KOROZIF ORTAMLARDA 42CRMO4 ÇELIĞIN İLETKEN POLIMERLERLE KOROZYONDAN KORUNMASI

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "KOROZIF ORTAMLARDA 42CRMO4 ÇELIĞIN İLETKEN POLIMERLERLE KOROZYONDAN KORUNMASI"

Meryem Çavdarlı
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 KOROZIF ORTAMLARDA 42CRMO4 ÇELIĞIN İLETKEN POLIMERLERLE KOROZYONDAN KORUNMASI Can BOLAT a, Merve DEMIR a, Hande ERKUŞ a, Esin ARDAHANLI a ve Abdurrahman ASAN a* * Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Yolu, Çorum, asanabdurrahman@hotmail.com ÖZET Bu çalışmada, 42CrMo4 çeliğin iletken polimerlerden olan polipirolle kaplanması ve bu, kaplamanın 0,5M H 2 SO 4 0,5 M NaOH ve 0,5M NaCl ortamlarında korozyondan koruma etkinliği araştırıldı. Polipirolle kaplama 0,1M oksalik asit + 0,1M pirol çözeltisi içinde dönüşümlü voltametri ile gerçekleştirildi. Bu ortamlardaki çeliğin polipirolle kaplanmadan ve kaplamadan sonraki korozyon hızları Tafel Polarizasyon Yöntemiyle belirlendi. Bazik ortamda önemlik bir koruma etkinliği belirlenmemiştir. Asidik ve tuzlu ortamlarda korozyondan koruma etkinliği sırasıyla; %77 ve % 63 olarak tespit edilmiştir. GİRİŞ Anahtar Kelimeler: Korozyon, Çelik, Polipirol, Kaplama. Korozyon yaşamımızı birçok açıdan oldukça etkilemektedir. Metalden yapılmış her şey korozyondan etkilenmektedir ve bunun sonucunda da korozyon ülke ekonomimize doğrudan veya dolayı yoldan etki etmektedir. Üretilen çeliğin büyük bir kısmı her yıl korozyon sebebiyle kaybedilmekte ya da kullanılmaz hale gelmektedir. Korozyon sonucu kaybedilen metal kendi maliyetinin çok üzerinde ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Çünkü hammadde yanında kayıplar içerisinde üretim maliyetleri de kayıp olarak düşünülmektedir. Gayri Safi Milli Hâsılanın %5 i korozyon kaybındadır ve %50 si önlenebilir niteliktedir[1]. Metalik parçaların korozyondan korunması veya korozyonunun yavaşlatılması için çeşitli önlemler alınmaktadır. Korozyonu önlemek için metalin bulunduğu ortam ile etkileşmesini engellemek gerekmektedir. Bunun en genel yolu, metal üzerinde bir film oluşturmak veya metali kaplamaktır[2]. Korunacak metalin cinsi ve şekli yanında ortamın durumu da göz önüne alınarak metalik, inorganik ve organik kaplamalardan biri yapılabilir. İletken polimer kaplayarak korozyondan koruma çalışmaları yeni başlamış olup, monomerleri suda çözündüğü için daha çok polianilin ve polipirolle yumuşak çelik üzerindeki kaplamalar incelenmiştir[3]. İletken polimerleri, iletken bir madde eklemeden elektrik akımını ileten polimer şeklinde tanımlayabiliriz. İletken polimerler ilk defa 1970 yılında elde edilmiştir. Bunların oluşma koşullarının bulunması, elektronik aletlerin üretiminde, anahtar devrelerinin, doldurulabilir batarya ve sensörlerin yapımında ve korozyon inhibitörü olabilme özelliğine sahip olmaları nedeniyle teknolojik gelişmelerde ilerlemelere yol açmıştır. İletken polimerler mekanik özellikleri ile metallerin, elektronik ve optik özellikleri nedeniyle yarı iletkenlerin, ayrıca polimerlerin sahip olduğu işlenme özeliğine sahip olmaları nedeniyle üç farklı malzemenin özelliğini kendinde toplamıştır. Bu nedenle malzeme ile uğraşan bilim adamlarına yeni ufuklar sunmaktadır.

2 DENEYSEL ÇALIŞMALAR Çalışmada korozyon hücresi olarak 3 ağızlı 500 ml lik rodajlı balon kullanılmıştır (Şekil 1). Ortadaki ağızdan çalışma elektrodu daldırılmıştır. Boyunlarından birine referans elektrot diğerine ise karşı elektrot yerleştirilmiştir. Çeliğin 0,5 M lık NaOH, 0,5 M lık H 2 SO 4 ve 0,5 M lık NaCl çözeltileri içerisindeki korozyon testleri için Tafel ve Polarizasyon eğrileri İvium Technologies De Regent HW Eindhoven model cihazı ile yapılmıştır. Karşı elektrot olarak platin levha, referans elektrot olarak da Doygun Kalomel Elektrot (DKE) kullanılmıştır. Gerekli bağlantılar sağlandıktan sonra çeliğin hazırlanan çözeltiler içerisindeki korozyon testleri yapılmıştır. Her işlemden sonra çalışma elektodunun yüzeyini temizlemek amacıyla 2000 lik zımpara ile zımparalanmış ardından saf sudan geçirilerek temizlenmiş ve kurumayı çabuklaştırmak için etil alkole daldırılmıştır. Şekil 1. Deney düzeneğinin genel görünüşü. Her deneyden sonra aynı ön hazırlama işlemleri tekrarlanmıştır. Polipirolle kaplama işlemi; 0,4V ile 0,8V Aralığında 50mV/s tarama hızı ile 10 tarama yapılarak gerçekleştirilmiştir. Tafel Polarizasyon eğrileri ise; tarama aralığı ortamın türüne göre, anodik ve katodik dal elde edilecek şekilde ayarlanarak, tarama hızı 2mV/s ile elde edilmiştir. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 42CrMo4 Çeliğin 0,5M H 2 SO 4 0,5 M NaOH ve 0,5M NaCl ortamlarındaki korozyon hızları Tafel Polarizasyon eğrileri ile ölçülmüştür. Bu ortamlardaki korozyon hızları sırasıyla 0,26 mm/yıl, 0,057 mm/yıl ve 0,11 mm/yıl olarak tespit edilmiştir. Bu üç korozif ortamda elde edilen polarizasyon eğrileri ile, oksalik asit ortamında çelik yüzeyinde polipirolle kaplama gerçekleştirildikten sonra elde edilen polarizasyon eğrileri Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4 de çakıştırılarak verilmiştir.

3 Şekil 2 Çeliğin 0,5 M H 2 SO 4 ortamında polipirolle kaplamadan ve kapladıktan sonra elde Şekil 3. Çeliğin 0,5 M NaOH ortamında polipirolle kaplamadan ve kapladıktan sonra elde

4 Şekil 4. Çeliğin 0,5 M NaOH ortamında polipirolle kaplamadan ve kapladıktan sonra elde 0,1 M oksalik asit ortamında Dönüşümlü Voltametri yöntemi ile 10 tarama yapılarak, polipirol çelik yüzeyinde başarılı bir şekilde kaplanmıştır. Şekil 5 de kaplamanın gerçekleştirdiği dönüşümlü voltagram verilmektedir. Şekil 5. Çeliğin 0,5 H 2 C 2 O 4 + 0,1 M pirol çözeltisinde elde edilen dönüşümlü voltagramları. Kaplama gerçekleştirildikten sonra, yukarda belirtilen ortamlarda tekrar korozyon hızları ölçülerek, sırasıyla 0,06 mm/yıl, 0,07mm/yıl ve 0,041mm/yıl değerleri elde edilmiştir. Kaplamadan once yapılan testlerde en düşük korozyon hızı 0,5M NaOH ortamında elde edilmiştir. Bu çeliğin bazik ortamda pasifleşebilme özelliği ile açıklanabilir. Kaplama gerçekleştirildikten 0,5 M NaOH

5 ortamında kaplamanın hiçbir etkinliğinin olmadığı hatta korozyon hızını az da olsa arttırdığı söylenebilir. Bu olay bazik ortamda çeliğin pasifleşmesiyle yüzeyde oluşan filmin plipirol kaplamadan daha etkin olduğu anlamına gelir. Polipirol kaplamanın çeliğin 0,5M H 2 SO 4 ve 0,5M NaCl ortamındaki korozyon hızını sırasıyla %77 ve %63 oranında azalttığı tespit edilmiştir. Öneriler Çelik yüzeyinde polipirol kaplama, asidik ve tuzlu korozif ortamlarda etkindir. Bazik ortamda polipirol kaplama, çeliğin bazik ortamda pasifleşebilme özelliğinden dolayı anlamsızdır. Bundan sonraki araştırmacılara farklı bileşimlerdeki çelikleri ve diğer endüstriyel öneme sahip metallerle çalışmaları önerilir. Yine polipirol gibi iletken olan, anilin, tiyofen, furan gibi diğer monomerlerin metal yüzeyinde polimerleştirilmesi önerilebilir. KAYNAKLAR 1. Yalçın, H. ve Koç T., Korozyon ve Katodik koruma, Ankara, Çakır, A., Metalik Korozyon İlkeleri ve Kontrolü, Bileşim Matbaacılık, İstanbul, Damian K, Mikito U, Toshiaki O. The effect of counter anions on corrosion resistance of steel overed by bi-layered polypyrrole film, Corrosion Science, Cilt 49, , 2007.

Benzer belgeler

POLİPİROLLE KOROZYONDAN KORUNMA CORROSION PROTECTION BY POLYPYRROLE

POLİPİROLLE KOROZYONDAN KORUNMA Abdurrahman ASAN *, Burhan ASLAN, Özgür KORKMAZ * Hitit Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü, ÇORUM ÖZET: Polipirol (PPy) film, korozyona karşı koruma