Teknelerde Elektrokimyasal Korozyon: Galvanik Korozyon ve Kaçak Akım Korozyonu
Bir tekne sahibinin karşılaşabileceği en endişe verici durumlardan biri, su altında bulunan pahalı ve kritik metal parçaların (pervane, pervane mili, saildrive vb.) görünürde hiçbir neden yokken erimeye veya aşınmaya başladığını fark etmesidir.
Elbette bunun bir nedeni vardır: elektrokimyasal korozyon. Yatlarda başlıca iki türü görülür:
Galvanik korozyon (Galvanic Corrosion)
Kaçak akım korozyonu (Stray Current Corrosion)
Sonuçları benzer ve çoğu zaman yıkıcı olsa da, oluşum nedenleri ve çözüm yöntemleri tamamen farklıdır.
Galvanik Korozyon (Galvanic Corrosion)
Galvanik korozyon, iki veya daha fazla farklı metalin iletken bir sıvı (elektrolit) içerisinde bulunması sonucu meydana gelen elektrokimyasal reaksiyondur. Teknelerde bu elektrolit genellikle:
Deniz suyu
Tatlı su
olur.
Bazı metaller diğerlerine göre daha az asil (daha reaktif) yapıdadır. Galvanik korozonda daha az asil metal anot, daha asil metal ise katot görevi görür.
Elektronlar anottan katoda doğru hareket eder ve bu süreçte anot metal çözünmeye başlar.
Galvanik korozyonun oluşabilmesi için kapalı bir elektrik devresi gereklidir. Bu da metallerin:
Birbirine fiziksel olarak temas etmesi veya
Elektriksel olarak iletken bir bağlantıyla bağlanmış olması
anlamına gelir.
Örnek
Bir çinko parçasını ve bir çelik parçasını elektriksel olarak birbirine bağlayıp deniz suyuna batırırsanız, bir galvanik hücre (küçük bir pil) oluşur.
Bu durumda:
Çinko anot olur.
Çelik katot olur.
Çinko çelikten önce çözünerek aşınır.
Galvanik Korozyonun Hızı Neye Bağlıdır?
Korozyonun ne kadar hızlı gerçekleşeceği şu faktörlere bağlıdır:
Metaller arasındaki asal metal farkı
Elektrolitin türü (deniz suyu, tatlı su vb.)
Anot ve katodun yüzey alanlarının oranı
Anot yüzeyi ne kadar büyükse aşınma daha yavaş gerçekleşir.
Katot yüzeyi büyük, anot yüzeyi küçükse aşınma çok daha hızlı olur.
Teknelerde En Yaygın Örnek
Bronz pervane
Çelik pervane mili
birbirine bağlı ve aynı deniz suyuna maruz kalıyorsa galvanik korozyon oluşabilir.
Galvanik Korozyondan Korunma
Kurban Anotlar (Sacrificial Anodes)
Teknelerde galvanik korozyona karşı en temel koruma yöntemi kurban anot kullanmaktır.
Mantık basittir:
Korunmak istenen metal parçaya daha az asil bir metal bağlanır.
Böylece pahalı ekipmanlar yerine anot erir.
En Yaygın Anot Türleri
Deniz suyu için:
Çinko (Zinc)
Tatlı su için:
Magnezyum (Magnesium)
Her iki ortamda kullanılabilen:
Alüminyum (Aluminium)
Koruma sağlayabilmesi için anotun koruduğu metalle fiziksel veya elektriksel olarak bağlı olması gerekir.
Bonding (Eş Potansiyel Bağlama)
Tekne elektrikçileri arasında tartışmalı bir konu olsa da birçok profesyonel deniz elektrik mühendisi şu görüştedir:
Aşağıdaki tüm metal parçalar birbirine bağlanmalıdır:
Motor
Saildrive ayağı
Pompalar
Gövde bağlantıları ve vanalar (skin fittings)
Bu bağlantı için en az:
6 mm² kesitli kablo
kullanılması tavsiye edilir.
Ardından bu sistem tüm kurban anotlarla elektriksel olarak bağlanmalıdır.
Düzenli Kontroller
Şunlar periyodik olarak kontrol edilmelidir:
Kablo izolasyonu
Terminal paslanmaları
Korozyon
Gevşemiş bağlantılar
Özellikle sintine içindeki bağlantılar daha hızlı zarar görebilir.
Direnç Ölçümü
Bir multimetre kullanarak:
Anot
Korunan metal parça
arasındaki direnç ölçülebilir.
Yüksek direnç çıkıyorsa:
Korozyonlu terminaller
Gevşek bağlantılar
Hasarlı kablolar
kontrol edilmelidir.
Plastik Gövde Bağlantıları
Marelon veya TruDesign gibi naylon gövde bağlantıları:
Metal değildir.
Elektrik iletmezler.
Bu nedenle bonding yapılmasına gerek yoktur.
Galvanik Korozyonun Tespiti
Koruma sisteminizin çalışıp çalışmadığını ölçmek için bir test yapılabilir.
Bunun için:
Gümüş/Gümüş Klorür Referans Elektrodu
Dijital multimetre
kullanılır.
Elektrot suya daldırılır ve:
Pozitif prob elektrota
Negatif prob teknenin eksi hattına
bağlanır.
Multimetre milivolt (mV) kademesine alınır.
Bu ölçüm sonucu:
Gövde Potansiyeli (Hull Potential)
olarak adlandırılır.
Beklenen Değerler
Koruma doğru çalışıyorsa:
Minimum ≈ -200 mV
Deniz suyunda ortalama ≈ -550 mV
Bazı durumlarda ≈ -1100 mV
ölçülebilir.
-200 mV'un üzerindeki değerler anotların yeterince koruma sağlamadığını gösterebilir.
Kaçak Akım Korozyonu (Stray Current Corrosion)
Galvanik korozyona benzer sonuçlar doğurmasına rağmen farklı nedenlerle oluşur.
Sadece: karadaki AC elektrik beslemesine (shore power) bağlıyken görülür.
Galvanik korozyonda sorun farklı metaller arasındaki potansiyel farkıdır.
Kaçak akım korozyonunda ise sorun:
harici elektrik akımının su üzerinden akmasıdır.
Neden Daha Tehlikelidir?
Galvanik korozyondaki voltajlar küçüktür.
Kaçak akım korozyonunda ise:
Voltaj çok daha yüksek olabilir.
Hasar çok daha hızlı gerçekleşir.
Bu nedenle bazı teknelerde saildrive ayaklarının birkaç hafta içinde ciddi şekilde eridiği görülebilir.
Özellikle:
Alüminyum saildrive'lar
Alüminyum gövde parçaları
çok hassastır.
Kaçak Akım Korozyonundan Korunma
Galvanik İzolatör (Galvanic Isolator)
En yaygın ve ekonomik yöntemdir.
Shore power toprak hattına bağlanır.
Görevi:
Küçük DC akımlarını engellemek
Büyük AC arıza akımlarına izin vermek
şeklindedir.
Bu sayede güvenlik korunurken korozyon riski azalır.
Dikkat
Kaliteli bir galvanik izolatör:
Arıza durumunda kısa devre konumuna geçmeli (failsafe)
ve toprak sürekliliğini kaybetmemelidir.
İzolasyon Trafosu (Isolation Transformer)
Daha gelişmiş çözümdür.
Avantajı:
Teknenin AC sistemini marina elektriğinden tamamen ayırır.
Dezavantajları:
Pahalıdır.
Ağırdır.
Hacimlidir.
Zaman zaman ses yapabilir.
Bu nedenle genellikle büyük teknelerde kullanılır.
Çatlak (Crevice) Korozyonu
Paslanmaz çeliklerde sık görülen bir başka korozyon türüdür.
Su girip çıkamadığı bölgelerde görülür.
Örneğin:
Turnbuckle koruyucuları
Dümen zincir plakası bağlantıları
Kapalı bağlantı noktaları
gibi alanlarda.
Paslanmaz çelik oksijen sayesinde yüzeyinde koruyucu krom oksit tabakası oluşturur.
Oksijen azalınca:
Koruyucu tabaka bozulur.
Paslanmaz çelik normal çelik gibi paslanmaya başlar.
Önleme
Suyun birikeceği bölgeleri ortadan kaldırın.
Contalar kullanın.
Su geçirmez mastik uygulayın.
Nem hapseden boşlukları kapatın.
Çukurcuk (Pitting) Korozyonu
Metal yüzeyde kalan küçük tuzlu su damlacıkları lokal galvanik hücreler oluşturabilir.
Zamanla:
Küçük çukurlar oluşur.
Derinleşir.
Yapısal zayıflığa neden olabilir.
En çok şu bölgelerde görülür:
Zincir plakaları
Turnbuckle'lar
Güverte plakaları
Pencere çerçeveleri
Önleme
En basit yöntem:
Tekneyi her seyirden sonra tatlı su ile yıkamaktır.
Kuruduktan sonra Lanocare benzeri koruyucu ürünler uygulanabilir.
Bu önlemler su damlacıklarının yüzeyde tutunmasını azaltır.