PASLANMAZ ÇELİKLERDE BÖLGESEL KOROZYON

Benzer belgeler
PASLANMAZ ÇELİKLER ve PASLANMAZ ÇELİKLERİN KOROZYONU Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

KOROZYON DERS NOTU. Doç. Dr. A. Fatih YETİM 2015

KOROZYONUN ÖNEMİ. Korozyon, özellikle metallerde büyük ekonomik kayıplara sebep olur.

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

Paslanmaz Çeliklerin. kaynak edilmesi. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

Korozyon Nedir? Metalik malzemelerin içinde bulundukları fiziksel,kimyasal ve elektro kimyasal ortamla reaksiyona girmeleri sonucu hariçten enerji

ELEKTROKİMYASAL REAKSİYONLAR

Korozyonun Sebep Olduğu Ekonomik Kayıp

Malzeme Bilimi Ve Laboratuvarı KOROZYON. Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

Paslanmaz çelik nedir? Fe Cr > 10,5% C < 1,2%

6.WEEK BİYOMATERYALLER

Metal yüzeyinde farklı korozyon türleri

Paint School JPS-E / Corrosion / 1 KOROZYON

KOROZYONDAN KORUNMA YÖNTEMLERİ

DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERDE OLUŞAN YÜKSEK SICAKLIK FAZLARINA GENEL BİR BAKIŞ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

KOROZYON BİLTEK MÜHENDİSLİK

MÜHENDİSLİKTE KULLANILAN MALZEMELER 1. DEMİR VE ÇELİK

Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Eczacıbaşı - Lincoln Electric ASKAYNAK. Düşük Alaşımlı Yüksek Dayanımlı Çelikler İçin MIG/TIG Kaynak Telleri

İÇİNDEKİLER

L L S

Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok

Metallerde Özel Kırılganlıklar HASAR ANALİZİ

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

YORULMA HASARLARI Y r o u r l u m a ne n dir i?

Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

5.2. Kaynak Bozulması

8. KAZIMALI (FRETAJ) KOROZYON

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 11 Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Çeşitli ortamlarda değişik etkilerle ve mekanizmalarla oluşan korozyon olayları birbirinden farklıdır. Pratik olarak birbirinden ayırt edilebilen 15

Rapor no: Konu: Paslanmaz çelik

Ve diğerleri... Malzemenin delinmesi ile oluşan ürün kaybı, Çevreye yayılan ürünün neden olduğu kirlilik ve zararlı etkiler, Ürünün yanıcı olması duru

KOROZYON TÜRLERİ Başlıca 8 korozyon türü vardır. Bunlar:

POTANSİYEL - ph diyagramları

ALUMİNYUM ALA IMLARI

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAK METALURJİSİ Demir esaslı alaşımlar içerisine paslanmazlık özelliğini sağlamak amacıyla krom elementi ilave edilir.

KOROZYON Hazırlayanlar: Gözde Çörekçi Merve Baykan Osman Çakır

Sürünme ; Yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzemelerde görülen hasar dır. Yük veya gerilme altında zamanla meydana gelen plastik deformasyona sürünme

Gerilmeli korozyon. Hidrojen gevrekliği. Yorulmalı korozyon. Aşındırmalı korozyon. Erozyon korozyonu. Kavitasyon korozyonu

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

ÇELİK YAPILAR (2+1) Yrd. Doç. Dr. Ali SARIBIYIK

Paslanmaz Çeliklerin Kaynak İşlemi Esnasında Karşılaşılan Problemler ve Alınması Gereken Önlemler Paslanmaz çeliklerin kaynak işlemi esnasında

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

STANDART KALİTE PASLANMAZ ÇELİKLERİN KULLANIM ÖZELLİKLERİ

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

Sıcak Daldırma Galvanizleme Prosesimiz İntermetalik Alaşım Katmanları Galfan Korozyon Dirençleri Ar-Ge Çalışmalarımız

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

SİLİSYUM ESASLI İNTERMETALİK BİLEŞİKLER

Elektrokimyasal İşleme

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

Akımsız Nikel. Çözeltideki tuzları kullanarak herhangi bir elektrik akım kaynağı kullanılmadan nikel alaşımı kaplayabilen bir prosestir"

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

ÇELİKLERİN KOROZYONU Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

MODERN ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMLERİ VE KULLANİM ALANLARİ

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

MIG-MAG KAYNAK METODUNDA KULLANILAN KAYNAK ELEKTROTLARI VE ELEKTROT SEÇİMİ

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ HASAR ANALİZİ YÜKSEK LİSANS - DOKTORA DERS NOTLARI. Doç.Dr.İrfan AY BALIKESİR

PASLANMAZ ÇELİK KULLANIM ALANLARI TABLOSU

Yüksek Performanslı Montaj Pastası. N-7000 Yüksek Saflıkta Montaj Pastası

Ferritik Martenzitik Ostenitik Ferritik-Ostenitik (dubleks) Çökeltme sertleşmesi uygulanabilen alaşımlar

Atomlar ve Moleküller

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 2 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 5 Çeliklerin standartları. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

KAPALI DEVRE MEKANİK TESİSATLARDA KOROZYON

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

SICAK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ B İ R K A L İ T E M A R K A S I

İÇİNDEKİLER ASTM NORMLARI ULUSLARARASI KARŞILAŞTIRMALAR SF 8-9 SF 6-7 KİMYASAL ANALİZLER SF 11 SF 11 S 4

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 5 Metaller, Bakır ve Magnezyum. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Doç.Dr.Salim ŞAHİN YORULMA VE AŞINMA

CALLİSTER - SERAMİKLER

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

Şekil 1. Elektrolitik parlatma işleminin şematik gösterimi

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

KOROZYON KOROZYON Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

Faz ( denge) diyagramları

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

TÜRKİYE NİN İLK VE TEK PASLANMAZ ÇELİK UZUN MAMÜL ÜRETİCİSİ

METALLER. şeklinde sıralanır. Demir esaslı alaşımlarda karşılaşılan en önemli problem korozyon eğilimlerinin yüksek olmasıdır.

DOÇ. DR. MUZAFFER ZEREN

Paslanmaz Çelik Sac 310

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Islah Çelikleri. Sementasyon Çelikleri. Nitrürlenebilen Çelikler. Otomat Çelikleri. Paslanmaz Çelikler. Takım Çelikleri

Transkript:

TESKON 2017 / MEKANİK TESİSAT YALITIMI SEMİNERİ Bu bir MMO yayınıdır MMO bu yayındaki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan sonuçlardan, teknik bilgi ve basım hatalarından sorumlu değildir. PASLANMAZ ÇELİKLERDE BÖLGESEL KOROZYON HAKAN NAYIR ARMACELL YALITIM MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI BİLDİRİ

2163 PASLANMAZ ÇELİKLERDE BÖLGESEL KOROZYON Localized Corrosion on Stainless Steel Hakan NAYIR ÖZET Paslanmaz Çelikler günümüz endüstrisinde muhtelif elemanlarda ve özellikle agresif ortamlarda korozyona karşı güvenlikleri sebebiyle sıkça kullanılmaktadır. Bununla birlikte özellikle bölgesel korozyon tiplerine karşı hassas olmaları itibarı ile paslanmaz çelik elemanlardan dolayı büyük maliyet kayıpları da yaşanmaktadır. Araştırılması gereken nokta paslanmaz çeliklerin sunduğu güvenirliğin hangi ortamlarda hangi dereceye kadar olduğunun tespit edilerek, malzeme seçiminin buna göre yapılması ve gerekli önlemlerin planlanmasıdır. Bu noktada tehlike kaynağı olan ve endüstride sıkça görülen, temel bölgesel korozyon tiplerinin (çatlak korozyonu, çukurcuk korozyonu, gerilmeli korozyon/çatlağı) mekanizmalarının ortaya konarak, açıklanması alınacak önlemlerin tespiti için büyük değere haizdir. Anahtar Kelimeler: Paslanmaz Çelik, Bölgesel Korozyon Tipleri, Çatlak Korozyonu, Çukurcuk Korozyonu, Gerilimli Korozyon ABSTRACT Stainless steel is widely used in today s industry in various pipelines and vessels especially in aggressive conditions as they offer extra safety against corrosion. Yet it is also a proven fact that great cost losses are being experienced as stainless steel might also be prone to sinister types of localized corrosion. Thus it is very important to investigate and study the extent of the safety provided by different types of stainless steel alloys against most hazardous and main localized corrosion types (crevice corrosion, pitting corrosion, stress corrosion/cracking) and the mechanism of these localized corrosion types in order to determine the material choice and the measures to be taken to prevent such damages. Key Words: Stainless Steel, Localized Corrosion, Crevice Corrosion, Pitting Corrosion, Stress Corroison Cracking (SCC)

2164 1. GİRİŞ Paslanmaz çelikler çevresel etmenlere karşı çok çok ince, yüzeysel oksit katmanları tarafından korunmaktadır. Ne yazık ki bu katmanlar mükemmel değildir ve bölgesel yıkıma karşı zayıftırlar. Böyle bir durumun oluşması sonucunda ise çok hızlı bir şekilde korozyona uğrarlar. Güvenlik ve çevresel felaket hususları bir kenara bu durumun ekonomik etkisi bir hayli korkutucudur. 1913 yılında metalürjist Harry Brearly, tüfek namlularını geliştirme amaçlı bir projede çalışırken düşük karbon çeliğine krom katmanın onun lekelenme dayanımını arttırdığını bulmuştur. Bu şekilde paslanmaz çeliğin bir bakıma mucidi olmuştur. Günümüzdeki paslanmaz çelikler ağırlıkça %10,5 ten fazla Krom içeren demir ve karbon alaşımlarıdır. Bu paslanmaz alaşımlar; nikel, molibden, titanyum gibi başka elementler de içerebilir. Nikel, molibden, niobyum ve krom paslanmaz çeliğin korozyon dayanımını arttırırlar. Bu alaşımlar kirlenmemiş ortamlarda paslanma ve lekelenme (stain) yapmazlar. Paslanmaz (Stainless) adı buradan ileri gelmektedir. Sebebi ise yüzey üzerinde gayet hızla oluşan Krom-Oksit (Cr 2 O 3 ) tabakasıdır. Bu ince film tabaka paslanmaz çeliği atmosfer koşullarında korozyona karşı korur ve pasif film tabaka ya da pasivasyon tabakası adını alır (Şekil 1) Oksidatif çevre Kararlı pasif katman Yüzeysel zarar Paslanmaz Çelik Katman Şekil 1. Pasivasyon Tabakası [5]. Şekil 2. Krom içeriğinin korozyona etkisi [4].

2165 Tüm paslanmaz çelikler için Krom içeriği korozyon dayanımı bakımından belirleyici unsurdur. %10,5 veya daha fazla Krom içeriği normal atmosferik şartlarda koruyucu pasivasyon tabakası oluşumunu sağlar. Krom içeriği arttırılırsa, pasivasyon tabakası daha da güçlenecek ve kendini iyileştirebilme özelliği (self-healing) artacaktır. Bir başka deyişle korozyon dayanımı da buna bağlı olarak yükselecektir. %17 Krom içeriğine sahip bir paslanmaz çelik yüksek bir korozyon dayanımına sahipken bu oranın %28 e çıkarılması ile korozyona karşı daha da dayanımlı bir paslanmaz çelik alaşımı elde edilir (Şekil 2) Nikel in pasivasyon tabakasının oluşum hızına güçlü bir pozitif katkısı vardır. Molidden ise pasivasyon tabakasının stabilitesine katkıda bulunduğu gibi Çukurcuk (Pitting) Korozyonu ve Gerilimli Korozyon (Çatlağı) gibi bölgesel korozyonlara karşı dayanımı arttırır. Paslanmaz çeliklerde, karbon katkıları sertlik ve dayanımı arttırmaktadır. Modern üretim sistemlerinin gelişimi ile birlikte kaçınılmaz bir kirlilik olarak görülen karbon muhteviyatının azaltılması sıkça görülmektedir. Karbon paslanmaz çeliklerde esas problem kaynak prosesinde olduğu gibi yüksek sıcaklık aralıklarına (450 850 C) maruz kalındığında gözlemlenen sensitizasyon (duyarlılaşma) olayıdır. Bu esnada krom zengin karpitler tane sınırlarında çökelerek, ortamda krom içeriğinin azalmasına sebep olurlar. Bu durumda içeriğin %11-12 sınırından daha düşük değerlere gelmesi ile pasivasyon tabakasının etkinliği zarar görmeye başlar. [1] 2. PASLANMAZ ÇELİK ÇEŞİTLERİ 2.1. Martenzitik Paslanmaz Çelik: AISI 403, AISI 410, AISI 414, AISI 416 vb. AISI 420 kalitesi bu tip paslanmaz çelik grubuna dahildir ve %0,2 civarında karbon %13 civarında krom içerirler. Korozyon dirençleri alaşımsız ve düşük alaşımlı paslanmaz çeliklere göre iyi fakat östenitik paslanmaz çeliklere kıyasla daha kötüdür. Atmosferik korozyona, tatlı su, asit ve farklı kimyasallara dirençlidirler. 650 C sıcaklığa kadar oksitlenme dirençleri iyidir. [5] 2.2. Ferritik Paslanmaz Çelik %15-30 Cr içeren kübik hacim merkezli kafes yapısına sahip, faz dönüşümü göstermediği için sertleştirilemeyen paslanmaz çeliktir. Atmosferik korozyona dirençlidirler. Östenitik paslanmaz çeliklere göre paslanmazlık özelliği daha düşük olan bir çelik türüdür ve bu nedenle paslanmazlık özelliğinin çok ciddi boyutlarda istenmediği otomotiv sanayi gibi alanlarda daha çok kullanım alanı bulurlar. [5] 2.3. Dubleks (Çift Fazlı-Östenitik/Ferritik) Paslanmaz Çelik %28 Cr ve %7-22 Ni, %3 civarlarında molibden ve %0,02 civarlarında karbon içeren kübik yüzey merkezli kafes yapısına sahip östenitik ve ferritik fazların bir arada bulunduğu paslanmaz çelik çeşididir. Korozyon ve mekanik özellikler açısından ferritik ve östenitik paslanmaz çelikler arasında yer alır. Gerilmeli ve taneler arası korozyona dayanıklıdırlar. Östenitik çeliklerde bulunan yüksek mukavemet özelliği ve ferritik çeliklerde bulunan manyetiklik özelliğinin ikisini de bir arada bulundururlar ve optimum korozyon direnci sağlarlar. [5] 2.4. Çökelme Sertleşmesi Gösteren Paslanmaz Çelikler Uçak, savunma, uzay sanayinde yüksek mukavemet/ağırlık oranı ve korozyon direnci gereksinimi ile geliştirilmişlerdir. Martenzitik örn.croloy 16-6PH, Custom 455 XM-16 vb., Yarı östenitik örn. 17-7 PH, AM-350 vb., Östenitik örn. 17-10 PN, HNM A-286 vb. olmak üzere üç grupta incelenebilirler. [5]

2166 2.5. Östenitik Paslanmaz Çelik Östenitik Paslanmaz Çelik bu adı birincil fazı olan kübik yüzey merkezli kafes yapısına sahip gama fazındaki demirden yani östenitten alır. Bu bileşiklerin içerisinde %16-26 Cr (Krom) ve %7-22 Ni (Nikel) ve bazen de Molibden (Mo) ve Nitrojen (N) bulunur. AISI 301, AISI 302, AISI 304, AISI 316, 321, vb. çeşitleri mevcuttur. AISI 304 içerisinde %18 Cr ve %10 Ni muhteva eder ve bu alaşım çok iyi korozyon direnci ile ön plana çıkar. AISI 316 ise %17 Cr, %12 Ni ve %2,2 Mo (Molibden) içeren bir östenitik paslanmaz çelik türüdür ve 304'ün yetersiz kaldığı klorürlü ortamlar gibi çok daha ciddi korozif ortamlarda tercih edilir. [5] Şekil 3. Schaeffer diagramı: Farklı kompozisyonlardaki paslanmaz çelik alaşımlarının 30 dakika için 1050 C ye ısıtılması ve sonrasında su verilmesi ile oda sıcaklığındaki kararlı fazlarının gösterilmesi [1]. Paslanmaz çelikler özellikle de Östenitik ve Dubleks tipleri; ısı değiştirgeçleri, borulama, tanklar gibi tesisat elemanlarında korozyon dayanımları ile ön plana çıkarak böylelikle; soğutma, havalandırma ve iklimlendirme, güç santralleri, petro-kimya tesisleri, petrol rafinerileri, gıda endüstrisi, kağıt ve kağıt hamuru endüstrisi, krayojenik sistemler, LNG hat ve tesisleri, atık su hatları, temiz su hatları, denizcilik endüstrisi gibi birçok sektörde kullanım alanı bulmuşlardır. (Şekil, 4-5-6) Şekil 4. Paslanmaz Çeliğin sanayide kullanımı [3]

2167 Şekil 5. Paslanmaz Çelikten mamul mekanik tesisat [3]Şekil 6. Paslanmaz Çelikten mamul Tanklar [3] Şekil 7. Paslanmaz Çelik korozyonunda ortamın ph, klorür içeriği ve sıcaklığının etkisi [1] Yukarıda kullanım örneklerini verdiğimiz sistemlerin çoğunda olduğu gibi, paslanmaz çeliklerin su içeren bir ortamla (ya da yüksek bir nem muhteviyatına sahip bir ortamla) temas ediyor olması sonucu krom-oksit pasivasyon tabakası hidrate duruma gelir. Böylelikle pasivasyon tabakasının heterojenlik göstermesi (çökelmeler-duyarlılık) ve yüzey pürüzlerinde halojen iyonları birikimi gibi agresif ortam şartları gelişimi sebepleri ile zarar görebilir. Ayrıca bu koruyucu film tabakanın elektriksel iletkenliği iyidir, bu yüzden yüzeyi redüksiyona karşı zayıftır. Tüm bu durumlar sonucunda ise Çatlak (Crevice) Korozyonu, Oyuklanma (Pitting) Korozyonu ve Gerilim Korozyonu tehlikeleri ortaya çıkabilmektedir. Ortak noktaları genelde halojen iyonları varlığında ortaya çıkmalarıdır. Çoğu zaman rastlantısal ve düzensiz bir gidişat izleyen bu korozyon tiplerinin zamansal ve bölgesel olarak tahmin ve tespiti de oldukça zordur. Nihayetinde pasivasyon tabakasında bölgesel yıkıma yol açarak esasen metal elemanlarda çok ciddi maliyet ve yıkımlara sebep olmaktadırlar. (Şekil 7)

2168 Bu noktada agresif kimyasal ortam konusunda ön plana çıkan halojenleri de etki sıralarına göre şöyle verebiliriz; i. Klorin ii. Florin iii. Bromin iv. İyodin v. Astatin 3. BÖLGESEL KOROZYON TİPLERİ 3.1. Çatlak (Crevice) Korozyonu Paslanmaz çeliklerde genellikle sıkı bağlantıların (vida başlığı gibi) oluşturduğu, oksijenin serbestçe dolaşamadığı giderilemeyen aralıklarda görülür. Diğer bir deyişle; tam öpüşmeyen iki yüzey arası, kaynak hataları, conta aralıkları gibi ana çözeltinin farklılaşmalarının meydana geldiği bölgelerde görülen korozyon çeşididir. [5] Fisürlerde (kılcal çatlak) en çok görülen redüksiyon reaksiyonu oksijen redüksiyonudur. Bununla birlikte klorür iyonu redüksiyonu da gerçekleşebilir. Katotta oluşan tek redüksiyon reaksiyonu ise proton veya su redüksiyonu reaksiyonudur. Bu durumda mevzu noktada oksijenin tükenmesi durumuna deoksijenasyon denir. Oksijenin tükenmesi ile birlikte katot reaksiyonu oksijenin daha kolay bulunabildiği, dış pasif yüzeye doğru hareket eder. Bu esnada alaşım bileşenlerinin oksidasyonu devam etmektedir. AISI 316 ve 316L paslanmaz çeliklerinde çözünmeye uğrayan bileşenler Cr (krom), Fe (demir), Mo (molibden) ve Ni (nikel) dir. [8]. Bunun sonucunda ortamda katyon fazlalığı olur ve devamında elekteriksel yansızlığın sağlanması için klörür anyonları çatlak içerisine girmeye başlar. Hidrolizasyon ile birlikte ortamın ph ı düşer ve asidifikasyon meydana gelir, oluşan agresif ortam pasivasyon film tabakasının yıkımına sebep olur. (Şekil 8-9-10) Şekil 8. Çatlak Korozyonu mekanizması [7] Şekil 9. Boru ek yerinde Çatlak Korozyonu oluşumu (NACE)

2169 3.2. Çukurcuk (Pitting) Korozyonu Şekil 10. Kuzey Denizi'nde bulunan bir Petrol Platformunda yalıtımlı borularda gözlemlenen Çatlak Korozyonu [8] Esasen Çatlak Korozyonu ve Çukurcuk Korozyonu mekanizmaları benzerlik göstermekte ve Çukurcuk Korozyonu çoğu zaman Çatlak Korozyonunun habercisi olarak görülmektedir. Bazı araştırmacılar çatlakları büyük çukurlar olarak düşünürken, diğerleri iki duruma da Çatlak Korozyonu adını vermeyi uygun görmekte ve Çukurcuk Korozyonunu özel bir durum olarak değerlendirmektedirler. Yüksek sıcaklığa sahip ortamlar ve yüksek halojen (klorür) içeriği paslanmaz çeliklerde Çukurcuk Korozyonu dayanımını düşürmektedir. Çukurcuk Korozyonu; metal ve alaşımların yüzeyinde, halojenlerin varlığında noktasal derinleşen oyuklar halinde kendini gösteren korozyon çeşididir. Genelde halojenlerin koruyucu oksit tabakasına hızla sızması sonucu başlar. Bu bölgeler Çukurcuk Korozyonu için başlangıç noktaları görevi görür. Bir bileşenin diğerlerinden daha hızlı çözünmesi sonucu ortaya çıkan seçici ayrışma da Çukurcuk Korozyonunu tetikleyen bir başka unsurdur. Film tabakanın yıkımı metal yüzeyin bölgesel noktalarında oksidasyona sebep olur, bu durumda sıklıkla oksijen ana redüksiyon ajanıdır. [8] Bu bölgesel çözünme devam ederken, bir müddet sonra metal yüzeyde bir çukurcuk oluşur. Bu çukurcuk içerisinde katodik reaksiyondan ötürü oksijen tükenmesi yaşanır. Elektronlar çukurcuktan dış pasif yüzeye geçerek redüksiyon reaksiyonuna katılırlar. Metal çözünmesi ile katyonların ve dolayısı ile elektriksel yansızlığı sağlamak için çukurcuk içerisine giren klorürler sebebi ile de anyonların sayısı artar. Artan proton içeriği ile çukurcuktaki ph seviyesi hızla düşer ve böylece daha agresif bir ortam oluşur. Klorid iyonları varlığında çukurcuklar oto-katalitik ve devamlı bir büyüme gösterir. Kritik çözelti çukurcuk tabanında repasivasyonu engelleyemeye yeterli seviyede kalır ve korozyon hızlanır. (Şekil, 11-12)

2170 Şekil 11. Çukurcuk Korozyonu mekanizması [7] 3.3. Gerilmeli Korozyon Şekil 12. Çukurcuk Korozyonuna uğramış paslanmaz çelik boru (NACE) Gerilmeli Korozyon statik çekme yönündeki gerilme ve korozyonun birlikte etkisi sonucu malzemenin akma yükünün altında gerilmelerde gevrek olarak kırılmasına yol açan tehlikeli bir korozyondur. Ani ve gevrek kırılmalara, dolayısıyla kazalara ve hasara sebep olabilir. İlerlemesi yıllar veya aylarla değil günlerle ölçülebilir. Yüksek basınç altında çalışan boru hatlarında, sıvı içinde çalışan millerde ve nükleer reaktörlerde çalışan östenitik paslanmaz çeliklerde gözlenir. Dışarıdan anlaşılması pek mümkün olmayan bir korozyon çeşididir. Aşağıdaki şartlar oluşumu bakımından belirleyici rol oynamaktadırlar; 3.3.1. Hattın operasyon şartları: Örn. Hat sıcaklığı, hattın maruz kaldığı çekme gerilmesi 3.3.2. Boru malzemesinin metalurjisi 3.3.3. Çevresel şartlar: Agresif bir kimyasal ortam (örn: halojenlerin varlığı ve/veya ortamın ph ı), nem durumu, (hat gömülü ise) toprağın kimyasal durumu 3.3.4. İmalat şartları: Örn. Boru metalinin tavlama veya kaynak işlemleri sonucunda yeteri kadar bir süre 500 C - 800 C aralığında kalarak, karbürün tane sınırlarında çökelmesi sonucu duyarlı (sensitize) hale gelmesi [1]

2171 Şekil 13. Klorid Gerilim Korozyon Çatlağına maruz kalmış östenitik paslanmaz çelik boru (NACE) Şekil 14. 316 paslanmaz çelik kimyasal proses boru sistemi. Östenitik paslanmaz çelikte klorid gerilim korozyonu çatlağı - yıldırım- formunda çatlak oluşumu [5] Gerilimli Korozyon mekanizması ilk olarak Çukurcuk Korozyonu oluşumu ile harekete geçer. Gerilim etkisi ile birlikte çukurcuk başlangıç bölgesinde çatlaklar oluşur ve çatlaklar taneler-arası veya tane-içi modunda yayılım gösterir. Şekil 15. Elektron mikroskobu ile Klorin-Kromat solüsyonu içindeki metalin yüzey bozunumu [1] 3.4. Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı Özellikle klorid etkisi altında östenitik paslanmaz çeliklerde görülen Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı özel bir Gerilimli Korozyon çeşididir ve östenitik paslanmaz çeliğin sıkça kullanıldığı tüm sektörlerde (özellikle gıda endüstrisi, boru hatları, açık deniz platformları, gemicilik, vb) yol açtığı mali kayıplarla ön plana çıkmaktadır. (Şekil, 13-14-15)

2172 Şekil 16. Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı eğrisi, Klorid konsantrasyonu ve sıcaklığın fonksiyonu olarak [1] Şekil 17. Copson Eğrisi, Kaynayan bir magnezyum klorid solüsyonu içerisinde Paslanmaz Çelikteki Nikel içeriğinin Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı oluşumuna etkisi [1] Tüm östenitik çeliklerin Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı hassasiyeti aynı değildir. Örneğin, östenitik paslanmaz çeliğin Nikel muhtevası ile Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı arasında direk bir bağ olduğu bilinmektedir [16]. Buradan görülmektedir ki Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı oluşumuna en açık paslanmaz çelik Nikel muhtevası %8 olandır ki bu da 304SS için verilen minimum değere tekabül etmektedir. Buradan da anlaşılıyor ki çok düşük ve yüksek Nikel oranlı alaşımlar ile Klorid Gerilim Korozyon Çatlağının önüne geçmek mümkündür. (Örn: Ferritik, Süper Ferritik, Dupleks paslanmaz çelikleri) 4. SONUÇ Esasen tüm değindiğimiz korozyon çeşitleri için ortam şartları (özellikle sıcaklık) ve ortamın halojen konsentrasyonu önem arz etmektedir. Devamında zayıf bir noktada oluşan redüksiyon reaksiyonları ile ortamın asiditesinin artması, pasivasyon tabakasının kararlığının bozulmasına ve dolayısı ile ayrışmaya sebep olarak, diğer noktalara atlama ile birlikte kartopu etkisi ile geniş bir yıkıma sebebiyet vermektedir. Dolayısı ile sıcaklık, halojen (klorid) konsentrasyonu ve ph seviyesinin kontrol altında tutulması gereklidir. (Bknz. Şekil 16) Ayrıca ortam agresifliğinin önceden tetkik edilerek buna göre bir paslanmaz çelik alaşımı seçilmelidir. Örneğin Çukurcuk Korozyonu tehlikesi öngörülen bir ortam için PREN -Pitting Resistance Equivalent Number (Çukurcuk Dayanımı Eşlenik Sayısı- = Cr + 3.3Mo + 16N, Cr = Krom içeriği Mo = Molybdenum içeriği N = Nitrogen içeriği- sayısı üzerinden gidilmesi uygundur. Eğer Gerilimli Korozyon ihtimali yüksek görülüyorsa Dubleks Paslanmaz Çelik veya Nikel ve Molibden içeriği yüksek bir Östenitik Paslanmaz Çelik alaşımı kullanılması uygun olacaktır. Çatlak Korozyonu ise yüksek molibden ve kromlu alaşımlar kullanılarak veya aralık türü hataların tasarım ve imalat sırasında oluşmamasına dikkat edilerek önlenebilir. Örneğin gıda sektöründe, Östenitik Paslanmaz Çelik bir hat için, Klorid Gerilim Korozyon Çatlağı problemi, erimiş sıcak çikolata taşıyan borular etrafındaki sıcak su ceketlerinde gözlenebilir. Buradaki çözüm su içerisindeki klorürün iyon değişimi ile uzaklaştırılmasıdır.

2173 Yine Lokalize Korozyon etkilerinin yoğun olarak görüldüğü ve klor yoğun agresif ortam ile ön plana çıkan Petrol Platformlarında tercih edilen paslanmaz çelikten mamül boruların korunması için yüzey düzensizlik ve kirliliklerinin giderilmesi, kaliteli kaynak işlerinin tercih edilmesi, ortam agresifliğini kontrol altında tutulmasında fayda sağlayabilecek (örneğin; halojen içermeyen yalıtım malzemeleri) malzemelerin kullanılması ve sık kontroller yapılması tavsiye edilmektedir. (Bknz. Şekil 10) Bu ve buna benzer ortam kontrolüne ve doğru malzeme seçimi temelli önlemler ile güvenlik, çevre ve bütçeleri tehdit eden ve beklenmedik ve ani yıkımlara sebep olabilen bu sinsi korozyon tiplerine karşı durabilmek mümkündür. KAYNAKLAR [1] V.S. RAJA, TETSUO SOJI - Stress Corrosion Cracking Theory and Practice (2011) [2] R. E. MELCHERS - Pitting Corrosion of Mild Steel under Marine Anaerobic Conditions (National Association of Corrosion Engineers) (2005) [3] The Role of Stainless Steel in Industrial Heat Exhangers Comittee of Stainless Steel Producers, American Iron and Steel Institute, 1000 16th Street, N.W Washington D.C 20036 [4] ALAN HARRISON Understading Stainless Steel (British Stainless Steel Association 2013) [5] Prof. Dr. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER - Paslanmaz Çelikler ve Paslanmaz Çeliklerin Korozyonu (2008) [6] N. J. LAYCOCK, D. P. KROUSE, S. C. HENDY, and D. E. WILLIAMS - Computer Simulation of Pitting Corrosion of Stainless Steels (2014) [7] FONG YUAN MA - Corrosive Effects of Chlorides on Metals Department of Marine Engineering, NTOU Republic of China (Taiwan) (2012) [8] SANDRA FINSAS WIKA - Pitting and Crevice Corrosion of Stainless Steel under Offshore Conditions (Norwegian University of Science and Technology) (2012) ÖZGEÇMİŞ Hakan NAYIR 2004 de YTÜ İnşaat Müh. bölümünden mezun olmuştur. On yılı aşkın bir süredir yalıtım sektöründe hizmet vermektedir. Çeşitli dergilerde onu aşkın makalesi yayınlanmıştır. Hâlihazırda Armacell Yalıtım Anonim Şirketi nde Teknik Pazarlama Müdürü olarak çalışmaktadır.