Betonarme yapılarda korozyon tespiti için tahribatsız muayene sistem tasarımı

Yapı sektöründe, yapıların kalan yaşam ömürlerinin ve dayanıklılıklarının tespit edilmesi sadece deprem koşulları altında değil normal koşullar altında da önemli bir konudur. Ülkemiz çok sayıda aktif fay hattının üzerinde bulunmaktadır ve bu fay hatlarının üzerinde güncel deprem yönetmeliğinden çok önce, risk değerlendirmesi yapılmamış ve 2018 tarihli son deprem yönetmenliğine göre "güvensiz" olarak tahmin edilen yüzbinlerce yapı stoku bulunmaktadır. Bu kadar çok sayıda yapının hızlı ve ekonomik şekilde risk durumunun tespiti oldukça önemlidir. Bu açıdan bakıldığında, yapıların deprem performans analizinde özellikle de betonarme yapılardaki donatı sayısı ve korozyonunun tespitinde sıyırma gibi tahribatlı yöntem yerine tahribatsız yöntemlerin kullanılması zaman ve ekonomik bakımdan ciddi avantaj sağlayacaktır. İlgili çalışma alanıyla ilgili literatür incelendiğinde, bina donatılarında gerekli tespit ve kontrolün yapılabilmesi adına kullanımda olan tahribatlı ve tahribatsız yöntemlerin; yüksek maliyet, uzun süren zaman kayıpları, yüksek hata payı gibi sorunları olduğu anlaşılmaktadır. Bu nedenlerden dolayı kabul edilebilir hata payı ile çalışan, hızlı sonuç üreten ve daha ekonomik bir alternatif çözüme ihtiyaç vardır. Yapı denetimlerinde kullanılacak karar destek mekanizmalarının parçası olması planlanan tahribatsız muayene cihazı; kendi içinde olgun bir teknoloji olan ve korozyon ölçümünde özgünlük sunan frekans modüleli sürekli dalga (FMSD) yöntemi kullanımına dayanan bir yere nüfuz eden radar (YNR) sistemidir. Bu doğrultuda, prototip bir FMSD Radarı tasarlanarak, yazılım bileşenleri ile hayata geçirilmiştir. Benzetim ortamı üzerinde farklı senaryolarda benzetimler gerçekleştirilmiştir. Ardından, cihazın korozyon tespit kabiliyetini doğrulamak için hem korozyona uğramış hem de temiz durumdaki silindirik metal malzemeler kullanılarak ölçümler alınmıştır. İlgili çalışma prototip bir FMSD Radar sisteminin hayata geçirilmesini içerdiğinden cihaz ile alınan ölçümler ön çalışma niteliği taşıyan ilk ölçümlerdir. FMSD Radarından elde edilen veri setleri sayısal işaret işleme tekniklerinin kullanıldığı algoritmalar ile incelenmiştir. İncelemeler sonucunda, yüksek seviyede korozyona uğramış hedeften ve temiz durumdaki hedeften alınan ölçümlerde maksimum genlik noktaları arasında 0.24 V ve çalışma bölgesi olarak nitelendirilen bölgede ise 0.309 V değerinde gerilim kayıpları gözlemlenmiştir. Maksimum genlik noktaları arasında frekans kayması ise 117 MHz olarak hesaplanmıştır. Cevap işaretlerinin faz kayması açısından incelenmesi sonucunda +21 ile -31 derece arasında toplam 52 derecelik bir faz farkı olduğu görülmüştür. Gerçekleştirilen tarama ölçümleri ile tarama alanında bulunan demir malzemenin yerinin tespit edilebildiği, yüksek seviyede korozyona uğramış demir ve temiz durumdaki demir malzemenin ölçüm sonuçları arasında yoğunluk farkı olduğu tespit edilmiştir. Yapılan incelemeler, hedef nesnelerin cevap işaretlerinde korozyona bağlı olarak genlik bozulması, yoğunluk farkı, frekans kayması ve faz kaymasının varlığını ortaya koymuştur