Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I



Benzer belgeler
YAPI MALZEMESİ I DERSİ

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I

Doç. Dr. Halit YAZICI

Malzeme Bilimi Ve Laboratuvarı KOROZYON. Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

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

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

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

ELEKTROKİMYASAL REAKSİYONLAR

KOROZYON BİLTEK MÜHENDİSLİK

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

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

Paint School JPS-E / Corrosion / 1 KOROZYON

KOROZYONDAN KORUNMA YÖNTEMLERİ

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

Metal yüzeyinde farklı korozyon türleri

KOROZYON TÜRLERİ Başlıca 8 korozyon türü vardır. Bunlar:

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Metal Pigment Kaplamalar Tel.: +90 (216) Faks.: +90 (216)

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

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

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

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

Elektrot Potansiyeli. (k) (k) (k) Tepkime vermez

Rapor no: Konu: Paslanmaz çelik

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

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

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

Korozyon tanımını hatırlayalım

BETONARME DEMİRLERİNİN KOROZYONU

Korozyonun Sebep Olduğu Ekonomik Kayıp

BÖLÜM I YÜZEY TEKNİKLERİ

6. EMNİYET GERİLMESİ - GÜVENİRLİK VE KOROZYON

BETONARMENĐN KALICILIĞI (DURABĐLĐTE, DAYANIKLILIK) III. Doç Dr. Halit YAZICI. Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

KOROZYONUN ELEKTROKİMYASAL PRENSİPLERİ

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

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

Elektrokimyasal İşleme

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

KOROZYON. Teorik Bilgi

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

KOROZYON Hazırlayanlar: Gözde Çörekçi Merve Baykan Osman Çakır

Tasarım Metodolojisi KOROZYON VE KORUNMA

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

ELEKTRO METALÜRJ BAHAR

ÇELĐK DONATININ KOROZYONU

THERMAL SPRAY KAPLAMA

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

ve DEĞERLEND ERLENDĐRMERME

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

Kırılma nedir? Bir malzemenin yük altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması demektir. Her malzemede kırılma karakteri aynı mıdır? Hayır.

BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-1 MALZEMELERİN GENEL TANIMI

Metallerde Özel Kırılganlıklar HASAR ANALİZİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

BÖLÜM III METAL KAPLAMACILIĞINDA KULLANILAN ÖRNEK PROBLEM ÇÖZÜMLERİ

Pik (Ham) Demir Üretimi

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

8. KAZIMALI (FRETAJ) KOROZYON

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

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

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 3. SINIF EKSTRAKTİF METALURJİ DERSİ VİZE SINAV SORULARI CEVAP ANAHTARI

REDOKS REAKSİYONLARI UYGULAMALARI

BİTKİ BESİN MADDELERİ (BBM)

ELEKTROKİMYA II.

KİMYA II DERS NOTLARI

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Metal Yüzey Hazırlama ve Temizleme Fosfatlama (Metal Surface Preparation and Cleaning)

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

Malzemelerin Yüzey İşlemi MEM4043 / bahar

YAPI MALZEMESİ OLARAK BETON

DERS SORUMLUSU: Prof. Dr. Đnci MORGĐL

AYRIŞMA (KAYA VE TOPRAK KAVRAMI)

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ. PERDAHLAMA ve KÜRK DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri Elektronik kutuplaşma

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Gemi Gövdelerinin Katodik Koruması ESEN METAL

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

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

BETONUN DENİZ SUYUNA DAYANIKLILIĞI

a. Yükseltgenme potansiyeli büyük olanlar daha aktifdir.

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

3) Oksijenin pek çok bileşiğindeki yükseltgenme sayısı -2 dir. Ancak, H 2. gibi peroksit bileşiklerinde oksijenin yükseltgenme sayısı -1 dir.

KOROZYONUN ELEKTROKİMYASI

AD: HEDEF AYMAK NUMARA: G KONU: İNŞAAT ÇELİKLERİ

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

Kimyasal Toprak Sorunları ve Toprak Bozunumu-I

şeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır.

Transkript:

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I 5. Çevre ve kullanım koşullarının malzeme üzerindeki etkileri 5.1. Sıcaklık 5.2. Yapı Koşulları 5.3. Yükleme Hızı 5.4. Dalgalanan Gerilmeler 5.5. Korozyon 5.6. Bozulma 1

Malzemenin mekanik özellikleri; 20 o C civarında, yavaş uygulanan bir yük k altında (statik yükleme), y temiz, kuru ve düzgd zgün n kesitli malzeme örnekleri üzerinde saptanmaktadır. Kullanım m esnasında nda bu deney koşullar ullarının n bulunamayacağı gayet açıkta ktır. Bu nedenle malzeme, beklenenden farklı davranış gösterebilir. Örneğin, normal laboratuvar koşullar ullarında düktil d varsayılan bir metal kullanım m sırass rasında kırılgan k hale dönüşebilir. 2

5.1. Sıcaklık Malzemeler genellikle çok düşük d k ve çok yüksek y sıcakls caklık derecelerinde, normal sıcakls caklıklar klar altında beklenenden çok farklı davranış ışlar gösterebilir. g Örneğin, düşük d k sıcakls caklıklarda klarda hacim merkezli kübik k alaşı şımların n düktilitesi d ve enerji yutma kapasitesi düşer. d Önemli yapı malzemelerinden çelik bu yapıda olup, 0 o C civarında kırılganlak lganlaşma gösterir g (Örne( rneğin, yüksek y kaliteli bir çeliğin in (çekme( dayanımı 1050 MPa) +25 C de Charpy darbe dayanımı 55 m.n iken, -78 C de bu değerin erin 28 m.n ye düştüğüd bulunmuştur.). 3

Allotropik değişim Isı ve basıncın etkisiyle bazı cisimlerin kristal yapılarında değişimler olabilir. Bu tip kristal yapı değişimine allotropik değişim denir. Örnek: demir Oda sıcaklığında demir atomları hacim merkezli kübik (HMK) şekilde dizilir ki, buna ferrit denir. Sıcaklık 910 C ye yükseltildiğinde HMK yapı yüzey merkezli kübik (YMK) yapıya dönüşür. Buna da ostenit denir. Isıtmaya devam ettiğimiz takdirde ostenit de 1400 C civarında delta demirine dönüşür 4 ki, bu da HMK yapıdadır. Demir, delta hâlinden havada soğutulduğunda tekrar ostenite ve sonra da ferrite dönüşür.

4.4 Tokluk ve darbeye dayanıklılık Çentik darbe tokluğunun unun sıcakls caklıkla kla değişimi imi malzemenin tokluğunu kaybederek gevrekleştiği sıcaklığa çentik darbe tokluğu geçiş sıcaklığı denir. düşük sıcaklıklarda çalışacak malzemeler için bu özellik önem kazanmaktadır. Örneğin, sıcak iklim şartlarında kullanılacak şekilde tasarlanmış bir petrol tankeri Kuzey Buz Denizinde dalgaların veya rüzgarın oluşturduğu darbe etkisiyle hasar görebilir 5

5.1. Sıcaklık 6

5.1. Sıcaklık Bununla birlikte, sıcaklık arttıkça çeliğin akma sınırı düşer ve 300 o C 'den sonra bu sınır ortadan kalkar. Çeliğin çekme dayanımı da sıcaklık derecesi arttıkça azalır (Çeliğin 500 o C'deki çekme dayanımı 20 o C'deki dayanımının % 60'ı kadardır). Ayrıca, yüksek sıcaklıklar (yaklaşık 300 o C), çelikte normal sıcaklıkta görülmeyen sünme olayını başlatır. Yeterince yüksek sıcaklıklarda, çok düşük şekil değişimlerinde bile bazı metal ve alaşımlar kırılgan davranış gösterebilir. 7

5.1. Sıcaklık 8

5.1. Sıcaklık Ayrıca, sıcaklığın artması ile atomların daha hızlı titreşmelerinden dolayı malzemenin boyutlarında bir artış (genleşme), tersi durumda sıcaklığın azalması ile de boyutlarda bir azalma (büzülme) oluşur. Malzeme yapıda kullanımı esnasında bu tür yüksek sıcaklık değişimlerine maruz kalacaksa sözü edilen boy değişimlerinin izin verilebilen sınırları aşmaması gerekmektedir. = δl/l = α.δt δl = L.α.δt σ =.E = α.δt.e 9

5.1. Sıcaklık 10

5.2. Yapı Koşulları Laboratuvar deneylerinde örnekler serbestçe yüklenir, başka bir deyişle, yükleme sırasında örneğin yapacağı deformasyonlar engellenmemiştir. Ancak, yapı içinde aynı malzemeden yapılmış elemanların davranışları kısıtlıdır. Dolayısıyla malzeme iki veya üç eksenli gerilme etkisi altındadır. Oluşan asal gerilmeler nedeniyle malzemeler uygulamada deneylerden farklı davranışlar gösterir. Örneğin, malzemenin gerilme-birim şekil değiştirme davranışı, kırılma yükü değişebilir. 11

5.3. Yükleme hızı Malzemelerin kalite kontrol deneyleri belirli bir yükleme hızı veya deformasyon hızı esas alınarak gerçekleştirilir. Düşük birim şekil değiştirme ya da yükleme hızlarında bütün eleman esner ve kopmadan önce daha çok enerji yutar. Yükleme hızının belirli bir değeri aşması halinde esneme, kırılma bölgesinde yoğunlaşır. Böylece elemanın tümü enerji yutmaz, gevrek bir kırılma gerçekleşeceğinden enerji yutma kapasitesi ve toplam uzama azalır. Tersine yükleme süresinin uzaması da malzemenin dayanımını büyük ölçüde olumsuz olarak etkiler. 12

5.4. Dalgalanan gerilmeler Gerilmelerin aralıklı olarak tekrarlı bir şekilde uygulanması malzemenin özelliklerini olumsuz yönde etkileyip, malzemenin kırılganlaşmasına neden olur. Bu konuya Periyodik Yükleme ve Yorulma bölümünde ayrıntılı olarak değinilecektir. 13

5.5. Korozyon Malzemelerin bulunduğu u ortam (çevresel( koşullar) tarafından kimyasal saldırıya uğrayarak bozulması korozyon olarak tanımlanabilir. Korozyon hızıh sıcaklık tepkimeye girenler ile ürünlerin konsantrasyonu 14

5.5. Korozyon Doğada yaygın n olarak bulunan demir oksitler, ancak ısı enerjisi verilerek daha yüksek y enerji durumundaki demir alaşı şımı olan çeliğe dönüştürülür. r. Daha sonra demir, çevre koşullar ullarının n etkisi ile paslanarak daha düşük d enerjili durumdaki demir oksit haline diğer bir deyişle aslına geri döner. d 15

5.5. Korozyon malzeme israfı ekonomik kayıp Her yıl y üretilen demir miktarının n % 25'i kadar demir korozyon nedeniyle kullanılamaz lamaz hale gelmektedir. 16

5.5. Korozyon 17

5.5. Korozyon 18

5.5. Korozyon İki tip kimyasal etkilenme vardır: r: 1) Doğrudan kimyasal etkilenme, 2) Elektro-kimyasal kimyasal etkilenme. 19

5.5. Korozyon Doğrudan kimyasal etkilenmede bir elektron akımı (cereyan) yoktur. Bu tip etkilenmede metallerin yüzeyinde y eşe dağı ğılımlı oksijen reaksiyonu oluşur. ur. Doğrudan korozyon sonucu metal üzerinde oluşan yapışı ışık korozyon tabakasının n kalınl nlığı,, yaklaşı şık olarak, oluşma zamanının n kare kökük ile orantılıdır. r. 20

5.5. Korozyon Bu tip etkilenmeye en iyi örnek, bakır çatı kaplamalarında görülen g korozyon olayıdır. Özellikle endüstriyel bölgelerin b atmosferlerinde bulunan oksijen, nem, sülfs lfür r oksitleri, çatı kaplaması üzerinde yeşil renkli, erimeyen bakır sülfat örtüsü oluşturur. 21

5.5. Korozyon 22

5.5. Korozyon 23

5.5. Korozyon Elektrokimyasal etkilenmede ise belirgin anot bölgelerinden katot bölgelerine b önemli bir elektron akımı vardır. r. İyon hareketi ile bir elektrik akımı doğar ve korozyon yerel olarak oluşur. ur. Pillerin oluşmas ması ile metal zamanla harap olur. 24

5.5. Korozyon METALLERİN N ELEKTRO-KİMYASAL KOROZYONU BİRİBİRİNİ TAMAMLAYAN ve EŞZAMANLI GELİŞEN İKİ ELEKTRO- KİMYASAL REAKSİYON OKSİDASYON (ANOT) REDÜKSİYON (KATOT) ELEKTRON KAYBEDEN ÇELİĞİN İYONA DÖNÜŞMESİ KÜTLE KAYBI ELEKTRONLARIN BAŞKA BİR ORTAMDA HARCANMASI, HİDROKSİT İYONLARININ OLUŞMASI KORUNUR ELEKTRONLARIN KATODA, HİDROKSİT(OH) - İYONLARININ ANOTA TAŞINMASI ŞART AYNI ÇELİK ÜZERİNDE; ANOT ve KATOT BİRBİRİNE ÇOK YAKIN (MİKRO ELEMAN) BİRBİRNDEN UZAKTA (MAKRO ELEMAN) OLABİLİR 25

5.5. Korozyon METALLERİN N ELEKTRO-KİMYASAL KOROZYONU BETON BOŞLUK SUYU: ELEKTRON ve İYON İLETEN ORTAM ÇELİK ELEKTRON İLETEN ORTAM ANOT ve KATOT BAĞLANTISI KURULUR NEM, O2 KONSANTRASYONU, TUZ KONSANTRASYONU, PAS PAYI TABAKASI ve GEÇİRİMLİLİĞİ BETON İÇİNDE BÖLGE BÖLGE DEĞİŞKEN GALVANİ PİLİ OLUŞUMU AYNI ÇELİĞİN FARKLI BÖLGELERİ ANOT ve KATOT REAKSİYONU GÖSTEREBİLİR 26

Yükseltgenme tepkimesi Elektrot gerilimi E, volt (25 C de standart hidrojen elektroduna göre) Au Au 3+ + 3e - +1,498 Pt Pt 2+ + 2e - +1,200 Ag Ag + + e - +0,799 2Hg Hg 2 2+ + 2e - +0,788 Fe +2 Fe 3+ + e - +0,771 Cu Cu 2+ + 2e - +0,337 Sn +2 Sn 4+ + 2e - +0,150 H 2 2H + + 2e - 0,000 Pb Pb 2+ + 2e - -0,126 Sn Sn 2+ + 2e - -0,136 Ni Ni 2+ + 2e - -0,250 Co Co 2+ + 2e - -0,277 Cd Cd 2+ + 2e - -0,403 Fe Fe 2+ + 2e - -0,440 Cr Cr 3+ + 3e - -0,744 Zn Zn 2+ + 2e - -0,763 Al Al 3+ + 3e - -1,662 Mg Mg 2+ + 2e - -2,363 Na Na + + e - -2,714 Her metalin hidrojen elektrotuna göre ölçülen bir elektrot potansiyeli vardır. Bunlar sıralanacak olursa Tablo da bazı metal iyonları için görülen elektromotif kuvvet serisi elde edilir. Daha katodik (korozyona eğilim daha az) Daha anodik (korozyona eğilim daha fazla) 27

5.5. Korozyon Voltaj sırass rası listesi iki temiz metal yüzeyinden y hangisinin anot olacağı ğını gösterir. Bu seride anot tarafındaki metal, katot tarafındakine kıyasla anot reaksiyonuna uğrar, u katot tarafındaki ise korunur. Kimyasal bileşik ik şeklindeki korozyon ürünü kütleden ayrılır r ve yenisi oluşursa ursa tahribat sürekli s olur. 28

Çelik Donatının Korozyonu ASLINA DÖNME D OLAYI - ATMOSFERİK K KOROZYON - ELEKTROLİTİK K KOROZYON - KLORÜR R KOROZYONU - TEMAS KOROZYONU - HİDROJEN KIRILGANLAŞMASI ATMOSFERİK K KOROZYON Fe + ½O 2 +H 2 O Fe(OH) 2 Fe (OH) 2 FeO + H 2 O PAS KOROZYON HIZI (HAVA NEMİNE BAĞLI) Temiz atmosfer koşullar ullarında 4-6 m/ m/yıl Zararlı Kirli Atmosferik Koşullarda 100-1000 1000 m/ m/yıl PAS TABAKASI TEL FIRÇA İLE SÖKÜLEMİYORSA ZARARSIZ PUL PUL DÖKÜLME; D ÇAP ÖLÇÜMÜ, ÇEKME DENEYİ ve TEMİZLEME ŞART 29

Çelik Donatının Korozyonu Beton boşluk suyu (elektrolit) O 2 Paspayından oksijen difüzyonu Fe +2 2e - 2(OH) - Anodik işlem H 2 O ½O 2 Çelik Katodik işlem ANOT REAKSİYONU Fe Fe +2 + 2e - KATOT REAKSİYONU H 2 O +1/2O 2 + 2e - 2(OH) - Fe +2 + 2(OH) - Fe(OH) 2 Fe(OH) 2 + H 2 O+ 1/2O 2 Fe(OH) 3 30

Çelik Donatının Korozyonu 31

KLORİD D KOROZYONU DENİZ SUYU, KLOR İYONU İÇEREN YER ALTI SUYU İLE TEMAS EDEN BETONARME ELEMANLAR, KLOR TEMAS HAVUZU, TUZ FABRİKALARI Fe +3 + 3Cl - Elektrolitik FeCl 3 Elektrolitik FeCl 3 + 3(OH) - Fe(OH) 3 + 3Cl - KLOR SÜREKLİ KENDİNİ YENİLEMEKTE, Cl REAKSİYON SÜREKLİ, - ÇOK TEHLİKELİ Elektrolit ortam ph>12.5 Pasif film Cl - (OH) - ph 5 - Fe +2 Fe H 2 O 2e - 32

REAKSİYON ÜRÜNLERİ Fe FeO REAKSİYON ÜRÜNLERİ Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 Fe(OH) 4 Fe(OH) 3 6 6 KAT HACİM ARTIŞI Fe(OH) 3.3H 2 O 0 1 2 3 4 5 6 7 Hacim OLUŞAN GENLEŞME NEDENİYLE BETONDA HASAR. BETONDA HASAR. 33

ÇELİK K DONATININ KOROZYONU Donatıda kesit kaybının moment taşıma kapasitesine etkisi 2 14 4 16 4 16 2 14 30x70 cm N=100 ton Moment Taşıma Kapasitesinde Kayıp % 50 40 30 20 10 0 5 15 25 35 45 Donatıda Kesit Kaybı % Düktil Davranış ıştan Gevrek Kırılmaya K Geçiş Uyarı vermeden ani göçg öçme tehlikesi. 34

Galvani pili türleri Bileşim im pilleri, gerilme pilleri ve konsantrasyon pilleri olmak üzere üç pil türüt vardır. r. Bunların n oluşumunu umunu engelleyecek önlemler alınarak korozyon olayı önlenebilir. 35

Galvani pili türleri a) Bileşim im pilleri : İki farklı türde metal arasında bir galvani elemanı oluşabilir. İki metalden hangisinin katot hangisinin anot olacağı voltaj sırass rası listesinden bulunabilir. anot katot 36

Galvani pili türleri a) Bileşim im pilleri Zn (Anot) Sn (Katot) Fe (Katot) Fe (Anot) Zn Sn Soldaki şekilde görülen g galvanizli saçtaki çinko demire kıyasla k anot tarafındad ndadır. Galvaniz tabakası çizilerek demir açığa ığa çıksa bile çinko tarafından bir süre korunur. Ancak çinko zamanla korozyona uğrayarak demir saç paslanmaya başlar. 37

Galvani pili türleri a) Bileşim im pilleri galvanizleme 38

Galvani pili türleri a) Bileşim im pilleri galvanizleme 39

Galvani pili türleri a) Bileşim im pilleri galvanizleme Zn (Anot) Sn (Katot) Fe (Katot) Fe (Anot) Zn Sağda ise demir üzerindeki kalay kaplaması demiri tamamen örttüğü sürece korozyondan korur. Korozyona dayanıkl klı olan kalay tabakası çizildiği takdirde, demir kalaya kıyasla k anot tarafında olduğundan undan kısa k sürede s paslanır. Sn 40

Galvani pili türleri a) Bileşim im pilleri Elektrokimyasal korozyon olayına yapı malzemelerinde sık s k sık s k rastlanabilir. Örneğin, çatılarda alüminyum ve bakır r levhalar birbirleriyle temas edecek şekilde konursa, çukurlarda birikebilecek suyun iletkenliği i ile bir pil oluşur ur ve daha az asal olan alüminyum levhalar delinir. Bu olaya temas korozyonu denir. 41

Galvani pili türleri 42

Galvani pili türleri b) Gerilme pilleri Gerilme etkisindeki atomlar en düşük d k enerjili denge konumundan ayrıld ldıklarından gerilmesiz bölgelere b göre g daha yüksek y enerjiye sahiptirler. Bu nedenle gerilme etkisindeki atomların n elektrolit potansiyelleri daha büyüktb ktür r ve anot reaksiyonu gösterirler. g 43

Galvani pili türleri b) Gerilme pilleri Katot Anot Anot Katot Eğilmiş veya burulmuş metallerde plastik şekil değişimi imi bölgeleri b anot reaksiyonu gösterirler. g Benzer şekilde soğuk burulmuş donatı çelikleri, sıcak haddelenmiş çelik çubuklara kıyasla k daha hızlı paslanır. 44

Galvani pili türleri b) Gerilme pilleri 45

Galvani pili türleri Anot c) Konsantrasyon pilleri Elektrolitin konsantrasyonu elektrot potansiyelini etkiler. Konsantrasyonun yüksek y olduğu u bölgeler b katot, düşük d olduğu u bölgeler b anot reaksiyonu gösterir. g Kapalı yerlerde oksijen azdır. Bu bölgeler b oksijeni fazla olan açık a k bölgelere b kıyasla daha şiddetli paslanırlar. Katot Anot Katot 46

Galvani pili türleri c) Konsantrasyon pilleri 47

Korozyondan Korunma YöntemleriY KOROZYON DENETİMİ VE ÖNLENMESİ Malzeme seçimi: Metalik malzemeler Metalik olmayan malzemeler Kaplama: Metalik kaplamalar İnorganik kaplamalar Organik kaplamalar Tasarım: Aşırı gerilmelerden kaçınmak Farklı metallerin temasından kaçınmak Girintilerden kaçınmak Havayı uzaklaştırmak Elektriksel koruma: Katodik koruma Anodik koruma Ortam şartlarını düzeltme: Sıcaklığı düşürmek Ortamdaki sıvının hızını azaltmak Oksijeni ortamdan uzaklaştırmak Çözeltinin konsantrasyonunu düşürmek Korozyon önleyiciler kullanmak 48

Korozyondan Korunma YöntemleriY Malzeme Seçimi Korozyona karşı dayanıkl klı bir malzeme, daha uzun süreli s olarak ve daha az bakım gerektirerek kullanılaca lacağından, satış fiyatı fazla olmasına karşı şın, sonuçta ucuz bir malzemeye kıyasla k daha ekonomik bir malzeme olabilir. 49

Korozyondan Korunma YöntemleriY 1. Metalik malzemeler Saf metaller yerine alaşı şımlarının kullanılmas lması bir çok halde korozyona karşı dayanıkl klılığıığı arttırmaktad rmaktadır. r. Benzer şekilde bir alaşı şım m olan çeliğe e az miktarlarda krom, nikel, bakır, fosfor gibi elementlerin katılmas lması korozyona karşı dayanıkl klılığıığı büyük ölçüde yükseltmektedir. y 50

Korozyondan Korunma YöntemleriY 1. Metalik malzemeler Paslanmaz çelik 51

Korozyondan Korunma YöntemleriY 2. Metalik olmayan malzemeler Polimer malzemelerin, metal ve alaşı şımlara kıyasla daha düşük d k dayanımda olmaları nedeniyle, korozyona dayanıkl klılık k için i in tercih edildikleri yerler sınırls rlıdır. r. 52

Korozyondan Korunma YöntemleriY Kaplamalar Organik Kaplamalar En çok kullanılan lan korozyona karşı korunma yöntemidir. En önemli organik kaplamalar; boyalar, cilalar, zift, yağ ve plastik kökenli k kenli malzemelerdir. Bazılar larında (boya gibi) inorganik maddeler bulunmasına na karşı şın, organik kökenli k kenli bileşenleri enleri daha fazla olduğundan undan organik kaplama olarak sınıflandırılırlar. rlar. Organik kaplamalar yüksek sıcaklıklarda klarda eriyebilmeleri nedeniyle dikkatle kullanılmal lmalıdır. 53

Korozyondan Korunma YöntemleriY Kaplamalar Organik Kaplamalar 54

Korozyondan Korunma YöntemleriY Kaplamalar Organik Kaplamalar Epoksi reçineleri 55

Korozyondan Korunma YöntemleriY Kaplamalar İnorganik Kaplamalar Genellikle seramik, çinko (galvanize etmek), kalay, emaye ve çimento gibi maddeler ile kaplanan malzemelerin korozyona dayanıkl klılıkları büyük ölçüde artar. Isıya ve aşıa şınmaya karşı organik kaplamalardan çok daha fazla dayanıkl klıdır.. Ancak sert olmalarına karşı şın n darbeye dayanıkl klı olmadıklar klarından kırılgandırlar. 56

Korozyondan Korunma YöntemleriY Kaplamalar İnorganik Kaplamalar Bakır kalaylama Emaye kaplama (camsı SiO 2 ile metal kaplama) 57

BETONUN ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUMASI FİZİKSEL KORUMA BETONUN GEÇİRİMS MSİZLİĞİ ve PAS PAYI TABAKASI KALINLIĞI KİMYASAL KORUMA ALKALİ BİR R ORTAM (ph( 12.6-13.5) ) (PASSİVİZASYON) Beton yüzeyi Donatı Çubuğu ph 12.5 MİKROSKOBİK OKSİT TABAKASI (PASİF TABAKA) DONATININ PASLANMASI MÜMKÜN DEĞİL (PASİF TABAKANIN STABİL 58 KALMASI DURUMUNDA)

BETONUN ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUMASI ÇELİK DONATI Beton yüzeyi KARBONATLAŞMA ph < 9.5 11.5 KLORÜRLER Cl - > KRİTİK DEĞER ASİDİK SIVILAR PASİF TABAKANIN ÇÖZÜLMESİ KİMYASAL KORUMANIN SONU DONATININ KOROZYONU MÜMKÜN (oksijen ve nem varlığında) GEÇİRİMLİ, YETERSİZ KALINLIKTA PAS PAYI TABAKASI FİZİKSEL ve KİMYASAL KORUMA YETERSİZ KOROZYONUN KISA SÜREDE GÖRÜLMESİ MUHTEMEL 59

DENİZ Z SUYU ETKİSİ TUZLA İSKELESİ 60

İzmir de korozyon hasarına uğramış elektrik direkleri 61

62

15 YILDA 16 DONATI 11-12 ÇEŞMEALTI NDA YAZLIK KONUT DENİZE 15m 63

64

Metalik Kaplamalar Bu tip kaplamalar, korozyona karşı dayanıkl klılığıığı arttırmak rmak için in ve/veya güzel g görünüm g m sağlamak amacıyla kullanılır. Kaplamalar ısısal, sal, mekanik ve elektrokimyasal yöntemlerle y korunması istenen yüzeyin y üzerine uygulanır. 65

Metalik Kaplamalar Kaplama malzemesi korunması istenen yüzeye y kıyasla k anodik olmalıdır. Örneğin, demire kalay kaplama yapılmak istenirse, kalay demire kıyasla k daha asal olduğundan, undan, kaplama tabakasının n gözeneksiz g olması gerekir. Aksi takdirde iğne i deliği i gibi bir gözenekten g korozyon hızla h gelişebilir. ebilir. Bu nedenle açılan a konserve kutuları hava ile temas edince hızla kararır r ve paslanır. Ancak, demirden daha az asal olan, 1 mm kalınl nlığında çinko ile kaplanan çeliğin in endüstri bölgesi olmayan yerlerde 250 yıl y l dayandığı görülmüştür. 66

Metalik Kaplamalar Yapılarda en çok kullanılan lan metalik kaplama türleri, t çelik üzerinde çinko, alüminyum, nikel ve krom kaplamalardır. r. Metalik kaplama genellikle sıcak s daldırma veya püskp skürtme yöntemleriyle y yapılır. Kaplama, yöntem y ne olursa olsun, yeterince kalın, üniform ve gözeneksiz g olmalıdır r ve alt tabakaya yeterince yapış ışmalıdır. 67

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma Normal olarak korozyona uğrayacak metale ters akım verilerek katodik hale dönüştürülebilir. Örneğin yeraltı çelik kablolarına bir bataryanın eksi kutbu bağlanacak olursa elektron kaybı önlenir, katoda dönüşen çelik hat en alt düzeyde paslanır. 68

1. Katodik Koruma Malzeme kendisinden daha az asal olan bir metale bağlanarak da korunabilir. Örneğin, yeraltı kablo boruları paralel çinko çubuk veya tele bağlanarak korunabilir. Gemi gövdelerine, g su tankerlerine korozyondan korumak için i in çinko veya magnezyum çubukları bağlan lanır. Çubuklar daha az asal olduğundan undan anot, gövde g ise katot olur. Böylece gövde g yerine çubuklar korozyona uğrarlar. u Bu çubuklar belirli sürelerde s değiştirilerek korunması istenen yüzeyin y sağlam kalması temin edilir. 69

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma 70

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma 71

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma 72

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma Gemi gövdeleri g ve su tanklarında nda genelde çinko veya alüminyum anot kullanılır, belli sürelerde değiştirilir. 73

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma 74

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma Çinko veya alüminyum halka anotlar boru hatlarında kullanılır. 75

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma Sıcak su tankları ve buhar borularında katodik koruma 76

1. Katodik Koruma Elektriksel Koruma 77

1. Katodik Koruma Alüminyum folyo Tuzlu su 2 gün tuzlu suda bekleyen çiviler (soldaki boşta, sağdaki alüminyum ile kabloyla bağlı çivi) 78

2. Anodik Koruma Nispeten yeni bir yöntem y olup dışd ıştan verilen bir anodik akımın n etkisiyle metal veya alaşı şımın n yüzeyinde y koruyucu bir film oluşturarak korozyon ortamındaki reaksiyon hızınıh düşürme esasına dayanır. Ancak bu koruma için i in karmaşı şık k bir donanıma ve yüksek y donanım m maliyetine ihtiyaç vardır. r. 79