Korozyon Nedir?
Korozyon nedir, metallerin içinde bulundukları ortam ile kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyonlara girerek metalik özelliklerini kaybetmeleri olayıdır. En genel anlamda malzemelerin çevre etkisiyle bozularak kullanılamaz hale gelmesidir.
Metalden yapılan her türlü malzeme, kullanım süresince az veya çok korozyona uğrar. Korozyona uğrayan metalin tüm mekanik özellikleri değişir, sağlamlığı ve işlevselliği korozyon ilerledikçe azalır. Buhar kazanları, petrol ve doğalgaz boru hatları, nükleer reaktörler, köprüler, derin kuyu boruları, gemiler ve her türlü motorlu araçların sabit ve çalışan metalik parçaları, korozyonun en çok olduğu ve büyük tehlike yarattığı yerlerdir. Böylece her durumda büyük bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır.
Korozyon nedeniyle meydana gelen zararlar:
- İnsan sağlığına etkisi
- Çevreyi kirliliği
- Üretilen metalik malzemelerin yılsonunda yaklaşık 1/3 ü kullanılamaz hale gelmesi
Korozyon Nasıl Oluşur/ Ne Sebep Olur?
Korozyonun meydana geldiği ortamlar genel olarak nemli veya kirli hava, tuzlu su, asidik veya bazik ortam, alkalin ortamlardır. Korozyonun gerçekleşmesi için anot, katot, elektrolit (iletken çözelti) ve metalik iletim yolunun mutlaka bulunması gerekir. Metal, anotta oksitlenerek metal iyonları elektrolite geçerek, katotta oksijen indirgenir. Metal iyonlarının oksidasyonu sonucunda oluşan elektronlar metal iletken ile katota transfer olur. Bunun sonucunda indirgenme tepkimesi oluşur.
Korozyon Çeşitleri Nelerdir?
Korozyon çeşitleri; ortamın şartlarına, oluşum durumuna, malzemeye zarar verme şekline göre çeşitli şekillerde karşımıza çıkar. En çok karşılaşılan çeşitleri ise aşağıda sıralanmıştır.
- Üniform Korozyon (Homojen Dağılımlı – Eşit Dağılımlı)
- Galvanik Korozyon
- Çukurcuk Korozyonu
- Aralık Korozyonu
- Seçimli Korozyon
- Taneler arası Korozyon
- Erozyonlu Korozyon
Üniform Korozyon (Homojen Dağılımlı – Eşit Dağılımlı )
Üniform korozyon aynı zamanda homojen dağılımlı ya da eşit dağılımlı korozyon olarak da adlandırılmaktadır. Bu korozyon türü en yaygın görülen türdür. Bir metal yüzeyinde belirli bir düzende homojen dağılımlı yüzey paslanması gerçekleşmiş türüne üniform korozyon denir. Çelik ve dökme demirin atmosfere açık ortamlarda havaya, suya veya toprağa temas etmesi halinde yüzeylerinde oluşur. Alüminyum malzemelerde ya da içerisinde alüminyum bulunan alaşımlarda üniform korozyon görülme ihtimali çok düşüktür. Üniform korozyona neden olan etkenlerin başında, metalin doğrudan hava, su ya da toprak ile temas etmesi bulunmaktadır.
Galvanik Korozyon
Birbirleriyle etkileşim halinde olan ve birbirlerinden farklı elektrot potansiyeline sahip olan malzemelerin zamanla aynı ortam içerisinde bulunmaları sonucunda oluşan korozyon türü galvanik korozyon olarak adlandırılmaktadır. Standart elektrot potansiyeli düşük olan metallerin galvanik korozyona uğrama riski daha yüksek iken standart elektrot potansiyeli yüksek olan metallerin galvanik korozyona uğrama riski daha düşüktür. Metalin yer aldığı ortamdaki sıvı ya da nem bir elektrolit görevi görür ve bu durum galvaniz korozyon hücresi oluşmasına yol açar. Özellikle farklı metalik malzeme çiftlerinin bağlantı noktalarında galvanik korozyona daha sık bir şekilde rastlanmaktadır.
Çukur (Pitting) Korozyonu
Metal yüzeyinin bazı noktalarında çukur oluşturarak meydana gelen türüdür. Bu korozyon türünde metal yüzeyindeki çukurlar giderek büyümekte ve zaman içerisinde metalin kırılmasına ya da işlevinin tamamen kaybolmasına yol açmaktadır. Çukur korozyon, metalin en iç kısımlarına kadar etki edebilecek güce sahiptir.
Aralık Korozyonu
Metal yüzeyinde üretim ya da kullanım esnasında meydana gelen yarık ve aralıklara yüksek korozif özellikli maddelerin girmesiyle oluşan korozyon türüdür. Bu yarık ve aralıklar herhangi bir sıvıyı yüzeyine alacak kadar açık ancak akıp gitmesine engel olacak kadar da dar aralıklardır.
Seçimli Korozyon
Korozyon sadece metalin kendi yapısında gerçekleşen bir durum olmamakla beraber alaşımlı metallerde hem metal hem de elementler korozyona uğrayabilir. Seçimli korozyon alaşımlı metallerde elementin ve metalin alaşımdan uzaklaşmasına neden olan korozyon türüdür.
Seçimli korozyon en çok pirinç alaşımlı metallerde meydana gelir. Pirinç alaşımlarda çinkonun alaşımdan uzaklaşmasıyla seçici korozyon meydana gelir. Korozyon türleri içerisinde seçimli korozyonun görülme sıklığı çok yüksek değildir.
Taneler Arası Korozyon
Metaller katı kristal halinde bulunur. Metal atomları bu kristal yapısı içinde düzgün olarak dağılmışlardır. Demir ve çelik kübik merkezli kristal yapısındadır. Ostenitik paslanmaz çelikler yüzeysel merkezli kristal yapıdadır. Kristal yapıları metallerin taneleri arası korozyonunda etkilidir. Metaller eritilerek soğumağa terkedildiğinde birbirine bitişik kristaller halinde katılaşırlar. Çok sayıda kristalden oluşan taneler, sınır çizgileri ile birbirinden ayrılırlar. Taneler arasındaki dar bölgelerde kristal yapısı düzensiz durumdadır. Bu bölgeler metalin korozyona en dayanıksız olduğu yerlerdir.
Taneler arası korozyon, taneler arasında bulunan herhangi bir safsızlıktan, örneğin bir alaşım elementinin daha fazla bulunması veya bulunmaması nedeniyle oluşur. Örneğin alüminyum içinde bulunan az miktarda demir taneler arası korozyona neden olabilir. Çünkü alüminyum içinde demir çok az çözünür, bu nedenle taneler arasında toplanır.
Erozyon Korozyonu
Korozif özellik gösteren akışkanın metal yüzeyinden hızla akması halinde, korozyon olayı yanında erozyon da meydana gelir. Hem kimyasal bir etkileşim hem de mekanik aşınmanın sebep olduğu bu korozyon türü erozyon korozyonu olarak adlandırılır. Borular, dirsekler, valfler, pompalar, pervaneler, karıştırıcılar, kondenserler, türbin paletleri gibi malzemeler kullanılarak yapılan taşıma sistemlerinde sıklıkla karşılaşılmakta olup bu türü etkileyen en önemli faktör akışkanın akış hızıdır (debisi). Akış hızı arttıkça erozyon etkisi de artar.
Korozyon Önleme Yöntemleri Nelerdir?
Belli bir ortam içinde bulunan metalik yapının korozyonunu önlemek veya aşınma hızını azaltmak üzere alınacak önlemler aşağıda sıralanmıştır.
- Uygun malzeme seçimi
- Alaşım elementi katma
- Isıl işlem
- Uygun tasarım
- Katodik koruma
- İnhibitör kullanımı
- Yüzey kaplama
- Anodik koruma
Uygun Malzeme Seçimi
Korozyonu önlemenin en genel yolu kullanıldığı yere uygun metal ve alaşımların seçilmesidir. Genel olarak saf metallerin korozyona karşı dayanıklılıkları, az miktarda da olsa diğer elementlerden içeren metallere göre daha iyidir. Çoğu uygulamalarda saf metal kullanılarak, homojen olmayan kısımlar en aza indirilir ve böylece çukurcuk (pitting) korozyonu büyük ölçüde engellenir.
Alaşım Elementi Katma
Alaşım elementi katmak suretiyle bazı metallerin korozyon direnci artırılabilir. Bazı alaşım elementleri malzemenin yüzeyinde gözeneksiz oksit filmleri oluşturarak veya oluşmasına yardım ederek malzemenin direncini artırırlar.
Isıl işlem
Döküm parçalarının çoğunda segregasyon (ayrışma) meydana gelir. Bu parçalara, homojenizasyon, çözündürme veya stabilizasyon gibi ısıl işlemler uygulamak suretiyle iç yapıları homojen hale getirilir ve böylece dirençleri artırılır.
Uygun Tasarım
Korozif maddelerin depolandığı sistemlerde korozif ortamın (su vb) birikmesini engellemeye yönelik tasarımlar uygulanmalıdır. Ayrıca arasında sıvı birikintisine sebep olabilecek çok ince aralıklardan kaçınılmalıdır.
Katodik Koruma
Katodik koruma metalleri korozyondan korumak için kullanılan en etkili yöntemdir. Katodik koruma, elektrokimyasal hücreden net bir akım geçtiğinde anotta oksidasyon reaksiyonu, katotta buna eşdeğer olacak şekilde redüksiyon reaksiyonu yürür. Böyle bir sistem içinde katot bölgesinde hiçbir şekilde korozyona ait bir olay meydana gelmez. Bu teoriye dayanarak bir metalin yüzeyindeki anodik bölgeler katot haline dönüştürülerek korozyon olayı kesin şekilde önlenebilir.
Anodik Koruma
Anodik koruma metalleri korozyondan korumak için uygulanan ilginç bir elektrokimyasal yöntemdir. Bu yöntemde metale anodik yönde bir dış akım uygulanarak metalin pasiflik potansiyeline gelmesi sağlanır. Anodik koruma esas olarak bir pasifleştirme işlemi olarak kabul edilebilir. Bu nedenle yöntem ancak pasifleşme özelliği olan metallere uygulanabilir.
Anodik korumada, potansiyel ve akım kontrolünün çok iyi yapılması gerekir. Eğer sistemde bir arıza meydana gelirse, korunan metal kısa sürede korozyona uğrayabilir. Bu nedenle anodik koruma genellikle şiddetlikorozyon olayının söz konusu olduğu ortamlarda korozyonun hızını azaltmak amacıyla kullanılır
İnhibitör Kullanılması
Ortama az miktarda katıldığında korozyon hızını azaltan maddelere inhibitör denir. Korozyona karşı dayanıklı fakat pahalı olan bir malzeme kullanmak yerine bazı halde ortama inhibitör katılarak daha ucuz malzemelerin kullanılması yoluna gidilir. İnhibitör kullanımı çukur korozyonuna karşı en ekonomik çözüm yoludur.
Yüzey Kaplama
Korozyondan korunmak için metalin koruyucu kaplamalar ile kaplanarak çevre ile yapı arasında az veya çok yalıtkan bir engel oluşturmak ekonomik bir yoldur. Yüzey kaplamaları metal kaplamalar ve metal olmayan kaplamalar olmak üzere iki gruba ayrılabilir.
-
Metal Kaplamalar
Metal kaplamalar:
-
- Sıcak daldırma,
- Elektrokaplama,
- Difüzyon
- Mekanik kaplama gibi yöntemlerle yapılır.
-
Metal Olmayan Kaplamalar
Boya ve organik maddeler içeren metal olmayan diğer kaplamalar, esas olarak parça yüzeylerinin korunması ve görünümlerinin iyileştirilmesi için kullanılır. Boya malzeme yüzeyinde koruyucu bir film oluşturur ve bu film çatlamadığı veya soyulmadığı sürece metal malzemeyi korozyondan korur.
Sonuç olarak; korozyon, ürünlerinizi ve süreçlerinizi ciddi bir şekilde etkileyebilir. Büyük onarımlar gerektiren hasarlara, üretim duruşlarına ve yüksek maliyete neden olabilir. Pulsar Kimya olarak sunmakta olduğumuz geniş ürün yelpazesinde yer alan koruyucu kaplamalar ve pas sökücü ürün kategorilerimizi inceleyebilirsiniz. Ürün serimiz sayesinde ekipmanlarınızda korozyona karşı güçlü koruma sağlar ve beklenmeyen durumlara karşı önlem almış olursunuz.
Kaynakça:
http://blog.aku.edu.tr/salihpasa/files/2018/11/Korozyon.pdf
https://www.corrosionpedia.com/the-8-most-common-forms-of-metal-corrosion/2/1680
https://www.kmo.org.tr/resimler/ekler/f51288c412df764_ek.pdf
https://docplayer.biz.tr/52508456-Doc-dr-muzaffer-zeren.html
https://w3.gazi.edu.tr/~balbasi/BOLUM-7.pdf
http://web.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@hititedutr231220166Q3C5L6O.pdf
https://www.metalurji.org.tr/dergi/dergi179/d179_3540.pdf