KOROZYON
KOROZYON VE KORUNMA
KOROZYON NEDİR? Metallerin bulundukları ortam ile yaptıkları kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyonları sonucu meydana gelen malzeme bozunumuna veya hasarına korozyon adı verilir. Korozyon karmaşık bir olaydır ve tamamen önlenmesi oldukça zordur.
KOROZYONUN ÖNEMİ Korozyon, özellikle metallerde büyük ekonomik kayıplara sebep olur. Bu ekonomik kayıpların en büyüğü korozyona karşı alınan önlemler için yapılan harcamalardır. Örneğin; korozyona karşı metallerin dirençlerini arttırmak amacıyla yüzey kaplanabilir, metalin bulunduğu ortamın etkisini azaltmak için ilave sistemler yapılabilir veya korozyona uğrayan parça yenisiyle değiştirilebilir.
KOROZYONUN ÖNEMİ Bütün bu yapılan çalışmalar ilave maliyet anlamına gelmektedir. Amerika Birleşik Devletlerinde korozyona karşı yapılan harcamaların yıllık 8 milyar doları aştığı tahmin edilmektedir. Korozyon sebebiyle hasara uğrayan bir parçanın yenisi ile değiştirilmesi esnasında belirli bir süre üretimin durması da ekonomik kayıp olarak değerlendirilir.
KOROZYONUN ÖNEMİ Gerekli önlemler alınmadığında ekonomik kayıpların oldukça büyük oranda olabileceği düşünülmelidir. Ülkemizde otomobiller, köprüler, enerji nakil hatları, direkler, korkuluklar, iskeleler, gemiler, yeraltındaki boru hatları, baraj kapakları, dubalar, depolar gibi metalik yapılar beklenenden daha kısa süreler içerisinde korozyona uğrayarak kullanılamaz hale gelmektedir.
KOROZYONUN ÖNEMİ Ülkemizde bir yılda meydana gelen bu korozyon kayıplarının, 2010 yılı yıllık çelik üretimimizin (26.1 milyon ton) yaklaşık üçte biri (8.7 milyon ton) kadar olduğu tahmin edilmektedir.
Korozyon Hasarı Ortamın kimyasal ve elektro-kimyasal etkilerinden dolayı metalik malzemenin bileşiminde, yapısında ve özelliklerinde görülen bozulmadır. Malzeme kaybına neden olur. Mekanik özelliklerin kaybına neden olur. Oluşması için korozif bir ortam ve yeterli süre söz konusudur. İki katagoride incelenir. Kimyasal korozyon Elektro kimyasal korozyon
Korozyon A. Kimyasal korozyon 1. Metallerin oksitlenmesi 2. Element fakirleşmesi B. Elektro-kimyasal korozyon 1. Anodik reaksiyonlar 2. Katodik reaksiyonlar Elektrolitik kaplamada kullanılabilir Elektro kimyasal korozyon Ortam Elektrolit etkiye sahip değil Ortamda Elektrolit Mevcut
Kimyasal Korozyon Malzemenin bulunduğu ortamda elektrik iletiminin söz konusu olmadığı sadece kimyasal etkiden dolayı korozyonun gerçekleşmesi durumudur. Oksitlenme (Kuru gaz ortamında) Elektrolitik özelliği bulunmayan sıvılarda çözünme, vs. Nem ve oksijen varsa korozyon oluşur. Pas oluşturmak için oksijenle metal reaksiyona girer. Korozyon kuru ortamda daha yavaş, deniz kenarlarında, tuzlu su çevrelerinde daha hızlı oluşur.
A1. Metallerin Oksitlenmesi Oksijenle temas eden metallerin yüzeylerinde oluşan reaksiyonlarda oksit tabakası meydana gelir. Oksitlenme hızı, oluşan tabakanın koruyucu karakterine bağlıdır. Koruyucu vasfı olmayan oksit tabakasının kalınlılığının zamanla lineer olarak artar. Koruma özelliği olan oksit tabakasının kalınlığı ise parabolik olarak artar.
A2: Element Fakirleşmesi Kimyasal korozyonun diğer bir şeklidir. Metallerin korozif sıvıların içerisinde çözünmesi şeklinde gerçekleşir. Korunma (diğer türlere göre zor olmakla birlikte); (a) Ortam sıcaklığının düşürülmesi, (b) kaplama ve (c) ortamla temasın kesilmesidir.
B.Elektro-Kimyasal Korozyon Bu tür korozyon, elektrolit ortamda gerçekleşir; elektro kimyasal pil oluşumu ile anot konumuna gelen malzemede meydana gelen malzeme kaybı şeklinde olur. Elektrolit: erimiş veya suda çözünmüş asitik veya bazik tuzların oluşturduğu elektrik iletebilen ortamdır.
B.Elektro-Kimyasal Korozyon Anot: Elektron ve iyon kaybıyla diğer bir değişle malzeme kaybı ile korozyona uğrayan eleman Katot: Elektron alan ve korozyona uğramayan eleman Fiziksel temas: Anot ile katot arasında elektriksel teması sağlayan eleman Elektrolit: Anot ve katotu beraberce saran ve elektrik iletim özelliği olan sıvı eleman
B.Reaksiyonlar B1. Anodik reaksiyon: Anot metalinde meydana gelen ve atomlarının elektron ve iyonları ayrıştığı oksidasyon reaksiyonudur. Pili meydana getiren temas sayesinde elektronlar anodu terkederken iyonlarda elektrolite karışır. M M n n e
B.Reaksiyonlar B2. Katodik reaksiyon: Elektrokimyasal korozyonda Elektrolitik kaplamada
KOROZYON TÜRLERİ
GENEL KOROZYON (UNIFORM CORROSION) Korozyon, metal yüzeyinin her tarafında meydana geliyorsa buna genel korozyon adı verilir. Metal yüzeyinde bir incelme meydana gelir
GENEL KOROZYON Genel korozyon, gözle fark edilebileceğinden önceden önlem alınabilir. Bu nedenle en az korkulan korozyon türüdür. Kolayca ölçülebilir. Genel korozyonun, kimyasal veya elektrokimyasal örnekleri mevcuttur. Çeliklerin sıcak şekillendirilmesi işleminde, ısıl işlem aşamalarında demiroksit tufallar kimyasal korozyona örnek olarak verilebilir.
GENEL KOROZYON Havanın rutubeti ve oksijeni etkisinde oluşan demirin korozyonu (paslanması) elektrokimyasal korozyona örnek olarak verilebilir. Alüminyumun yüzeyinde oluşan oksit tabakası elektrokimyasal korozyona örnek olarak verilebilir.
BÖLGESEL KOROZYON (Elektrokimyasal Korozyon) * Oyuklaşma (çukurcuk) korozyonu (pitting corrosion), * Taneler arası korozyon, * Gerilmeli korozyon, * Aralık korozyonu, * Seçici korozyon ve * Galvanik korozyon olmak üzere altı farklı türe ayırmak mümkündür.
Oyuklaşma (Çukurcuk) Korozyonu (pitting corrosion) Korozyon olayının çok dar bölgelerde yoğunlaşması sonucu meydana gelen çukurcuk, küçük iğnemsi veya krater şeklindeki korozyon türüdür. Malzeme türüne ve bulunduğu korozif ortama bağlı olarak bu çukurcukların boyutları ve sıklığı değişir.
Oyuklaşma (Çukurcuk) Korozyonu (pitting corrosion) Oyuklaşma korozyonunda meydana gelen çukurcuklar gözle ayırt edilemeyecek kadar az olduğundan, korozyonun ileri aşamasında ancak fark edilebilir. Örneğin; parça delinip sızdırmaya başladığında oyuklaşma korozyonunun farkına varılabilir. Bu nedenle en çok korkulan korozyon türlerinin başında gelir.
Oyuklaşma (Çukurcuk) Korozyonu Oyuklaşma korozyonu, genellikle klor ve brom iyonları içeren nötr ortamlarda meydana gelir. Oyuklaşma korozyonu için en güzel ortam deniz suyudur. Çünkü deniz suyu NaCl ve oksijen bakımından oldukça zengin bir sudur.
Oyuklaşma (Çukurcuk) Korozyonu (pitting corrosion) Çelik malzemede çukurcuk korozyonu 316L tipi paslanmaz çelik pompanın iç kısmında bölgesel oyuklaşma tipi korozyon görülmektedir
TANELERARASI KOROZYON (İNTERGRANULAR CORROSİON) Metallerin mikroyapısını incelediğimizde taneler ve bu taneleri birbirinden ayıran tane sınırlarından meydana geldiğini görürüz. Tanelerarası korozyon ise metalin tane sınırları boyunca meydana gelen korozyon türüdür.
TANELERARASI KOROZYON (İNTERGRANULAR CORROSİON) Tane sınırlarında bazı kalıntı maddelerin birikmesi veya bazı bileşiklerin tane sınırlarında oluşması sebebiyle tanelerarası korozyon meydana gelir. Tanelerarası korozyona en güzel örnek paslanmaz çeliklerde meydana gelen tane sınırlarındaki karbür çökelmesi olayıdır. Östenitik paslanmaz çelik uzun süre 500-850 C sıcaklıkları arasında tutulursa tane sınırlarında Cr23C6 tipi karbür çökelmesi meydana gelir.
TANELERARASI KOROZYON (İNTERGRANULAR CORROSİON) Bu karbürün çökelmesi için tane sınırlarına karbon ve krom difüzyonu olması gerekir. Bu difüzyon sebebiyle tane sınırlarında veya yakınlarında krom miktarının azalması sebebiyle kromca fakir bölgeler oluşur. Böylece paslanmaz çelik içerisinde kromca fakir ve kromca zengin bölgeler arasında bir korozyon meydana gelir. Buda paslanmaz çelik tane sınırları boyunca hasara uğramasına sebep olur.
ARALIK KOROZYONU (CREVİCE CORROSİON) Aralık korozyonu, korozyon hasarının çok dar bölgeler içerisinde meydana geldiği hasar türüdür.
ARALIK KOROZYONU (CREVİCE CORROSİON) Birinci aşamada metal yüzeyindeki küçük bir aralık içerisini su doldurduğu zaman aralık içerisinde ve dışarısındaki oksijen yoğunluğu aynıdır. Zaman geçtikçe korozyon sebebiyle aralık içerisindeki oksijen miktarı azalır. Böylece aralık içerisindeki oksijen yoğunluğu dışarıya göre daha az olduğundan bir potansiyel farklılık meydana gelir (2. aşama). Anot şeklinde davranan metal ve katot şeklinde davranan yüzeyin oluşturduğu bir anot-katot hücresi sayesinde aralık korozyonu meydana gelir (3. aşama).
ARALIK KOROZYONU Somun-cıvata bağlantı elemanları, sağlam olmayan kaplamalar ve katı parçacıklarının metal yüzeylerine yapışması aralık korozyonuna verilebilecek örnek yerlerdir. Bu korozyon türünün önlenmesi amacıyla konstrüksiyonlarda aralıkların olmadığı metal yüzeyleri tercih edilmeli veya mevcut aralıklar yalıtkan malzemelerle doldurulmalıdır.
Seçici Korozyon (selective leaching) Bir alaşımın içerisindeki farklı bileşenlerinin bulunduğu korozif ortamda anotkatot tarzında davranması sonucunda meydana gelen korozyon hasarıdır. Sarı prinç diye de anılan α ve β princinin mikroyapısı. Β (Beta) fazı ~ 45 wt% Zn, α (alpha) fazı ~ 30 wt% Zn içerir.
Seçici Korozyon (selective leaching) Bakırın çinko ile yaptığı alaşımlarda (pirinç) görülen çinko kaybı seçici korozyona en güzel örnektir. α ve β fazlarından oluşan Cu-Zn alaşımı, korozif bir ortama maruz kaldığında bir elementin (Zn) atomları çözeltiye geçerken diğeri (Cu) katot olmasından dolayı metal bünyesinde kalır. Böylece Cu-Zn alaşımı, çinko kaybına sebep olur ve gözenekli bir yapı meydana gelir.
Galvanik Korozyon (galvanic corrosion) Değişik türde iki metal bir çözelti içerisinde bir iletken ile birleştirilirse, aralarındaki potansiyel fark nedeniyle birinden diğerine doğru bir elektron akışı meydana gelir. Elektron veren metal anot, elektron alan metal ise katot olur. Buna elektrokimyasal pil veya galvani pili adı verilir.
Galvanik Korozyon (galvanic corrosion)
Galvanik Korozyon (galvanic corrosion) Galvani pilinde elektron veren metalin iyonları çözeltiye geçerek korozyona uğramasına sebep olur. Bu tarzdaki korozyon türüne elektrokimyasal veya galvanik korozyon denir. Örneğin deniz suyu içerisinde bulunan pirinç malzeme ile birlikte kullanılan çelik vidalar, galvanik korozyona uğrarlar. Burada deniz suyu elektrolit, pirinç ve çelik iki farklı türdeki metali ve her iki metalin birbirine teması da elektriksel bağlantıyı ifade etmektedir.
Galvanik Korozyon (galvanic corrosion) Elektrokimyasal reaksiyonlarda bir metalden diğer metale doğru elektron akışının meydana gelebilmesi için bir potansiyel farkın olması gerekir. Buna elektrokimyasal potansiyel adı verilir. İki metal arasındaki potansiyel fark ne kadar büyük ise o iki metal arasında anot-katot hücresinin oluşması o kadar kolay olur. Potansiyeli daha negatif olan metal anodu oluşturur ve korozyona uğrar.
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM