Korozyon Korozyon ders notu 25.01.2013 12:22 1 KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA DOÇ. DR. MUZAFFER ZEREN 25.01.2013 12:22 2 ? 1. KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA ? 1.1. Endüstride Korozyon ve Önemi ? 1.2. Bilim ve Mühendislik Alanı Olarak Korozyon ? 1.3. Korozyonun Sosyo-Ekonomik Önemi ? 2. KOROZYONUN SINIFLANDIRILMASI ? 2.1. Mekanizmaya Göre Sınıflandırma ? 2.1.1. Elektrokimyasal Korozyon ? 2.1.2. Kimyasal Korozyon ? 2.2. Görünüşe Göre Sınıflandırma ? 2.2.1. Metallerin Tekdüze (Homojen) Korozyonu ? 2.2.2. Metallerin Tekdüze Olmayan (Heterojen) korozyonu ? 2.3. Ortama Göre Sınıflandırılma ? 2.3.1. Deniz Suyunda Korozyon ? 2.3.2. Toprak Korozyonu (Karasal-Zemin Korozyonu) KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA İÇERİK 25.01.2013 12:22 3 ? 3. POTANSİYEL - PH DİYAGRAMLARI ? 4. KOROZYON TÜRLERİ ? 4.1. Galvanik Korozyon ? 4.2. Çukurçuk (Oyuklaşma) Korozyonu ? 4.3. Aralık (Yarık) Korozyonu ? 4.4. Kaplama-Altı Korozyon ? 4.5. Seçici Korozyon ? 4.6. Tanelerarası Korozyon ? 4.6.1.Ostenitik Krom-Nikel Çeliklerinde Tanelerarası Korozyonu ? 4.6.2.Ferritik Çeliklerde ve Diğer Alaşımlarda Tanelerarası Korozyon ? 4.7. Gerilimli Korozyon ? 4.8. Korozyonlu Yorulma ? 4.9. Erozyonlu Korozyon ? 4.10.Kazımalı Korozyon ? 4.11.Kavitasyon ? 4.12.Hidrojen Nedenli Korozyon KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA İÇERİK 25.01.2013 12:22 4 ? 5. KOROZYONDAN KORUNMA TEMEL İLKELERİ ? 5.1. Kaplamalarla Korozyondan Korunmanın İlkeleri ? 5.1.1. Metalik Kaplamalarla Korozyondan Korunma ? 5.1.2. Organik Kaplamalar ? 5.1.3. İnorganik Kaplamalar ? 5.2. Ortamın Saldırganlığını Giderici Önlemler ? 5.2.1. Yavaşlatıcılar ( İnhibitörler ) ? 5.2.2. Pasifleştiriciler ? 5.3. Katodik Koruma ? 5.3.1. Minimum Potansiyel Yaklaşımı ? 5.3.2. Katodik Korumada Akım Gereksinimi ? 5.4. Galvanik (Kurban) Anotlarla Koruma ? 5.5. Dış Akımla Koruma ? 5.6. Kaçak Akım Korozyonu ve Önlenmesi ? 5.7. İç Koruma ? 5.8. Anodik Koruma ? 5.9. Tasarım Yardımıyla Korozyondan Korunma Prensipleri ? 5.9.1. Şekli Basitleştirme ? 5.9.2. Kalıcı Nemliliği Önleme ? 5.9.3. Galvanik Korozyon Tehlikesi ? 5.9.4. Birleştirme Yöntemlerinin Korozyon Kontrolünde Önemi ? 5.9.5. Kaynak ? 5.9.6. Lehimleme ? 5.9.7. Perçinli ve Vidalı Bağlantılar ? 5.9.8. Boyutsal Değişmeler ? 5.9.9. Çizimden Kaynaklanan Yanılgılar KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA İÇERİK 25.01.2013 12:22 5 ? 6. KOROZYON DENEYLERİ ? 6.1. Atmosferik Deneyler ? 6.2. Elektrokimyasal Deneyler ? 6.3. Bilgisayar Modellemesi ? 6.4. Standartlar KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA İÇERİK 25.01.2013 12:22 6 Endüstride Korozyon ve Önemi ? Geleneksel anlamda korozyon metal ve alaşımlarının çevreleri ile kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonları sonucu bozulmalarını tanımlamak için kullanılmaktadır. Ancak yeni bulgular metal olmayan malzemelerin de çevresel koşullardan benzer biçimde etkilendiklerini ortaya koymaktadır. ? Örneğin, metal ve alaşımlarının gerilimli korozyonla bozulmalarını tariflemek için kullanılan yöntemler cam, seramik malzemeler, polimerler ve geleceğin yapı malzemesi olarak kabul edilen bileşik malzemelere başarı ile uygulanabilmektedir. 25.01.2013 12:22 7 Endüstride Korozyon ve Önemi ? Korozyon ifadesi yapı malzemesi niteliği olan tüm malzemelerin çevrenin etkisi ile bozulmalarını kapsar biçimde kullanılabilir. ? Dilimizde kesinlikle yerleşmemiş olmakla beraber paslanma deyimini demir ve demir cinsinden olan malzemelerin (çelik ve dökme demirler) korozyonu, pas deyimini de aynı tür malzemelerden kaynaklanan korozyon ürünü anlamında kullanabilmektedir. 25.01.2013 12:22 8 ? Korozyon bir prosesin adı olduğu kadar oluşan zarara verilen addır. Örneğin Fe’nin ortamın rutubeti ve havadaki O 2 ’in etkisi ile paslanması Fe’nin korozyonudur. Ancak bazı araştırmacılara göre çelik saçlar üzerindeki Zn kaplamanın kendisini feda ederek (oksitlenerek) alttaki çelik saçı koruması Zn’ın korozyonu değildir. Görülebileceği gibi korozyon göreceli-izafi- bir tanımdır. ? En geniş kapsamı ile korozyon: malzemede ortamın etkisi sonucu özelliklerinde meydana gelen olumsuz yöndeki değişiklikler olarak kabul edilebilir. KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA 25.01.2013 12:22 9 Bilim ve Mühendislik Alanı Olarak Korozyon ? Korozyon olayının oluşum düzeni elektrokimyasaldır. O halde korozyon olayının tanımlanmasında ilk aşama, elektrokimyasal ilkelerin tariflenmesi ve uygulanmasıdır. Ancak elektrokimyasal yaklaşımın kendi başına yeterli olduğu ileri sürülemez. Elektrokimyasal yaklaşımda korozyona uğrayan metal yüzeyinin sürekli bir ortam oluşturduğu kabul edilir. Korozyona dayanıklı krom veya krom-nikel çeliklerinde bazı koşullar altında oluşabilen tane sınırları korozyonu malzeme iç yapısının korozyon olayına ilginç bir örnektir. Bu tür etmenlerin değerlendirilmesinde malzeme iç yapısını konu alan yaklaşımlara (malzeme bilimi, fiziksel metalurji) gereksinme vardır. 25.01.2013 12:22 10 KOROZYONU TAMAMEN ÖNLEMEK MÜMKÜN MÜ? ? Korozyon olayının ilginç yönü mekanik gerilimlerden büyük ölçüde etkilenmesidir. Mekanik gerilimler (dıştan uygulananlar veya iç gerilimler) altındaki metallerin korozyonla bozulmalarını yanlızca elektrokimyasal oluşum düzenleri ile tariflemek olanaksızdır. Bu nedenle kimyasal ve elektrokimyasal yaklaşımlar yanında mekanik ve metalurjik ilkeleri de etkenlikle kullanmadıkça günümüzün korozyon sorunlarına çözüm getirmek olanaksızdır. 25.01.2013 12:22 11 ? Korozyonu engellemek genelde olanaksızdır. Endüstriyel malzemelerin tamamı doğadaki kararlı halleri olan bileşik halindedir. Üretim metalurjisinin enerji harcayan redükleyici yöntemleri ile bunlar metal haline döndürülür. Doğada metaller oksit ve sülfür bileşikleri halinde bulunurlar. Ortamdaki oksijen metal ve alaşımları oksitleyip bileşik haline döndürmeye çalışır. KOROZYONU TAMAMEN ÖNLEMEK MÜMKÜN MÜ? 25.01.2013 12:22 12 ? Bu nedenle korozyonu tamamen önlemek bir çok halde imkansızdır. İmkan olduğu durumlarda da çok pahalı veya pratik bakımdan yetersizdir. ? Korozyon ile ilgilenen mühendis ve bilim adamları ortama göre malzemeyi ve malzemeye göre ortamı bilinçli şekilde seçmeli, ortamın malzeme üzerine etkisini minimuma indirecek tedbirler alıp bu konuda uygulamalı araştırmalar yapmalıdır. KOROZYONU TAMAMEN ÖNLEMEK MÜMKÜN MÜ? 25.01.2013 12:22 13 KOROZYONUN SOSYO-EKONOMİK ÖNEMİ ? Korozyonun doğrudan ve dolaylı olarak yol açtığı kayıplar, korozyonun önemini belirleyen en önemli göstergedir. Doğrudan kayıpların en önde geleni, korozyona karşı verilen mücadelede başvurulan önlemlerdir. Korozyona dayanıklı malzemeler, yüzey kaplamaları, saldırgan ortamlara yapılan ilaveler ve görevini yapamayacak derecede bozulmuş parçaların yenileri ile değiştirilmeleri bir anlamda korozyonun maliyetini oluşturmaktadır. A.B.D.'de korozyonun yıllık maliyeti 8 milyar dolar olarak tahmin edilmektedir. Aynı ülkede korozyonun yol açtığı kayıplar için; ? Otomobil yakıt sisteminde korozyon : 100 milyon dolar/yıl ? Otomobil radyatörlerinde korozyon : 52 milyon dolar/yıl ? Otomobil rksost sisteminde korozyon : 500 milyon dolar/yıl olarak belirlenmiştir. 25.01.2013 12:22 14 ? Korozyondan korunma herşeyden önce insan hayatı için çok önemli bir tedbirdir. Korozyon sınırlı olan metal kaynaklarının israfına yol açar. Genellikle bir ülkede yıllık üretilen metalin %13-16’sı bir daha kazanılmamak üzere kaybolur. ? Kaybedilen her kilo metal aynı zamanda enerji ve işçilik kaybıdır. Gittikçe kalabalıklaşan dünyada en büyük kirleticiler metal artıkları ve korozyon ürünleridir. Korozyon kayıpları direkt ve dolaylı olmak üzere iki gurupta toplanabilir. KOROZYONUN SOSYO-EKONOMİK ÖNEMİ 25.01.2013 12:22 15 ? Direkt kayıplar ? 1.1. Yatırım masrafları. Devamlı çalışan tesislerde korozyon nedeni ile durmalara karşı daha fazla malzeme kullanılması. ? 1.2. Korozyon nedeni ile sistemde bozulan pompa v.s. yerine yedeklerinin devamlı hazır bekletilmesi. ? 1.3.Kontrol masrafları, bakım ve tamir masrafları, korozyon kontrolü (boyama, kaplama) ? 1.4.Tasarım masrafları, korozyona dayanıklı daha pahalı malzeme kullanma. Özel işlemler (gerilme giderme tavı v.b.) ? Dolaylı kayıplar ? 2.1.Tesisin durması ? 2.2.Üretimden kayıp ? 2.3.Ürün kirlenmesi ? 2.4.Yedek malzeme stoklama zorunluluğu. KOROZYONUN SOSYO-EKONOMİK ÖNEMİ 25.01.2013 12:22 16 ? Kimya endüstrisinde paslanmaz çelik malzemelerde görülen hasarların dağılımı Şekil 1’de verilmiştir. Şekilden de görülebileceği gibi hasarların %92’si korozyon nedenli olmaktadır. 25.01.2013 12:22 17 KOROZYONUN SINIFLANDIRILMASI ? Korozyonların çoğu, çözülme ve oksidasyon reaksiyonların birleşmesiyle olur. İyon ve elektronların ortaya çıkması elektrod potansiyeli adı verilen bir potansiyeli oluşturur. Elektrod potansiyeli metal cinsine ve çözeltinin türüne göre değişir. Bir metalin elektrod potansiyelini (dolaysıyla korozyon eğilimini) ölçmek için öncelikle metal ile standard olarak alınan hidrojen elektrodu arasındaki voltaj farkının ölçülmesi gerekir. ? Metalin korozyonu, onun bileşimine, atomik yapısına mikroskobik ve makroskobik süreksizliklere, gerilmelerine v.b. diğer özelliklere bağlıdır. Metalin korozyonunun temel nedeni genellikle süreksizliklerdir. 25.01.2013 12:22 18 Tablo1. 25?C’de metal iyonlarının elektrod potansiyelleri Metal iyonları Standart elektrod potansili (Volt) Li + (baz) - 2.96 (Anodik-Korozyon eğilimi yüksek) K + - 2.92 Ca 2 + - 2.90 Na + - 2.71 Mg 2+ - 2.40 Al 3 + - 1.70 Zn 2+ - 0.76 Cr 2+ - 0.56 Fe 2+ - 0.44 Ni 2+ - 0.23 Sn 2+ - 0.14 Pb 2+ - 0.12 Fe 3+ - 0.045 H + 0.00 (referans) Cu 2+ + 0.34 Cu + + 0.47 Ag + + 0.80 Pt 4+ + 0.86 Au + (soy) + 1.50 (katodik daha koruyucu) 25.01.2013 12:22 19 1a 2a 3b 4b 5b 6b 7b 8 1b 2b 3a 4a 5a 6a 7a 0 H 1 He 2 Li 3 Be 4 B 5 C 6 N 7 O 8 F 9 Ne 10 N a 1 1 M g 12 Al 13 Si 14 P 15 S 16 Cl 17 Ar 18 K 1 9 Ca 20 Sc 21 Ti 22 V 23 Cr 24 Mn 25 Fe 26 Co 27 Ni 28 Cu 29 Zn 30 Ga 31 Ge 32 As 33 Se 34 Br 35 Kr 36 R b 3 7 Sr 38 Y 39 Zr 40 Nb 41 Mo 42 Tc 43 Ru 44 Rh 45 Pd 46 Ag 47 Cd 48 In 49 Sn 50 Sb 51 Te 52 I 53 Xe 54 Cs 5 5 Ba 56 Lu 71 Hf 72 Ta 73 W 74 Re 75 Os 76 Ir 77 Pt 78 Au 79 Hg 80 Tl 81 Pb 82 Bi 83 Po 84 At 85 Rn 86 PERİYODİK TABLO 25.01.2013 12:22 20 Mekanizmaya Göre Korozyonun Sınıflandırılması Elektrokimyasal Korozyon ? Bir metalin elektron kaybederek oksitlenmesi o metalin korozyona uğradığını gösterir. Bir çözelti içerisinde H + bulunması ve Zn malzeme ile temas etmesi durumunda metal tamamen tükeninceye kadar yüzeyden gaz kabarcıkları çıkar. H + , elektron alarak H 2 gaz çıkışına yol açar. 25.01.2013 12:22 21 Elektrokimyasal Korozyon ? Sonuçta: ? 2 H+ + 2é ? H2 (Rd) ? Zn ? Zn++ + 2é (Ox) ? reaksiyonları gerçekleşir. Zayıf asidik bir çözeltiye Fe ve Cu malzeme daldırıldığında ? Fe ? Fe++ + 2é (Ox) ? 2 He + 2é ? H2 (Rd) ? reaksiyonları ile gaz çıkışı sürer. 25.01.2013 12:22 22 Elektrokimyasal Korozyon ? İki farklı faz arasında belirli ve elektriksel yük (=şarj) dengesinin bozuk olduğu bir arayüzeyde oluşan elektron alış verişi elektrokimyasal olarak tanımlanır. ? Elektrokimyasal reaksiyonda elektron alış verişi belirli ve sürekli bir ara tabakada meydana gelmez. Elektrokimyasal korozyona sulu ortamlarda, eriyik tuzlarda ve curuflarda rastlanır 25.01.2013 12:22 23 Kimyasal Korozyon ? Yüksek sıcaklıklarda gaz-metal reaksiyonu sonucu oluşan oksitlenme olayı kimyasal korozyon olarak tanımlanır. Genellikle organik çözeltiler ve gazlarla olan reaksiyon kimyasal niteliktedir. Bu durumda belirgin bir arafaz yoktur. 25.01.2013 12:22 24 Korozyon prosesinin elektrokimyasal karakterini tanımlayan basitleştirilmiş şematik modeli 25.01.2013 12:22 25 Su, oksijen ve hidrojenin termodinamik kararlılık bölgeleri 25.01.2013 12:22 26 ? Şekil 2, Su, oksijen ve hidrojenin termodinamik kararlılık bölgeleri göstermektedir. A; H 2 = 2H + + 2e reaksiyonun denge cizgisini, ? B; 2H 2 O = O 2 + 4H + + 4 e ? reaksiyonunun denge çizgisini, (*), B çizgisinin altında potansiyel düştüğünden katodik reaksiyon sonucu artan termodinamik itici gücü göstermektedir. (**), A çizgisinin altında potansiyel düştüğünden katodik hidrojen çıkışı nedeniyle artan termodinamik itici gücü gösterir. 25.01.2013 12:22 27 Görünüşe Göre Sınıflandırma Metallerin Tekdüze (Homojen) Korozyonu ? En yaygın korozyon türüdür. Uzun süreler için hesaplanan ortalama korozyon hızının heryerde aynı olduğu kabul edilebilir. Eşit dağılımın başlıca kaynağı anodik ve katodik çevrelerin sürekli olarak yer değiştirmeleridir. Homojen dağılımlı korozyonun yararlı bir işlem olarak değerlendirildiği haller de vardır. Örneğin, sıcak haddeleme sonucu çeliğin yüzeyini kaplayan oksit tabakalarının uzaklaştırılmasında yararlanılan kimyasal işlemlerdir (dekapaj işlemi). 25.01.2013 12:22 28 Metallerin Tekdüze (Homojen) Korozyonu ? En yaygın korozyon türü olarak, homojen dağılımlı korozyonun yol açtığı metal kaybı diğer korozyon türlerine oranla çok yüksektir. Buna karşın en az korkulan korozyon türü olduğunu belirtmek gerekir. Çünkü homojen dağılımlı korozyonun hızlı basit labarotuar deneyleriyle saptanabilir. 25.01.2013 12:22 29 Metallerin Tekdüze (Homojen) Korozyonu ? Böylece saldırgan ortamlara terkedilen parça ve yapıların ömrüne ilişkin tutarlı tahminlere ulaşmak mümkün olur. Homojen dağılımlı korozyon farklı koruma yöntemleri uygularak başarı ile kontrol edilebilir. Yüzey kaplamaları, katodik koruma, korozyon hızını sınırlayıcı maddeler gibi. 25.01.2013 12:22 30 Metallerin Tekdüze (Homojen) Korozyonu ? Bir borunun içerisinden korosif bir sıvı geçiyor ise borunun et kalınlığında bir süre sonra azalma olabilecektir. Bazı ortamlarda metal yüzeyinde de malzeme kaybı olmaktadır. Metallerin homojen korozyonu dayanım süresini sıhhatli hesaplamaya olanak tanır. Ancak pratik uygulamalarda çok az rastlanır. Başlıca önleme yöntemleri: ? *) Uygun malzeme seçimi veya kaplanması ? *) İnhibitörler (reaksiyon hızını yavaşlatıcılar) kullanmak ? *) Katodik koruma uygulamak. Korozyon türleri içerisinde çok daha tehlikeli olanı bölgesel korozyondur. 25.01.2013 12:22 31 Metallerin Tekdüze Olmayan (Heterojen) korozyonu ? Genellikle görülen korozyon türüdür. Makroskobik korozyon ve mikroskobik korozyon olmak üzere iki çeşittir. 25.01.2013 12:22 32 Ortama Göre Sınıflandırılma Deniz Suyunda Korozyon ? Tuzluluk miktarı oksijen çözünürlüğü ile değişir. Deniz suyunda demir ve çeliklerin korozyonu içerdiği oksijen ile ilişkilidir. Ayrıca deniz sularında büyüyen organizma ve bitkiler korozyona sebebiyet verirler. Bu nedenle kırmızı renkli CuO’li boyalar gemilerde ve diğer yapılarda korozyona karşı kullanılır. 25.01.2013 12:22 33 Okyanusta petrol çıkartma platformu Şekil 3’de korozyona açık olan bir petrol sondaj platformu görülmektedir. Okyanus suyuyla temasta olan platformun çelik gövde bakır-nikel alaşımıyla giydirme yapılarak koruma altına alınmıştır. 25.01.2013 12:22 34 Limanda korozyona uğrayan çelik destek ayakları 25.01.2013 12:22 35 ? Şekil 4’de görülen bir limana ait çelik destek ayaklarında deniz suyu seviyesine bağlı olarak değişik mesafelerde korozyon ürünleri oluşmuştur. Gerekli önlem alınmadığı durumda deniz suyu içerisindeki mikro organizmalar nedeniyle farklı oranlarda etkilenen çelik malzeme bölgesel olarak farklı korozyon hücreleri gibi davranarak mukavemet kaybına yol açarak ve malzemenin vaktinden evvel kullanılamaz duruma gelmesine yol açabilecektir. Bu durumda çökmeler yaşabilecektir. ? Genel olarak deniz suyu içerisinde büyüyen bitkiler ve diğer su canlıları çelik gövdelere yapışarak korozyona yol açarlar. 25.01.2013 12:22 36 Toprak Korozyonu (Karasal-Zemin Korozyonu) ? Toprak içerisinde metaller de korozyona uğramaktadır. Toprağın nemi, pH derecesi, içerisindeki organik malzemeler, tuzlar, toprağın elektrik iletkenliği, toprağın jeolojik yapısı ve içerisindeki organik bileşenler korozyon hızında etkendir. Bu faktörler içerisinde en önemlisi toprak içerisindeki su oranıdır. Toprağın killi veya çakıllı olması da ayrı bir faktördür. Kil suyu çok tutar. Dolaysıyla çözünmüş oksijen miktarı düşüktür. Buna karşılık çakılın araları hava ile daha fazla temasta olduğundan oksijen konsantrasyonu yüksektir. Bu nedenle oksijen konsantrasyonu daha düşük olan killi bölgede daha yoğun korozyon meydana gelir. 25.01.2013 12:22 37 Karasal korozyon nedeniyle asfalt zemin altından çıkartılan delinmiş bir su borusu. ? Karasal korozyon karmaşık bir olay olup çok sayıdaki faktör etkili olabilmektedir. Toprak içerisindeki bir çok elementin olduğu bilinmekle birlikte etkilerinin tam olarak anlaşıldığını söylemek zordur. 25.01.2013 12:22 38 ? Şekil 5’de örneği verilen karbon çeliğinden üretilmiş bir boruda görülen karasal tipteki korozyona toprağın doğal yapısının yanısıra nem ve oksijen gibi diğer olası faktörler de etkili olmuş olabilir. ? Bu faktörler korozif etkinin şiddetinde değişmelere yol açabilir. Örneğin bir çölde arkeolojik kazılar sonunda yüzlerce yıllık demir aletler çok az hasar görmüş olarak bulunabilirken, bir yıl önce zemine yerleştirilmiş kaliteli bir çelik malzeme çok daha kötü koşullarda bulunabilmektedir. Toprak Korozyonu (Karasal- Zemin Korozyonu) 25.01.2013 12:22 39 ? Bazı genel kurallar basitçe formüle edilebilir. Yüksek nem içerikli toprağın elektriksel iletkenliği yüksektir, asidik olarak kuvvetlidir ve tuzları yüksek oranda çözdüğü için de çok daha korozif etkiye sahip olacaktır. Toprak içerisindeki oksijen çözünürlüğünün etkisi su içerisindeki oksijenin etkisinden farklı olacaktır. Çünkü su içerisindeki zayıf çözünürlük koşulları bakteriyel nedenli hızlandırılmış korozyona neden olabilecektir. Toprak Korozyonu (Karasal-Zemin Korozyonu) 25.01.2013 12:22 40 ? karasal korozyon sonucu ağırlık kaybı ve korozyon deliğinin maksimum derinliği bir eşitlik ile basitçe formüle edilebilir. Z = a x t^m ? burada: ? Z – ağılık kaybı ? t – temas süresi ? a ve m – zeminin korozyon durumuna bağlı sabitler. Toprak Korozyonu (Karasal-Zemin Korozyonu) 25.01.2013 12:22 41 ? Metallerin çoğu su ve hava gibi çevresel şartlar altında korozyon eğilimi gösterirler. Çevreleri ile beraber bu metaller enerji vererek, oksit veya hidroksitler şeklinde kimyasal bileşikler meydana getiren, termodinamik açıdan kararsız olan sistemleri meydana getirirler. Kendi cevherlerinden genellikle bir enerji harcanımı ile elde edilen metaller korozyon reaksiyonları ile doğal, oksitlemiş durumlarına dönmek isterler. Metallerin doğal oksitlenmiş durumlarına dönmek istemeleri korozyon mekanizmalarının temelini oluşturur. POTANSİYEL - pH diyagramları 25.01.2013 12:22 42 ? Korozyon reaksiyonlarının termodinamik açıdan incelenmesi bir metalin hangi şartlarda korozyona uğrayıp uğramayacağını göstermesi bakımından faydalıdır. Metallerin elektrod potansiyelleri termodinamik verilerden yararlanarak bulunur. Bu verilerden yararlanarak potansiyel-pH diyagramaları çıkartılır (Şekil 6). Pourbaix diyagramı olarak da bilinen bu diyagramlar elektrod potansiyeli ve pH değerinin fonksiyonu olarak termodinamik açıdan metal veya onun bileşiklerinin kararlı ve kararsız bölgelerini tanımlar. 25.01.2013 12:22 43 ? Metal-su sistemi sistemin üç halini içermektedir: ? katı: katı-katı / katı-sıvı / katı-gaz ? sıvı: sıvı-sıvı / sıvı-katı ? gaz: gaz-gaz ? olmak üzere 6 adet sistem vardır. Metal- su sistemi E ve pH olmak üzere iki değişkene bağlıdır. 25.01.2013 12:22 44 (E) f(E) f (pH) f(E, pH) pH 25.01.2013 12:22 45 Fe-H 2 O sisteminin Pourbaix diyagramı 25.01.2013 12:22 46 ? Şekil 7’de Fe-H 2 O sistemine ait potansiyel - pH diyagramının basitleştirilmiş hali görülmektedir. ? Bu diyagram demirin korozyon davranışını göstermektedir. ? Görüleceği gibi diyagram doğrusal olarak değişen üç çeşit çizgiden meydana gelmektedir. ? Bu çizgiler düşey, yatay ve eğik çizgilerdir. Bu çizgileri meydana getiren reaksiyonları aşağıdaki gibi belirlemek mümkündür. Fe-H2O sisteminin Pourbaix diyagramı 25.01.2013 12:22 47 Pourbaix diyagramı ? Bu çizgileri meydana getiren reaksiyonları aşağıdaki gibi belirlemek mümkündür. 1-Düşey çizgiler: Çözeltideki metal ve hidrojen iyonlarının katı maddelerle girdiği reaksiyonlardır. Reaksiyonda elektronlar yer almaz. Örneğin : ? 2Fe +3 + 3H 2 O ? Fe 2 O 3 + 6H + 25.01.2013 12:22 48 ? Yatay çizgiler: İyonlar ile elektronların yer aldığı reaksiyonlardır. Örneğin ? Fe +2 ? Fe 3+ + é Pourbaix diyagramı 25.01.2013 12:22 49 ? Eğik çizgiller: İyonların yanında hem H+ hem de elekronların girdiği reaksiyonlardır.Örneği n : ? 2Fe +2 + 3H 2 O ? Fe 2 O3 + 6H + +2é ? Burada hem pH hem de potansiyel bağımlılığı söz konusudur Pourbaix diyagramı 25.01.2013 12:22 50 ? Potansiyel - pH koordinat sisteminde metal-iyon-oksit üçlü dengesini temsil eden Pourbaix diyagramları karakterleri belirtilen çizgillerle şekilde görüldüğü gibi çeşitli bölgelere ayrılır. Bu bölgeler: (a) metal, (b) korozyon ve (c) pasif bölgelerdir. Metalin bulunduğu yer o sistemde korozyonun olmayabileceği bölgedir. Oksidin kararlı olduğu bölge PASİF bölgedir. Ancak tabakanın özelliğine göre tabaka koruyucu veya koruyucu değildir. Tabaka koruyucu ise korozyon durur. İonların karalı olduğu bölgede (asidik - bazik) KOROZYON olmaktadır. Pourbaix diyagramı 25.01.2013 12:22 51 ? Şekil 8. Çelikte gözlemlenen korozyon tiplerinin termodinamik sınırlarıŞekil 8’den de görülebileceği gibi çelik içerisinde oluşabilecek korozyonun tipi ve korozyonun şiddeti pH ve uygulanan potansile sıkıca bağlıdır. 25.01.2013 12:22 52 ? Şekil 9. 25 ?C’de su içerisinde demirin korozyon davranışını gösterir E-pH diyagramı 25.01.2013 12:22 53 ? Şekil 10’da alaşım elementlerinin anodik polarizasyon eğrisine etkileri şematik olarak özetlenmiştir. Şekilde su içeriside kaçınılmaz olarak oluşacak korozyondan çeliği minimum hasarla kullanmak için tavsiye edilen pH aralığı, E-pH diyagramı üzerinde işaretlenmiştir 25.01.2013 12:22 54 KOROZYON TÜRLERİ ? Elektrokimyasal korozyonun en belirgin özelliği iyonların hareketine izin veren ortamlarda oluşmasıdır. Korozyon olayını etkileyen ve çoğunlukla korozyonu şiddetlendiren etmenlerin sayısı hayli fazladır (mekanik gerilimler, kaçak akım vb). Bu nedenle korozyon olayı farklı şekillerde karşımıza çıkar. Şekil 11‘de farklı şekillerde karşılaşılan korozyon tipleri gruplar halinde verilmiştir. 25.01.2013 12:22 55 KOROZYON TÜRLERİ Şekil 11. Korozyonu tanımlayan temel gruplar 25.01.2013 12:22 56 KOROZYON TÜRLERİ Şekil 12. Demirin atmosferik korozyonu Burada gerçekleşen reaksiyonlar; Anod reaksiyonu: 2Fe ?2Fe 2+ + 4 e Katod reaksiyonu : O2 + 2H 2 O + 4 e ? 4OH - 25.01.2013 12:22 57 ? Birbiriyle temas halinde olan farklı türden metal ve alaşımların aynı ortama terkedilmesi halinde karşılaştığımız korozyon olayıdır (Şekil 13). Bu tür galvanik eşlemeler çoğunlukla arzunun dışında ve bir tasarım veya imalat gereksinimi olarak karşımıza çıkarlar. Örneğin otomobil motorunun soğutma sisteminde ayrı türden malzemeler soğutucu ortamla temas halindedir. KOROZYON TÜRLERİ GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 58 ? İlke olarak aktif olan metallerin korozyonu hızlanırken daha soy olan metallerin korozyonu yavaşlayacak veya tamamen önlenecektir. GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 59 GALVANİK KOROZYON ? Ağırlık kaybı mg. ? Eşlenen metal Demirde Eşlenen metalde ? ? Magnezyum 0.0 3104.3 ? Çinko 0.4 688.0 ? Kadmiyum 0.4 307.9 ? Alüminyum 9.8 105.9 ? Antimon 153.1 13.8 ? Wolfram 176.0 5.2 Kurşun 183.2 3.6 ? Kalay 171.1 2.5 ? Nikel 181.1 0.2 ? Bakır 183.1 0.0 25.01.2013 12:22 60 Tablo1. 25?C’de metal iyonlarının elektrod potansiyelleri Metal iyonları Standart elektrod potansili (Volt) Li + (baz) - 2.96 (Anodik-Korozyon eğilimi yüksek) K + - 2.92 Ca 2 + - 2.90 Na + - 2.71 Mg 2+ - 2.40 Al 3 + - 1.70 Zn 2+ - 0.76 Cr 2+ - 0.56 Fe 2+ - 0.44 Ni 2+ - 0.23 Sn 2+ - 0.14 Pb 2+ - 0.12 Fe 3+ - 0.045 H + 0.00 (referans) Cu 2+ + 0.34 Cu + + 0.47 Ag + + 0.80 Pt 4+ + 0.86 Au + (soy) + 1.50 (katodik daha koruyucu) 25.01.2013 12:22 61 GALVANİK KOROZYON Şekil 13. Galvanik korozyon. Paslanmaz çelik vida, aluminyum esaslı plaka malzemede galvanik korozyona neden olmuştur 25.01.2013 12:22 62 GALVANİK KOROZYON Şekil 14. Boru bağlantı bölgelerinde galvanik korozyon (a) ve (b). 25.01.2013 12:22 63 GALVANİK KOROZYON ? Şekil 14‘de görüldüğü gibi boru bağlantı bölgelerinde farklı malzeme kullanılması ve aralarında yeterli yalıtım yapılamadığından galvanik korozyon oluşmuştur. ? Tasarım ve imalat gereksimleri sonucu farklı türden metal veya alaşımları eşleme durumunda olan mühendis, bu metal ve alaşımların korozyon tutumuna ilişkin gerçekçi tahminlerde bulunabilmelidir. ? Elektrokimyasal gerilim dizisi iki veya daha çok metalden kurulu korozyon hücrelerini çalışma koşulları hakkında ancak genel bir fikir verebilir. Genel olarak dizinin yukarı sıralarında yer alan metallerin daha aşağıdakilere oranla anodik tutum kazanacakları ve bunun sonucu korozyona uğrayarak bozunacakları söylenebilir. 25.01.2013 12:22 64 ? Gerçekte mevcut olan koşullar elektrokimyasal gerilim dizisine temel olan standart koşullardan hayli farklı olabilir. Gözden uzak tutulmaması gereken diğer bir etmen bazı metallerin aktif-pasif dönüşümü nedeniyle çift tutum göstermeleridir. Buna karşın, metallerin elektrokimyasal gerilim dizisindeki yerleri yalnızca aktif durumdaki potansiyelleri ile belirlenmektedir. GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 65 ? Teknolojik açıdan önem taşıyan bazı metallerin ve alaşımların birçok ortamlarda pasif tutuma geçebilecekleri dikkate alınınca, elektrokimyasal gerilim dizisinin gerçekte mevcut olan koşulları yansıtmaktan hayli uzak olduğunu kabullenmek gerekir. GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 66 ? Belli bir uygulama alanı için söz konusu olabilecek tüm metal ve alaşımların gerçek ortam içinde tutumlarını temel alan bir dizinin (galvanik dizi) daha yararlı olacağını düşünmek gerekir. Galvanik dizi çok sayıda metal ve alaşımı deniz suyu içinde gözlemlenen gerçek potansiyeli temel alınarak geliştirilmiştir. GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 67 ? Başka ortamlar için benzer dizilerin geliştirilmesi gerekir. Dizide birbirlerinden uzak olan metallerin eşlenmesi dizinin üst sonuna yakın metallerin hızla çözünmesine ve kısa sürede görevini yapamayacak ölçüde bozunmasına yol açabilir. Bunun nedeni dizide birbirlerinden uzak görünen metalleri büyük bir potansiyel farkı oluşturmalarıdır. GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 68 ? Bu nedenle, galvanik eşlemenin zorunlu olduğu hallerde dizide birbirlerine yakın metal ve alaşımların seçilmesi önem taşır. Bazı koşullar altında metal ve alaşımların galvanik dizideki yerleri değişikliğe uğrayabilir. Bunun önemli olabilecek bir sonucu metaller arası kutup değişimidir. Kutup değişimine ilişkin bazı gözlemlere karşın, nedeni ve koşulları hakkında yeterli bilgi mevcut değildir. GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 69 ? Galvanik korozyonun etkilendiğini belirleyen diğer bir faktör ortamın iletkenliğidir. Aktif metal ve alaşım üzerinde yoğunlaşan bozunma artan iletkenlikle hız kazanır. Bu durumda metal kaybının çok geniş bir alana dağılmasını beklemek gerekir. Ortanım iyi bir iletken olması bozulmaya homojen dağılımlı korozyon görünümü verebilir. İletkenliği sınırlı ortamlarda metal kaybında gerileme görülür. Korozyon homojen görünümünü kaybeder ve eşleme sınırı yakınında yoğunlaşır GALVANİK KOROZYON 25.01.2013 12:22 70 1. Galvanik dizide birbirinden uzak metal veya alaşımların eşlenmesi olanaklar ölçüsünde önlenmeye çalışılmalıdır. Bu tür eşlemeler kaçınılmaz bir zorunluluk olarak ortaya çıkarsa ayrı türden metaller yalıtkan conta veya ara parçaları kullanarak izole edilebilir. 2. Eşlenen metallerden yüzey alanı küçük olanların diğerlerine kıyasla soy olmalarına dikkat edilmelidir. Bu durumda oran küçük olacağından eşlemenin aktif metallerin korozyonu üzerindeki etkisi sınırlanmış olur. GALVANİK KOROZYONUN ÖNLENMESİ 25.01.2013 12:22 71 3. Eşlenen metallerden daha aktif bir metalin iliştirilmesi ile galvanik korozyonun etkenliği sınırlanır ve hatta tamamen önlenebilir. Bu önlemin uygulanması halinde korozyon, amaçlı olarak sisteme eklenen metal üzerinde yoğunlaşır ve sistemin daha soy metallerden oluşan kısımları korozyona karşı korur (Katodik koruma). 4. Ortamdan ayrışarak sistemin belirli yerlerinde çökelen metaller olumsuz bir eşlemeye olanak sağlıyabilir. Bu tür ayrışımların zararsız hale getirilmesi için gerekli tasarım önlemleri üzerinde durulmalıdır. GALVANİK KOROZYONUN ÖNLENMESİ 25.01.2013 12:22 72 5. Korozyon hızlarının yüksek olmadığı ve sürekli bakım ve yenilenmesinin sağlanabildiği koşullarda yüzey kaplamaları yararlı olabilir. Ayrıca ortamın saldırganlığını sınırlayıcı önlemlerede başvurulabilinir. 6. (ortama korozyonu yavaşlatıcı maddelerin ilavesi ). Sistemin korozyona uğrayan kısımları diğer kısımlarına oranla daha kalın olmalıdır. Gereğinde bu kısımların kolay değiştirilmesine olanak sağlayıcı tasarım üzerinde durulmalıdır GALVANİK KOROZYONUN ÖNLENMESİ 25.01.2013 12:22 73 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Korozyon olayının çok dar bölgeler üzerinde yoğunlaşması sonucu ortaya çıkan korozyon türüdür. Metal yüzeylerde oluşan çok sayıda çukurlar genellikle bir karıncalanma görünümü verir. Çukurların çapı derinliği ve sıklığı malzeme ve ortama bağlı olarak değişir. Toplam metal kaybı homojen dağılımlı korozyonun aksine çok küçüktür. 25.01.2013 12:22 74 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Ancak parçalar (örneğin kondenser boruları) kısa zamanla delinerek kullanılmaz hale gelirler. Ayrıca, çukurçuk diplerinde oluşan mekanik gerilim yoğunlaşması mukavemet kaybı yanında korozyonlu yorulma ve gerilimli korozyon olarak tanımlanan çatlama olaylarını başlatabilir. Bozucu etkisi, yaygınlığı ve kontrolündeki güçlükler nedeni ile çukurçuk korozyonu en korkulan korozyon türlerinin başında gelir. 25.01.2013 12:22 75 ? Çukurçuk korozyonunu birçok metal ve alaşımlarda görmek mümkündür. Ancak teknolojik ve ekonomik açıdan paslanmaz çelikler ve alüminyum alaşımlarına öncelik verilmesi gerekir. Çukurçuk korozyonu genellikle klor ve brom iyonları içeren nötür ortamda oluşur. NaCl ve oksijen bakımından hayli zengin olan deniz suyu, çukurçuk korozyonuna yolaçan etken bir ortamdır. ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU 25.01.2013 12:22 76 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Deniz suyuna terkedilen paslanmaz çelikler derin çukurçuk oluşumu ile kısa zamanda bozunurlar. Hipoklorür içeren beyazlatıcılarda çukurçuk korozyonu açısından kontrolü güç ortamlardır. Florür ve iyodürlerin etkenliği klorür, bromür ve hipoklorürlere oranla sınırlıdır. 25.01.2013 12:22 77 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? pH değeri ortamın çukurçuk korozyonu bakımından etkilediği belirleyen önemli bir göstergedir. Çukurçuk korozyonu öncelikle nötür ortamda oluşur. pH değeri düşürülünce yerini genel korozyona (homojen dağılımlı korozyona) terkeder.Buna karşılık pH değerinin yükseltilmesi pasif tutumun etkenliğini artıracağından çukurçuk korozyon genel korozyon ile korozyona mukavemet arası bir tutum olarak tanımlanmıştır. 25.01.2013 12:22 78 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Çukurçuk korozyonun belirgin özelliklerinden biri de çok küçük çözelti miktarı ile oluşmasıdır. Yani korozyonun yoğunlaştığı çukurçuk dipleri ile ortamın büyük hacmi arasında bir tıkanıklığın gerekliliğinden söz edilebilinir. Bu tıkanıklığı giderici etkiler, örneğin durgun haldeki bir ortamın akış haline dönüştürülmesi, çukurçuk korozyonu eğilimini önemli ölçüde azaltabilir. 25.01.2013 12:22 79 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Bu tür etkileri saldırgan ortamların nakli için kullanılan pompalarda gözlemek mümkündür. Örneğin deniz suyunun pompalanması için kullanılan paslanmaz çelik pompalar sürekli çalışma koşullarında tam mukavemet gösterirken çalışmaya bir süre ara verilmesi üzerine korozyona uğrarlar. 25.01.2013 12:22 80 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Çukurçuk korozyonun paslanmaz çeliklerle ve alüminyum alaşımlarında öncelikle oluştuğu gözlenmektedir. Pasif durumda olan bir metali, örneğin bir alüminyum alaşımını NaCl ve çözülmüş oksijen içeren bir ortamda temas halinde olduğunda, klor iyonları pasif tutumu sağlayan yüzey tabakasının içine sızarak metalin o yerlerde aktif duruma geçmesine neden olacaktır. Aktif tutum kazanan yerlerin toplamı halen pasif tabaka ile örtülü olan yüzey alanına oranla çok düşüktür. Bu koşul metalin aktif duruma geçen noktalarında hızla çüzülmesine ve yer yer çukurçukların oluşmasına yol açacaktır 25.01.2013 12:22 81 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Hızlı çözülme sonucu çukurçuklar içindeki ortam metal iyonları bakımından zenginleşir. Ancak korozyon olayının her aşamasında ortamın elektrik yükleri bakımından dengelenmesi gerekir. Bu koşul metal iyonlarının taşıdığı elektrik yüküne eşdeğer miktarda klor iyonunun çukurçuklar içine yayılması ile sağlanır. Böylece oluşturulan metal klorürler reaksiyon uyarınca hidrolize uğrayarak hidrojen iyonlarının büyük miktarlarla ortaya çıkmasına olanak sağlar. 25.01.2013 12:22 82 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Otokatalitik olarak tanımlanan bu olayın çukurçuklar içindeki ortama asit karekteri kazandıracağı ve bu nedenle korozyonun etkenliğini sürekli olarak artıracağını özellikle dikkate almalıdır. Katodik olay, yani oksijen reaksiyonu çukurçukların yeterli miktarda oksijenle temas edebilen ağız kısımlarında oluşmaya devam edebilecek ve metal çözünümü tekrarı ile çukurçuk diplerinde yoğunlaşacaktır 25.01.2013 12:22 83 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 15. ASTM G’46’a göre değişik çukurcuk korozyon şekilleri 25.01.2013 12:22 84 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU ? Şekil 18. C-276 tipi kaynaklı bir malzemede %80 asetik asit içerisinde 5 gün sonra oluşan çukurcuk korozyonu X7 25.01.2013 12:22 85 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 19. Düşük alaşımlı çelik tankın kaynak bölgesindeki çukurcuk korozyon 25.01.2013 12:22 86 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 20. Perlitik çelikte çukurcuk korozyonu. Ortam: pH: 8, 1g/lt Ca(OH)2, X4500 25.01.2013 12:22 87 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 21. Aynı numunede çukurcuk korozyonu nedeniyle yüzeyinde oluşan oyukların çatlağa dönüşmesi X3500 25.01.2013 12:22 88 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 22. Paslanmaz çelik malzemede çukurcuk korozyon oluşumu. Malzeme uzun süreli olarak oksitleyici tuzlar ile beraber bulunmuştur. 25.01.2013 12:22 89 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 23. Saf polikristalde çukurcuk korozyon oluşumu 25.01.2013 12:22 90 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 24. Metal kirlenmesinden dolayı çelik fırın haznesinde çukurcuk korozyon oluşumu. 25.01.2013 12:22 91 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 25. Kutu sementasyonuyla sertleştirilmiş bir pinyon dişli üzerinde çukurcuk korozyon oluşumu. 25.01.2013 12:22 92 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 26. Çelik malzeme yüzeyinde oluşan çukurcuk korozyonunun SEM görüntüsü 25.01.2013 12:22 93 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 27. Çelik boru malzemede çukurcuk korozyonu. 25.01.2013 12:22 94 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 28. Çelik malzemede çukurcuk korozyonu 25.01.2013 12:22 95 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 29. Çelik malzemede çukurcuk korozyonu 25.01.2013 12:22 96 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 30. Yüzeyi ince filmle kaplanmış bir sertmetal malzeme yüzeyinden içeri doğru ilerleyen oyuklaşma tipi korozyon 25.01.2013 12:22 97 ÇUKURÇUK (OYUKLAŞMA) KOROZYONU Şekil 31. 316L (UNS S31603) tipi paslanmaz çelik pompanın iç kısmında bölgesel oyuklaşma tipi korozyon görülmektedir. 25.01.2013 12:22 98 ARALIK KOROZYONU ? Korozyon olayının belirli dar bölgeler üzerinde yoğunlaşması sonucu ortaya çıkan bozulma türlerinden biri de aralık korozyondur. Çukurların oluştuğu yerlerin büyüme doğrultusunun ve dağılımının malzemenin iç yapısı ile ilgili olduğu kabul edilmektedir. Buna karşılık korozyonu makina parçalarının montajında yok edilemiyen dar bölgeler ve aralıklar içinde başlar 25.01.2013 12:22 99 ARALIK KOROZYONU ? Dar bölge korozyonunun oluşabilmesinin ön koşulu aralıkların ortamın girmesine izin verecek kadar geniş, ancak gerekli tıkanıklığın sağlanabilmesi içinde yeterli darlıkta olmasıdır. Gözlemler bu tür korozyonun milimetrenin onda biri, hatta daha küçük kesitleri ile ifade edebileceğimiz dar aralıklarda başlıyabildiğini göstermektedir. 25.01.2013 12:22 100 ? Aralık genişledikçe korozyon etkenliğini kaybeder ve genişliği birkaç milimetreyi bulan dar bölgeler içinde ancak ender koşullar altında görülebilir. Aralığı oluşturan parçalardan her ikisininde metal olması gerekmez. Lastik, cam ve polimer gibi metal olmayan malzemelerle temas halinde olan metaller aralık korozyonu ile bozulabilirler. ARALIK KOROZYONU 25.01.2013 12:22 101 ? Aralık korozyonunun oluşum düzeni çukurçuk korozyonunkine yakındır. Korozyon aralık içinde ve dışında yer alan oksijen reaksiyonu ile başlatılır. Ancak aralık içine sızan ortam içerdiği oksijeni çok küçük olan hacmi nedeni ile hızla kaybeder. Böylece oksijen reaksiyonu yanlızca aralık dışında oluşmaya devam eder. Çözülen metalin aralığı oluşturan yüzey üzerinde yoğunlaşması sonucu ortam metal iyonları bakımından giderek zenginleşir. Çukurçuk korozyonunun etkenlik ve sürekliliğini sağlayan otokatalitik olay bu aşamada devreye girer (aralık korozyonun başlangıçı ve ilerlemiş durumu Şekli 32’de gösterilmiştir). ARALIK KOROZYONU 25.01.2013 12:22 102 ARALIK KOROZYONU 25.01.2013 12:22 103 ? Bu tip korozyona karşı en etkili yöntem, bölgesel farklılığa olanak sağlayan tasarımlardan kaçınmaktır. Örneğin, perçinli ve civatalı bağlantılar yerine kaynak dikişi kullanmak sorunu önemli ölçüde çözümleyebilir. Ancak bu önemle başarılı olabilmenin koşulu tüm araların kaynakla kapatılmasıdır. ARALIK KOROZYONU 25.01.2013 12:22 104 ? Metallerle metal olmayan malzemelerin eşlenmesi zorunlu ise (örneğin, sızdırmazlığı sağlamak için contalar vb.) metal olmayan malzemenin geçirgenlik ve soğutma yeteneğinin sınırlı olmasına dikkat etmelidir. Metal aksam üzerinde, özellikle sıvı depoların dibinde çökelen katı parçalar sürekli olarak uzaklaştırılmalıdır. ARALIK KOROZYONU 25.01.2013 12:22 105 ARALIK KOROZYONU Şekil 33. Titanyum esaslı bir boruda aralık korozyonu. (a)2. Kalite titanyum boruda düzensiz şekilli aralık korozyonu. (b)Korozyon bölgesine ait kesitte titanyumoksit ürünleri X100 25.01.2013 12:22 106 ARALIK KOROZYONU ? Şekil 34. Birleştirme elemanı çevresindeki yetersiz yalıtım nedeniyle malzemede pil hücresi benzeri etkisiyle korozyon başlaması 25.01.2013 12:22 107 ARALIK KOROZYONU Şekil 35. Aralık korozyonu yaratan şartların şematik gösterimi 25.01.2013 12:22 108 ARALIK KOROZYONU Şekil 36. Kokpiti korozyona uğrayan Boing 737 uçağı 25.01.2013 12:22 109 ARALIK KOROZYONU Aralık tipi korozyon hasarı nedeniyle meydana gelen Aloha Havayollarına ait bir ucağın kazasından sonra özellikle uçak gövdelerinin birleştirme yöntemlerine çok daha fazla önem verilir olmuştur. 28 Nisan 1988’de 18 yaşındaki Boing 737 tipi nakliye uçağı 24.000 ft’te uçarken kokpitin tavanının büyük bir kısmı kopmuştur (Şekil 36). Pilot uçağa Hawaii’de Maui adasına zorunlu iniş yaptırabilmiştir. Ancak bir kişi ölmüş birçok yolcuda ağır yaralanmıştır. 25.01.2013 12:22 110 ARALIK KOROZYONU Şekil 37.Uçak kokpiti için temel üç tip birleştirme yöntemi. 25.01.2013 12:22 111 ARALIK KOROZYONU Şekil 38. Yeterli önlem alınmaması durumunda bindirme bölgesinde elektroliz hücresi ve sonrasında korozyon oluşumu