KOROZYON

1. KOROZYON Tanim: Metallerin çevreleriyle yaptiklari kimyasal ve/veya elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu hasar görmeleri olayina korozyon denilir. Korozyon bir yüzey olayidir. Yani metal ile ortamin temas yeri olan ara yüzeyde olusur. Fakat metal ortam ara yüzeyinde olusan bazi korozyon ürünleri metalik bünyeye yayinarak orada metal ortam ara yüzeyinden uzak bir bölgede tahribata neden olabilirler.

2. Tanim: Korozyon kelimesi Latincede, çevresi tarafindan asindirma anlamina gelen ‘corrosus’ dan türetilmistir. Son yillarda bilim ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, metal içerikli yapitlarda korozyon önemli sorun olmustur. Metaller dogada bulunduklari bilesiklere dönüsme egilimindedirler. Ancak platin, altin gibi metaller metalik halde bulunurlar. Metallerin dogadaki bilesiklerine dönüsme olayina korozyon denir (Erbil 1984).

4. Korozyon Ortamlari - Toprak alti, su alti, atmosferik ortam ve özel kimyasal ortamlardir.- Endüstride ve güncel yasamimizda korozyonun etkiledigi yapitlar.- Toprak altinda : Boru hatlari, tanklar, temel kazik ayaklari vb...- Atmosferik ortam : Bütün metal ve metal alasimlardir.- Kimyasal ortamlar : Kimya fabrikalarindaki tanklar, Özel kimyasal malzemelerin kullanildigi metalik yapitlar.

5. Siniflandirma: 1) Korozyona neden olan ortam açisindan Kuru korozyon Islak korozyon 2) Korozyon mekanizmasi açisindan Kimyasal korozyon Elektrokimyasal korozyon 3) Korozyona ugrayan metalin görünüsü açisindan Üniform korozyon Yerel korozyon Kimyasal korozyon, nemli veya islak ortamin bulunamayacagi yüksek sicakliklarda, yani kuru ortamda olusan bir korozyon türüdür.

6. Kosullar göz önüne alinirsa en korozif ortamin çesitli maddeler içeren sulu ortamlar oldugu görülür. Metalin bulundugu ortamda su, yogunlasmis kalin yada ince nem tabakasi bulunuyorsa bu ortamdaki korozyona “sulu ortam korozyonu” denir. Saf su fazla korozif degildir. Ancak ortam; -Oksijen -Karbondioksit -H2S -Amonyak -Asitler, bazlar ve asit tuzlari -Oksitleyici maddeler içerdigi zaman korozif etki artar.

7. Tanecik Siniri Korozyonu   Bu korozyon, bir malzemenin tanecik sinirinda meydana gelir. Bu küçük taneciklerin her biri, temiz olarak tanimlanan ve kimyasal açidan farkli olan bir sinira sahiptir. Tanecik siniri ya da merkezi, elektrolit ya da kondaktiv ortama girdiginde, bir pilin farkli iki kutbuna benzer olarak anot ve katot gibi birbirleriyle reaksiyona girebilirler. Tanecik çevresindeki hizli korozyon, delaminasyon olarak ortaya çikabilir. Alüminyum ya da çelik içeren birçok alasim, tene siniri korozyonuna karsi dayanikli degildir. 2014, 2024 ve 7075 gibi yüksek mukavemete sahip alüminyum alasimlari, uygunsuz olarak isil isleme tabi tutulur ve korozyona sebep olabilecek bir ortama çikarilirsa, tanecik siniri korozyonu olusabilir. Kalin alüminyum alasima sahip kanat skin‘ i havsalarinda kismi olarak çelik baglantilarin bulundugu yerlerde ortaya çikar. Tanecik siniri korozyonu büyük bakim esnasinda isleme dövme islemi uygulanirken yüksek sicakligin ortaya çikmasiyla orijinal isil islem kosullarinin degismesi sonucunda da meydana gelebilir.

8. Pitting Korozyon      Magnezyum ve alüminyumda en yaygin görülen korozyon tipidir. Pitting , ilk olarak beyaz pudramsi bir sekilde görünür. Bununla beraber, yüzeyde delikler ya da pitler görünür. Büyüteçle bakildiginda; bu pitlerin bazi durumlarda vadi ya da tepecik seklinde olustugu görülecektir. Bu tip pitting görüldügünde, korozyon uygulanabilir bir asit, temizleme ya da asindirma metoduyla temizlenebilir. Kaplamasiz parçalardaki pitting özel durumlara sebep olabilir. Burada, alüminyum kaplamanin bir katindaki eksiklik, yapisal bir kayip olusturabilir. Kimyasal ya da elektrokimyasal hareket pitting'e sebep olabilir. Pitting düzenli saldirilara dirençli metallerde ortaya çikar fakat, bir ya da iki kimyasala karsi dirençli degildir.

9. Exfoliataion Korozyonu (Pullanma Korozyonu) Tanecik siniri, korozyonunun ileri bir asamasidir. Yüzeyin hemen altindaki tanecik çevrelerinde korozyon yapici malzemelerin birikmesiyle olusan güç nedeniyle metal yüzeyinin yukari dogru kabarmasi olayidir. Genellikle, yüzeye açik kisimlarda tanecik kalinliginin rolled formlardan daha az oldugu bölgelerde görülür ayrica sheet stock‘ larda da meydana gelebilir. Korozyon hizi, genellikle, tuzlu su gibi korozyona sebep olan korozif elektrolit çelik fastener gibi farkli malzemenin bilesmesiyle artar.

10. Galvanik Korozyon     Galvanik korozyon; iki farkli metalin birbiriyle direk temasindan kaynaklanan korozyon cinsidir. Su ve tuzlu çözelti ihtiva eden yapilarinda, o ortamda bulunmasiyla korozyon meydana gelir. Alüminyum malzemeler çelik civata veya vidalarla birlestirildiginde ortamda nemde varsa galvanik korozyon olusur. Bu farkli iki metal arasinda potansiyel bir elektrik akimi olusursa (bataryalar içindeki iyon akimlari gibi) korozyon olusumu hizlanir. Akim daha yavas ise korozyonlasma olayi daha yavastir. Örnegin, magnezyum ile bakirin birlesimiyle olan korozyon, magnezyum ile çinko arasinda olusan korozyondan daha hizli meydana gelecektir. Bunun sebebi ise iki malzeme arasindaki elektrik potansiyel farkinin daha fazla olmasidir.

11. Stres Korozyon Çatlama olayi, metalde çesitli sonuçlar dogurur. Bu tip korozyon , stres korozyon çatlagi olarak bilinir. Stres korozyon, metal üzerinde kendini çatlak olarak gösterir. Baska tip korozyonlarla birlikte olusmayabilir. Bu stres parçanin yerlestirilmesi esnasinda uygulanan ön yük sonucu, ya da uygulanan baska bir stresten dolayi ortaya çikabilir. Stres korozyon çatlagi, çelikte oldugu gibi hem alüminyum hem de magnezyumda ortaya çikabilir. Genellikle sadece çatlak meydana geldikten sonra fark edilebilir ve normal olarak parçanin degistirilmesi gerekir.

12. Korozyon Hizi  Korozyon hizi, metalin birim zamandaki çözünme miktaridir. Bölgesel korozyon söz konusu oldugu sistemlerde korozyon hizi, korozyonun derinlemesine ilerleme biçiminde verilebilir. Kimyasal olaylarda korozyon hizi kütle azalmasi yöntemiyle, elektrokimyasal olaylarda ise Tafel ekstrapolasyon yöntemi, Lineer polarizasyon yöntemi, Alternatif akim empedans ölçme yöntemi ile ölçülür.

13. Korozyondan Korunma Yöntemleri Metali ortama daha dayanakli kilmak, uygun malzeme seçimi Ortamin metal üzerindeki korozif etkisini azaltmak veya degistirmek Ara yüzeye müdahale ederek “metal-ortam iliskisini” kesmek Metali baska metallerle kaplayarak veya yüzey özelligini degistirerek (Nikelaj, kromaj kaplamaciligi gibi) Ara yüzeyin elektrokimyasal özelligini degistirmek, katodik veya anodik koruma

14. Saf Metal Kullanimi Çogu uygulamalarda saf metal kullanilarak, homojen olmayan kisimlar en aza indirilir ve böylece çukurcuk (pitting) korozyonu büyük ölçüde engellenir. Dolayisiyla parçanin veya elemanin korozyona karsi direnci artirilir.

15. Alasim Elementi Katma Alasim elementi katmak suretiyle bazi metallerin korozyon direnci artirilabilir. Örnegin, östenitik paslanmaz çelikler 880 ile 1380 0C arasindaki sicakliklardan sogutuldugunda tane sinirlarinda krom karbürler çökelir. Bu çökelme, çeligi taneler arasi korozyona duyarli hale getirir. Bu tür korozyonu önlemek için ya karbon oranini düsürmek, ya da karbürleri daha kararli bir sekle dönüstürmek gerekir. Karbürleri daha kararli bir duruma dönüstürmek için çelige titanyum ve kolombiyum katilir. Karbona karsi ilgileri yüksek olan bu elementler, yüksek sicaklikta ostenit fazi içinde çözünmeyen daha kararli karbürler olustururlar. Bunun sonucunda, krom ile birlesmesi için çok az karbon kalir ve çelik stabilize edilmis olur. Bazi alasim elementleri malzemenin yüzeyinde gözeneksiz oksit filmleri olusturarak veya olusmasina yardim ederek malzemenin korozyon direncini arttirirlar. Örnegin; bakir alasimlarina katilan mangan ve alüminyum, paslanmaz çelige katilan molibden ve alüminyuma katilan magnezyum bu malzemelerin korozyon dirençlerini artirir.

16. Isil Islem Döküm parçalarinin çogunda segregasyon meydana gelir. Bu parçalara homojenizasyon, çözündürme veya stabilizasyon gibi isil islemler uygulamak suretiyle iç yapilari homojen hale getirilir ve böylece korozyon dirençleri artirilir. Gerilmeli korozyona duyarli olan metal ve alasimlarin korozyon dirençlerini artirmak için de soguk sekillendirmeden sonra gerilme giderme islemleri yaygin olarak uygulanir.

17. Uygun Tasarim Parçanin korozyon ortamiyla temasini en aza indirmek için uygun tasarim yapilmalidir. Elektromotif seride birbirine uzak olan elementler arasinda temastan kaçinilmalidir. Eger bu basarilamazsa, galvanik korozyonu önlemek için plastik veya kauçuk kullanilarak metal malzemelerin temasi önlenmelidir. Alüminyum, çelige göre daha anot oldugundan çelik levhalari birlestirmek için kullanilan alüminyum perçinlerin korozyona ugramalari beklenebilir. Eger alüminyum levhalari birlestirmek için çelik perçinler kullanilirsa, alüminyum levhada olusan galvanik korozyon perçinlerin gevsemesine veya islevini yapamaz hale gelmesine neden olabilir. Metal levhalarla perçin ve civatanin temas ta oldugu bölgeyi, yumusak ve yalitkan bir malzeme ile ayirarak temasi önlemek veya temas eden yüzeylere önce çinko kromat daha sonra alüminyum boya sürmek suretiyle bu tür korozyon önlenebilir. Civata gibi birlestiricilerin temas noktalari plastik veya metal olmayan manson (bilezik), pul ve sizdirmazlik rondelalari gibi parçalar ile yalitilabilir.

18. Katodik Koruma Katodik koruma normal olarak, elektriksel temas durumunda korozyona ugrayan metalin galvanik seride kendisinden daha yukarida yer alan metal ile birlestirilmesi sonucunda saglanir. Katodik korumada, korozyondan korunmak istenen metal katot yapilarak galvanik bir pil olusturulur. Bu tür koruma saglamak için, genelde çinko ve magnezyum kullanilir. Bazi durumlarda bir gerilim kaynagi araciligi ile koruyucu akim elde edilir. Bu durumda anot karbon, grafit veya platin gibi koruyucu malzemelerden olusur. Yer altindaki borular, gemi gövdeleri ve buhar kazanlari gibi yapilar bu yöntemle korunurlar. Yer altindaki borularin korunmasi için anotlar borudan 2,4-3,0 m uzaga gömülür. Anotlarin her biri kollektör kabloya baglanir ve bu da boru hattina lehimlenir. Akim anotdan topraga gönderilerek, boru hattinda toplanir ve kollektör kablo vasitasiyla anoda geri döner.Gemilerin katodik yöntemle korunmasi için dümen veya pervane bölgesinde tekneye çinko ve magnezyum anotlar baglanir. Ev ve endüstriyel su isiticilarinda ve yüksek su tanklarinda katodik koruma için yaygin olarak magnezyum anotlari kullanilir.

19. Korozyon Önleyicisi (Inhibitör) Kullanimi Korozyon önleyicileri, korozif etkiyi azaltmak veya önlemek için korozyon ortamina katilan maddelerdir. Bu maddeler çogu durumlarda metal yüzeyinde koruyucu bir tabaka olusturarak korozyonu önlerler. Otomobil radyatörlerinde kullanilan antifiriz karisiminin içine veya isitma sisteminde kullanilan suyun içerisine inhibitör katilir. Örnegin; korozyon ortamina oksit yapici maddeler katilarak alüminyum, krom ve mangan gibi metallerin yüzeylerinde oksit filmleri olusturulur ve böylece bu metallerin korozyondan korunmasi saglanir.

20. Yüzey Kaplama  Metal kaplamalar sicak daldirma, elektrokaplama, difüzyon ve mekanik kaplama gibi yöntemlerle yapilir. Pratikte korozyona karsi en çok çinko ya da alüminyum kaplama kullanilir. Sivi metale daldirma yöntemi, esas olarak çeligin çinko, kalay, kadmiyum, alüminyum veya kursun ile kaplanmasi için uygulanir ve bu yöntemin çok genis uygulama alani vardir.  Galvanizasyon olarak bilinen çinko kaplama, daha çok çelik malzemelere uygulanir. Atmosfere açik ortamda kullanilan çati malzemeleri, levhalar, tel ve tel ürünleri, çelik sacdan üretilen malzemeler, borular, buhar kazanlari ve yapi çelikleri genelde çinko kaplanir. Çeligin isiya ve korozyona karsi dayanimini artirmak için de alüminyum kaplama kullanilir. Çinko kaplama yerine bazen kadmiyum kaplama kullanilir, ancak bu kaplama atmosfere açik ortamlarda çinko kaplama kadar iyi sonuç vermez. Bazi makine parçalarinin veya çesitli aletlerin korozyon ve asinma dirençlerini artirmak ve görünümünü iyilestirmek için de krom kaplama yapilir. Krom kaplama daha çok otomobil parçalarina, su tesisatlarina, metal esyalara ve çesitli aletlere uygulanir. Nikel kaplamalar esas olarak krom, gümüs, altin ve rodyum kaplamalarin altinda bir tabaka olarak kullanilir. Nikel korozyona karsi dayaniklidir, ancak atmosferden etkilenerek matlasir. Bakir kaplama, özellikle çinko esasli dökümlerde, nikel ve krom kaplamalarin altinda kullanilir.

21. Metal Olmayan Kaplamalar Boya ve organik maddeler içeren metal olmayan diger kaplamalar, esas olarak parça yüzeylerinin korunmasi ve görünümlerinin iyilestirilmesi için kullanilir. Boya, malzeme yüzeyinde koruyucu bir film olusturur ve bu film çatlamadigi veya soyulmadigi sürece metal malzemeyi korozyondan korur. Metal malzemelerin içerisinde bulunduklari ortamla reaksiyona girmeleri sonucunda da yüzeylerinde toz veya oksit filmi olusur. Bu tür filmler de koruyucu kaplama görevi yaparlar.

22. KATODIK KORUMA NEDIR ?  Su , su alti ve toprak alti sistemlerine uygulanir. Korozyon bir elektro kimyasal bir olay oldugu için , sistemde elektron alis verisi olur. Dogada bulunan elementlerin birbirlerine Gore kimyasal olarak zayif ve kuvvetli olanlari vardir. Kuvvetli elementler zayif olan elementlerden elektron koparirlar ve böylece zayif olan elementleri korozyona ugratirlar.

23. KATODIK KORUMANIN UYGULAMA ALANLARI  Boru hatlari : içme Suyu Boru Hatlari, Dogalgaz Boru Hatlari, Petrol Boru Hatlari, Yangin Hidrant Boru hatlari, Deniz alti Borulari, Atik Su borulari.. Deniz yapitlari : Yük Gemileri, Feribotlar, Deniz Otobüsleri, Denizalti Gemisi, Yatlar, Liman – iskele ve Platform, Kazik Ayaklari, Palplanslar, Dubalar .. Tanklar : Yer alti LPG, Akaryakit Tanklari, Atik su tanklari, Yer ustu Akar yakit tanklari ( içleri ve taban kisimlari ).. Su Sistemleri : Boyler Tanklari, Esanjor sogutma ve isitma sistemleri, Elektrikli termosifonlar .. BORU HATLARININ KATODIK KORUMASITüm toprak altinda ve su altinda bulunan Petrol, Dogal gaz, içme Suyu, Yangin Hidrant, Sogutma suyu .... boru hatlarina uygulanir . Borularin izole edilmesine ragmen montaj esansinda, imalat sirasinda, toprak altinda kalma suresine bagli olarak ve diger ( yüksek gerilim, enterferans ...) nedenlerle borularda hasar meydana gelmektedir. Özellikle bu kisimlarda süratle korozyon ( pas, cürüme, delinme ) olusmaktadir.

24. KOROZYONUN ZARARLARI Bilindigi gibi bakirin korozyon ürünlerinin insan sagligi için çok zararli olmasi nedeni ile bakir kaplar yüzyillarca kalayla kaplanarak kullanilmislardir. Uçaklarda bazi önemli parçalarin korozyon nedeni ile kirilmasi uçagin düsmesine ve can kaybina neden olabilir. Korozyon, dünyadaki sinirli metal kaynaklarinin en önemli israf nedenidir. Her yil üretilen metalik malzemelerin yil sonunda yaklasik 1/3’ ü korozyon nedeni ile kullanilamaz hale gelir. Devre disi kalan metalik malzemeler hurda olarak kismen degerlendirilebilse de 1/3’ü bir daha geri kazanilamamak üzere kaybedilir, yani tabiata geri döner. Bu ise yillik metalik malzeme üretiminin 1/10’ unun korozyon nedeni ile bir daha geri kazanilamamasi, kaybi demektir. Sermaye, emek, enerji ve bilgi kaybi da söz konusudur. Korozyon ortami kirletir ve ayrica kirli ortam metal korozyonunu hizlandirir. Metal kaybi yeni metal üretimini ve dolayisi ile ilave çevre kirlenmesine neden olarak atmosferin ve suyun kirliligini arttirir. Kirli ortam korozyon hizini arttirir.

25. Betonarme yapilarda özellikle donatilar korozyon etkisine maruz kalabilmektedir. Donatida meydana gelen korozyon sonucu önemli kesit kayiplarinin yaninda donati-beton aderansi da zamanla yok olmaktadir. Bunun sonucu bir bütün olarak çalismasi gereken donati ve beton birbirinden farkli davranmaya baslamaktadir. Tasiyici elemanlarda donati korozyonu sonucu olusan aderans düsüklükleri nedeni ile zamanla yapinin tasima gücünde önemli ölçüde azalma beklenebilir. Beton içine su sizarsa, beton hazirlanmasinda kullanilan katki maddeleri ve zemin suyu içinde çözülmüs halde bulunan sülfat ve tuzlar betonarme sistemi yipratmaya baslar (korozyon). Bunun sonucunda da beton içindeki donatilar paslanir ve korozyona ugrar.Temeli etkileyen bu su zaman içinde betonu kimyasal olarak etki ederek dayanimin azalmasina neden olur.

26. Hasarli viyadük ayagi : Betonun içine sizan rutubet ve korrozif maddeler,özellikle ekzos gazlari ve buzlanmaya karsi kullanilan tuzlar  donati demirlerinin paslanmasina ve kesit kaybina ol açmis;paslanan demirin paslari da, hacimleri demirden daha fazla oldugu için,betonu içerden sikistirarak betonun çatlamasina yol açmis.Yeni çatlaklar ise içeri rutubet ve zararli maddelerin sizmasini daha da kolaylastirmis.korozyonu ve betonun daha da çatlamasini hizlandirmis.Zincirleme etkiler neticesinde betondan parça kopmasi asamasina kadar gelinmis.Durum çok vahim ve depremde yikim kaçinilmaz !

27. Kaynakça: Smith W. F., Principles of Materials Science and Engineering ÜNAL O., Yapi Malzemesi Ders Notlari EKER B., Malzeme Bilimi Ders Notlari, Slaytlar http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet/malzeme_bilgisi/kompozit%20malzemeler.pdf http://docs.google.com/gview?a=v&q=cache:uLIQSf1ix-cJ:www.robot.metu.edu.tr/~betul/Dokumanlar/Karisik/Kompozit_Malzemeler.pdf+kompozit+malzeme+pdf&hl=tr&gl=tr&sig=AFQjCNEHjGCk210IZC-k2Wa46rHq-TX-wA http://www.teknolojikarastirmalar.com/e-egitim/yapi_malzemesi/icerik/kompozit.htm http://www2.sandvik.com/sandvik/0140/internet/se01479.nsf/61daa3aae3283d03c12569ab004f4aaf/2066ab8d0e811ab1c1257433002dc898/$FILE/korozyon.pdf http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/ha/lecture6.pdf http://www.haddemetal.com/tr/Download/Korozyon.pdf http://www.saritas.com.tr/ktlg/pdf/Paslanmaz%20Celik%20Saritas%2006.pdf http://www.famakkaplama.com/image/pdf/korozyon.pdf http://www.solar-bazaar.com/gunes.asp?id=213 http://www.salmargemi.com/dosyalar/genel_bilgiler/korozyon.pdf http://www.biltekmuhendislik.com/Download/KontrolFormu8.pdf http://www.genbilim.com/content/view/4069/75/ http://www.e-kutuphane.imo.org.tr/pdf/13476.pdf http://www.euro-inox.org/pdf/map/What_is_Stainless_Steel_TR.pdf

28. http://www.delinetciler.net/forum/bilgi-merkezi/29460-korozyon-nedir.html http://elektroteknoloji.com/Elektrik_Elektronik/Teknik_Yazilar/KATODiK_KORUMA_Nedir_.html http://www.amper.com.tr/12.katodik_koruma_proje_montaj_isletme_ve_bakimi.html http://www.akat.net/koruma.html http://quarters.blogcu.com/katodik-koruma-ve-korozyon_58225.html http://209.85.229.132/search?q=cache:VRHG93_XVBQJ:jeofizik.comu.edu.tr/egitim/egitim/ders_notlari/jfm407/JF407_korozyon.ppt+Su+,+su+alt%C4%B1+ve+toprak+alt%C4%B1+sistemlerine+uygulan%C4%B1r.+Korozyon+bir+elektro+kimyasal+bir+olay+oldu%C4%9Fu+i%C3%A7in+,+sistemde+elektron+al%C4%B1%C5%9F+verisi+olur&cd=4&hl=tr&ct=clnk&gl=tr BAYDUR G., Malzeme, M.E.B. Türk Tarih Kurumu Basimevi, Ankara-1979 TEKIN E., Mühendis ve Makine, M.M.O. Yayini, Cilt: 25, Sayi: 292, Mart-Nisan - 1984 CLARK S. D., Metallurgy for Engineers, D. Van Nostran Comp., N.York-1961 Askeland D. R., Malzeme Bilimi ve Mühendislik Malzemeleri Cilt1 ÖZÖMERT M., Otomotiv Endüstrisinde Alüminyum, Istanbul Ticaret Odasi, 2006 http://arsiv.mmo.org.tr/pdf/10602.pdf http://www.ito.org.tr/Dokuman/Sektor/1-68.pdf http://www.yildiz.edu.tr/~akdogan/lessons/malzeme2/Aluminyum_ve_Aluminyum_Alasimlari.pdf http://web.sakarya.edu.tr/~toplano/Seramik_ders_notu-7.pdf http://www.akcelik.com.tr/?lang=tr&sayfa=icerik&cat=subpage&id=90 http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet/malzeme_bilgisi/bakir_ve_alasimleri.htm http://www.izto.org.tr/nr/rdonlyres/7475bda1-95b7-4855-b351-9adce4362afe/4474/nurel_aluminyum.pdf www.metalurjimalzeme.com http://www.saglammetal.com/resim/File/BAKIR-001-32.pdf www.gencbilim.com www.makinemalzeme.com www.malzemebilimleri.com