H. Yener Gür’eş, TUCSA ve ECCS Başkanı
Prof. Dr. Ali Fuat Çakır, İTÜ (Emekli)
Prof. Dr. Feyziye Aköz, YTÜ (Emekli)
Dr. Selçuk İz, Yeditepe Üniversitesi
Bünyamin Halaç, GALDER
Berat Kemal, Jotun
H. Yener Gür’Eş: Prof. Aköz, konumuz çelik yapılar ve çelik - betonarme kompozit yapılar. Yapılarımızın büyük çoğunluğu betonarme, dolayısıyla beton içindeki çeliği de çok önemsiyoruz. Depremde hepimizin aklında, başlangıçta başparmağımdan kalın donatıların, korozyon sonucunda serçe parmağımdan ince hale gelmiş hali bugün gibi canlı. Donatı korozyonu bu kadar etkin mi, bu korozyon neden meydana geliyor, ne gibi önlemler alabiliriz? Ülkemizde donatıların bu kadar korozyona uğraması normal mi? Bunun nedenleri nedir? Ne gibi önlemler alınabilir? Kamudan ve sektörden beklentileriniz neler olabilir?
Prof. Dr. Fevziye Aköz: Toplumuzda beton yapıları kötüleyen yaklaşımlar var. Oysa beton iyi bir malzeme. Betonarme 20. Yüzyıl’ın başından başlayıp günümüzde zirveye çıkan bir teknoloji. Ama tasarımdaki kötülükleri bir sisteme yüklüyorlar. Ben bundan meslek grubu olarak alınıyorum. Siz kötü tasarım ve uygulama yapmışsanız bunu söyleyemezsiniz.
Beton ve çelik çubuklardan oluşan yapı malzemesine donatılmış beton anlamında "Betonarme" denir. Betonarme, matris fazı beton, lif fazı çelik çubuklar olan kompozit bir malzemedir. Dolayısıyla bunun bir ara yüzü var. Bu ara yüz çok önemli işte. Bu ara yüz “Aderans” dediğimiz iki malzemenin birlikte çalışmasını sağlayan bir gerilme. Beton ve çelik çubuklardan oluşan bir yapı elemanının, betonarme olarak davranabilmesi için; bu iki malzemenin birbirine iyice bağlanması, dış kuvvetlere karşı ortak çalışması, çubukların betona kenetlenmesi gerekir. Kenetlenmeyi sağlayan kayma gerilmelerine aderans denir; Aderans gerilmesinde düz yüzeyli çubuklarda donatı ile beton arasındaki adezyon, yapışma ve sürtünme kuvvetleri etkindir, Nervürlü çubuklarda adezyon ve sürtünmeye ilave olarak çubuk üzerindeki çıkıntıların betona yaslanması ile sağlanan diş kuvvetleri de etki eder.
Aderans Dayanımına Etki Eden Faktörlere baktığımızda, donatıdaki gerilme ve moment nedeni ile oluşan deformasyonlar, betondaki rötre ve sünme şekil değiştirmeleri, taze betonda terleme, betonun iyi yerleştirilememesi ve donatı korozyonu olarak sıralanır. Bunlar yapıda servisi ömrü diye tanımladığımız şeydir, yapı ömrünün bittiğini gösteren budur.
Donatı korozyonu alanına detaylı baktığımızda aslında beton, bazik özelliği ile çeliği korozyona karşı çok iyi korur ancak; tasarım ve yapım sırasındaki konstrüksiyon hataları, betonun gözenekli ve geçirimli olması, betona katılan puzolan malzemelerin serbest kireci bağlaması veya karbonatlaşması sonucu bazik özelliğinin düşmesi, çeşitli çevresel etkilerle betonda bozulmaların meydana gelmesi gibi nedenlerle beton, donatıyı koruyamaz hale gelir, donatıda korozyon oluşur.
Hava ile temas halinde olan bir betonarme yapıda, beton içindeki su ve oksijen miktarı, donatı korozyonuna neden olabilecek seviyededir. Atmosfer etkisinde kalan demir yüzeyinde oluşan demiroksit tabakası yüzde 600’e varan hacim artışına neden olur. Bu hacim artışı betonarme elemanlardaki donatıda meydana gelir ise betonun çatlamasına ve parça atmasına neden olur. Betonarme elemanlarda donatı korozyonunun gözlenen en belirgin göstergesi, beton örtünün çatlamasıdır.
Betonun dayanım ve dayanıklılığına etki eden faktörler arasında en önemlisi betonun bileşenleridir. Agregaların cinsi, dane boyutu ve dağılımı, çimentonun türü ve dozajı, tras, uçucu kül, cüruf, silis dumanı gibi puzolan malzemelerin kullanımı ve oranı, kimyasal katkıların türü ve oranı dengeli olmalıdır. Betonun fiziksel özelikleri; homojenliği, porozitesi, permeabilitesi, boşlukların boyutu ve dağılımı, nem oranı, yaşı, olgunluğu, ortam koşulları; sıcaklık değişimi, yağış, bağıl nem, zararlı suların ve diğer hasar faktörlerinin varlığı, betonun korozyonuna neden olur ve olayı hızlandırır.
Betonarmede korozyonun araştırılması da başlı başına bir uzmanlık alanıdır. Gözlemsel araştırma tahribatsız ve pratiktir; gözlemler hızla yorumlanabilir, Tahribatsız yöntem olduğu için donatıdaki değişimler doğrudan belirlenemez, önemli sonuçların elde edilmesi için uzun zamana ihtiyaç vardır, hasarlar gözlendiğinde korozyon önemli derecede ilerlemiştir. Bunun haricinde Yarı-hücre potansiyeli ölçümü yapılarak ya da Makro-hücre potansiyeli ölçümü yapılarak detaylı ölçümlerle de saptanır.
Betonarmenin korozyonunu geciktirmek için; yapı, permeabilitesi düşük, yoğunluğu yeterli beton ile üretilmelidir. Örtü betonu kalınlığı yeterli ve sürekli olmalı, üretimde işçiliğe azami özen gösterilmeli, gerekli bakım-onarım zamanında ve eksiksiz yapılmalıdır. Liman, iskele, açık deniz petrol platformları gibi deniz yapılarında, köprülerde, viyadüklerde, tünellerde, petrol boru hatlarında, çok katlı binaların yeraltı suyuna maruz kalan derin temellerinde, yapının yüksek performanslı beton ve iyi işçilik ile üretilmesi yeterli değildir; Korozyon inhibitörleri ve kurban anot kullanılması, katodik koruma uygulaması gibi ilave önlemlere ihtiyaç vardır.
Sonuç olarak, yapının korozyondan korunması ve sonradan yapılacak pahalı onarımların önüne geçilmesi için; tasarım aşamasından başlanarak korozyon olasılığı dikkate alınmalı, bu amaçla ulusal ve uluslararası standart ve şartnamelerden yararlanılmalı, üretimde kullanılacak malzemelerin yeterliliği, yapının yer alacağı ortamın koşulları dikkate alınarak araştırılmalı seçilmeli ve uygulanmalıdır. Donatı korozyonunda ara yüz, beton ile donatı arasındaki ara yüz çok önemlidir. Ara yüz betonarmede aderans dediğimiz ikisinin birlikte çalışmasını sağlayan bir gerilmedir. Baktığımız zaman bu kenetlenme ile oluyor. Düz donatı ki, artık şimdi kullanmıyoruz, bu aderansı adezyon dediğimiz yapışma ve sürtünme, kayma kuvvetleri ile yapıyor. Yivli donatılara baktığımız zaman orada bir de diş kuvveti etkilemiş oluyor. Aderans dayanımına etki eden faktörlere bakmamız gerekiyor çünkü yapılarda hasar gördüğümüz zaman, hasar görür hale gelmeden olan olmuştur. Fark etmeden aderans dayanımının bozulmuştur. Beton çatladığında anlamışızdır. Aderans bunun için önemli. Yani betonla donatı bir kompozit olmaktan çıkıyor korozyon sonucunda. Nedir diye bakarsak bunu ortaya çıkartan edenlere, donatıdaki gerilme ve moment nedeni ile oluşan deformasyonlar, betondaki rötre ve sünme şekil değiştirmeleri, taze betonda terleme, bu da engelleyemediğimiz ama katkılarla engellemeye çalıştığımız bir durum, betonun iyi yerleştirilememesi. Donatı korozyonu olup ilerlediği zaman da addreans gerilmesi yeniliyor ki, bunlar yapıda servisi ömrü diye tanımladığımız şey, ömrünün bittiğini gösteren bu. Betonuun terlemesi demek suyun terleme sonucunda yüzeye çıktığı durumda betondaki suyun yüzeyde boşluklar oluştuğunu, donatı beton ara yüzünde olduğu zaman aderansı azaltıcı faktörler bunlar.
Gene betonarmenin en önemli faziletlerinden birisi betonun baz ortamda kalması. Betonun kendi bazik özelliği donatıyı koruyor peki ne oluyor da bu azalıyor diye bakarsak tasarım ve uygulama sırasındaki hatalar, bunlar çok önemli, betonun yerleştirilmesi, kalınlığının ölçülmesi kalıp gibi bu koruyucu özelliği azalabiliyor. Sonra betonun gözenekli ve geçirimli olması. Biz iyi beton geçirimsizdir boşluk oranı azdır diye tanımlıyoruz ama onu yapmamışsak donatı korozyonuna davetiye çıkarmış oluyor. Bir de betona katılan katkı malzemeleri bu malzemeler geçirimliğini azaltıp perfornansını etkiliyor ancak betona baz özelliği sağlayan serbest kireci sağladığı için PH’sınıı düşürüyor. Ayrıca karbonatlaşma yine yüzeyden itibaren başlayıp karbonatlaştığı zaman PH düşüyor ve bazik özellik azalıyor.
Çevresel etkiler nedeniyle betonun bozulması dediğimiz zaman bunu artık sayabiliriz.
En başta su, nem, sülfat klorürler, nitratlar ,doğada bulunan her şey, hava kirliliğiözellikle kükürt dioksitin havanın neminde çözülüp asit özelliği kazanıp betona zarar vermesi. Yani bunlar çeşitli. Bu nedenlerledonatıyı koruyamaz hale gelebiliyor beton.Bizler önlemler alarak bunların oluşmasını geciktiriyoruz.
Betonun özelliklerinden birisi beton basınca çalışan, çekme mukavemeti düşük, çekmede şekil değiştirmesi son derece sınırlı olan bir malzeme. Burada çekme gerilmeleri olduğu zaman şekil değiştiremediği için çatlaklar meydana geliyor. Çatlakların devam etmesi sonucunda bakıyoruz parça atma ya da kapak atma meydana geliyorve donatı görünür hale geliyor. Betonarmeyapılarda çekme gerilmeleri nedeniyle çatlaklar donatıya paraleldir.
İlk donemde hacim arttığı zaman hafif şişmanlamış insana benziyor ve yerini dolduruyor, kenardaki boşlukları doldurduğu için çekip çıkarma deneyi yaptığımızda ilk dönemde korozyonun ilk aşamalarındaadereans dayanımının arttığın görüyoruz ama sonradan mikro çatlaklar oluşmaya başlıyor ve korozyonun artmasıyla aderans dayanımının düştüğü görülüyor. Aderans mukavemetini böylece hesaplayabiliyoruz.
Deprem sonrası yapılar içimizi çok acıtıyor, can kayıplarını gördük. Yapının içindeyken deprem oldu yani o tür acı olayları yasadık 99 depreminde. Yapı sektörü için uyarıcı bir tarih oldu, yönetmelikler yenilendi. Dayanıklığa etki eden faktörlere karşı hassas olmalıyız. Araştırılması için neler yapıyoruz, gözlediğimiz zaman artık olan olmuştur. Yarı hücre potansiyeli de çok güvenilir değil, Tam hücre potansiyeli ile ölçülür ama bu laboratuvarda yapılabilir.
Yaşam için yapı üretiyoruz ve bu yapıların da uzun ömürlü olmasını istiyoruz ama doğa şartları var, mekanik etkiler var bunlar bir şekilde yapılarımıza hasar veriyorlar. Burada hepimizin söylediği bu hasarları en aza indirmek ve yapıların ömrün uzatmak. En önemlisi de sürekli dikkatli olmak, kontrol etmek.
H. Yener Gür’Eş: Selçuk Bey, Prof. Aköz donatılarla ilgili sorunlara değindi, sizden de çelik yapılarda – tabii yine alt yapı ve üst yapı olarak – korozyonun nedenleri ve yapının dirençliliğine, ömrüne güvenirliğine etkisi konusunda bilgi alabilir miyiz? Size de sormak istiyorum: neden bu kadar sık korozyonla karşılaşıyoruz, projelendirme safhasında alınabilecek önlemler var mıdır, neler olabilir?
Dr. Selçuk İz: Bildiğiniz gibi yapıların belli standartlarda bir ekonomik ömrü var. Normal konut yapılarının 50 yıl, diğer kamuya açık yapılarda 100 yılı aşan ekonomik ömürlerinde çeliği de betonarmeyi de her yerde kullanıyoruz. Yani uygun açıklıklarda çelik mutlaka kullanılır. Stadyumlarda, havaalanlarında, çatılarda ama temelini çelik yapmıyoruz, beton yapıyoruz. Her yerde çelik var, betonarmenin içinde de çelik var.Çelik varsa, oksijen varsa, su varsa mutlakapas var. Pas varsa buna çözüm var. Elektrokimyasal veya kimyasal birçok çözüm var. Galvanizleme, boyayla kaplama, diğermetodlar, katodik koruma gibi. İnsanlık tarihinde insanlar halk tabiri ile “pas” ile mücadele etmiş. Hatta korozyon bazen güzel de olabiliyor. Heykelde hiç kaplamadan bırakabilirsiniz mesela. Bazen korozyon hiç istenmiyor paslanmaz çeliğe gidebiliriz ya da hiç istemiyorsanız altın kaplamaya gidebilirsiniz. Bunlar tercih sebebidir.
Korozyon enerji vermeden metalin su ve atmosfer etkisinde kalmasıdır. Açıkhava şartlarında çeliğin korozyonu hiçbir şey yapmazsanız normal şartlarda yılda İstanbul’da normal bir çelik 225 mikron civarı korozyona uğruyor. Biz bir korozyon kaplaması yapmazsak ömrüne göre kalınlık 10 milime çıktıysa, hani 2 milim 4 milim daha kalın metal seçerek bununla önlem alabiliyoruz ama bu ekonomik değil. Bu oranlar boya ile ya da galvanizleme ile düşürülebiliyor.
Biliyorsunuz korozyonun ilk fark edilişi 1667 yılında ama sonrasında1836’da Fransızbir uzman bahsetmiş ardından Faraday bunun formüllerini üretmiş. Tarihte çelik korozyon Latince “Korodere” kökünden türetilmiş. Platon Milattan Önce 427 yıllarında ilk yazılı korozyon tanımını vermiş. “Metalden ayrılan toprağımsı bir bileşen” olarak tarif etmiş. Esasında toprağın bir parçası olarak anlatmış. Wolds kolonu Hindistan’da MÖ 400 civarında Hindistan’da üretilen çelikten yapılmış bir eser ve şu anda halen daha ayakta. 2500 yıldır kalmış, 2500 yıldır korozyon olmamış dövme çelik bir eser.
İstanbul’daki tarihi sütun MÖ 479 yılında Yunanistan’daki tapınaktan getirilmiş. 2500 yıldır İstanbul’da ve korozif değil, yani yaşıyor. Haçlı seferlerinde üzerindeki başlarçalınmış ve şu anda Venedik’te. Korozyon yönetimi, sürdürülebilirlik için gerekli ekonomi ve çevre açısından çok iyi. Sosyal açıdan da hayat kurtarabiliyor. Neden olduğu kayıplar ekonomik kayıp, işletmenin devre dışı kalması, ürün kaybı, ürün kirlenmesi gibi birçok kaybı var. Oksijen ve su demir ile birleşince bildiğiniz gibi suyun içindeki oksijen atakları demirin içindeki iki tane oksijeni alarak demir oksit oluşturuyor, biz de buna pas diyoruz. Bu Faraday’ın tanımından beri bildiğimiz kimyasal reaksiyon.
Elektrokimyasal korozyon dediğimiz iki tane korozyon var. Biri kuru, bir de ıslak korozyon var. Bizlerin elektrokimyasal korozyon dediğimiz sistemde biz anot ve katot arasındaki alışverişte bir tarafta malzeme çıkıyor.
skalası oluşturulmuş. Altın’dan Magnezyum’a elektro potansiyelleri belli. Çelik belli bir yerde, altın en aşağılarda. Deniz suyu içindeki galvanik seviyeler de belirlenmiş durumda. Çelik yapıda korozyonu nasıl önlüyoruz, bir boya kaplayarak önleyebiliriz, galvanizleme bir başka yöntem, katodik koruma, elektrokimyasallarla önlemeye çalışırız. Kombin sistemlerle yani hem galvaniz hem boya yada galvaniz, boyaartı katodik koruma hepsiyle önleyebiliriz. Betonarme donatıda fizyon kaplama, fizyon epoksi kaplama, galvaniz kaplama, elektro kimyasal yöntemler…Çok seçenek var. Eski yapılarda şu anda katodik koruma yöntemleri ile nasıl korozyonu önleyebiliriz üzerine bazı çalışmalarımız var. Galvaniz boya artı katodik koruma yapılabiliyor. Paslanmaz çelikle donatıyı değiştirerek cam takviyeli elyaflı çubuklar kullanarak takviye amaçlı yapabiliriz. Veya betonun içini su ve hava geçmez yapıda üretip suyun ve havanın inmeyeceği bir yapı da üretebilirsek betonarmede de korozyonu önleyebiliyoruz. Betonarmede füzyon korumada 0.6 civarı bir ilave maliyet geliyor, galvaniz kaplama 1’e yakın. Paslanmaz çelik çubuklar kullada belirlenmiş durumda. Dış mekan, hava kirliliği olan bir yerde mutlaka daldırma galvanizi öneriyor standartlar ya da boyayı öneriyor. Bu standartlarla projecilerimiz yapının durumuna göre tercih edebiliyorlar. Deniz kenarı yapılarında, betonarmedekorozyon ileri vadede başa bela olabiliyor önlem alınmazsa. Son yaptığımız çalışmada galvaniz boyalı bir sandviç panelde galvanizleme ya da malzeme seçiminden dolayı da korozyon oluşabildiğini gördük. Bizim yaptığımız Zaha Hadid projemizde galvaniz kullandık, burada hava ile su ile temada olan tüm bölgeler yüksek galvaniz ile kaplandı ama su yalıtımının altındaki tüm sistem epoksi kaplama yapıldı. Epoksi boya ile galvaniz sistemler arasında tüm geçişlerde potansiyeller arasındaki fark nedeniyle tamamen bir ayırıcı kullanıldı. Bu ayırıcıyı kullanmazsanız, bu iki malzeme arasında korozyon oluşuyor, dolayısıyla her şey detayda bitiyor. Siz iki ayrı sistem koruma yaptığınızda arada kalan bölümü ayrı düşünmeniz gerekiyor mutlaka. Ve tüm yaptığınız korumaların kontrollerini de yapmanız şart.
Deniz yapılarında katodik korumayı biz kendi yazılımımızla yapıyoruz. Genelde deniz yapılarında galvanik anotlu katodik koruma ya da dış atım kaynaklı katodik koruma kullanılıyor. Güç kaynağından elektrik verecek iki sistem arasında, anot ve katot arasında doğru akımla yapabiliyor. Galvanik anotlu koruma yapabiliyoruz. Genelde deniz yapılarında gemilerdeki gibi galvanik anotlu katodik koruma tercih ediyoruz, bir enerji vermeden.
Bütün sistemlerin hem avantajları hem de dezavantajları var. Mesela galvanik anotlu sistemlerde dışardan elektrik vermediğiniz için daha hızlı değiştirmek gerekiyor. İşte çinko ya da alüminyum anotların 10 -15 yıl gibi ömürleri oluyor, onların zaman içinde değiştirilmesi gerekiyor. Kimi sistemlerde daha geç bakım gerektiriyor, işveren onu tercih edebiliyor. Çinko, alüminyum, kimi zaman da magnezyum anotlar kullanılabiliyor.
Mesela IDO’nun iskelesinde yaptığımız korumanın zaman içinde yaptığımız ölçümlerde çok başarılı olduğunu gözlemliyoruz.
Buralarda her kazıkta 4 tane anot var çinko bunlar, belli yerlerde hesap neticesinde konuluyor. Hemen hemen deniz seviyesinin 3 metre altında iki tane 25 kiloluk, toprak seviyesinde 2 kiloluk 2 tane ters yönde 20 kiloluk katodik koruma yaptık. Bunlar elbette hesaplarla çıkıyor. Bunların birbirileri ile devamlı eş potansiyel değerleri ölçülerek sistem sürekli kontrol ediliyor.
Çelik yapıyı da, betonarme yapıyı da her teknikte korumak mümkün. Korozyonla mücadele mümkün diyorum. Biz uygulayıcılar bütün koruma yöntemlerini seçerek her türlü önlemi alabiliriz ama ne yaparsanız yapın bazı detaylara çok dikkat etmek gerekiyor. Bir onarım sırasında eski metalle yeni metal arasında, paslanmazla çelik arasında, alüminyum ile çelik arasında dikkat etmezseniz korozyon oluşabiliyor. Tekrar ediyorum detaylara çok önem vermek lazım, bence işin sırrı detayda gizli. Önlem alma seçeneklerimiz var ama detayları düşünürsek başarabiliyoruz.
H. Yener Gür’Eş: Bünyamin Bey, gerek donatıların, gerek çelik taşıyıcı sistemlerin galvaniz kaplama ile korunmasına ilişkin bilgi rica edebilir miyim? Galvaniz her ortam için uygun mudur? Bazen mimarlarımız estetik nedenlerde renkli çelik yapı elemanlarını tercih ediyor. Dubleks boya sistemi bu ihtiyaca cevap verebilir mi?
Başka ne gibi yararları olabilir, özellikle çevresel ve ekonomik sürdürülebilirlik konusundan da kısaca bahsedebilir misiniz?
Bünyamin Halaç: Bu sempozyumda hem uzmanların sunumlarında hem de aralarda yapılan sohbetlerde dahi korozyon ve korozyon maliyetleri konuşuldu. Bu ülkemizin içinde bulunduğu ekonomik durumlar, bunun için yapılan tasarruf tedbirleri düşünüldüğünde aslında korozyonun son derece önemli bir konu olduğunu daha net anlıyoruz. Biz GALDER olarak elimizden geleni yapmaya çalışıyoruz ve devletle çok yoğun temas içerisindeyiz. 2015 yılında inşaat iskelelerine galvanizleme şartı getirildi. Bu bizlerin yoğun çabaları ile oldu. Bu çabaların hem ülkenin ekonomik kalkınmasına katkı sağladığını hem de iş sağlığı konusunda olumlu bir katkı sunduğunu düşünüyoruz. Çöken iskelelerin maalesef çok gündemdeydi, son dönemde galvanizleme zorunlu olduğundan beri bunların da azaldığını görebiliyoruz.
Bunun dışında güneş enerjisi ile ilgili çok ciddi atılımlar oldu. Devlet bu alanda bir dönem çok ciddi bir destek sundu ama desteği belirli bir süre tuttu ve 2018 itibariyle bitirdi. Aslında orada muazzam bir hareketlilik olmuştu Türkiye’de. O destek döneminde belki 100 Bin -150 Bin Ton civarında galvanizleme pazarına ekstra bir galvanizleme geldi. Özelikle istihdam konusunda ilerleme oldu. En önemlisi de güneş enerjisine yapılan yatırımlar için aracı finans kuruluları o kadar destek verdiler ki yurt dışından, çok rahat para bulup yatırımcılara verdiler. 6 Cent’e yapılan kw saati 10 Cent’e çıkartarak, o da bir teşvikoldu sektöre, inanılmaz bir hareketlilik oldu. Bazı galvaniz kuruluşları buradan hareketle yeni yatırımlar yaptılar ama kandırılmış gibi oldular bu teşvikler 2018 yılında bitirilince. Üstüne ülkedeki genel ekonomik sıkıntılar olunca ciddi anlamda bir atıl kapasite oldu galvaniz alanında. Bu fabrikaları kapandı. Anlaşılır gibi değil, güneş enerjisinin ülkelerin enerji politikalarına, çevreye olumlu katkısı için bir şey söylemeye gerek yoktur diye düşünüyorum, tüm dünya biliyor. Böyle şeylere neden devam edilmez, bütün dünya bunun peşinde. Yurt dışında fuarlara gidiyoruz, bir harita yapmışlar, o haritada Türkiye’nin çok büyük bir kısmı güneş enerjisi alıyor. Almanya olmayan güneşine yatırım yapıyor, bize soruyorlar neden sizlerde güneş enerjisi yok diye? Bunlar hem galvanizle bağlantılı alanlar hem de genel ekonomik durumumuzla bağlantılı bir konu. Korozyonla da bağlanbağlantılı olduğu için değinmek istedim özellikle. Devleti yanımıza hissetmek istiyoruz. Bunun galvanizcilerin maddi beklentisiyle alakası yok, burada iki gündür korozyon maliyeti ve ekonomi vurguluyoruz hep, son derece önemli bir konu, büyük bir kara delik, ortaya çıkan rakamlar inanılmaz. Devlet de özel sektörler de bu rakamlara kayıtsız kalamazlar.
Biz kendi üzerimize düşeni zaten yapıyoruz. 10 yıl öncesine kadar galvaniz algısı da yoktu. “Galvanizciyim” dediğimizde “Soba boyası mı satıyorsunuz” diyorlardı, bilmiyorlardı. Oysa biz kendimizi öyle bir dünyaya hazırlamışızdır ki, galvaniz tesislerinde hiçbir atık dışarıya verilmez. Belediyeden geldiler inanamadılar. Çürük asidi bile alıyoruz, tekrardan sisteme sokuyoruz ki en önemli dikkat edilecek konu asit atıkları bunun yanış sıra küller. Çinko atıkları o kadar değerli ki onlardan çinko oksit yapılıyor ve bu da çok değerli.
Bizim yaptığımız işin tamamı çinko. Yüzde 99,8 çinko. Dolayısıyla çinkoyu anlatmak ve o algıyı değiştirmemiz gerekiyor. Dünya çinko ile araştırmalar yapıp her gün başka bir alanda çinkoyu kullanmanın peşinde.
Dünyada çinkonun yarısı galvaniz sektöründe kullanılıyor. Uluslararası Çinko Birliği IZA, inanılmaz ciddi çalışmalar yapıyor. Galvaniz sektöründe yaklaşık 100 -150 yıldır prosesde bir değişiklik olmadı. Son derece basit yaptığımız, 450 derecede erimiş çinkoya yüzeyi temizlenmiş metal daldırılıyor. İş güvenliği ile ilgili, çinko sarfiyatını belirli aralarda tutabilmekle ilgili gelişmeler oldu sadece. Mesela 150 ile 200 mikron galvaniz kaplamalar eskiden çok fazla sağlanamıyordu ama şimdi istediğiniz oranda kaliteli ve teknolojik kaplamalar yapabiliyoruz.
Bu yıl Marmara depreminin 20 yılı bunu da burada hatırlatmak istiyorum. Depremle galvaniz ve yapısal çeliğin ilgisi var, donatı içindeki çeliğin bizde galvanizleme oranı sıfıra yakın ama dışarıda böyle değil. Bunları da düşünmemiz gerekir.
H. Yener Gür’Eş: Berat Bey, size de galvaniz için sorduğun sorunun benzerini soracağım: Çeliğin korozyona karşı korunmasında üç temel korunma yönteminden biri olan boya ile gerek donatıların, gerek çelik taşıyıcı sistemlerin boya kaplama ile korunması hakkında ne söylemek istersiniz? Sizce boya seçiminden, planlamasına, uygulamasına kadar kritik noktalar nelerdir? Boya her ortam için uygun mudur? Size göre de galvaniz ile boya birlikte kullanılmalı mı, hangi koşullarda? Bunun başka ne gibi yararları olabilir? Sizce ülkemizde korozyonun temel nedenleri nelerdir? Eğitim midir, bilgi noksanlığı mıdır, denetim yetersizliği midir, mevzuat mıdır? Bir de sürdürülebilirlik konusuna bir iki cümle ile değinebilir misiniz?
Berat Kemal: Korozyona müdahale etmekdurumundayız yoksa aşırı bir malzeme kaybı ve maliyet getiriyor bizlere. Korozyonla ilgili yöntemlerden biri de boya uygulamaları.Bazen de dubleks sistemler dediğimizboyanın yanında diğer yöntemlerin de beraber uygulamalarını biliyoruz. Her amaca uygun boya ve kaplama sistemlerimevcut ancak bu uygulamalarda dikkat edilmesi gerekenler var. Deniz yapılarında da normal koşullarda da alkali ortamlarda korozyona uğramaması gereken çelik, bazı durumlarda korozyona uğrayabiliyor. Burada dikkat edilmesi gereken bazı hususlar var onlardan bahsetmek istiyorum. Öncelikle korozyon çoğu yapıda malzeme kaybının yanında insan sağlığı ve güvenlik ve yaşam kalitesi anlamında çok önemli. Bir süre sonra malzemenin değiştiğini görebiliyorsunuz. Özellikle de deniz kenarında. Bu belki üzerinde geçmekte olduğumuz bir köprü olabilir, üzerinde durduğunuz platform olabilir. Doğal etkenlerle ne hale geldiğini görebiliyoruz. Bakıyorsunuz bir petrol arama platformu, muazzam bir yapı, ayaklar bir süre sonra yoğun korozyona maruz kalabiliyor. Depolama tanklarını düşünelim, kimyasal yük, sıvı yükler, tank agresif kimyasallar barındırıyor, bu tank zaman içinde kontrol edilmezse, gerekli korunması kullanım süresinden kaynaklı, sonuçta ciddi sıkıntılar yaşanabildiğini biliyoruz. Ya da rüzgar değirmenleri ayaklarında oluşabilen korozyon.
Açıkçası her alanda korozyonun karşımıza çıkabileceğini gösteriyor. Biz boyayla korozyonla mücadele ederken uluslararası standartları kullanmak ve bunlara tabii olmak zorundayız. Özellikle tersaneler, şantiyelerde, her türlü boya uygulamalarının yapıldığı küçük atölyelerde bile normal koşullarda uygulanması gereken standartların takibinde bazen eksiklikler, hatalar gözlenmekte.
En azından bir boya sistemi seçerken nelere dikkat edilecek bakmak gerek. Korunacak yapı için, korunacak ortamın korozyon şiddetine bakmak gerekiyor. Bunun için C1’den C5’e kadar gitmekte olan bir korozyon skalası var. Biz boya sistemi seçerken C1 ortamı çok düşük korozyona sahip bir ortam için boya ile kaplama yaptığımızda ya da C5 dediğimizen yüksek seviye uygulayacağımız boyanın kalınlığı, kat sayısı, kullanacağımızastarın tipi, çinko esaslı ürün kullanacak mıyız, devamında ne kadar kalınlıkla epoksi kaplama kullanacağızya da poliüretan ya da akrilikli son katta bitirrne, nelere dikkat edeceğimiz, güneşi, ışığı ne kadar alıyor, asidik ortanda mı,PH değeri ne, bütün parametreler düşünülmeli. Bu bahsettiğimi korozyon skalası C1 ile C5 arasındaki ortam, bizlere ne tip bir boya sistemi dizayn etmemiz gerektiğini verecektir.
Daldırılmış ortam, tatlı suya dalmış ortam, deniz suyu ya da kirli su, ya da toprak altına gömülmüş malzeme, bunların içinde ayrı boya sistemleri dizayn ediliyor ve bunları ISO12944 standartları içinde bulabiliyoruz. Sürdürülebilir bir boya sistemi için, önemli bir çelik yapıda boya sistemi seçerken neye dikkat ediyoruz, daha doğrusu bizden istenen şey ne, kaç yıl o yapının korozyona karşı korunmasını isteniyor, tümüne bakmak gerekiyor. Yine standartlar gereği 7 yıla kadar olan dayanım düşük, 7-15 yıl arası orta, 15-20 yıl yüksek ve 25 yıldan yüksek beklenen dayanımlar da standartlarda belirlenmiş durumda.
ISO 9244’in beş maddesinde görmüş olduğunuz gibi C5 en agresif korozyon ortamı için bir korozyon sistemi dizayn etmek istediğinizde bu standardı açıyoruz, burada kodlamaların hepsi var ama fikir verme açısından biz bir boya sistemini nasıl dizayn ediyoruz, projeyi yaparken boyanın tipi, astarın kaç katlı olduğu ve mikron cinsinden kalınlıklar ve sonunda da durabilite dediğimiz sürdürülebilir kısmında bu sistemler uygulandığında bu korozyon ortamları için ne kadar dayanım elde edebileceğimiz mevcut.
IM1 2 3 gibi daldırılmış ortamlar için hangiparametrelere dikkat etmemiz gerektiği de belirlenmiş durumda, bunlar da tablolarhalinde mevcut . Bunun gibi galvanizli yüzeyler için de işlemler belirlenmiş durumda.
Burada da yine astardan başlayıp, ama burada artık C1 yok, en düşük korozyonortamında sadece boya ile koruma sağlamakmümkün ama C2’den sonra C5’e kadar galvanizli sistem de kullanıldığını ve bunların üzerine boyanın nasıl uygulandığını, ne kadar dayanım istiyorsak, 5 yıl, 10-15 yıl gibi, bunlar da belirlenmiş durumda.
Dolayısıyla bütün boya sistemleri vekullanım programını burada anlatmak çok anlamlı değil. Ben aynı zamanda boya eğitmenlik görevi de yapıyorum. Bu boya alanında çalışan insanların gerekli olansertifikalandırmaları için kurulmuş bir yapı adına bu eğitimleri yapıyorum. Burada bizim yetiştirmek istediğimiz insanlar tamamen kalite kontrol ve olayın gidişatında rol alan insanlar. Korozyona karsı mücadele ederken temel olarak bilmemiz gereken yöntemler var esasında. Boya korurken, boya kendini feda ederken, boya tiplerinden biz çinko tozları katarız, bunlar tıpkı galvanizde olduğu gibi, katodik korumada olduğu gibi kedini feda ederek dayanım sağlar. Bunun dışında bariyer etkiyle koruyan boyalarda bildiğiniz et kalınlığı önemlidir. Yani dış etkenlerin çelik yüzeye olan mesafesini artırarak olabildiğince uzun zaman koruma sağlamak, mekanik darbe dayanımı, dış etkenler bunun dışında agresif ortamlara karşı mücadelede bu et kalınlığı oluşturmanın büyük etkisi vardır. Boya sistemleri seçildiği zaman en önemli noktalardan birisi bir teknik spesifikasyona sahip olmaktır. Boyada her şey bir teknik spesifikasyona tabidir. Bu teknik spesifikasyonlar da az önce bahsettiğimiz korozyon ortamlarına göre seçilir. Bunun dışında çelik yüzeylerde tek başına yeterli mi, galvanizle birlikte kullanılır mı kullanılmazmı, bu da ortamın gerektirdiği koşullarla belirlenir. Bazen kimi çekinceler olabiliyor, galvaniz ve boyada öyle ki özellikle bazı yüzey hazırlıklarına dikkat etmediğiniz zaman boya sistemi galvanizle birlikte her zaman başarılı bir etki göstermeyebiliyor bazen. İkisinden birini tercih etmek çok daha iyidir olabiliyor. İkisinden birini hele de nemin yüksek olduğu ortamlarda iyi bir yüzey hazırlığı yapılmadan galvanizli yüzey üzerine sadece daha çok korunsun diye daha iyi korusun diye değil de, galvaniz gridir ben bunu farklı renkte boyayayım dediğiniz zaman bazen aralarında yapışma zafiyetinden dolayı boya kusurları oluşmaktadır. Bu bazen galvanizin koruma amacını, daha uzun sure dayanımını engelleyecek koşullara bile gelebilir dolayısıyla tüm detaylara dikkat edilmeli. Dayanım 5 yıllık, 10 yıllık, 15-20 yıllık dayanımlar anlamında çok önemli bu detay gibi görünenler. Kalite kontrol yetkili kişiler tarafından, sertfikalandırılmış uzmanlarca olması gerekiyor, aksi takdirde doğabilecek sıkıntılar maddi olmaktan da öte aynı zamanda canlı sağlığı için de etkili.
Korozyonda önemli olan bilinçli olmak. Hangi yöntemle korumak istersek isteyelim bilinçli personel uzmanla yapılmalıdır. Günümüz koşularında artık üretimin .ok hızlı olduğu, istendiği dönemlerde kontrolü ihlal etmemek gerekliliği ortada. Beklentiye göre çözüm odaklı olmak gerekir. Sorunlar büyümeden zamanında müdahale edilmesi başarıya ulaşmanın en iyi yolu.
H. Yener Gür’Eş: Prof. Çakır, yapılar denildiğinde başlarken de belirttiğimiz gibi toprak üstü, toprak altı ve kıyıdaki tüm yapıları ele aldığımıza göre bu yapıların katodik korunması konusunda neler yapılabilir?
Bu koruma yöntemi hangi alanlarda daha etkili olur? Konuşmacılarımız sorunlardan bahsetti, iki konuşmacımız da alınabilecek önlemleri dile getirdi. Tüm bu konuşmaları da göz önüne alarak, ülkemizin her yıl korozyonda dolayı en az 250 Milyar TL’yi toprağa gömmemesi için neler yapılmalı?
Prof. Dr. Ali Fuat Çakır: Metal yüzeylerinin başka bir malzeme ile kaplanmadan, yalnız elektriksel davranışı değiştirilerek korozyondan korunmasına örnek katodik korumadır. Katodik koruma sulu ortamda ve toprak altında gömülü metalik yapılara uygulanan bir yöntemdir. Atmosfere açık metal yüzeylerini korumada kullanılmaz. Atmosfere maruz beton içindeki donatı korozyona uğrar. Donatıyı korumak için Katodik Koruma kullanılır çünkü beton da bir çeşit su, sulu ortamdır. Katodik korumada “Korunan” yapı ile “Koruyan” metal veya anodun birbirleri ile doğrudan temasları yoktur.
Başta gemiler, çelik dubalar veya iskele kazıklan gibi deniz veya tatlı sular içindeki metalik yapılar ve borular ile yine toprak altındaki benzeri metalik tank, boru gibi malzemelerle sulu ortamlarda çalışan birçok alet ve teçhizat ısı değiştiriciler korozyondan bu yöntem ile korunurlar.
Katodik koruma, yüzeyi koruyucu kaplama ile kaplanmamış çıplak çelik yapılara uygulandığı gibi daha çok yüzeyi koruyucu kaplamalarla korunmuş olmasına rağmen kaplamadaki devamsızlıklar altında açığa çıkan metalin korunmasında kullanılır.
Katodik korumanın prensibi korunacak metalik yapının, genelde çelik kendisinden daha aktif bir başka metalle veya birelektron üretim kaynağı ile irtibatlandırılarak çözünmesinin durdurulması ve yerineaktif metalin çözünmesinin veya elektron kaynağının elektron üretmesinin sağlanmasınadayanır.
Aktif metal çözünürken açığa çıkan elektronlar korunacak metal tarafındanharcanır; yani korunacak metalin yüzeyinde “Katodik” bir olay redüklenme meydana gelir.
Korunacak metale elektronlar aktif bir metal yerine bir akım kaynağı vasıtası ile de sağlanabilir. Aktif bir metal ile sağlanan katodik korumaya "Harcanabilir (Galvanik) anotlarla (Kurban anotlarla) koruma" Dış akım kaynağından yararlanarak gerçekleştirilen katodik korumaya “Dış akımuygulaması ile (Dış akım kaynaklı) katodik koruma" denir.
Katodik korumanın ilkelerine bakarsak, katodik davranmaya zorlanarak çözünmesi engellenecek metale, bu amaçla katodik bir akım uygulanır. Genel olarak katodik koruma işleminin başında koruma akım ihtiyacı yüksektir. Fakat zamanla katod olarak çalışan korunacak metalin yüzeyinde alkali bir ortam oluşur. Alkali ortam ise metal yüzeyine ortam içindeki bazı ionlann karbonat veya hidroksit olarak çökmelerine neden olur. Böylece katodik olarak korunan yüzey aynca reaksiyon ürünleri ile kaplanırsa aktif alan azalır. Genelde toprak altında veya deniz içindeki ortamlarda koruma akım ihtiyacı 20 ~ 100 mA/m2 civarındadır. 3 kat polietilen kaplı çelik boruların toprak altı korunmasında akım mikroamper/ m2’ ye düşer. Isı değiştiricilerde amper/ m2 seviyesine yükselir.
Katodik olarak korunan bir metalik yapının potansiyeli negatif yöne kayar ve belli değerlere erişir. Herhangi bir metalik yapının yeterli korunup korunmadığı potansiyel ölçümleri ile tesbit edilebilir. Katodik olarak korunan bir metalik yapının potansiyeli negatif yöne kayar ve belli değerlere erişir.
Herhangi bir metalik yapının yeterli korunup
korunmadığı potansiyel ölçümleri ile
Katodik koruma kriterleri iki tanedir. Birincisi Net Potansiyel, -850 mV CSE’den daha negatif ve ikincisi Net Potansiyel Kayması, -100 mV’dan daha negatiftir. Birinci kriter IR potansiyel düşüşünün ihmal edilebilir veya potansiyel ölçüsünden çıkarılabileceği varsayımına dayanır. İkinci kriter temelde ölçüm sırasında IR düşüşünün ortadan kaldırılmasına dayanır.
100 mV polarizasyon, katodik olarak korunmamış yapıda önce korozyon potansiyeli ölçülür. Sonra da yapı polarize oluncaya kadar akım uygulanır. Sonra devre açılarak polarize potansiyel ölçülür. Sonra da polarizasyonun ortadan kalkması beklenir. Katodik korunan yapıda devre açılarak polarize potansiyel ölçülür. Sonra da yapının polarize potansiyelinin kaybolması beklenir. Sonuç potansiyel depolarize korozyon potansiyelidir. Etkisiz veya yetersiz koruma nedenleri; yüksek sıcaklık, kabarmış kaplama, elektriksel maskelemeler, bakteri etkisi ve elektrolitin aşırı kirlenmesidir.
Katodik koruma anotları: Bir, “Harcanabilir "Anotlar”, başlıcaları çinko, Alüminyum ve Magnezyum alaşımları, ikincisi de "Dış Akım Kaynak Anotları", genelde teorik olarak çözünmeyen anotlardır. Harcanabilir anotlardan çinko anotlar ile magnezyum anotlar hem toprak altında hem de sulu ortamda kullanılırlar. Çinko anotlar ise direnci 1500 ohm cm'den az olan toprak ve 150 ~ 500 ohm cm arasındaki sulu ortamlarda tercih edilir. Magnezyum anotlar yüksek dirençli ortamlarda kullanılırlar: sulu çözeltilerde ortam direnci 500 ohm cm'den, toprak altında 1500 ohm cm'denyüksek olanlar. Aluminyum anotlar ise yalnız denizel ortamda kullanılmaktadırlar.
Aluminyum ise iletkenliği 150 ohm cm altında olan sulu ortamlarda, bilhassadenizel ortamda kullanılır, özellikle indium ile alaşımlandınlmış olanlar.
Galvanik anat katodik korumanın avantajları, jeneratör veya akım değiştirici gerektirmemesi, yerleştirmesinin çok kolay olması, kaçak akım ve enterferans tehlikesi olmaması, bakım harcaması yoka yakınlığı, iyi akım dağılımı sağlaması, tesis sırasında anot yerleştirmenin ucuzluğu, yerleşim için izin almaya gerekolmaması olarak sıralanır. Sınırlamaları ise, itici potansiyel düşüktür, düşük akım üretir, çıplak veya düşük kalite boya uygulanmış tesislerde anot ağırlığı artar, yüksek dirençli ortamlarda çalışmaz olarak bilinir.
Dış akım kaynaklı katodik koruma uygulamasında ise daha çok grafit, demir esaslı anotlar çelik, yüksek silikonlu dökme demir gibi, kurşun ve bakır esaslı veya kaplamalı platin kaplı titanyum, karışık oksit kaplı titanyum gibi anotlar kullanılmaktadır. Son yıllarda karışık oksit kaplı titanyum anotların kullanımı önemli oranda artmıştır.
Dış akım kaynaklı katodik korumanınavantajları arasında, istenilen akım ve potansiyellerde çalışması, ,anotlar ve anot yataklarının akım üretiminin yüksekliği, tek bir sistemin çok geniş bir yapıyı koruması, yüksek dirençli ortamlarda çalışması, çıplak veya kötü boyanmış yapıların korunmasına uygunluğu olarak bilinir.
Sınırlamaları ise jeneratör gerektirir, işletme masrafı gerektirir, devamlı kontrol ve bakıma muhtaçtır, aşırı koruma yapabilir: boya kabarması ve hidrojen kırılmasına sebep olabilir, enterferans, girişim tehlikesi vardır, besleme kabloları ve anot bağlantıları arızalanabilir, arıza ve tahripkarlığa uğrayabilir.
Korozyon multidisipliner bir alan. Bir kişinin korozyonda etkili olabilmesi için kimya bilecek, malzeme bilecek, elektrik bilecek, makina bilecek, inşaat bilecek ve bu birikim çok kolay bir şey değil, kolay kazanılacak yetenekler değil. O halde bizim Türkiye’de uzman yetiştirmeye ayrı bir önem vermemiz lazım, yoksa yarım yamalak bilgiyle faydadan çok zarar üretmek durumunda kalıyoruz. Bilgili olmayanlar, standartları yok sayanların uygulamaları ile yöntemlerin adı kötüye çıkıyor. “Ben yaptırdım işe yaramadı” başlıyor. Oysa katodik korumayla 30 yıl dayanım sağlayabilirsiniz, aynı şekilde boya ile de ama pasın üzerine boya sürerseniz en kısa zamanda sorun başlar. Uzman yetiştirmeye önem vermeliyiz, başka yol yok.