Korozyon Nedir?
PAS VE KOROZYONUN TANIMI
Korozyon; Metal ve alasimlarinin, içinde bulunduklari ortam etkisi ile iyon tasinmasi sonucunda, kimyasal asinmaya ugramasi ve dolayisi ile fiziksel özelliklerinin bozulmasi demektir. Metal olmayan malzemeler de çevresel kosullardan etkilendikleri için bugün, "Korozyon" dedigimiz zaman, Endüstriyel ve yapi malzemesi niteligi olan tüm ürünlerin, çevresel etkiler ile genel bozunuma ugramalarini anliyoruz. Bu arada ''Paslanma / Pas'' sözcügünü de, korozyon olayi sonucunda olusan ürün anlaminda kullanabiliriz.
Metal yapisindaki gayri saflik, alasimlarindaki yerel farkliliklar, metalin üretim kosullari, sicaklik ve nem farklari, metalin temasta oldugu ortam içinde çözünen gaz veya tuzlarin yerel derisim farklari, korozyonu arttiran etkenlerin en önemlileridir.
Metalden yapilan her türlü malzeme, kullanim süresince az veya çok korozyona ugrar. Korozyona ugrayan metalin tüm mekanik özellikleri degisir ve saglamligi korozyon ilerledikçe azalir. Buhar kazanlari, petrol ve dogalgaz boru hatlari, nükleer reaktörler, köprüler, derin kuyu borulari, gemiler ve her türlü motorlu araçlarin sabit ve çalisan metalik parçalari, korozyonun en çok oldugu ve büyük tehlike yarattigi yerlerdir. Böylece korozyon olayi her durumda büyük bir sorun olarak ortaya çikmaktadir. Korozyona dayanikli malzemelerin imali, yüzey kaplamalari, korozif ortamlarin etkinligini azaltmak için ortama yapilan ilaveler ve görevini yapamayacak derecede korozyona ugramis parçalarin yenileri ile degistirilmeleri, korozyon olayinin dogrudan neden oldugu ekonomik kayiplar olarak kabul edilmektedir.
KOROZYONUN ÖLÇÜLMESI
Korozyon ile ilgili hesaplarda genellikle; mil/yil birimi kullanilir. 0,001 inç olan mil, yaklasik olarak 0.025 mm. oldugu için, bu birim, metal yüzeyindeki penetrasyonun 25 mikron/yil degerine tekabül eder.
Genel bir kural olarak bir metal için korozyon haddinin; 0-2 mil/yil (0-50 mikron/yil) olmasi çok iyi,
2-20 mil/yil (50-500 mikron/yil) olmasi iyi, 20-50 mil/yil (500- 1250mikron /yil) olmasi orta ve 50 mil/yil (1250 mikron/yil)Ùdan büyük olmasi zayif bir durum olarak kabul edilir.
1 Mil / yil = 0.001 inç/yil = 25 mikron / yil
0 - 2 MIL / YIL = 0 50 MIKRON YIL > ÇOK IYI
2 - 20 MIL / YIL = 50 500 MIKRON / YIL > IYI
20 - 50 MIL / YIL = 500 1250 MIKRON / YIL > ORTA
50 500 MIL / YIL = 1250 MIKRON / YILDAN BÜYÜK Z A Y I F
KOROZYON TÜRLERI
1. Esit Dagilimli Korozyon: Metal yüzeyinin homojen bir biçimde asinmasi sonucunda incelmesine yol açan, en yaygin korozyon esit dagilimli korozyondur. Metal kaybi, diger korozyon çesitlerine göre fazla olmasina ragmen, korozyon hizi ve malzemenin ömrü kolay hesaplanabildigi için en az korkulan korozyon cinsidir.
HOMOJEN DAGILIMLI ASINMA
KOROZYON HIZLI HESAPLANABILIR
MALZEME KAYBI VE DAYANIM ÖMRÜ HESAPLANABILIR
*EN AZ KORKULAN KOROZYON TIPIDIR.
2. Galvanik Korozyon: Ayni ortam içinde birbirleriyle temas halinde bulunan farkli metallerde görülen korozyon türüdür. Bu tip korozyondan korunmak için, tasarim ve imalat sirasinda, galvanik dizide birbirinden uzak metallerin eslenmesinden mümkün mertebe kaçinmak gerekir.
AYNI ORTAMDAKI FARKLI METALLER
TASARIM VE DIZAYNDA, GALVANIK DIZIDE BIRBIRINDEN UZAK METALLERIN ESLENMESINDEN KAÇINILMALIDIR
ÖRNEK: ALÜMINYUM DEMIR VEYA PIRINÇ VIDALAR TARAFINDAN KOROZYONA UGRATILMASI
3. Çukurcuk Korozyonu: Bu tip korozyonda metal kaybi esit dagilimli korozyona nazaran çok az olmasina ragmen, yaygin ve zor kontrol edilebilir olmasi nedeniyle en korkulan korozyon cinslerindendir. Korozyon olayinin, küçük bölgelerde yogunlasmasiyla, metal yüzeyinde çok sayida çukurcuklar olusur. Metal kisa sürede delinerek kullanilmaz hale gelir. Bu tip korozyon, genellikle klorür ve bromür iyonlari içeren nötr ortamlarda olusur. Indirgenebilen metal iyonlarinin klorürlerini ihtiva eden ortamlar, çukurcuk korozyonu yönünden çok tehlikelidir.
METAL KAYBI AZ, YAYGIN VE ZOR KONTROL EDILEBILIR
EN TEHLIKELI KORROZYON TIPIDIR
DAR BÖLGELERDE ÇOK SAYIDA ÇUKURCUK OLUSUR (PITTING VEYA KARINCALANMA DENIR)
METAL KISA SÜREDE DELINIR KULLANILAMAZ
KLORÜR VE BROMÜR IYONLARININ BULUNDUGU NÖTR ORTAMLARDA SIK GÖRÜLÜR
INDIRGENEBILEN METAL IYONLARININ KLORÜRLERI (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2) IHTIVA EDEN ORTAMLAR ÇOK TEHLIKELIDIR
4. Aralik Korozyonu: Bu tip korozyonda olay, dar bölgeler üzerinde yogunlasir. Makina parçalarinin montaji sirasinda yok edilemeyen araliklarda baslar. Bu araliklar genisledikçe korozyonun etkinligi azalir. Ortamda bulunan kati partiküllerin metalik yüzeyler üzerinde çökelmesi, düsük kaliteli koruyucu kaplamalar, bu tip korozyon için uygun zemin hazirlarlar. Bu nedenle makine parçalari montaj araliklarinda biriken kati partiküller sürekli olarak uzaklastirilmalidir.
MONTAJDA YOK EDILEMEYEN DAR ARALIKLARDA SIK RASTLANIR (SASE PARÇALARI BIRLESME YÜZEYLERI ...)
ARALIK GENISLEDIKÇE KORROZYON ETKINLIGI AZALIR
ORTAMDAKI KATI PARTIKÜLLERIN YÜZEYE ÇÖKELMESI VE KALITESIZ KAPLAMALAR
5. Selektif Korozyon: Alasimlarda, belirli bir metal üzerinde yogunlasarak çözünmesine yol açan korozyon cinsidir. Bu tip korozyonda malzemenin dayanikliliginda büyük azalma olmasina karsilik, dis görünüsünde, renk degisikligi disinda degisiklik görülmeyebilir. Örnek olarak altin gümüs alasiminda seyreltik nitrik asit içinde gümüs kaybi verilebilir.
6. Kristaller Arasi Korozyon: Bu tür korozyonda, malzemenin dis görünüs ve agirliginda önemli bir degisiklik olmamasina ragmen, mekanik dayanikliligi çok azalir. Çünkü, korozyon olayi malzemenin kristal sinirlari yakininda yogunlastigi için, kristaller bütünlük ve sekillerini korurlarken kristaller arasi baglar tahrip olur. Özellikle, Östenitik dokulu Krom-Nikel Çeliklerinde ve Alüminyum Bakir alasimlarinda görülen korozyon türüdür.
MALZEME BOYUT VE AGIRLIGI SABIT KALIR
KORROZYON KRISTAL SINIRLARINDA MOLEKÜLERBOYUTTA GERÇEKLESIR
KRISTALLER BÜTÜNLÜK VE SEKILLERINI KORUR
KRISTALLER ARASI BAGLAR ZAYIFLAR
ÖZELLIKLE ÖSTENITIK KROM - NIKEL ÇELIKLERI VE ALÜMINYUM - BAKIR ALASIMLARINDA GÖRÜLÜR
7. Gerilmeli Korozyon: Gerilmeli korozyon, mekanik gerilmeler altinda çalisan sistemlerin ayni zamanda korozif ortamlarla temas altinda bulunmasi sonucu, olusan korozyon türüdür. Yüksek basinçli kaplar, buhar kazanlari, pompa mili ve rotoru bu tip korozyon tehdidi altinda çalisirlar.
Korozyon olayi, malzeme üzerinde çatlaklarla baslar. Çatlaklar malzeme içine dogru ilerler ve nihayet kirilmalar olur. Ortamin sicakligi, korozyon hizini arttirir.
8. Erozyonlu Korozyon: Yüksek hizla hareket eden, korozif ortamlarla temas eden malzeme yüzeylerinde görülen korozyon türüdür. Gaz ve sivilarin pompalandigi boru hatlari, pompa gövdeleri ve kanatlari, vanalar, türbin kanatlari erozyonlu korozyon tehdidi altinda çalisirlar. Korozyon, malzemenin yüzey tabakalarinin akim tarafindan uzaklastirilmasi sonucu ortaya çikar. Korozyon hizi ortamin akma hizi ile artar ve akim Türbülansli ise malzeme hizla korozyona ugrar.Laminer akimlarda korozyon ilerleme hizi daha zayiftir. Dirsek, vana, flans parçalari gibi donanimlar ve akimin yolu üzerindeki ani degisiklikler, bu tip korozyonun, hizini arttirici nedenlerdir.Ayrica ortamda kati partiküller mevcutsa, bu malzeme yüzeyine çarparak oksit tabakalarinin uzaklastirilmasini hizlandirirlar, dolayisiyla korozyon hizinin artmasina neden olurlar.
Fretaj: Yük altinda birbirleri üzerinde ileri geri hareket eden metal yüzeylerde görülen korozyon cinsidir. Birbiri üzerinde hareket eden metal yüzeyleri üzerinde çikintilar hareket sirasinda kazinirlar ve ara yüzeyler oksitlenir. Tesekkül eden oksit tabakalarinin kazinmasiyla, olay tekrarlanarak devam eder, Korozyona ugramis parçalar, oksitlerle çevrelenmis çukurcuklu bir yapi arzederler.
YÜK ALTINDA ILERI GERI HAREKET EDEN METAL YÜZEYLERDE GÖRÜLEN KOROZYON CINSIDIR
YÜZEYLERDEKI ÇIKINTILAR HAREKET ESNASINDA KAZINIR VE ARA YÜZEYLER OKSITLENIR
OKSIT TABAKALARININ KAZINMASI ILE OLAY TEKRARLANIR
KOROZYONA UGRAYAN PARÇALAR OKSITLE ÇEVRELENMIS ÇUKURCUKLU BIR YAPI GÖSTERIR
KOROZYON TÜRLERINI ASAGIDAKI SEKILDE DE SINIFLANDIRMAK MÜMKÜNDÜR:
Korozyon, farkli metal malzemelerin içinde bulunduklari ortam nedeni ile iyon tasinmasi sonucunda, kimyasal asinmaya ugramasi ve dolayisi ile fiziksel özelliklerinin de bozulmasi (mukavemet degerlerinin degismesi) olduguna göre Metallerin Korozyonunu Kimyasal ve Elektro Kimyasal olarak da ikiye ayirmak mümkündür.
Korozyon, genellikle korumasiz ortam ve yüzey sartlarinda, yüksek hizla baslar ve hizi giderek azalir, ancak ilerlemesini devam ettirir. Çünkü korozyon esnasinda meydana gelen kimyasal reaksiyon ürünü, (2Fe2 + 302 2Fe2 03) (çok zaman metalin oksidi) malzeme üzerinde koruyucu bir tabaka olusturur.Mekanik etkilerle bu filmin yok edilmesi sonucu korozyon, yüksek hizda yeniden baslar, sonuçta malzeme kisa sürede asinir, fiziksel boyutlari, fiziksel ve kimyasal özellikleri degismeye ugrar. Fiziksel boyutlarin degismesi ve mekanik asinma, ayni zamanda mekanik madde erezyonu seklinde de adlandirilir. Korozyon ve Erezyonun birlikte yürümesi ,istenmeyen bir durum olup büyük ekonomik kayiplara yol açar.
A) ELEKTRO - KIMYASAL KOROZYON
Elektro kimyasal korozyon, farkli iki metalin, adi sicakliklarda ve içinde sivi bulunan ortamlarda elektrolitik içinde ( örnegin PIL gibi ... ) asiri sekilde olusan elektron alis verisi ile bir elektrik akiminin meydana gelmesi ve bunun sonucu olarak olusan anodik ve katodik bölgeler arasinda metallerden birinin (anod) asinmasi (çözülmesi) seklinde ortaya çikar.
3 Çesit elektro kimyasal korozyon vardir.
A.1) Asitlerin etkisi ile olusan ELEKTROKIMYASAL korozyon:
Metallerin büyük kismi (standart yükseltgenme potansiyeli oÙdan büyük olanlar), Hidrojen Gazi çikisi ile birlikte çözünürken asinirlar. Altin (Au), Bakir (Cu), Gümüs (Ag) gibi (yükseltgenme potansiyeli OÙdan küçük ) olanlar asitlerin etkisi ile çözünmezler. Yani korozyona ugramazlar. Ancak bazi metaller, korozyon sonucu olusan ürünlerin yüzeyi örtmesi sonucu, korozyon basladiktan sonra asitten etkilenmezler. Örne; Teorik olarak kursunun sulfat asidinde (H2S04) çözülmesi gerekirken, olusan kursun sulfat (korozyon ürünü) metal yüzeyinde öyle bir basarili korozyon tabakasi olusturur ki, bir defa bu tabaka olustuktan sonra kursun metalinin bir daha sulfat asidinden etkilenmesi beklenemez..
A.2) Galvanik çift etkisi ile olusan e/k korozyon:
Farkli çözünme gerilimine sahip olan iki metalik malzemenin bir çözelti içinde, herhangi bir sekilde birbirlerine temas etmesi sonucu olusan galvanik çiftlerde, çifti olusturan metallerden bir tanesi ANOT bir tanesi KATOT görevini yüklenir. Anot olan çözünür ve korozyona ugrar.
A.3) Farkli havalanma etkisi ile olusan e/k korozyon:
Tek bir metalin degisik noktalarinda olusan oksijen konsantrasyonunun gösterdigi farkliliklardan meydana gelir.Oksijence fakir kisimlar anod, zengin kisimlar ise katot olarak hareket eder. Sonuçta oksijence fakir olan kisimlar, korozyona ugrayarak havanin nemi ile (oksijen) birlesir. Bu durum boyanmamis metal yüzeylerde, parmak izinden olusan veya kapali ambalajlarda sicaklik ve basinç degisimleri ile ortaya çikan yogusmus nemin metal yüzeyindeki çesitli gözeneklere yapismasi sonucu meydana gelir.
B) KIMYASAL KOROZYON
Bir metalin çevresinde bulunan gazlarin etkisi ile korozyona ugramasi kimyasal korozyon olarak adlandirilir. Bu olay oksijenle birlesme veya en basit anlamda yanma olayidir. Genellikle metalin (Demir ve Demir alisimlari) yüzeyinde çok küçük gözeneklere oksijen gazinin etkimesi ile Demir oksit (Fe203-PAS) haline gelmesidir. Yüzeyde olusan bu Oksit film tabakasina pas denir ve malzemenin yüzeyine derinlemesine nüfuz eder.Pasin olusumu havada bulunan C02 ve isi etkisi ile artis gösterir. Düsük sicakliklarda meydana gelen kirmizi kan rengindeki PAS gözenekli gevrek yapida olustugundan Demir (Metal) yüzeyinde koruyucu bir tabaka temin etmez, ve metal tükeninceye kadar devam eder. Bu nedenle Demir ve alasimlarinin korozyonu konusunda, kullanildigi yerlere dikkat etmek gerekir.Korozyonu hizlandirici etkenler arasinda, TOZ, ATMOSFERDEKI GAZLAR (H2S - Hidrojen Sülfür) metallerle birleserek METAL SÜLFÜR olusumuna neden olur.
KOROZIF ORTAMLAR VE KOROZYONA KARSI ALINABILECEK ÖNLEMLER
Kimya Endüstrisi, kimyasal maddelerin olusturdugu ortamlarin yanisira; atmosfer, sular, zemin, biyolojik ortamlar, metallerin karsilastigi en etkin korozif ortamlardir.Metalleri bu ortamlarin zararli korozif etkilerinden korumak için çesitli yöntemler vardir.Bunlar:
- Uygun tasarim
- Ortam özelliklerini kontrol altina almak (inhibitörler, pasiflestiriciler)
- Yüzey kaplamalari (Fosfatlama, Boyama, Metalik, Soy, Organik ve Anorganik Kaplamalar)
- Katodik Koruma gibi sayilabilir.
Nitelikli Endüstriyel üretimin, günlük yasamdaki en basit ihtiyaçlarimizdan, ultra-modren uzay araçlarina kadar çok çesitli alanlarda çok farkli malzemelerin, kullanim amacina yönelik olarak dizayn ve imal edilmesi, kullanilan bu ürünlerin de daha aktif ve gelisen teknolojik imkanlara göre korunmasini gerekli kilmaktadir.Çok çesitli metal isleme tekniklerinden geçirilerek mamül yada yari mamül hale getirilen, hassas islenmis / taslanmis, boyanmamasi yada sabit baska kaplamalar ile kaplanmamasi gereken, montaj sirasi bekleyen, stoklanmasi ya da deniz asiri sevkiyati yapilacak her türlü makina parçasinin, pas ve korozyona karsi korunmasinin en kolay ve ucuz sekli,Organik yüzey kaplamalaridir.
Ileri sürülen bir çok delile ragmen, genel inanisin tam tersine adi yag ve gres etkili bir pas önleyici degildirler.(ancak ilimli sartlar hariç) Greslerin ticari metal koruyuculari olarak kullanilmalari, 18. yüzyil ortalarina kadar gitmesine ragmen, 2. Dünya savasi sirasinda siddetli sicaklik, nem ve tuz kirlenmelerine karsi büyük miktarlarda islenmis parçalarin korunmasi gereginden hareketle, modern YÜZEY KORUMA BILESIKLERI gelistirildi. Özellikle bu gelisme, Dünyada motor yagini ilk defa bulan AmerikanVALVOLINE- TECTYL firmasinin öncülügünde gerçeklestirilerek öncelikle askeri amaçli ve sivil amaçli geçici pas önleyicilei konusunda ihtisaslasma saglandi.
Pas ve korozyonu önleyen yüzey koruma bilesiklerinin yag, solvent, wax, su bazli olmak üzere degisik sekillerde imal edilerek, korunacak yüzeylerin, sadece basit bir korumanin ötesinde, foksiyonel ve amacina uygun, ucuz, istenilen süre kadar koruyabilen, ortam ve atmosferik degisimlere karsi son derece uyumlu, sabit veya kolay temizlenebilir niteliklere sahip olmasi gerekmektedir.
UYGUN PAS ÖNLEYICI SEÇIMI
En uygun ve en düsük maliyetli pas önleyici koruyucu yagin seçimi için asagidaki sartlarin belirlenmesi gerekir.
1 Korunacak malzeme cinsi (Demir veya demir disi)
2 Yüzeyin mekanik islenme kalitesi (kaba islenmis, tornalanmis, taslanmis v.s.)
3 Beklenen asgari koruma süresi (Montaja kadar geçecek yaklasik veya öngörülen koruma süresi)
4 Korunacak malzemenin, yaglamadan sonra ambalajlamaya geçme süresi, ambalaj tipi ve sekli.
5 Koruyucu yagin yüzeyden temizlenmesinin gerekip gerekmedigi
6 Korunmus malzemenin sevkedilecegi yer ve sevk araci (Denizasiri, TIR, Konteyner v.s.)
7 Kullanimdan evvelki stoklanma sekli, durumu ve bulundurulacagi ortam.
Bu sorulara verilecek dogru yanitlar koruyucu pas önleyici yagin, hangi özelliklere sahip olmasi gerektigini belirler. Ancak kesin olan sudur ki; dogru yer ve zamanda, dogru koruyucu ürünü kullanmak gerekir.
Örnegin:
Bir solvent bazli ürün ile koruma yapilacak ise, tam ve hava almayan bir ambalajlamaya geçmek için, kesinlikle yüzeydeki solventin uçmasini beklemek gerekir.Bekleme zamani saglanamiyorsa, solvent bazli olmayan, Yag veya Su Bazli (daha pahali) koruyucu ürünler kullanilmasi kesinlikle zorunludur.Aksi takdirde, hava almayan, sicaklik artisi ile nem kabini haline gelen kapali ambalaj içindeki su buhari veya uzaklastirilamamis solvent buhari, basinç düsümü sonucunda yogusarak,, yüzeydeki koruyucu yagi çözücü etkisi ile, ani ve siddetli korozyona zemin hazirlayacaktir.
Yüzeyden temizlenmesi zor, masrafli, zaman alici ve malzemeyi tahrip edici bir koruyucu kullanmak yerine, yüzeyden temizlenme ihtiyaci gerektirmeyen, ince, kurumayan yüzey filmi olusturan koruyucu yag kullanilmasi daha uygun bir yöntem olacaktir.
Koruyucu yaglar Amerikan, A.S.T.M. B117 ve DIN 50021 standartlarina uygun %5Ùlik tuz püskürtme, A.S.T.M. D1748 ve DIN 50017 standartlarina uygun %100 nem kabini test sonuçlarina göre, kendi aralarinda ve baska markalar arasinda siniflandirmaya tabi tutulurlar.
En iyi dayanimli Epoksi boyalarda tuz testi dayanim süresi 200-250 saat olabilirken, TECTYL koruyucu yaglarinda bu deger 2000 -3000 saate kadar ulastigi görülmektedir.
Koruyucu yaglarin bir diger kalite göstergesi de, tatbik edildigi metal yüzeyinden su ve nemi uzaklastirarak metal yüzeyine manyetik penetrasyon ile yapisabilmesidir.
Koruyucu yaglar istendigi zaman metal yüzeyi üzerinden, petrol veya mineral türevli bütün solventler, düsük basinçli buhar veya alkali banyolar ile temizlenebilmelidir.