Korozyona Uğramış Siloların Bakımı: Bir Vaka Çalışması

Year 2025, Volume: 13 Issue: 1, 234 - 247, 30.01.2025

Hüsnü Gerengi , Muhammed Maraşlı , Kader Coskun , Volkan Ozdal , İlyas Uygur , Mecit Aksu

https://doi.org/10.29130/dubited.1505994

Abstract

Yakıt, gıda ve kimyasalların depolanması için kullanılan silolar, inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılan çimento, agrega ve katkı maddeleri gibi çeşitli kimyasalları güvenli bir şekilde depolamak ve dağıtmak için tasarlanmış özel yapılardır. Cam elyaf takviyeli beton (GFRC) panel üretimi için gerekli malzemelerin çoğu silolarda depolanır. Gerekli malzemeler, otomatik dozaj sistemi ile donatılmış pompalar yardımıyla silolardan alınır. Havadaki nem ve oksijene maruz kalan siloların korozyona uğrayıp pas oluşturması yüksek ihtimaldir. Açık havada, özellikle aşırı nem ve yağış alan yerlerde silolar zamanla daha hızlı korozyona uğrar. Dolayısıyla korozyon nedeniyle delinen silolar üretimin durmasına ve ciddi mali kayıplara yol açabilir. Boyama, metal yüzey ile çevre arasında bir bariyer oluşturarak korozif maddelerle doğrudan teması önlediği ve çelik yapının ömrünü uzattığı için çeliği korozyondan korumanın başlıca yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada, Fibrobeton GFRC şirketi tarafından 20 yıldır kullanılan ve ağır korozyona uğramış iki silonun bakım çalışmaları ASTM D3276, ISO 8501 ve ISO 12944:2018 standartlarına göre adım adım gerçekleştirilmiştir. Eski boyanın silo yüzeyinden uzaklaştırılması için sulu kumlama kullanılmış, ardından korozyon inhibitörleri içeren patentli bir asit çözeltisi (TPE Patent Başvuru No: 2017/11354) ile oksit tabakası temizlenmiş, ardından iki kat yüzey toleranslı (Zn₃(PO₄)₂ bazlı) epoksi boya ve ardından UV dayanımı yüksek akrilik boya uygulanmıştır. Bu çalışmada bakım işlemi sırasında metal yüzeyin boya öncesi standartlara uygun olarak hazırlanmamasından kaynaklanan sorunlara da dikkat çekildi.

Keywords

Korozyon, silo, boya, bakım, atmosferik korozyon

Ethical Statement

Bu çalışmanın, özgün bir çalışma olduğunu; çalışmanın hazırlık, veri toplama, analiz ve bilgilerin sunumu olmak üzere tüm aşamalarından bilimsel etik ilke ve kurallarına uygun davrandığımı; bu çalışma kapsamında elde edilmeyen tüm veri ve bilgiler için kaynak gösterdiğimi ve bu kaynaklara kaynakçada yer verdiğimi; kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı, çalışmanın Committee on Publication Ethics (COPE)' in tüm şartlarını ve koşullarını kabul ederek etik görev ve sorumluluklara riayet ettiğimi beyan ederim. Herhangi bir zamanda, çalışmayla ilgili yaptığım bu beyana aykırı bir durumun saptanması durumunda, ortaya çıkacak tüm ahlaki ve hukuki sonuçlara razı olduğumu bildiririm.

Supporting Institution

Fibrobeton Yapı Elemanları A.Ş.

Thanks

Bu bilimsel çalışma Düzce Üniversitesi ile Fibrobeton Araştırma ve Geliştirme Merkezi arasındaki iş birliği sonucunda gerçekleştirilmiştir. Yazarlar, bu araştırma sırasında değerli yardımlarından dolayı Fibrobeton Şirketi Ar-Ge Merkezi çalışanlarından; Hasan Bilgin, Volkan Akmaz, Sedat Enveş, Doğu Ramazanoğlu, Yasemin Hatipoğlu ve Faik Ali Birinci'ye teşekkürlerini sunar.

Maintenance of corroded silos: A case study

Abstract

Silos used for storing fuels, foods, and chemicals are specialized structures designed to safely contain and dispense various types of chemicals commonly used in the construction industry, such as cement, aggregates, and additives. Most of the materials required for glass fiber reinforced concrete (GFRC) panel production are stored in silos. The required materials are taken from the silos with the help of pumps equipped with an automatic dosage system. Steel is prone to corrosion when exposed to moisture and oxygen in the air, resulting in the formation of rust. In the open air, especially in places with excessive humidity and rainfall, silos corrode faster over time. Therefore, punctured silos due to corrosion can lead to production stoppages and severe financial losses. Painting is one of the primary methods for protecting steel from corrosion as it creates a barrier between the metal surface and the environment, preventing direct contact with corrosive agents and extending the life of the steel structure. In this study, the maintenance work of two heavily corroded silos, which had been in use for 20 years by Fibrobeton GFRC company, was carried out step by step according to ASTM D3276, ISO 8501 and ISO 12944:2018 standards. Wet sandblasting was used to remove the paint from the surface, followed by cleaning of the oxide layer with a patented acid solution (TPE Patent Application No: 2017/11354) containing corrosion inhibitors, followed by the application of two coats of surface tolerant (Zn₃(PO₄)₂ based) epoxy paint and then acrylic paint with high UV resistance. During this maintenance process, attention was also drawn to the problems caused by not preparing the metal surface in accordance with the standards before painting.

Keywords

Corrosion, silo, paint, maintenance, atmospheric corrosion

References

• [1] G. Bereket, H. Gerengi, “How truly electrochemical measurements are evaluated in corrosion researches?”, Journal of Corrosion, ISSN 1306-3588; 21(1), 33-44 pp., 2015.
• [2] Y. Ma, Y. Li, F. Wang, “The atmospheric corrosion kinetics of low carbon steel in a tropical marine environment”, Corrosion Science, vol.52, no.5, pp.1796-1800, 2010, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.01.022.
• [3] M. Marasli, K. Dikmen, V. Akmaz, M. Kam, H. Gerengi, “Investigation of the effect of acid rain on the corrosion mechanism of the anchorage element used in glass fiber reinforced concrete”, 7th International Congress on Engineering, Architecture and Design, Oral presentation/ Oral presentation book: 103-112, ISBN 978-625-7367-12-7, Istanbul, 2021.
• [4] M. Morcillo, D. de la Fuente, I. Díaz, H. Cano, “Atmospheric corrosion of mild steel”, Rev. metal. 47 (5), issn: 0034-8570, 2011, https://doi.org/10.3989/revmetalm.1125.
• [5] I. Uygur, B. Gulenc, “The effect of shielding gas compositions for MIG welding process on mechanical behavior of low carbon steel”, Metalurgija 43 (1), pp 35-40, 2004.
• [6] I. Uygur, “Influence of Shoulder Diameter on Mechanical Response And Microstructure of FSW Welded 1050 Al-Alloy”, Archives of Metallurgy and Materials, 57 (1), 53-60, 2012, doi: 10.2478/v10172-011-0152-3.
• [7] H. Gerengi, N. Sen, I. Uygur, E. Kaya, “Corrosion behavior of dual phase 600 and 800 steels in 3.5 wt.% NaCl environment”, Journal of Adhesion Science and Technology, pp. 1-13, 2020.
• [8] A. Kurt, I. Uygur, H. Ates, “Effect of Porosity Content on the Weldability of Powder Metal Parts Produced by Friction Stir Welding”, Materials science forum 534, pp. 789-792, 2007.
• [9] I. Danaee, E. Darmiani, G.R. Rashed, D. Zaarei, “ Self-healing and anticorrosive properties of Ce(III)/Ce(IV) in nanoclay–epoxy coatings”, Iran Polym. J. 23 pp. 891–898, 2014, https://doi.org/10.1007/s13726-014-0288-x.
• [10] H. Shi, F. Liu, L. Yang, E. Han, “Characterization of protective performance of epoxy reinforced with nanometer-sized TiO2 and SiO2”, Prog. Org. Coat. 6, pp. 359–368, 2008, https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2007.11.003.
• [11] S. Shreepathi, P. Bajaj, B.P. Mallik, “Electrochemical impedance spectroscopy investigations of epoxy zinc rich coatings: Role of Zn content on corrosion protection mechanism”, Electrochim. Acta 55, pp. 5129–5134, 2010, https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.04.018.
• [12] N. Arianpouya, M. Shishesaz, M. Arianpouya, M. Nematollahi, “Evaluation of synergistic effect of nanozinc/nanoclay additives on the corrosion performance of zinc-rich polyurethane nanocomposite coatings using electrochemical properties and salt spray testing”, Surf. Coat. Technol. 216, pp.199–206, 2013, https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.11.036.
• [13] H. Marchebois, S. Joiret, C. Savall, J. Bernard, S. Touzain, “Characterization of zinc-rich powder coatings by EIS and Raman spectroscopy”, Surf. Coat. Technol. 157, pp. 151–161, 2002, https://doi.org/10.1016/S0257-8972(02)00147-0.
• [14] L. Zhang, A. Ma, J. Jiang, D. Song, “Anti-corrosion performance of waterborne Zn rich coating with modified silicon-based vehicle and lamellar Zn (Al) pigments”, Prog. Natur. Sci: Mater. Int. 22, pp. 326–333, 2012, https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2012.07.001.
• [15] M.N. Kakaei, I. Danaee, D. Zaarei, “Evaluation of cathodic protection behavior of waterborne inorganic zinc‐rich silicates containing various contents of MIO pigments”, Anti-Corros. Methods Mater. 60, pp. 37–44, 2013, http://dx.doi.org/10.1108/00035591311287438.
• [16] M. Rizvi, H. Gerengi, S. Kaya, I. Uygur, M. Yıldız, I. Sarıoglu, Z. Cingiz, “Sodium nitrite as a corrosion inhibitor of copper in simulated cooling water”, Scientific reports 11 (1), 8353, 2021, doi:10.1038/s41598-021-87858-9.
• [17] https://fibrobeton.com.tr/Anasayfa (Date of access:12.06.2024)
• [18] S. Guo et al., “A critical review of corrosion development and rust removal techniques on the structural/environmental performance of corroded steel bridges”, Journal of Cleaner Production 233, pp. 126-146, 2019, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.06.023.
• [19] https://blogs.ampp.org/surface-prep-standards-a-quick-summary (Date of access: 22.05.2024)
• [20] TS EN ISO 8501 (2008). Çelik taban malzeme yüzeylerin hazırlanması - Boya ve ilgili malzemelerin uygulanmasından önce - Yüzey temizliğinin gözle muayenesi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• [21] K. Coskun, K., H. Gerengi, M. Maraslı, F.A., Birinci, V. Özdal, “Use of Corrosion Inhibitors in Stainless Steel Anchors Used in Glass Fiber Reinforced Concrete (GRC) Precast Façade Elements”, The European Journal of Research and Development, Vol.3 No.1, 2023. https://doi.org/10.56038/ejrnd.v3i1.220
• [22] https://boyacozumleri.com.tr/tmweb/upload/B%C3%87%20ISO%2012944%202018.pdf (Date of access:20.04.2024)
• [23] H. Gerengi, Mosses M. Solomon, M. Marasli, B. Kohen, “A comparative analysis of the corrosion characteristics of electro-galvanized steel coated with epoxy zinc-free and zinc-rich coatings in 5% NaCl”, Journal of Adhesion Science and Technology, vol. 37, Issue 20, 2023, https://doi.org/10.1080/01694243.2022.2123603.