Geri Dön

FMCD radar kullanarak demir donatılarda pas seviyesi tahmini

Estimation of the level of corrosion in reinforced steel by using FMCW radar

PDF İndir

  1. Tez No: 906000
  2. Yazar: GÜLLÜHAN IRMAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SELÇUK HELHEL, DOÇ. DR. İBRAHİM BAHADIR BAŞYİĞİT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

Türkiye gibi jeolojik olarak genç oluşumlu ve diri fay hatları üzerinde bulunan ülkelerde deprem çok büyük bir doğal tehdittir. Ülkemizde en son yaşanılan 6 Şubat 2023 depremlerinin elim sonuçları da bu tehditin ne denli önemsenmesi ve ivedilikle depreme yönelik adımlar atılması gerektiğini bir kez daha göstermiştir. Günümüzdeki çalışmalarla ve teknolojiyle depremin ne zaman olacağı, hangi şiddette ve yıkıcılıkta gerçekleşeceği önceden tahmin edilememekte veya bilinememektedir. Ancak önceden depremin yıkıcı etkisini azaltmak can ve mal kayıplarını en aza indirebilmek için yapılacak veya mevcut binaların risk analizlerin gerçekleştirmek mümkündür. Bu açıdan bakıldığında yapı stoklarının dayanıklılık ve risk kontrollerinin gerçekleştirilmesi depremlerden önce uygulanması gereken zaruri bir işlemdir. Sayıları milyonları bulan ve deprem yönetmeliklerine uymayan, yönetmeliklere uysa bile korozyon seviyesindeki değişimin belli periyotlarla sürekli kontrol edilmesi gereken bu yapıların testlerinin kısa sürede, az maliyetli ve insan gücüne en az ihtiyaç duyulacak şekilde gerçekleştirilmesi için bu çalışmada FMSD radar ile demir donatılardaki korozyon seviyesinin tahmini önerilmiştir. Halihazırda en çok kullanılan yöntem tahribatlı bir yöntem olan karot alma tekniğidir. Bu teknik, analiz süreçlerinin uzunluğu, kolonlara hasar vermesi ve insana olan ihtiyacı fazla olması nedeniyle alternatif arayışlara itmektedir. Önerilen çalışma bu dezavantajları gidermek açısından oldukça tercih edilebilir bir tahribatsız muayene yöntemidir. Gerçekleştirilen tez çalışmasında silindirik beton bir kalıp içerisinde bulunan demir üzerinde meydana gelen korozyon varlığının, FMSD radar ile gerçek ölçümler alınarak tespiti amaçlanmıştır. Bu amaçla MATLAB daraltılmış senaryo ile faz farkı değişimi gözlemlenmiş ve ardından benzetim ortamında sonuçlar elde edilmiştir. Gerçek hayatta da betonlu silindirik kalıp içindeki demirler üzerinden 2.3-2.6 GHz arasında FMSD radar taramaları alınarak veriler değerlendirilmiştir. Elektromanyetik dalga malzeme içinde hareket ederken ortamların fiziksel ve kimyasal özellikleri ilerleyen dalganın genliğini fazını etkiler. Dalganın katmanlar arasında ilerleyişinden bu bilgilere bakılarak çıkarımlar yapılır. Beklenilen sonuçlara göre betonun içindeki demirde bulunan korozyon seviyesinin artışı beraberinde faz değişimine sebep olacaktır. Elde edilen benzetim sonuçlarına göre 0 mm kalınlığında korozyon seviyesinde yani korozyonsuz durum ile 1 mm korozyon varlığında 2.45 GHz seviyesinde 6° faz farkı oluşmuştur. Daraltılmış MATLAB senaryosuna göre 2.43 GHz seviyelerinde 1 mm korozyonlu levhada oluşan faz derecesi ile korozyonsuz levha arasında yaklaşık 8° faz farkı gözlemlenmiştir. Gerçek demir üzerinden alınan FMSD ölçümlerine göre ise temiz demir ile korozyonlu demir arasında 28° faz farkı oluşmuştur. Ardından demirler, silindirik beton kalıp içerisine yerleştirilip FMSD taraması yapıldığında temiz demir ile korozyonlu demir arasında korozyon tespiti sağlanmıştır 2.4 GHz seviyelerinde yaklaşık 5° faz farkı oluşmuştur, ancak orta seviye korozyona ait demir için anlamlı bir sonuç elde edilememiştir. Sonuç olarak FMSD radar ile korozyon varlığı kesin olarak belirlenmiş ancak korozyon derecelendirmesi için elde edilen matematiksel modellerin güvenirliğinin artırılması gerekmektedir.

Özet (Çeviri)

In countries like Turkey, which are geologically young and located on active fault lines, earthquakes are a major natural threat. The tragic results of the most recent earthquake in our country on February 6, 2023 have once again shown how much this threat should be considered and how urgent steps should be taken against earthquakes. With today's studies and technology, it is not possible to predict or know when an earthquake will occur, how severe and destructive it will be. However, it is possible to perform risk analyses of existing buildings or to reduce the destructive effects of earthquakes in advance and to minimize loss of life and property. From this perspective, it is essential to perform durability and risk checks of building stocks before earthquakes. In order to perform the tests of these structures, which number in the millions and do not comply with earthquake regulations, and which must be constantly checked for changes in corrosion levels at certain intervals even if they comply with regulations, in a short time, at low cost and with minimal need for manpower, the estimation of corrosion levels in iron reinforcements with FMCW radar is proposed in this study.The most commonly used method is currently the coring technique, which is a destructive method. This technique pushes for alternative searches due to the length of analysis processes, damage to columns and high human demand. The proposed study is a highly preferable non-destructive testing method in terms of eliminating these disadvantages. In the thesis study, it was aimed to determine the presence of corrosion on the iron in a cylindrical concrete mold by taking real measurements with FMCW radar. For this purpose, the phase difference change was observed with the MATLAB narrowed scenario and then the results were obtained in the simulation environment. In real life, FMCW radar scans were taken between 2.3-2.6 GHz from the irons in the concrete cylindrical mold and the data were evaluated. While the electromagnetic wave moves in the material, the physical and chemical properties of the environments affect the amplitude and phase of the advancing wave. Inferences are made by looking at this information from the wave's progress between layers. According to the expected results, the increase in the corrosion level in the iron in the concrete will cause a phase change. According to the simulation results obtained, a phase difference of 6 degrees occurred at 2.45 GHz level in the presence of 1 mm corrosion with a corrosion level of 0 mm thickness, i.e. without corrosion. According to the narrowed MATLAB scenario, a phase difference approximately 8 degrees, was observed between the phase degree formed in the 1 mm corroded plate at 2.43 GHz levels and the corroded plate. According to the FMCW measurements taken on real iron, a phase difference of 28 degrees occurred between clean iron and corroded iron. Then, when the irons were placed in a cylindrical concrete mold and FMCW scanning was performed, corrosion detection was achieved between clean iron and corroded iron a phase difference of approximately 5° occurred at 2.4 GHz levels, but no significant result was obtained for iron with medium level corrosion. As a result, the presence of corrosion was determined accurately with FMCW radar, but the reliability of the mathematical models obtained for corrosion grading needs to be increased.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    579746

    Aykırı değerlerin tespiti için kullanılan dayanıklı uzaklık yöntemlerinin karşılaştırılması

    The comparison of robust distance methods for outliers detection

    TUBA ÇELEBİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İstatistikOndokuz Mayıs Üniversitesi

    İstatistik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PELİN KASAP

Geri Dön