanın eseridir bu yapı. Teknoloji

bakımından; prefabrik olarak kurulmuş önemli bir mimari yapı özelliği

taşımaktadır. Aynı zamanda, cemaati tarafından duygusal nedenlerle

korunmaya çalışan: bir topluluğun geçmişini günümüzde de yansıtmaya devam

ederek ilk günkü işlevselliğini hala korumaktadır. Kısaca; kültür varlıklarını,

niçin koruduğumuz sorusuna verilebilecek her cevabın fotoğrafıdır bu yapı.

55

2.2. KORUMA ONARIM ÖNERILERI

Mimarinin kompozit bir yapısı olmasından kaynaklı olarak, öncelikle özgün

malzemenin niteliklerinin araştırılması gerekmektedir. Kullanılmış demirin

niteliği ve bileşiminin bilinmesi gerekmektedir. Malzemelerin minerolojik

özellikleri tespit edildikten sonra, çevre koşullarının yapının bozulma sürecine

ne şekilde tesir ettiği araştırılmalı ve ayrışmaları derecelendirilmelidir. Aynı

zamanda yapının belgeleme çalışmaları da yenilenmelidir. Önceden yapılmış

rölöveler ile yeni belgeler karşılaştırıldığında, son ölçümlerden bu yana

bozulmaların ve zemin kaymalarının ne şekilde ve ne hızla gerçekleştirği

görülebilir. Malzeme özellikleri ve bozulma türleri kesin olarak belirlenip; ayrı

ayrı paftalar halinde çizimleri ve belgelemeleri yapıldıktan sonra, bilimsel bir

kurul oluşturularak ortak bir restorasyon projesi ortaya çıkartılabilir.

Yapının en büyük sorunu olan zemin ve kayma sorunlarıns karşı önlem alınması

benim kanaatimce en acil konudur. Mimari restoratörler tarafından yapılacak

yük hesapları ve strüktürel incelemeler sonucunda; uygun yöntemler

kullanılarak zemine oturtma ve yapının eğimlerini düzeltme çalışmaları

yapılmalıdır. Tabii ki bu işlemlerden once, şuan yapılan “geçici tamirat” adı

verilen tuğla ile boşlukları doldurma gibi hatalı onarımların geri alınma

çalışmaları yapılmalıdır. Mimari Restoratörler de, malzemeye ek yapmak

durumunda kalırlar ise yapıya uygun özgün malzeme kullanmalıdırlar.

Ancak strüktürel sorunlar giderildikten sonra çeşitli, temizlik ve detay

onarımları yapılabilir.

Gözden geçirilmesi gereken başka bir konu ise yapının koruma amaçlı beyaz

yağlı boya ile kaplanmış olmasıdır. Arşiv fotoğraflarına bakıldığında yapının

bugünkü haliyle o dönemki hali arasında; “acaba bu başka bir yapı mı?”

dedirtecek derecede fark bulunmakta. Geçen sayfalarda vermiş olduğum arşiv

fotoğrafları belki bu yapı boyanırken incelenmiş olsa idi, izleyiciyi

yanıltmayacak, daha farklı kaplama malzemeleri tercih edilebilirdi.

56

Temizleme aşamasında, pas tabakaları ile birlikte boya tabakalarının da geri

alınıp, yapının özgün görünümüne kavuşturulması gerekmektedir. Uygulanacak

temizlik yöntemi seçilirken de, yapının mukavemetine ve rölyeflerin

hassasiyetine uygun, aynı zamanda cam, doğal taş gibi kompozit malzemelere

de zarar vermeyecek en uygun yöntem seçilmelidir. Gereken bölgelerde ön

sağlamlaştırma da uygulanabilir.

2.3. ELEKTRO KİMYASAL KORUMA YÖNTEMLERİNİN YAPIYA

UYGUNLUĞUNUN İNCELENMESİ

Koruma kavramı bilindiği gibi aktif ve pasif olarak ikiye ayrılmaktadır. Pasif

koruma; yani çevresel etkenlerin yapıya verdikleri zararı minimum indirmek

hepimizin ilk tercihidir. Ancak yapının ana malzemesinin demir olması, denize

çok yakın mesafede bulunması malesef bu seçeneği imkansız kılmaktadır. Bu

durumda aktif koruma sistemlerinde, her yapı elemanının ayrı ayrı ele alınıp,

uygun koruma çalışmaları yapılmalıdır. Taşlarda yapılabilecek uygulamalardan;

mermerler üzerine yaptıığım çalışmada ayrıntılı şekilde bahsetmiştim. Esas

konu olan ve ana material olan demir yapı elemanlarının korunmasına da bu

bölümde değineceğim.

Aktif koruma yöntemi olarak metaller üzerinde uygulanabilecek yöntemler, doğru

pasifizasyon malzemesi ve uygulaması seçimi, inhibitor kullanımı ve metallerin

çevresel faktörler ile olan temasını kesecek film tabakası oluşturulmasıdır. Ya dad aha

pahalı, zahmetli ancak uzun vadeli bir yöntem olan elektrolitik koruma sistemleri tercih

edilebilir.

Galvanik koruma yöntemleri bu boyutta bir yapının korunması için çok çaresiz

kalacaktır. Bu nedenle, dış akım kaynaklı koruma sistemleri tercih edilmelidir.

Dış akım kaynaklı koruma sistemleri kurulmadan önce, mutlak surette yapının

yönteme uygunluğu, çevre şartlarının yöteme uygunluğu, etrafta belediyeye ait başka

bir dış akım kaynaklı koruma sisteminin bulunup bulunmadığı kontrol edilmelidir.

57

Eğer yöntemin uygunluğu kesinleştirilir ise, dış akım kaynaklarının ve sistemlerin

yerleştirilebileceği en ideal kısım, yapının bodrum katıdır. Gerekli kablo düzenekleri iç

mekandaki, demir stünların ve diğer içi boş malzemelerin iç taraflarından geçirilerek

gizlenebilir.

Yapının 7 gün 24 saat tamamen korunması için gerekli olan enerjinin belediye

tarafından ne şekilde sağlanacağı ise ayrı bir tartışma konusu ve aslında

dezavantajlardan birisidir.

Fakat, sürekli kontrol edilmesi ve uygulamanın seçiminde de asla göz ardı edilmemesi

gereken başka bir dezavantaj oluşturabilecek durum ise; hidrojen kırılganlığıdır.

Hidrojen kırılganlığı; bir korozyon reaksiyonu sonucu ya da katodik koruma

uygulaması sonucu, metal yüzeyinde hidrojen atomları oluşmasıyla başlar. Bu hidrojen

atomları metal yüzeyinde adsorbe edilir. Bu atomların bir kısmı birleşerek H2 gazını

oluşturur ve atmosphere karışır. Bir kısmı da metal bünyesine girerek, oradaki

boşluklara yerleşir. Boşluklara yerleşen hidrojen atomları, zamanla hidrojen

molekülüne dönüşerek hacim artışına uğrarlar. Molekül halindeki hidrojenin

difüzlenme özelliği yoktur. Metal içinde bulunan hidrojen molekülleri, metal

boşluklarında büyük bir basınç oluşturarak, çatlamaya neden olurlar.

58

ÇALIŞMA ÖNCESİ GEREKLİ TANIMSAL BİLGİLER

Korozyon Hücresi : Korozyon bulunduğu çevrede reaksiyon süresince

malzemedeki bozulmadır. Bu bozulma esasen elektrokimyasal işlem esnasında

oluşur. Elektrokimyasal işlem dört ayrı bölümden meydana gelir: anod ,katot

elektrolit,ve metallik bağlantı. Elektrokimyasal korozyon sadece bu dört

bölüm görüldüğünde meydana gelir

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.

Katod : Bu korozyon hücresinin korunan bölümüdür. Burdaki kimyasal

reaksiyon bir azaltma reaksiyonudur.

Anod/Katod ilişkisi : Bir elektrokimyasal korozyon hücresinde bir elektrod

diger elektroda göre meydana gelen potansiyele göre ya anod dur veya katod

dur. Bu elektriksel potansiyel farkı anod ve katod arasındaki potansiyel

farkıdır.elektriksel olarak daha aktif veya daha negatif olan elektrod anod olarak

belirlenir, diğer elektrodda katoddur. Katod da oksidasyon reaksiyonuna maruz

kalmayıp korunan bölümdür.

Elektrolit : Korozyon hücresinin üçüncü bölümüdür. Bu bölümde ion akışı

vardır.Elektrolit hem anoda hemde katoda temas eden bir materyaldir ve

burada hem anoda hemde katoda iyon akışı vardır.

59

Metalik Bağlantı : Korozyon hücresinin dördüncü bölümü olup elektriksel

devreyi tamamlar ve elektron akışını sağlar. Metalık bağlantı hem anoda hemde

katoda temas eden ve elektron akışını sağlayan bir metaldir. Bu elektron akışı

elektokimyasal reksiyon oluştuğunda görülür.

Karbürizasyon : diğer bir anlamıyla Sementasyon ve karbonitrasyon genel

olarak 800 – 940°C sıcaklıklarda uygulanan “termokimyasal” işlemlerdir.

Bu işlemler düşük karbonlu bir çelik parçanın yüzey kimyasal bileşimini

değiştirir, böylece daha sonraki hızlı soğutma, “su verme” işlemiyle

“yumuşak/tok” bir çekirdekle birleşen sert bir “kabuk” meydana gelir.

Kenet Ve Mil : iki sert cismi birbirine bağlamaya yarayan, iki ucu sivri ve kıvrık

metal parçaya kenet denir. Türlü işlerde kullanılmak için yapılan ince ve uzun

metal çubuklara ise mil ismi verilmektedir.

Direnç : Elektrik akımına karşı gösterilen zorluğa DİRENÇ denir. “R” harfi ile

sembollendirilir. Birimi ise “W” Ohm’dur. Ohm Kanunu Kapalı bir elektrik

devresinde direnç; devre gerilimi ile devreden geçen akımın bölümüne eşittir.

Elektrik, elektronik devrelerinde en yaygın olarak kullanılan devre elemanları

dirençlerdir. Direncin iki temel görevi vardır; akımı sınırlamak ve gerilimi

bölmek. Dirençler 1 ohm’dan daha küçük değerlerden 100 Mega ohm’dan daha

büyük değerlere kadar geniş bir yelpazede çeşitli omik değerlerde

üretilmektedir.

Elektriksel Gerilim : Elektriksel gerilim veya elektriksel potansiyel,

birim yükün elektriksel alandan kaynaklanan potansiyel enerjisidir ve Volt ile

ölçülür.

Ön Direnç: Elektronik devrelerde ön koruma amaçlıdır. devreyi yüksek voltaj

ve akımdan koruma amaçlıdır.

60

Potansiyometre: Ayarlanabilir dirençledir. Farklı değerlerde bulunabilir (

10k,100k gibi ) eğer devrede istenilen direnç değeri temin edilememişse veya

farklı değerlerde direnç istenirse potansiyometre kullanılabilir.

Doğru Akım ( DC ) : Bir elektrik devresinde elektrik yüklerinin veya akımın

belli bir yönde akan , yön değiştirmeyen ve şiddeti değişmeyen akıma doğru

akım denir.

Alternatif Akım ( AC ): Yönü ve şiddeti sürekli olarak değişen akıma alternatif

akım denir. Alternatif akım elde etmeye yarayan

düzeneklere Alternatör veya Alternatif Akım Jeneratörü denir. Mekanik , ısı ,

kimyasal yada nükleer enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere

elektrik santralleri denir.

Transformatör: Alternatif gerilimin düşürülmesi veya yükseltilmesini sağlayan

araçlara denir.

Güç (P) : Birim zamanda yapılan iştir. Birimi wattır.

Osilaskop : Elektriksel değerleri (gerilim, frekans, akım, faz farkı) ışıklı çizgiler

şeklinde gösteren aygıta osiloskop denir.

Elektromanyetik dalga: Birlikte değişen ve birbirine dik düzlemdeki elektrik

ve manyetik alanlardan oluşur.

Sinterlenme: Sinterleme, pudra kütlesi içindeki partiküllerin atomlarının, ısının

etkisi sonucu oluşan çekimle birbirine bağlanması olarak ta tanımlanabilir.

Sinterleşme genellikle pudraların erime noktalarının altında meydana gelir.

Sıcaklığın artması ile pudra kütlesinin sertliği artarken elektriksel direnci ve

gözenekliliği azalır. Tane yapısında bazı değişiklikler olur ve yeniden

kristallenme ile tane büyümesi meydana gelir.

Pelet: Demir cevheri

Toprak Özgül Direnci : 1 cm2 kesitinde ve 1 cm uzunluğundaki toprağın

elektriksel direncidir. Ohm.cm cinsinden verilir.

61

Akım Drenaj Noktası : Katodik koruma sistemindeki anotlardan korunacak

yapıya en kısa mesafede giden hattın yapıyı kestiği noktadır.

Kaçak Akım Korozyonu (Enterferans Etkisi) : Özellikle dış akımla korumada ,

korunan metalik yapı yakınında yabancı bir başka metalik yapı mevcutsa ,

koruma akımının bu yapıya sıçrayarak ilerlemesi ve tekrar geri dönmesi dönme

yerinde korozyona neden olur.

İzole Flanş : Katodik olarak korunacak yapı ile bu yapıya bağlı ya da etki

alanında olan korunmayacak kısmı arasında elektriksel yalıtım sağlamak

amacıyla dielektrisk malzemelerle yapılan flanş düzenlemesidir.

Galvanik Dizi : Belirli bir ortam için, metallerin aktif olanından soy olanına

doğru sıralandığı dizidir. Aktif←Mg,Zn,Al,Fe,Cu,Ag,Pt→Soy

Redresör : Redresör girişindeki sinüsoidal alternatif akımı doğru akıma

çevirerek çıkışta doğru akım veren cihazdır. Redresörler; yaygın olarak enerji

yedeklemesi, güvenlik ve acil aydınlatma sistemlerinde kullanılır. Özellikle şalt

tesisi, boru hatları, katodik koruma ve trafo merkezleri gibi kritik uygulamaları

vazgeçilmezdir.

İndükleme : Üreteç kullanılmadan mıknatıs veya magnetik alan kullanılarak

elde edilen akıma indüksiyon akımı veya indükleme akımı denir.

Aerosol: Soğutma kulesinden çıkan hava içinde asılı kalmış su zerrecikleri

Biyofilm: Mikroorganizmalar ve diğer organik maddelerden oluşan kaygan

tabaka

Alkalinite: Su içindeki karbonat, bikarbonat ve hidroksit iyonlarının

konsantrasyonunun ölçüsü

Asidite: Su içindeki serbest hidrojen iyonu konsantrasyonunun ölçüsü

Asit temizliği: Korozyon inhibitörü eşliğinde seyreltik asit ile kazanın iç

yüzeylerinin temizleme işlemi

Kolloid: Çok ince partikül dağılımlı organik maddeler.

62

Kostik kırılması: 200-250 ºC sıcaklıkta, konsantre hidroksit çözeltisine maruz

kalan karbon çeliği ve demir, krom, nikel alaşımlarında görülür

Aglomerasyon: Çok ince toz zerreciklerinin bir araya gelerek daha büyük

parçalar oluşturması

KAYNAKLAR,

Erbil, M. “Korozyon İnhibitörleri ve İnhibitör Etkinliklerinin Saptanması”,

Segem, Ankara, 1984

Yalçın H., Akat O., “Ön Gerilmeli Borularda Katodik Koruma Akım ve Potansiyel

Kriterleri”, VIII. Uluslararası Korozyon Sempozyumu, Eskişehir, 2000.

Holtsbaum W.B., “Application and Misapplication of the 100-mV Criterion for

Cathodic Protection, Materials Performance, vol42, 2003.

ATAKÖY, H. “Demir Kilise (Sveti Stefan Bulgar Kilisesi) Balat / İStanbul, Beton

Prefabrikasyon İnceleme, Kasım 2009.

AKCAYOL,M. “Bilgisayar kontrollü katodik koruma trafo – redresör ünitesi

tasarımı ve uygulaması” Gazi Üniversitesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü,

Bitirme Tezi, 2003.

FARRELL,D. DAVIES, K.”Practical Aspects Of Cathodic Protection For The

Conservation Of Iron And Steel In Heritage Buildings” Rowan Technologies,

Manchester, 2006

YENİDÜNYA, F. “ Mikroorganizmalar ve biyolojik jeotermal prosesler” Jeotermal

Enerji Semineri, 2008

63

ASKELAND D., R., Ceviri: Mehmet Erdoğan, “Malzeme Bilimi Ve Muhendislik

Malzemeleri”, “The Science And Engineering Of Materials”, Cilt.1, 3. Baskı, Nobel

Yayınevi, Ankara 1998.

ŞEN, U., 1997, “Küresel Grafitli Dokme Demirlerin Bor Kaplanması ve Kaplama

Özellikleri”, Doktora tezi İ.T.U., Fen Bil. Ens.,

Metallerin Korozyondan Korunması. Borusan Yayınları, Sayı:12, İstanbul 1981.

YILDIRIM M. “Galvanizleme Tekniği”, F. Ü. Basımevi. Yayın No:123, Elazığ 1989.

ÇAKIR, A. “Metalik Korozyon Slkeleri ve Kontrolü” TMMOB Makine Mühendisleri

Odası Yayın No: 131, 1990

YALCIN H., ve KOÇ, T. “Katodik Koruma”. Palme yayınları , 1999.

AKCAYOL, M. A., “Bulanık Mantık Denetimli Katodik Koruma Devresi Tasarımı”

G.U. Journal of Science, 2004

ÖZKUN, T. “Korozyonun Çevreye ve Yapı Güvenliğine Etkileri”, Dizayn

Konstruksiyon, Eylül, 2005

BOYER ,H.E., Gall T.G., “Metals Handbook”, Desk Edition, ASM, 1992 Jones, D.A.,

“Principles and prevention of corrosion.” Prentice hall, London,1996

CİLASON, N., KOCAGİL, F., AKSÖZ, B., “Betonda korozyon” TMMOB XIII. Teknik

kongre, İstanbul,1996

AKINCI, A., “Korozyon Deneylerine Alternatif Yöntemler”, Yüzey İşlem

Teknolojileri Dergisi, sayı 11, Eylül- Ekim 2007

64

Gian Maria dı Nocera- Alberto M. Palmieri, “Doğu Anadolu Madenciliği,” Arkeo

Atlas, 2003.

BARADAN B. “Yapı Malzemesi II”, İzmir, Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik

Fakültesi,1998