TOPRAK KARAKTERİSTİĞİNİN BORU HATTINA ETKİSİ

Zeminin korozif özelliği; toprağın cinsine, nem miktarına, pH değerine, içerdiği maddelerin (H₂S, sülfürler, kömür, klor ve sülfat iyonları) cinsine, su ve hava geçirgenliğine bağlıdır. Bu faktörler, toprağın elektrik direncini etkilemektedir. Yüksek direnç gösteren kuru topraklar genellikle korozif değildir. Havalandırmanın yeterli olmadığı, suya doymuş göl ve deniz kıyılarındaki topraklarda, sülfatları sülfürlere indirgeyen bakteriler korozyona yol açarlar. Elektrik özdirenç zeminin korozifliğini belirleyen önemli göstergedir. Zeminde meydana gelen korozyon genellikle çukurlaşma korozyonu şeklindedir.

Boru malzemeleri, 30 veya daha fazla yıl ömür için tasarlanır ve kaplama ile bu ömür tayin edilir. Borular hasara dayanmaları ve toprak altında korozyona uğramamaları için dayanıklı malzemelerden üretilmelidirler. Boru hattının toprak etkisi ile korozyona uğraması çok büyük maddi ve manevi kayıplara neden olabilmektedir.

Toprak içinde boru malzemelerinin korozyona uğramasında, uzun süreli korozyon veya yetersiz korozyon etkendir. Toprağın birkaç özel karakteristiği toprak korozifliğini gösterir.

USEPA [2001] çalışmalarında, bu karakteristiklerin sinerjik etkilerini tanımlamıştır. Toprak korozifliği büyük ölçüde elektrik özdirenci, tuz çözünürlüğü, rutubet içeriği, toplam asitlik ve bakteri hareketine bağlıdır. USEPA [2001] ayrıca 500 ohm/cm rezistivitenin altındaki toprağın korozif olduğunu belirtmiştir. Toprak rezistivitesi sıcaklık ile ters orantılıdır ve bu yüzden toprak sıcaklığının artmasıyla korozyon reaksiyonu oranının artması beklenecektir.

Battle Araştırma Enstitüsünün (Battle Research Institue) [2002] çalışmalarında, yoğun kirli topraklarda boru sistemlerinin (plastik boru olsa bile) dayanamayacağı saptanmıştır. Burada önemli nokta toprak kirlilik şiddeti, kirlilik tipi ve toprağın tipidir.

USDA [1998] çalışmalarında, toprağın yüksek alkali veya yüksek asidik olması durumunda malzemeleri korozyona uğrattığını belirtmiştir. Toprakta pH’ ın 5,5 olması veya daha düşük olması durumunda beton malzemelere karşı yüksek derecede korozyon söz konusudur.

Scott [1987] çalışmalarında, gömülü borularda mikrobial korozyonu bir korozyon kriteri olarak vermiştir. Sülfat düşürücü bakteriler hesaba katıldığında bu bir kriter olmaktadır. İlave olarak toprak agresifliğinin değerlendirilmesi için su içeriğine ve rezistivitesinea bakmak önemlidir.

Conat [2001] çalışmalarında, toprak korozyonunda sülfat düşürücü bakterilerin rol oynadığını kanıtlamıştır.

Shreir [1978] çalışmalarında, yüksek derecede kirletici toprak sınıflandırılırken toprakta gram başına 10⁵ – 10⁶ oranda sülfat düşürücü bakterinin yaşadığı düşünülür ve genellikle gram başına 10²’ den daha az bakteriler zararsız görülür.

Toprak korozifliğini belirleyebilmek için aşağıdaki maddelerde belirtilen işlemler yapılmalıdır.

a) Toprak Numuneleri

Toprak korozifliğini hatasız bir biçimde inceleyebilmek toprak numunelerinin tüm bölgeyi (ilçe, il vs.) temsil etmesi gerekir. Bu amaçla ASTM D420 – 69 standardına uygun olarak, şehrin her bir bölgesinden, boru hattı boyunca rastgele dağılmış numuneler sondaj yapılarak 3m derinlikten alınmalıdır (her test konumundan en az 3 örnek alınır).

b) Toprak Yumuşaklık/Sertlik Derecesi

ASTM D422 – 63 standardına göre toprak elek analizi yapılmalıdır. AASHO [1966] çalışmalarında, toprak partiküllerinin sınıflandırılmasını yapmıştır.

c) Toprağın Fiziksel Özellikleri

Toprağın fiziksel özelliklerinin tayininde, ASTM D854 – 58, D1157 – 70 [Bowles, 1981] standardına göre boşluk, sıcaklık ve kuru yoğunluk oranları ölçülmelidir.

Toprağın nem oranı ise ASTM D2216 – 71 [Bowles, 1981] standardına göre 110 °C’ lik bir fırında 24 saat bekletme ile tayin edilmelidir.

d) Toprak Rezistivitesi ve Oksidasyon – İndirgeyici Potansiyeli

Toprak rezistivitesi su özlü iletken ölçer (conductometer) cihazı kullanılarak ölçülmelidir [Hesse, 1981]. Oksidasyon – indirgeyici potansiyel ise potansiyometre (potentiographmeter) kullanılarak ölçüm yapılmalıdır [Rump&Krist, 1988].

e) Çözülebilir Katot ve Anot Yüklü İyonlar

Çözülebilir katot (Ca⁺², Mg⁺²) ve anot (Cl^-1, SO4^-2, çözünmüş sülfit) yüklü iyonlar toprak – su bazlı analiz ile ölçülür (AWWA –1985’ e göre).

f) Toprak Reaksiyonu (pH Değeri)

Toprak – su bazlı pH metre ile ölçüm yapılır [Hesse, 1981].

g) Toprak Bakteri Analizi

Toprak numunelerinde, demirli agar besleyici kültürde bakteri bulabilmek için kaynak demir kullanılmıştır. Bu analizde anaerobik bakterilerin (sülfat indirgeyici bakteriler) yaşayıp yaşamadığı kanıtlanmalıdır [Rump&Krist, 1988].

Altyapı ve Kazısız Teknolojiler Derneği, altyapı sistemlerinde deprem etkisi konusunda tüm üretici, kullanıcı ve araştırmacılara en uygun çözüm yöntemlerini sunmak için ulusal ve uluslararası işbirliklerini sürdürecektir.

Altyapı ve Kazısız Teknolojiler Derneği, toprak karakteristiğinin boru hattına etkisi konusunda tüm üretici, kullanıcı ve araştırmacılara en uygun çözüm yöntemlerini sunmak için ulusal ve uluslararası çalışmalarını sürdürecektir.