Korozyon Birleştirme Yöntemlerinin Önemi 31 1 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİNİN KOROZYON KONTROLÜNDEKİ ÖNEMİ 31 2 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Metal sanayinde çok çeşitli birleştirme yöntemleri olmakla beraber, metal malzeme kullanılarak yapılan imalat daha çok perçinleme, ergitme kaynağı, direnç kaynağı, vidalama, sarı (Cu-Zn) kaynak, sert (Cu-Ni-Zn) ve yumuşak (Pb-Sn) lehim yöntemleri ile yapılır. 31 3 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Enerji santrallarında, kimya ve gıda endüstrisinde, petrol rafinerilerinde, ısı değiştirgeçleri için çok uygulanan boru genişletme ile birleştirme yöntemi özel bir öneme sahiptir. 31 4 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Bu yöntemlerden her birisi aşağıdaki hususlardan bir veya birkaçının ortaya çıkmasına neden olabilir: ? Kalıcı gerilmeler, ? Aralıklar, ? Heterojen mikroyapı değişiklikleri, ? Sertlik değişmeleri, ? Elektriksel temaslarda iç yapı farklılıkları, ? Sıvı akışında girdaplar doğuran ve bölgesel olarak hız artışları yaratan şekil farklılaşmaları, ? Flux artıkları, ? Farklı malzemelerin kaynak yapıldığı ergime bölgelerindeki karışık bileşimler, ? Farklı malzemelerin birleşmesinde ortaya çıkabilecek galvanik etki 31 5 ? Birleştirme şekillerinin çoğu, Şekil 126’da görüldüğü gibi suyun havasız kalabileceği aralıklara sahip olabilir. Bu durum yarığın ağız kısmı ile dip kısmı arasında farklı metal/çözelti potansiyelinin meydana gelmesine yol açar, bunun sonucunda aralık içinde korozyonu hızlandıran elektrokimyasal pil meydana gelir. Metallerin çoğu, korozyona karşı gösterdikleri direnci yüzeylerinde yenilenebilen oksit oluşumuna borçludurlar. Eğer aralık, yarık veya çatlak içinde filmin yenilenmesine yetecek kadar oksijen yoksa, hızlı korozyon kaçınılmazdır. 31 6 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ (a) uygun olmayan tasarım (b) uygum tasarım Şekil 127. Aralık korozyonunu önleyen kaynaklı birleştirmeler 31 7 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Kaynak esnasında metalin maruz kaldığı sıcaklığın neden olduğu iç yapı değişiklikleri de korozyona neden olabilir. ? Yüzeylerinde ince ve düz tanelere sahip olan parçalar korozyona daha dayanıklıdır 31 8 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Korozyon kontrolu için metallerin seçiminde göz önüne alınacak birçok faktör vardır. ? Bunların en önemlilerinden biri de maliyet faktörüdür. ? Bir parçanın ana amacı, kendisine yapılan yatırımı kara dönüştürmek ve en düşük maliyetle halka hizmet vermektir. 31 9 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Malzemeler göz önüne alındığında, düşük mukavemetli karbon çeliklerinin geniş levhalar halinde kolay temin edilebildiği ve rahatça şekillendirildikleri görülür. ? Bu açıdan karbon çeliğinden yapılan depo veya benzeri bir kap göreceli olarak ucuza mal olur. 31 10 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Çeliğin alaşım miktarı arttıkça malzeme ve fabrikasyon maliyeti hızla artar. ? Alışılmamış malzemeler pahalıdır ve bunların fabrikasyonunda meydana gelecek problemler imalat ve montajda gecikme riski yaratırlar 31 11 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Tasarımda her şeyin aşırısından kaçınılmalı ve işi en ucuza çıkaracak malzeme seçimi yapılmalıdır. ? Yerine göre belli korozyon toleranslarının tanındığı karbon çeliğinden yapılan bir kabın paslanmazla kaplanandan daha ucuza çıkması veya tasarlanan bir süre için paslanmaz çelikten yapılan bir kap yerine karbon çeliğinden iki tane yapmak toplam maliyet açısından daha elverişli olabilir 31 12 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Böyle durumlar, yapılacak seçim üzerinde sadece malzemenin korozyon ve diğer mekanik özelikleri açısından değil, ekonomik açıdan da durulması gerekliliğini ortaya koyar. ? Bağlantılar için göz önünde tutulması gereken husus daha önce de belirtilen ve tehlikeli bir sonuç doğuran küçük bir anot ve büyük bir katot kombinasyonundan sakınmaktır 31 13 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Büyük bir anot ve küçük bir katot kombinasyonu tercih edilir. Bu durumda bağlantı katodik olarak korunacaktır. ? Somun, cıvata, vida, kaynak ve lehimlerin konstrüksiyonun bağlanan elemanlarından daha soy olması gerekir 31 14 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK ? Kaynak metallerin birleştirilmesinde endüstriyel yönden en önemli metotlardan biridir. ? Alın birleştirmesini mümkün kılan kaynak işlemi korozyon açısından bindirme birleştirmesi yöntemine tercih edilir, çünkü bindirme yolu ile birleştirmede yarıklar ve oyuklar meydana gelebilir 31 15 ? Kaynak işlemi korozyon açısından çoğu imalat çelikleri ve düşük alaşımlı çelikler için tercih edilir. ? Dikkat edilmesi gereken husus kaynak işleminin usulüne uygun yapılması ve doğru dolgu malzemesi seçilmesidir. ? Hafif metaller ile yüksek alaşımlı çelikler daha özel kaynak metotları gerektirirler BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 16 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Bu durumlarda genellikle MIG (Metal-inert-gas) metal soy gaz ve TIG (Tungsten-inert-gas) Tungsten soy gaz işlemleri kullanılır ve bu usullerle yüksek kaliteli kaynaklar elde edilir. BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 17 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Ergitme yolu ile yapılan kaynak işleminde kullanılan dolgu maddesi genellikle ana malzemeden farklı bir yapıya sahiptir. ? Bu nedenle ana malzeme ile kaynak metali arasında her zaman ihmal edilemeyen potansiyel farkları doğabilir BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 18 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Kaynak anında kaynak metali ile ana malzeme arasında ısıl işlem farklılığı nedeni ile kaynak anındaki hızlı soğumalar da potansiyel farkının doğmasına sebep olabilir. BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 19 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Ana malzemeden daha soy olan bir dolgu malzemesinin seçimi, uygun olan küçük katot-büyük anot kombinasyonunu temin eder. ? Böylece, özellikle iletkenliği yüksek elektrolitlerde birçok problemin önüne geçilmiş olunur BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 20 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Bazı durumlarda ısıdan etkilenen bölgede tercihli olarak bir korozyon atağı meydana gelebilir. ? Özellikle sülfür inklüzyonları ihtiva eden çeliklerde bu durumla çok karşılaşılır BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 21 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Bu tip bir atağın, paslanmaz krom ve krom-nikel çeliklerinde kaynak dikişi boyundaki ısıdan etkilenmiş bölgenin dış kısmındaki tane sınırları boylarında karbür çökelmeleri ve kromca zayıflama nedeni ile oluşan, kaynak bozulması denen oyulma ve taneler arası korozyonla karşılaştırılmaması gereklidir BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 22 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Paslanmaz çeliklerin kaynağı asetilenle yapılmaz. ? Bunun nedeni karbürizasyon ve karbür çökelmeleri nedeni ile taneler arası korozyon tehlikesinin ortaya çıkma ihtimalidir. BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 23 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ ? Kaynaklar daima düzgün ve iyi şekillendirilmiş olmalı, yarık ve boşluklar ihtiva etmemelidir. ? Kaynak etrafının cuflardan ve sıçrayan metal artıklarından arındırılması gerekir. ? Kaynağın dar yüzünün korozif ortama dönük olması gerekir. Kaynak dikişlerinin sürekli olmasına özen gösterilmelidir (Şekil 128). BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ KAYNAK 31 24 Şekil 128. Kaynak yerlerinin dar tarafı korozif ortama dönük olmalıdır 31 25 ? Yumuşak ve sert lehimle birleştirmeler çoğu durumlarda ana malzeme ile dolgu malzeme arasında önemli bir potansiyel farkı doğurabilir. ? Özellikle bakır ihtiva eden lehimlerle yapılan sert lehimlemelerde metaller arası ara bileşikler oluşabilir BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ LEHİMLEME 31 26 ? Lehimlemede kullanılan koruyucu maddelerin çoğu (fluxlar) nemlilikte yüksek iletkenliği olan korozif solüsyonlar yaparlar. ? Bu durum genellikle hafif metal ve alaşımlarında sonradan korozyon artıklarına sebep olabilir BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ LEHİMLEME 31 27 ? Konstrüksiyon açısından lehim bağlantıları herhangi ciddi bir problem doğurmaz. ? Yarık ve boşluklar gayet iyi akışkanlık ve nemlendirici özelliği olan lehim tarafından iyi bir şekilde doldurulur. ? Isıl işlem etkisi de kaynakta olduğu gibi korozyon problemi doğurmaz. BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ LEHİMLEME 31 28 ? Bu tür bağlantılarda çok dar yarık ve çatlakların oluşma ihtimali vardır. Perçin ve somun-cıvata bağlantılı soğuk işlenmiş yüzeyler, sıcak işlenmiş yüzeylerden daha hızlı korozyona uğrarlar. ? Farklı malzemelerin soy bir lehimle birleştirilmeleri genellikle somun- cıvata bağlantılarına tercih edilir (Şekil 129 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ PERÇİN VE VİDALI BAĞLANTILAR 31 29 ? Sık sık sökülme zorunluluğu nedeni ile vidalı bağlantıların kullanıldığı konstrüksiyonlarda vidaların, paslanmayı önleyen gresler ile yağlanması zorunludur. ? Vidalı bağlantılardaki somun-cıvata ikilisinin çinko kromat astarı ile kullanılmadan önce muamele edilmesi faydalıdır BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ PERÇİN VE VİDALI BAĞLANTILAR 31 30 ? Perçinli bağlantılarda temas yüzeylerinin montajdan önce korozyondan korunması için gerekli tedbirlerin alınması faydalıdır. ? Boruların tüplere ve tanklara bağlantısında flanşlı saplamalar vidalı bağlantılara tercih edilir. ? Bunların bir yerde toplanmasında ve tercihli olarak değiştirilebilen bir flanşta birleşmesinde yarar vardır BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ PERÇİN VE VİDALI BAĞLANTILAR 31 31 BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ PERÇİN VE VİDALI BAĞLANTILAR Şekil 130. Bir saplamanın ana boru içinde çıkıntı yapmaması gerekir Şekil 129. Lehimleme daima korozyon açısından cıvata bağlantılarına üstünlük gösterir.