Deniz Ortamındaki Betonarme Yapıların Korozyonu

 
Deniz suyu içinde yük taşıyıcı olarak bulunan iskele, platform ve köprü çelik ayakları deniz suyunun şiddetli korozif etkisi altında bulunmaktadır. Korozyon hızı özellikle su çarpma bölgesinde artmaktadır. Deniz içi çelik kazıklar korozyondan korunmak üzere korozyonun etkin olduğu bölgelere koruyucu kaplama uygulanmakta ayrıca kazıkların tamamı katodik olarak korunmaktadır.
 
Çelik boru veya H profil olarak deniz tabanındaki çamur içine çakılmış olan bu kazıklar deniz suyunun şiddetli korozif etkisi altında kısa sürede korozyona uğrayarak taşıyıcı görevlerini yapamaz hale gelirler. Çeşitli denizlerde tuzluluk derecesi farklı olmakla beraber, deniz suyu içinde bulunan tuzların yaklaşık %75'ini sodyum klorür oluşturur. Klorür iyonu demir ve çeliğin pasifleşmesini önleyen aktif bir iyondur. Bu nedenle, deniz içinde bulunan çelik yüzeylerinin oksit tabakaları ile kaplanarak zamanla pasifleşmesi mümkün olmaz. Diğer taraftan deniz suyunun elektriksel iletkenliği de çok yüksektir. Çözünmüş tuz konsantrasyonuna bağlı olarak deniz suyunun rezistivitesi 25-50 Ohm.cm arasında değişir. Bu nedenle de çelik kazıkların katodik koruma akım ihtiyaçları oldukça büyük değerler göstermektedir. Uygulanacak katodik koruma sisteminin seçiminde de zorluklar bulunmaktadır. Bu zorlukların en önemlisi akımın çok sayıda kazık arasında homojen olarak dağıtılmasıdır. Rezistivitenin düşük oluşu, çelik yüzeylerde oluşan galvanik hücrelerden geçen korozyon akımının artmasına neden olur. 

Deniz suyu içindeki korozyon hızı olarak literatürde 0,08 — 0,13 mm/yıl (Ortalama 0,10 mm/y11) değerleri verilmektedir. Ancak korozyon olayı üniform dağılımlı olmayıp, bazı bölgelerde daha etkili olmak üzere çukurcuklar şeklindedir. Deniz içinde çakılmış olan kazıkların korozyonunu etkili şekilde önlemek üzere katodik koruma uygulanmaktadır. Aynen zemin içi yapılarda olduğu gibi, deniz içi yapılarda da hem galvanik anotlu hem de akım kaynaklı katodik koruma sistemleri uygulanabilmektedir. Ancak deniz suyu içindeki korozyon olayının bazı özellikleri nedeniyle uygulamada bazı farklılıklar ortaya çıkmaktadır.

Önerilen Makale: Çelik profil malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için ıpe çelik profil fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

Deniz suyu yüksek konsantrasyonda klorür iyonu içerdiği için metal yüzeylerinde anodik polarizasyon oluşmaz. Korozyon olayı genellikle katodik depolarizasyon reaksiyonunun kontrolü altındadır. Su altında yürüyen depolarizasyon olayı için iki temel reaksiyon söz konusudur.

a-) Hidrojen Çıkışı: 2H⁺ + 2e^- = H₂
b-) Oksijen Difüzyonu: H₂O + 1/20₂ + 2e^- = 2OH^-

Deniz suyunun pH derecesi 7.50 - 8.50 arasında değiştiği için katod bölgelerinde (a) reaksiyonunun gerçekleşmesi güçtür. Korozyon olayının yürüyebilmesi için katod bölgesinde yeteri miktarda oksijen difüzlenmesi ve (b) reaksiyonunun oluşması gerekir. Bu durum deniz içine çakılmış kazıklarda korozyon olayının yürümesinde önemli rol oynar. Metal yüzeyine oksijen difüzlenmesi yönünden kazık profili boyunca birbirinden farklı üç korozyon bölgesi söz konusu olur. Metal yüzeyine en kolay oksijen difüzyonu deniz seviyesi üzerinde kalan ve gel-git olayı ile dalga etkisi sonucu zaman zaman ıslanan bölgede görülür. Oksijen deniz suyu içinde az miktarda çözünebilir. (yaklaşık 8-10 mg/lt). Bu nedenle deniz yüzeyinden aşağıya doğğru gidildikçe, atmosferden oksijen difüzyonu gittikçe azalır. Bu durum kazık profili boyunca korozyon hızının da büyük ölçülerde değişmesine neden olur.

Deniz yüzeyinin 1 m kadar üzerinde korozyon hızının maksimum değeri aldığı görülmektedir. Bu bölge gel-git ve dalga etkisi ile zaman zaman ıslanmakta ve metal yüzeyine doğrudan oksijen temas edebilmektedir. Korozyon hızının maksimum olduğu bu bölge kazığın en zayıf noktasıdır. Bu bölgedeki korozyon hızı birçok araştırmacı tarafından değişik denizlerde ölçülmüştür. Meksika körfezinde maksimum korozyon hızı 1.4 mm/yıl olarak bulunmuştur. Kazık yüzeylerinde oluşan korozyon oyuk tipinde olduğundan üniform yapıda değildir. Ortalama korozyon hızı yukarıda verilen değerden daha düşüktür. Yapılan bir araştırmada, 15 yılda ortalama korozyon derinliği deniz suyu içinde 4mm, dalga etkisinde kalan bölgede 8 mm olarak bulunmuştur.