Korozyon Nedir ve Nasıl Önlenir?

Metallerin tamamı korozyon nedeniyle bozulabilir. Özellikle saf demirden oluşan ürünler daha kısa sürede paslanmaya meyillidir. Bu nedenle demir ve diğer alaşımları birleştirmeye yarayan çelik daha yavaş aşınmaya uğradığından daha sık tercih edilir. 

Asal metaller olarak adlandırılan küçük metal gruplarının tamamı diğerlerine göre çok daha az reaktiftir. Bu özellikleri sayesinde nadiren paslanırlar. Aslında bu metaller saf formda doğada bulunabilecek tek metallerdir. Bu nedenle de aşınma oluşumu zor olan bakır, paladyum, gümüş, platin ve altın gibi metaller çok değerlidir.

Aşınmanın Genel Tanımı

Kullandığımız metallerin büyük bir çoğunluğu doğada sülfür veya oksijen ile birlikte bulunur. Bu form, en kararlı kimyasal bileşenlerin ikisidir. Bu bileşenleri formlarından çıkarabilmek ve saf metal haline getirebilmek için çok yüksek sıcaklıklarda enerjiye ihtiyaç duyulur. Oksitli ve metal bileşenler genel yapıları nedeniyle hareketsizdirler. Peki korozyon nedir ve nasıl oluşur?

Ancak yüksek enerji verilerek saflandırılan metaller çok daha hareketlidir ve yapılarındaki bu enerjiyi dış ortama vererek o eski kararlı hallerine dönmeye çalışırlar. Malzemelerimizde kullandığımız metallerin korozyon oluşarak bozulmasının temel nedeni de budur.

Metaller üzerinde aşınma oluşma hızı elementten elemente farklılık gösterir. Ancak genel yapısı gereği bir metal ne kadar aktif ise o kadar kolay aşınmaya meyillidir. Metal yüzeyler pasifleşmediği sürece aşınma aktifliklerini standart elektrot potansiyellerine bakarak belirlemek mümkündür. 

Korozyon Türleri

Aşınma oluşma şekline göre farklı türlere ayrılır. Korozyonun önüne geçebilmek için öncelikle materyali iyi tanımak ve bozulma çeşidini iyi anlamak gerekir. Bu bölümde adım adım bu türlerin neler olduğunu inceleyeceğiz.

Elektrokimyasal Aşınma

Aşınma galvanik pileye veya galvanik hücreye benzetilebilir. Galvanik hücreler temel olarak kimyasal enerjiyi kullanarak elektrik enerjisi üretebilen pillerdir. Bu sayede galvanik hücrede indirgenme ve yükseltgenme tepkimeleri ile elektrik akımı elde edilebilir. 

Elektrokimyasal korozyon durumunda metalin farklı kısımları katot ve anot görevini üstlenir. Yani aynı maddenin bir kısmı katot özelliği gösterirken bir diğer kısmı anot özelliği gösterir. Böylece bu iki parça arasında redoks tepkimesi yaşanır. Bu olay sonucunda da metalin katot görevini görüp indirgenen veya anot görevini görüp yükseltgenen kısımlarının yapıları bozulur. Bu durumda da elektrokimyasal aşınma meydana gelir. 

Genel Saldırı Korozyonu

Genel saldırı korozyonu tek tip saldırı korozyonu olarak da adlandırılabilir. Aynı zamanda en yaygın olan aşınma türlerinden de biridir. Bu tip bozulmalar metalin maruz kaması sonucu yüzeylerinde oluşan kimyasal veya elektrokimyasal tepkimelerden kaynaklanır. 

Galvanik Aşınma

Farklı yapıdaki iki metalin korozif elektrolit içerisinde bir araya gelmesi sonucunda ortaya çıkar. Metallerden birinin anot diğerinin ise katot haline gelmesi sonucunda galvanik çift meydana gelir. Kurban edici metal veya anot, tek başına olduğundan çok daha hızlı bir şekilde aşınmaya uğrar ve bozulur. Ancak katot çok daha yavaş bir şekilde aşınma belirtileri gösterir. Galvanik korozyonun oluşması için aşağıda yer alan üç koşulun mevcut olması gerekir.

• Elektrokimyasal olarak farklı metallerin mevcut olması gerekir.
• Metaller elektriksel bağlantıda olmalıdır.
• Metallerin elektrolitlere maruz kalmalıdır. 

Çukur Korozyonu

Korozyon nedeniyle metal yüzey üzerinde oyuklar meydana geliyorsa bu duruma çukur korozyonu adı verilir. Bu tipteki bir aşınma, diğerlerinin aksine yüzeyin tamamında aynı anda gerçekleşmez. Katot ve anot bu durumda birbirinden kesinlikle ayrı konumlandırılır. 

Yükseltmenin gerçekleştiği anot yarı hücre çukurunun içi iken, katot görevini gören kısım çukurun dış kısmında kalır. Genellikle yüzey koruma tabakasının hasar görmesiyle veya çatlamasıyla metalin bir kısmı katot haline gelir. Metali tamamen delebilecek potansiyele sahip olması nedeniyle çok tehlikeli bir türdür. Çukur aşınma oluşumuna aşağıdaki olaylar neden olabilir. 

• Türbülanslı yapıdaki sıvı akışı.
• Düzgün seçilmeyen koruyucu kaplama.
• Koruyucu kaplamada oluşan çatlaklar.
• Koruyucu kaplamanın güçlü kimyasallara maruz kalması
• Düzgün ayarlanmamış basınç
• Çizikler, küçük talaşlar ve sıyrıklar.

Çatlak Korozyonu

Metallerin yüzeyinde oluşan boşluklar veya çatlaklardan dolayı iyon konsantrasyonunda herhangi bir farklılık olması sebebiyle çatlak yapılı korozyon oluşabilir. Genel olarak oksijenin konsantrasyonundaki bir fark sonucunda başlangıç fitili ateşlenir. Çatlak aşınma çukur korozyonuna kıyasla çok daha düşük sıcaklıklarda meydana gelebilir. Uygun bağlantı tasarımının yapılması çatlak korozyonunu önlemek veya en aza indirebilmek için faydalı bir önlemdir. 

Taneler Arası Korozyon

Mikroskobik düzeydeki metal ve alaşımlar tanecik olarak adlandırılan küçük ancak ayırt edilebilir yapıdaki bölgelere sahiptir. Bu taneciklerin arasında bulunan saf olmayan bölgeler, kaynak ve ısıl işlem, metal bileşiminde değişikliklere neden olabilir. Bu durumda taneler arasında korozyon oluşmasına sebep olabilir. Örnek olarak alüminyum içerisindeki demir taneleri gösterilebilir. Taneler arasındaki aşınmaya gösterilebilecek en yaygın örneklerden biri de paslanmaz çeliklerdir. Paslanmaz çelikler 500-800 CO arasındaki sıcaklıklarda aşınma bozulmasına duyarlı hale gelir. 

Erozyonlu Korozyon

Korozif özelliğe sahip olan bir akışkanın metal yüzeylerde akışı sonucunda erozyonlu korozyon meydana gelir. Akış sürekli olduğundan oluşan ürünler akış tarafından sürüklenerek metal yüzeyin sürekli olarak korozif akışına maruz kalır. Bu nedenle de aşınmanın miktarı akış hızıyla doğrudan ilişkilidir diyebiliriz.

Stres Korozyonu

Stres korozyonu genellikle aşındırıcı ortamın bileşimi ve yüksek sıcaklıklarda var olan çekme geriliminin bir sonucu olarak oluşur. Ek olarak kaynak, soğuk şekillendirme, taşlama ve talaşlı imalat gibi imalat süreçlerinde uygulanan gerilimlerden de kaynaklanabilir. Bunun sonucunda da metal yüzeyinde çatlaklar oluşması sonucunda aşınma hızlanır. 

Akış Destekli Korozyon

Metal yüzey üzerindeki koruyucu oksit tabakasının, su veya rüzgâr ile çözülmesi veya çıkarılması sonucunda alttaki metalin daha fazla aşınarak bozulmasını sağlayacak şekilde açığa çıkarılması ile meydana gelen bir korozyon türüdür.

Motor Soğutma Sistemi Korozyonu

Sulu ortamlardaki metaller yalnızca sıradan bir korozyona değil aynı zamanda çukur, tanecik, çatlak, stres ve galvanik gibi çeşitli aşınma türlerine de maruz kalabilir. Aşınma metallerin cevher formlarına geri dönmelerinin doğal bir eğilimidir. 

Dökme demir ve motor yüzeylerinde kırmızımsı kahverengi demir oksit tabakası oluşur. Buna da pas adı verilir. Aynı şekilde diğer birçok metal yüzeyde de oksit oluştururlar. Soğutma sistemlerinde meydana gelen aşağıdaki koşullar metal yüzeylerin paslanma seviyelerini belirleyecektir. 

• Soğutma sıvısının pH değeri
• Çözünmüş haldeki oksijen konsantrasyonu
• Karbondioksit konsantrasyonu
• Metal yüzey üzerindeki birikintiler
• Soğutma sıvısının sıcaklığı
• Yakıtın yanması sonucu oluşan asitler

Soğutma sisteminde bulunan metallerin tamamı belirli koşullar altında paslanmaya meyillidir. Ancak bazı metaller paslanmaz karşısında diğerlerine göre daha hassastır. Metalleri zayıflatarak bileşenin zarar görmesine ve başarısız olmasına neden olur. Soğutma sistemlerinde korozyona en yatkın olan metal, alüminyumdur. Aynı zamanda çelik, demir, bakır, lehim ve pirinç de paslanmaya bir o kadar yatkındır.

Aşınma Nasıl Önlenir?

Korozyonu önlemek veya hızını en aza düşürmek adına bazı önlemler almak mümkündür. Bunun için de ilk önce yüzeyin oksijenle ve korozif maddelerle olan etkileşimini kesmek gerekir. Bu amaçla aşağıdaki önlemlere başvurulabilir.

• Boyama
• Yağlama
• Plastik Kaplama
• Rutin Temizlik

Bir diğer yöntem ise feda edilebilecek başka bir metal bulmaktır. Bu yöntemde yüzeyin daha reaktif bir metal ile kaplanması sağlanır. Bu sayede reaktif olan metal daha kolay oksitlenir ve ana metalin korunması sağlanarak bir diğer metal kurban edilmiş olur. Böylece de korunmak istenen malzeme ve yapıların aşınması engellenmiş olur.