KOROZYON

1. KOROZYON

2. Korozyon nedir? • Korozyon nasıl oluşur? • Korozyon çeşitleri var mıdır? • Korozyona sebep olan etkenler nelerdir? • Hangi maddeler korozyona uğrar? • Korozyon nasıl önlenebilir? • Pasivasyon mekanizması nedir? • Erozyon korozyonu nedir?

3. Korozyon nedir? • Korozyon, metal veya metal alaşımlarının oksitlenme veya diğer kimyasal etkilerle aşınma durumuna verilen addır. • Ancak yeni bulgular metal olmayan malzemelerin de çevresel koşullardan benzer biçimde etkilendiklerini ortaya koymaktadır. Bu nedenle, korozyon deyimi yapı malzemesi niteliği olan tüm malzemelerin çevrenin etkisi ile bozunmalarını kapsar biçimde kullanılabiliyor.

4. Paslanma deyimini ise demir ve demir cinsinden olan malzemelerin (çelik ve dökme demirler) korozyonu olarak kullanılıyor. • Metallerin ısı etkisi ile aşınması , zımpara ve diğer araçlarla oluşturulan aşınmalar  korozyon değildir.

5. Korozyonun temel nedeni metallerin arıtılmış saf formlarında kararsız olmalarından kaynaklanmaktadır. Metaller daima doğada bulundukları şekildeki formlarına tekrar geri dönme eğilimindedirler.

6. Resim 1.1: Metal yüzeyinde farklı korozyon türleri

7. Korozyon etkisi ile; • Parlak metal yüzeyleri donuklaşır. • Demir üzerinde pas oluşur. • Çinko beyaz ve donuk bir tabaka ile örtülür. • Bakır üzerinde yeşil bir katman oluşur. • Gümüş kararır. • Platin ve altın parlak kalır.

8. Bazı metaller kolay bazıları ise zor korozyona uğrarlar: • Bazı metaller daha fazla aktif bazıları ise az aktiftir. Çok aktiften az aktife doğru bazı metaller şöyle sıralanır; Magnezyum, alüminyum, çinko,  demir, kurşun, kalay, bakır, gümüş,  platin, altın. • İki metal bir araya getirilince daha soy olan (az aktif olan) metal (+)elektrot, diğeri (-)elektrot olur. (-) elektrot olan metal korozyona uğrar, diğeri ise korunur.

9. Korozyon Reaksiyonları Korozyon sırasında anodik (elektron veren-yükseltgenme) reaksiyonlar ile katodik (elektron alan-indirgenen) reaksiyonları birlikte oluşur.

10. 1) Anodik Reaksiyon; • Metalin kendi iyonlarına yükseltgenmesi olup genel olarak aşağıdaki şekilde gösterilir: X→ Xn+ + ne- Al→Al3+ +3e-

11. 2) Katodik Reaksiyonlar; • Metalden elektrolite negatif yükün transfer olduğu elektrot reaksiyonudur. Katodik reaksiyon daima indirgenme reaksiyonudur. 3)Elektrot Reaksiyonları; • Elektrolit ve metal ara yüzeyinde yük transferine neden olan kimyasal reaksiyondur.

12. AnodikReaksiyon: Fe0 → Fe+2+ 2e– (İyonlaşma) • Katodik reaksiyon : ½ O2+ H2O+ 2e –→ 2(OH)- 2H++ 2e →H2 (Asitli Ortamda) • Toplam Reaksiyon: Fe0+ ½O2 + H2O→ Fe(OH)2(Pas)

13. Korozyon reaksiyonunun oluşumu

14. Korozyona sebep olan ortamlar; • Ortamın etkisi • Sıcaklığın etkisi • Malzeme seçiminin etkisi • Taneler arası özellik farkları • Sistem dizaynı • Sistemin bulunduğu ortamın oksijen konsantrasyonu • Zemin elektriksel özgül direncin etkisi

15. Korozyon Çeşitleri 15 tip korozyon vardır. 1)Homojen (Unıform) Korozyon; Metal yüzeyinde eşdeğer şiddette oluşan korozyon türüdür. Korozyon sonucu metal kalınlığı her noktada aynı miktarda azalır. Atmosfer ortamında ve herhangi bir dış etkenden etkilenmeyen tamamı aynı cins malzemeden üretilmiş olan metaller homojen korozyona uğrar.

16. 2) Galvanik Korozyon; Farklı malzeme kullanımından kaynaklanan korozyon, farklı potansiyelde iki metal birbiriyle temas halinde iken aralarında bir galvanik pil oluştururlar ve aktif olan metal anot, soy metal ise katot görevi görerek aktif metalde korozyona sebep olur. Örneğin, bakır ile çeliğin temas etmesi durumunda bakırdan dolayı çelik korozyonuna uğrayacaktır. Elektrolit: Elektrik akımını ileten iyonları içeren çözelti veya rutubetli malzemelerdir.

17. Farklı metallerin oluşturduğu korozyon (Galvanik Korozyon)

19. 3)Çatlak Korozyonu; Metal yüzeyinde bulunan bir çatlak içinde veya dar bir aralıkta oluşan korozyon çeşididir. Bu korozyonun temel nedeni, çatlak içi ile çevre elektrolit arasında oksijen konsantrasyonu veya metal iyonu konsantrasyonunun farklı oluşudur.

20. Metalde çatlak korozyonun oluşumu ve çatlak

21. 4)Çukur(Oyuklanma)Korozyonu; Metal yüzeylerinin bazı noktalarında çukur oluşturarak meydana gelen korozyondur. Anot ve katot bölgeleri birbirinden ayrıldığı için anot, yüzeyin herhangi bir noktasından açılan çukurun içindeki dar bir bölge ,katot ise çukurun çevresindeki geniş bir alandır. Korozyon sonucu çukur gittikçe büyüyerek metalin o noktadan kısa sürede delinmesine neden olur. Bu nedenle çukur korozyonu tehlikelidir.

22. Oyuk(çukur) korozyonu ve oluşumu

23. 5) Taneler Arası Korozyon; Bir metali kristal yapısında tanelerin sınır çizgisi boyunca meydana gelen korozyona denir. Tanecikler arası korozyonun en tipik örneği paslanmaz çeliklerde görülür.

24. 6)Tabakalaşma Korozyonu; Korozyona uğramış metal tabakalar birbirinden ayrılır ve oluşan korozyon ürünleri malzemenin tabakalar halinde birbirinden ayrılmasına sebep olur.

25. 7) Seçimli Korozyon; Bir alaşım içinde bulunan metallerden birinin diğerinden önce korozyona uğramış hâlidir. % 70 Cu + % 30 Zn den oluşan pirinç içinde bulunan Zn kolayca korozyona uğrayabilir. Korozyon sonucu alaşım yüzeyinde Zn konsantrasyonu azalır ve normal sarı renk, bakır kırmızısına dönüşür. Çok sık rastlanan bu seçimli korozyon olayına “çinko azalması” adı verilir.

26. 8)Erozyon Korozyonu; Özellikle boru sistemlerinde ve limanlarda çok rastlanan bu tür korozyonda metal ile korozif ortam arasındaki bağıl hareket nedeniyle metalin aşınma hızı artar. Metal yüzeyinde delikler, oluklar ve hendekler oluşur. Ortamda katı parçacıkların varlığı korozyon hızını daha da artırır.

27. Erozyon korozyonunun sık görüldüğü liman boru hatları

28. 9)Kaplama Bozukluğu Korozyonu; İşçilik hataları nedeniyle kaplamanın bazı bölgelerinin bozulması veya delinmesi halinde bu bölgeler anot olacaktır ve korozyona uğrayacaktır. Bu tip korozyon, metal yüzeyinde çok küçük bölgelerde yoğunlaşan bir korozyondur.

29. 10)Gerilim Korozyonu; Çekme gerilmesine maruz ve saldırgan bir ortamda bulunan korozyona duyarlı malzemelerden ortaya çıkar. Çekme gerilmesine dik bölgesel çatlakların oluşumu ile malzeme hasara uğrar. Çatlak korozyonunun görünümü

30. 11)Kavitasyon Korozyonu; Hızlı akan sıvıların malzeme yüzeyine yakın bölümlerinde oluşan alçak basınç kabarcıklarının büyümesi ve patlaması ile meydana gelir.

31. 12) Aralık Korozyonu; Perçin, cıvata, conta gibi altı örtülü yüzeylerde ve aralıklarda meydana gelen önemli bir korozyondur. Bu tür korozyonunun meydana gelmesi için aralık, çözeltinin girebileceği kadar geniş, aynı zamanda çözeltinin çıkamayacağı kadar dar olmalıdır.

32. 13)Kaçak Akım Korozyonu; Toprak zemin içerisinde tren, tramvay ve metro gibi raylı taşıtların kaçak akımı yer altı borularında çok şiddetli ve hızlı korozyona sebep olur. Hattın her noktasında toprağa doğru bir akım oluşur.

33. Atmosferik Korozyonun Nedenleri • Hava Rutubetinin Etkisi • Endüstriyel Kirlenmenin Etkisi • Sıcaklığın Etkisi • Yağış ve Rüzgârın Etkisi

34. Korozyon Mekanizmaları • Kimyasal Korozyon • Elektrokimyasal Korozyon

35. 1) Kimyasal Korozyon: Kuru korozyon olarak da bilinir. Metal ve alaşımlarının gaz ortamlar içindeki korozyondur. Bilinen en iyi örnek yüksek sıcaklıklarda daha etkili olan oksitlenmedir. Örnek olarak Mg un oksitlenmesi verilebilir. 2Mg + O2 2MgO kuru pil devresi

36. 2) Elektro Kimyasal Korozyon : • Metal ve alaşımlarının sulu ortamlar içindeki korozyondur. • Elektrokimyasal korozyonun oluşabilmesi için elektrik akımının iletilebileceği sulu bir elektrolit ortamın olması gerekir. (Elektrolit, asit, baz ve tuzların sudaki çözeltileridir.) • Örneğin bir metal elektrot, kendi tuzunun sulu çözeltisine daldırıldığında atomlarının son yörüngesindeki elektronlar serbest hale geçer.

37. Metal Atomu Metal İyonu (+) + Elektron ( - )

38. Korozyondan Korunma Teknikleri • Korozif elemanların ortamdan uzaklaştırılması, • Ortama frenleyici ilavesi, • Anodik frenleyiciler, • Katodik frenleyiciler, • Çift etkili frenleyiciler, • Konsantrasyonun değiştirilmesi, • Sıcaklığın değiştirilmesi, • Korozif ortamın hızının değiştirilmesi, • Uygun malzeme seçimi, • Alaşım elementi ilavesi (Pasifleştirme – Nötralize etme)

39. Korozyondan Korunmak İçin Yapılması Gerekenler Korozyondan korunmak için yapılması gerekenler maddeler halinde: • Uygun tasarım, • Uygun malzeme seçimi, • Yeterli yüzey kaplaması, • Katodik koruma, • Anodik koruma olarak sıralanabilir. Bu önlemler grubundan katodik koruma dışındakiler korozyon hızını azaltan, başka bir deyimle korozyonu kısmen önleyen yöntemlerdir. Katodik koruma ise korozyonu tamamen önleyen etkili ve rakipsiz bir yöntemdir.

40. Saf Alüminyumun özellikleri • Alüminyum hafiftir. • Alüminyumun yansıtma kabiliyeti yüksektir. • Alüminyum elastik bir malzemedir. • Alüminyum ısı ve elektriği bakır kadar iyi iletir. • Al alaşımları mutfak eşyalarından uçak ve uzay araçlarına dek sayısız uygulama alanlarında kullanılır.

41. Alüminyum Jant Hurdası

42. Alüminyumun Korozyona direnci Alüminyum, alkali ve toprak alkali metaller haricinde bütün elementlere karşı anodik etki yapması gerekirken, pratikte korozyona dayanıklı bir metaldir. Bunun sebebi, bulunduğu ortamda gerek kendisinin ve gerekse alaşımlarının yüzeyinde oluşan oksit tabakasından kaynaklanmaktadır. Yeni kesilmiş alüminyum havada bırakılırsa hızla oksitlenir ve alümina denilen metalin daha fazla oksitlenmesini engelleyen bir filmle kaplanır.

43. Alüminyumun Oksit Tabakası İç ve dış oksit tabakası

44. Alüminyumun çeşitli ortamlardaki korozyonu • Alüminyum alaşımları oda sıcaklığında, pek çok organik asitlere karşı dayanıklıdır. (meyve asitleri vb.) • Tuz çözeltilerinde; nötr veya nötüre yakın tuz çözeltileri alüminyum alaşımlarına oda sıcaklığında fazla etki etmezler.

45. Atmosferik ortamda korozyon metallerin anot katot durumu ile nemlilik oranına bağlıdır. • Normal kırsal kesim ve orta derecedeki sülfür atmosferinde alüminyumun durabilitesi mükemmeldir.

46. Bir metalin topraktaki korozyon davranışını tahmin etmek güçtür.Çünkü topraktaki korozyonunu etkileyen birçok faktör vardır.Topraktaki nem miktarı, resistivitesi (özdirenci) ve pH değeri korozyonu etkiler. • Al yüzeyleri bitüm yersakızı kaplanarak veya katodik koruma uygulanarak alüminyumun topraktaki korozyonu engellenebilir.

47. Sulu ortamlarda Alüminyumun korozyonu sudaki klor iyonları miktarı ile metal parçacık miktarına bağlıdır. • Sulu ortamlarda alüminyumda pitting ile galvanik korozyon görülür. • Uygun temizleme ve boyama işlemleri yapılırsa alüminyum korunmuş olur.Ayrıca alüminyumu sulu ortamda korozyondan korumak için katodik koruma uygulanır.

48. Demir kapların korozyonu • Konserve kutularda korozyon, teneke kutudan metalin (kalay veya demir) çözünerek konserve gıdaya geçmesi olarak tanımlanır. • Bu elektro-kimyasal reaksiyonun oluşması konserve gıdayı bozmakta hatta kutuda delik oluşturabilmektedir. Gıda kutuya konduğu zaman elektro-kimyasal potansiyeli birbirinden farklı iki metal veya bileşikle aynı anda ilişkide bulunabilir.

50. O halde konserve kutularda iki tip korozyon görünür. • Normal korozyon: • Böylece oluşan gaz önce vakumun azalmasına, sonra basınç oluşturarak kutuda bombaj oluşumuna neden olur. Buna normal korozyon denir.