Korozyon Tasarım Yardımıyla Korozyon Koruma 36 1 TASARIM YARDIMIYLA KOROZYONDAN KORUMA 36 2 TASARIM ? Korozyondan korunma tasarım ile başlar. ? Tasarım mühendisinin ana görevi hiç şüphesiz yapacağı işlev, üretim ve mekanik dayanım açısından tasarıma en uygun şekli vermektir 36 3 TASARIM ? Konstrüksiyonların çoğu genellikle az veya çok ölçüde korozif olan alanlara kurulur ve çoğu kez alınacak tedbirler önceden görülebilir. 36 4 TASARIM ? Bir konstrüksiyonda korozyonun kontrolü önemli ölçüde onun tasarımına bağlı olduğundan, tasarım mühendisinin görevini yaparken korozyon konusunu göz önünde bulundurması gereklidir. 36 5 TASARIM ? En ekonomik konstrüksiyon şüphesiz maliyeti ömür boyunca en düşük olandır. ? Bakım-onarım maliyeti, özellikle yeniden boyama maliyeti toplam maliyetin önemli bir bölümünü oluşturur. 36 6 TASARIM ? Üretimi en kolay olan konstrüksiyon en ekonomik olandır. ? Fakat çoğu zaman üretimi pahalı olmasına karşın genel bakım onarım masrafları ucuz olan alternatifler ekonomik açıdan uygun olabilir 36 7 TASARIM ? Korozyondan korunma üretimin ilk aşamasında tasarım ile başlar. ? Eğer korozyon açısından uygun olmayan bir durumda tasarlanmışsa, çelik bir konstrüksiyonu boyama veya diğer yüzey işlemleri ile etkili şekilde korumak mümkün olmayabilir 36 9 TASARIM ? Tasarım işlemlerinde şu hususlar göz önüne alınmalıdır: ? Ana ön şartların yerine getirilmesi, ? Konstrüksiyon malzemesinin, uygun yüzey işlemi ve diğer korozyon önlemlerinin seçimi, ? Tasarım işleminin uygun şekilde yapılması. 36 10 TASARIM ? Aşağıdaki sorular konuya değişik bakış açıları hakkında bir fikir verir: ? Konstrüksiyon nerede kullanılacak? ? İstenen ömür ne kadardır? ? Bakım ve onarım gerektiğinde konstrüksiyon buna imkan vermeli mi? ? Durdurma ve kapatmaya izin verilebilir mi? ? Çevrenin korozifliği nedir? ? Ne tip bir korozyon beklenebilir? ? Yorulma korozyonu ve gerilme korozyonu çatlaması ihtimali var mıdır? ? Şartlar çok aşırı mı (Yüksek sıcaklık, yüksek basınç, yüksek akış hızı vb.)? 36 11 TASARIM ? Çevre şartları da önemlidir. Malzemenin maruz kaldığı çevre şartlarının malzemenin korozyon davranışına etkisi yadsınamaz. ? Çevrede mevcut olan önemsiz sayılabilecek miktardaki bileşenler korozyon açısından kritik olabilir, korozyonu artırabilir. ? İklim şartları da korozyon açısından önemlidir 36 12 TASARIM ? Yüzey İşlemleriyle ilgili aşağıdaki soruların cevaplarının bilinmesini gerektirir: ? Konstrüksiyon boyanacak mı, ziftlenecek mi, plastik veya metalik mi kaplanacak? ? Yüzey işlemi ile konstrüksiyonun bakımı mümkün mü? ? Yüzey kaplama için ne kadarlık bir ömür kabul ediliyor? ? Ön temizleme işlemi, kaplamanın uygulanması ve koruma zamanı ile ilgili bir seçim yapılabilir mi? ? Katodik koruma veya koruyucular koruyucu tabakasına bir alternatif midir? ? Konstrüksiyona özel bir tolerans verilmesi düşünülüyor mu? 36 13 TASARIM ŞEKLİ BASİTLEŞTİRMEK ? Konstrüksiyona verilen şekil ne kadar basit olursa, o kadar iyi bir koruma şansı temin edilmiş olur. ? Konstrüksiyon ne kadar çok açı, köşe, kenar ve iç yüzey içeriyorsa, o kadar zor olur. ? Bunlara ilave olarak, karmaşık şekilli bir konstrüksiyon korozif ortama maruz daha geniş yüzeyler verir. ? Tüp şeklindeki profillerin boyanması ve bakımı çok daha kolaydır ve bunlar genellikle en az yüzey alanına sahiptirler. ? Bu nedenlerden dolayı, bu profiller daha yaygın olan L, T ve U profillerine, özellikle boyama veya diğer yüzey işlemleriyle bakımı yapılan çatı konstrüksiyonlarında bir alternatiftirler 36 14 TASARIM KALICI NEMLİLİĞİ ÖNLEMEK ? Konstrüksiyonun mümkün olduğu kadar nem ve rutubetten korunmuş olmasına dikkat edilmelidir. 36 15 TASARIM ? Profiller öyle düzenlenmeli ki nemlilik doğmamalı ve konstrüksiyon muntazam şekilde boyanabilmeli ve bakımı yapılabilmelidir (Şekil 112). 36 16 TASARIM ? Depolama tankları öyle şekillendirilmeli ki, tamamen boşaltılıp temizlenebilmeli (Şekil 113) Şekil 113. Depolama tanklarının tasarımı 36 17 TASARIM ? altlarından nemliliğin meydana gelmesine imkan olmamalıdır (Şekil 114 ve Şekil 115). Şek i l 114. Beton y at ak l ı tanklarda t as arı m durumu 36 18 TASARIM Şekil 115. Silindirik bir tank için uygun beton yatağının tasarımı 36 19 ? Şekil 117. Kazan ve depoların taşıyıcı ayaklar üzerine oturtulması. ? (a) ayaklarla temas eden yüzeylerde toplanan su, yetersiz havalanma sonucu, deponun bu bölgesinde aralık korozyonu ile tahribata yol açar. (b) ve (c) doğru tasarım örnekleri TASARIM 36 20 ? Şekil 118. Sıvının kendi kendisini boşaltma ilkesine ters ve doğru tasarım örnekleri. (a) depolar ve ısı değiştiriciler (b) yağışa açık profiller (c) u-profiden taşıyıcı TASARIM 36 21 TASARIM ? Sıcak gazların soğuk metal yüzeyleri ile teması anında yoğunlaşma sonucu oluşan nemlilik genellikle büyük problemler doğurur. Bunun nedeni, yoğunlaşmış nemliliğin saf su niteliğinde olmayıp, erken yoğunlaşan korozif solüsyon niteliğinde oluşudur. Yoğunlaşma nedeniyle oluşan nemliliğin doğurduğu korozyon problemleri en iyi şekilde tasarım ve konstrüksiyon aşamasında çözülebilir (Şekil 119). 36 22 TASARIM ? Tasarlanan sistemin geometrisi nedeni ile aşağıdaki hususlardan biri veya birkaçı ortaya çıkabilir: ? Yetersiz tahliye, ? Çözeltilerin daha derişik hale gelme olasılığı, ? Oksijen dağılımı açısından çözeltide bölgesel farklılaşmalar (farklı havalanma), ? Kontrol, tamir ve bakım için gerekli olan erişebilirliğin yetersiz olması 36 23 TASARIM Şekil 120. Hatalı birleştirmeler sonucu ortaya çıkan aralıklar 36 24 TASARIM Sıvı birikimine yol açabilecek kötü tasarımlar Düzeltilmiş tasarımlar Şekil 121. Durgun sıvı birikintilerinin oluşamayacağı tasarımlar yapılmalıdır 36 25 TASARIM 36 26 TASARIM GALVANİK KOROZYON TEHLİKESİ ? Galvanik etkinin oluşmaması için alttaki şartların yerine getirilmiş olması gerekmektedir: ? Metaller arasında yeterli potansiyel fark bulunmalıdır. ? Metaller birbiri ile direkt temas halinde olmamalıdır 36 27 TASARIM Şek i l 123. Galvanik korozyonun fak l ı metallerin y al ı t k an malzemeler ile ay rı l arak ö n l en m es i ? Galvanik korozyonu önlemenin en basit ve yaygın metodu iki metal arasına elektriksel bir yalıtkan koymaktır (Şekil 123). ? Organik malzemelerin çoğu bu amaçla kullanılabilir, fakat bunların çoğu yüksek basınçlarda deforme olduğundan pek fazla emniyetli sayılmazlar. ? Ayrıca yalıtkan malzemelerin nem yutarak yarık korozyonu meydana getirmemesi için poröz olmaması gerekir. 36 28 TASARIM ? . Şekil 124. Bakır ve çelikte (veya aluminyumda) galvanik korozyonun önlenmesi için iki farklı malzeme grubu arayüzeyinde yalıtkan malzeme kullanılması 36 29 TASARIM Şekil 125. Farklı metallerin birleştirilmesinde değiştirilebilen ara parçaların kullanılması 36 30 TASARIM ? Temas halindeki metallerden daha aktif (anodik) olanın alanı ötekine göre daha küçükse korozyon bakımında çok kritik bir durum ortaya çıkar. ? Bu takdirde oyukçuk (pitting) korozyonu tehlikesi baş gösterir. 36 31 TASARIM ? Aktif olan metalin alanı temasta olduğu metalin alanından daha büyük olursa, korozyonun lokalize olması mümkün değildir. ? Bu durumda genel korozyon oluşur ki, oyukçuk korozyonuna göre daha az tehlikelidir 36 32 TASARIM ? Uyumsuz metallerin birleşmesi sonucu oluşan lokal korozyon, malzemedeki iç yapı değişiklikleri ve çevre şartlarında mevcut maddelerin etkisi nedeni ile oluşabilir. ? Farklı metal temaslarından kaynaklanan galvanik korozyon riski galvanik seride birbirinden uzak metallerin teması önlenerek azaltılabilir 36 33 TASARIM ? Seride birbirine yakın olan metaller birbirleri ile birleştirilirse, galvanik korozyon riski en aza indirilmiş olur 36 34 TASARIM ? Fabrikasyon anında metalurjik yapı ve bileşimde değişiklik yaratan (kaynak vb) işlemler korozyona yol açabilirler. ? Korozyona hassas dövme metallerin tane sonu aşınması, kaynak dikişi yakınlarındaki kaynak bozunması ve taneler arası aşınma, hassas malzemelerin seçici korozyonu (pirinçlerde çinko kaybı veya çinkosuzlaşma, gri dökme demirde demir kaybı veya grafitleşme) buna örnek teşkil ederler 36 35 TASARIM ? Sıvı akışkanlarda bölgesel korozyona yol açabilecek metalik parçalar bulunabilir. ? Örneğin alüminyumla temasta olan bakır iyonları pitting korozyonu yaratabilir. ? Daha soy olan Cu iyonları Al üzerine çökelerek, katodik hidrojen çıkışını teşvik edeceği için alüminyum korozyonu teşvik edilecektir 36 36 TASARIM ? Metallerin plastik, ağaç, betonarme ile temasta olduğu durumlarda da gereken önemin verilmesi kaçınılmazdır. ? Bakım ve tamirat sırasında yanlış ve hatalı malzemelerin kullanılmamasına özen gösterilmelidir