KOROZYONUN ÇEŞİTLERİ Rasiha Nefise MUTLU.

... konulu sunumlar: "KOROZYONUN ÇEŞİTLERİ Rasiha Nefise MUTLU."— Sunum transkripti:

1 KOROZYONUN ÇEŞİTLERİ Rasiha Nefise MUTLU

2 Pas, asla, sadece pas değildir. En sevmedikleri ortam korozif ortamdır.
Korozif ortamla, korozyonla başlayalım! Herkesin bildiği en basit korozyon "pas"tır. Pas denilen şey, demiroksit için verilmiş isimdir. Bir korozyon ürünüdür, korozyon şeklidir. Yani korozyon malzemenin çeşitli yollarla bozunarak "kütle kaybetmesi" olayıdır. Ayrıca korozyon ürünlerinin rengi (artık pas demiyoruz!) sadece kahverengi olmaz! Bakır korozyonu yeşildir. Amerikalıların Özgürlük Anıtı da bakırdan yapılmıştır ve korozyon sonucunda şimdi rengine bürünmüştür. Küçük bir gerçek daha, paslanmaz çelik de paslanır!

3 Korozyonu biçimine göre sınıflandırmak olanaklıdır
Korozyonu biçimine göre sınıflandırmak olanaklıdır. Her birinin biçimi çoğu kez çıplak gözle görülebilir, ama bazen büyütmek de gerekebilir. Korozyona uğramış örneklerin ya da artık işe yaramaz duruma gelmiş aygıtların özenle gözle incelenmesi çoğu kez korozyon sorunlarının çözümünde değerli bilgiler sağlar. Özellikle temizlenmeden önce bu gibi incelemeler yapılmalıdır.

4 BAŞLICA KOROZYON ÇEŞİTLERİ
GENEL (UNİFORM) KOROZYON GALVANİK/ METAL ÇİFTİ KOROZYONU ARALIK (CREVİCE) KOROZYONU ÇUKURCUK (PİTTİNG) KOROZYONU TANELER ARASI (İNTERGRANULAR) KOROZYON SEÇİMLİ KOROZYON (SELECTİVE LEACHİNG /PARTNG) EREZYON KOROZYONU GERİLMELİ KOROZYON ÇATLAMASI (STRESS CORROSİON CRACKİNG) BAŞLICA KOROZYON ÇEŞİTLERİ

5

6 GENEL KOROZYON Korozyonun Geniş bir yüzey ya da bütün yüzeyin her yanında kimyasal veya elektrokimyasal tepkimenin aynı biçimde yürümesi ile metal yüzeyi her yanda aynı biçimde aşınır. Metal giderek incelir ve zamanla işe yaramaz duruma gelir. Homojen dağılımlı korozyon da denir.

7 Korumak yada korozyonu azaltmak için;
Boyama ; Katodik koruma ; İnhibitör ;

8 GALVANİK YADA METAL ÇİFTİ KOROZYONU
Korozif ya da iletken bir ortama birbirine benzemeyen iki metal daldırılırsa aralarında genellikle bir potansiyel fark doğar. Böyle iki metal birbirine bir iletkenle bağlandığı zaman ya da başka türlü birbirine bağlanırsa bu potansiyel fark altında elektronlar birinden diğerine doğru akar. Korozyona karşı dayanıklılığı az olan metalin korozyonu artar ve bir anot gibi davranır. Dayanıklılığı fazla olan metalin korozyonu ise aksine oldukça azalır ve bir katot gibi davranır.

9

10 Korozyon sorunları kendi iyonları ile dengede olan metaller arasındaki galvanik bağlanma ile seyrek olur. Galvanik bağlanma iki metalin elektriksel bağlanması sonucudur. Oysa mühendislikte kullanılan metallerin çoğu alaşım halindedir. Bu koşullar altında galvanik çift bir alaşım içinde geçerlidir.

11 Deniz suyu içinde endüstride kullanılan bazı metal ve alaşımlar için galvanik dizi
Platin SOY Altın Grafit Titan Gümüş Chlorimet 3 (62 Ni, 18 Cr, 18 Mo) Hastelloy C (62 Ni, 17 Cr, 15 Mo) 18-8 Mo paslanmaz çelik (pasif ) 18-8 paslanmaz çelik (pasif) Kromlu paslanmaz çelk % Cr (pasif) Inconel (80 Ni,13 Cr, 7 Fe) (Pasif) Nikel (Pasif) Gümüş lehimi Monel (70 Ni,30 Cu) Bakır-Nikel (60-90 Cu, Ni) Tunç (Cu-Sn) Bakır

12 Prinç (CU-Zn) Clorimet 2 (66 N,32 Mo, 1Fe) Hastelloy B (60 Ni,30 Mo,6 Fe, 1 Mn) Inconel (aktif) Nikel (pasif) Kalay Kurşun Kurşun-kalay lehimleri 18-8Mo paslanmaz çeliği (aktif) 18-8 paslanmaz çelik (aktif) Ni-Resist (yüksek nikellli dökme demir) Kromlu paslanmaz çelik %1 Cr (aktif) Dökme demir Çelik yada demir 2024 aluminyum (4.5 Cu, 1.5 Mg , 0..6 Mn) Kadminyum Ticari ası aluminyum (1100) Çinko Magnezyum ve magnezum alaşımları AKTİF

13 Bu çizelgede aynı gurup içerisinde verilen metaller in durumu ilginçtir.Ne kadar birbirine yakın metallerse korozyon o kadar düşüktür ancak potansiyel fark arttıkça korozyon riski artmaktadır.

14 Verilen bir dolayda yapılmış olan korozyon testleri varsa olanaklı galvanik etkileri tahmin için galvanik dizi iyi bir yol göstericidir. Uygulamada görülen önemli korozyon sorunları böylelikle açıklanabilir.Örneğin monelden yapılmış bir yat teknesinde çelik perçinler kullanılmış ise perçinlerde kısa zamanda korozyon gözlenir. Büklüm yerlerinde pirinç kullanılmış olan bir aluminyum boru sistemin aluminyum kısımlarında önemli korozyon hasarlarıyla karşılaşılır.Sarnıca bağlantı yerinde bakır boru kullanılmış olan çelik sıcak su sarnıçlarının bağlantı yerlerinde çelik üzerinde korozyon olur.

15 Bu örnekler tasarım(dizayn) mühendisliklerinin özellikle galvanik korozyonu iyi bilmeleri ve kurulacak düzenekte kullanılacak metalleri ona göre belirlemeleri gereğini göstermektedir.

16 Galvanik korozyona çevrenin etkisi;
Bazen bir çiftin potansiyeli çeşitli ortamlarda birbirinin ters işaretinde olur. Genel olarak çinko ve çelik kendi kendilerine korozyona uğrarlar ama birbirlerine bağlandıkları zaman çinko korozyona uğrar çelik korunur. 80C0 ın üzerinde suyun ısıtılmasında olduğu gibi bazı kural dışı durumlarda galvanik çift ters yönde çalışır ve çelik anot olur.Bu durumda çinko üzerindeki korozyon ürünleri çinko yüzeyini çeliğe karşı daha soy kılacak biçimde etkiliyor olmalıdır.

17 Galvanik korozyon atmosferde de olur korozyonun derecesi geniş çapta havadaki nem miktarına bağlıdır. Örneğin korozyon deniz kenarına yakın yerlerde kırlardakinden daha büyüktür. Deniz kenarına yakın olan yerlerde yoğunlaşan su içerisinde tuzlar bulunur bu nedenle daha iletkendir. Aynı sıcaklık ve aynı nem koşulları içinde deniz kenarında yoğunlaşan sıvı filmleri kırlardakinden daha korozif olur. Bir ülkenin çeşitli yerlerinde yapılan atmosferik testler bütün durumlarda çinkonun çeliğe oranla anodik olduğunu,aluminyumun yere göre değiştiğini ve kalay ile nikelin her yerde katodik olduğunu göstermiştir. Metaller tamamen kuru olduklarında galvanik korozyon olmaz çünkü bu durumda iki metal arasındaki akım ileten elektrolit bulunmamaktadır.

18 Uzaklığın etkisi ; Galvanik etkilerle ilgili olan hızlandırılmış korozyon genellikle birleşme noktalarında en büyüktür ve bu noktadan uzaklaştıkça korozyon azalır.

19 Yüzey alanının etkisi ;
İa= I / A2 Anot yüzeyi küçük İa→ Büyük (korozyon çok)

20 İa= I / A2 Anot yüzeyi büyük
İa→ Küçük (korozyon az)

21 Korumak yada korozyonu azaltmak için;
1- Galvanik dizide olanaklı olduğunca birbirine yakın metaller seçilir. 2-Küçük anot, büyük katot etkisinden kaçınılmalıdır. 3-Ortamın korozifliğini azaltmak için ortama inhibitör eklenebilir. 4-Her iki metale karşı anodik davranan üçüncü bir metal kullanılır.(Katodik koruma) 5-Anodik parçalar kolay değiştirilecek şekilde tasarlanır ya da uzun dayanması için daha kalın yapılır.

22 Yararlı uygulamalar: Galvanik korozyonun bazı yararları vardır;
Kuru pilde elektrik enerjisi (çinko çözünür), Katodik koruma, Gümüş yüzeyinin temizlenmesi (Aluminyum ile) Bunlardan başlıcalarıdır.

23 ARALIK (CREVİCE) KOROZYONU
Çoğu kez korozif ortamda metal yüzeyindeki yarıklar, aralıklar içinde ya da metal yüzeyindeki örtülmüş yerlerde şiddetli yerel korozyon olur.Bu tip korozyonlar, genel olarak dar bölgelerdeki durgun çözeltiler ile conta yüzeyleri, yüzeydeki birikintiler, cıvata ve perçin başlarının altındaki aralıkla ilgilidir.

24 Çevrenin etkisi; Aralık korozyonuna neden olan birikintiler kum, kir, korozyyon ürünleri ve diğer birikintiler olabilir. Aralık korozyonunun oluşabilmesi için aralığın, sıvının içerisine girebileceği kadar geniş, ancak durgun bir bölge oluşturabilmesi içinde yeterince dar olması gerekir. Bu mesafe milimetrenin onda biri veya daha küçük boşluklar kadardır.

25 Mekanizma; Aralık korozyonunun mekanizmasını anlayabilmek için pH=7’de hava içeren deniz suyu içine daldırılmış perçinlenmiş iki levha düşünelim; Metalin kendi iyonlarına yükseltgenmesi olup genel olarak aşağıdaki şekilde gösterilir: X→ Xn+ + ne- Katodik reaksiyon : ½ O2+ H2O+ 2e – → 2(OH)- şeklindedir.

26 Başlangıçta aralık içinde ve bütün yüzeyde bu tepkimeler aynı biçimde yürürler.Metal iyonunun oluşmasında salınan her elektron hemen oksijen indirgenmesi için harcanır. Kısa bir süre sonra aralık içine oksijen ulaşımı sınırlı olduğundan , oksijen tükenir ve böylece oksijen indirgenmesi durur. Ancak korozyon aynı hızla devam eder. Metalin diğer kısmıyla mV luk bir potansiyel fark oluşur Klor iyonları metale göç etmesi ile MCl2+2H2O ↔ M(OH)2↓ +2HCl Bu denklem göre ; klorür ve hidrojen iyonu birçok metalin korozyonunu hızlandırır.

27

28 Aralık korozyonunun oluşabilmesi için;
1- Genellikle derişim hücresi oluşturabilecek bir yükseltgeyicinin bulunması, genel olarak oksijen. 2-Aktifleyici iyonların bulunması,genellikle klorür iyonları. 3-Metalin serbest kalan yüzeyi ile aralık arasında epeyce pH farkının olması.

29 Koruma ; 1.Perçin yada cıvata yerlerinde lehim kullanılır. 2.Kaplar, tam boşalma sağlayabilecek tasarımda yapılır. Keskin köşelerden ve durgun bölgelerden kaçınmak gerekir. Tam boşaltma yıkama ve temizlemeyi kolaylaştırır ve kabın dibinde çökmeleri önler. 3.Aygıtlar sık sık denetlenir ve çökelekler sık sık uzaklaştırılır. 4.Olanaklı ise proses sırasında asılı tanecikler (süspansiyonlar) uzaklaştırılır. 5.Bir boru hattının, kazılan toprağının yeniden doldurulması sırasında olduğu gibi, olanaklı ise her yanda dolayın aynı olması sağlanır. 6.Olanaklı olduğu kadar, teflon gibi absorplayıcı olmayan contalar kullanılır. 7.Boruları astarlamakta silindirlemek yerine, kaynak yapılır.

30 İplik biçiminde korozyon
Metal yüzeyinde oluşan iplik biçimindeki (filiform) korozyon aralık korozyonunun özel bir tipidir. Çoğu kez koruyucu filmlerin altında oluşur, bu nedenle film altı korozyonu da denir. Genellikle havada bulunan emaye, lak ya da kauçukla kaplanmış kapların kaplamaları altında saç telleri biçiminde kırmızı kahverengi iplikçikler şeklindedir.

31 Çukurcuk korozyonu gizlice oluşan ve en yıkıcı korozyon türüdür.
(PİTTİNG) KOROZYONU Korozyon sonucu bir metal yüzeyinde delikcikler, çukurcuklar oluşursa bu tip korozyona çukurcuk korozyonu (pitting) denir. Çukurcuk korozyonu gizlice oluşan ve en yıkıcı korozyon türüdür. Çukurcuk korozyonu, yerel ve şiddetli olması ve çoğu kez bir anda ortaya çıkması nedeniyle en kötü korozyon türüdür.

32 Çukurcuk korozyonunun otokatalitik yapısı;
Çukurcuk içinde metal hızla çözünürken metal yüzeyinde oksijen indirgenir. Bu olay kendiliğinden başlar ve ilerler. Çukurcuk içinde metalin hızla çözünmesi ile çok miktarda artı yüklü iyonlar oluştuğundan elektiriksel nötrlük koşulunu korumak için çukurcuk içine klorür iyonları göç eder. Çukurcuk içinde AlCl3 derişimi artınca hidroliz sonucu hidrojen iyonu derişimi artar. Pasifleşme potansiyeli genel olarak yükselir. Hidrojen ve klorür iyonlarının her ikisi de bir çok metal ve alaşımlarının çözünmelerini kamçılar. Zamanla bütün olay hızlanır.

33

34 Derişik çözeltilerde okisijenin çözünürlüğü sıfır olduğundan çukurcuk içinde oksijen indirgenmez, metal yüzeyinde indirgenir. Bu oksijen indirgenmesi korozyonu azaltır yani bir anlamda metal yüzeyinde oluşan bu çukurcuklar metalin geri kalan kısmını katodik olarak korurlar.

35 Korozyonun

36

37 Önlemek için; Aralık korozyonu ile saaşmak için önerilen yötemler çukurcuk korozyonu için de uygulanır.Korozyon testlei sırasında çukurcuk korozyonuna uğrayan ya da çukurcuk korozyonu eğilimi gösteren gereçler, söz konusu fabrika ya da donanım için kesinlikle kullanılmamalıdır.

38 TANELER ARASI (İNTERGRANULAR) KOROZYON
Örgüdeki tanelerde bağıl olarak korozyon az olmak üzere örgülerin sınırlarındaki ya da buna bitişik yerlerdeki yerel aşınmalara taneler arası korozyon denir. Alaşım parçalanır yada dayanım gücünü yitirir.

39 Taneler arası korozyonun en belirgin özelliği kütle azalmasının çok küçük olmasına karşın korozyon hızının örgü sınırları bölgelerinde çok yüksek oluşudur. Korozyon örgü sınırlarında alaşımın tüm kesiti boyunca ilerler. Yapının dış görünümü ve ölçülerinde bir değişiklik görünmez ama alaşım örgü sınırları boyunca korozyona uğradığı bölgede mekanik dayancını yitirir. Örneğin örgü sınırları boyunca taneler arası korozyona uğrayan bir östenitik krom-nikel çeliğinden bir parçayı parmaklarla ezmek olanaklıdır.  316 Kalite paslanmaz çeliğin 27 saat boyunca kaynayan sülfat-sülfürik asit çözeltisi içinde bekletilmesi sonrasında oluşan taneler arası korozyon (500x)

40 Kaynak bozulması ; Kaynak yapılmış alaşımlara örgü sınırlarındaki aşınmalara kaynak bozunması denilmektedir.

41 Ostenit paslanmaz çeliklerin geliştirilmesi ;
Ostenit paslanmaz çeliğin taneler arası korozyonunu azaltmak için 3 yöntem kullanılır; 1-Yüksek sıcaklık çözelti ısıl işlemi uygulamak, genelde tavlama-su verme denir. 2-Kararlaştırıcı denilen güçlü karbür yapıcı elementler eklemek. 3-Karbon miktarını % 0,03’ün altına indirmek.

42 Titanik'in batmasının sebebi, metalurjik sebeplerdir!
Titanik'in batmasının sebebi, metalurjik sebeplerdir! Geminin su altındaki kısmında, malumunuz, su geçirmez perdelerle birbirinden ayrılmış bölümler mevcuttur. Titanik, su alırsa bu perdeler ve bölümler sayesinde geminin batması engellenir. Ancak Titanik üretilirken metalurjik etmenler tamamen gözardı edilmişti. Titanik perçinleri, içyapısı birbirinin aynısı olmayan perçinlerdi. Bazı perçinler çok daha fazla karbonluydu, bazıları az karbonluydu. Diğer bir husus da perçinlerin karbonsuzlaşmasıydı. Bu da perçinlerin farklı mekanik özellikler göstermesi demekti. Yani farklı kuvvet taşıma özellikleri vardı. Malzemeyle ilgili bilinmeyen bir etmen de aynı malzemenin farklı sıcaklıklarda farklı özellikler göstermesiydi. Titanik buz denizinde ilerken, geminin metal parçaları, sıcaklığın çok düşmesi nedeniyle gevrekleşmişti. Yani taşıyabileceğinin daha altıdaki kuvvetlerde ani kırılma gösterecekti. Çarpışma sonucu açılan delik bu sebeplerden dolayı büyümüştür. Böylece Batmayan Gemi, batmıştır...

43 Kaynaklar. Prof. Dr Saadet Üneri, KOROZYON VE ÖNLENMESİ, Ankara üniversitesi, Fizikokimya anabilim dalı.