KOROZYON
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
KOROZYON
•
•
•
•
•
Günümüzde, korozyon, endüstriyel yatırımları ve üretimin maliyetini
etkileyen en önemli faktörlerdendir.
Korozyon, malzemenin bulunduğu ortam tarafından kimyasal saldırıya
uğrayarak bozulmasıdır diye tanımlanabilir.
Korozyon büyük zararlara yol açarak önemli israf kaynaklarından birini
oluşturur.
Korozyon nedeniyle meydana gelen malzeme, enerji ve emek kaybının
yıllık değeri ülkelerin gayri safi milli gelirlerinin yaklaşık % 5’ i
düzeyindedir.
Kaynak yöntemi ile imal edilen parçalarda korozyona karşı direnç
konusu içerisinde malzemenin metalurjik özelliklerinin yanında kaynak
tasarımlarınında büyük önemi vardır.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyon
•
•
•
•
Korozyon, malzemelerin içinde bulundukları ortamın etkisiyle, kimyasal ve
elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda fiziksel, kimyasal ve mekanik
özelliklerinde değişimlerin meydana gelmesidir.
Genel anlamda korozyon, metal ve alaşımlarının çevreleri ile kimyasal ve
elektrokimyasal tepkimeleri sonucu bozunumlarıdır. Kimyasal korozyon
metal ve alaşımların gaz ortamlar içindeki oksitlenmeleridir (kuru korozyon).
Metal ve alaşımların sulu ortamlar içindeki bozunumları ise elektrokimyasal
veya ıslak korozyon olarak adlandırılır.
Altın ve platin dışındaki metallerin tamamı doğada oksitlenmiş halde
bulunurlar. Metalleri oksitlerinden ayırmak zorlu bir süreçtir ve büyük
miktarlarda enerji ile gerçekleştirilir. Termodinamik anlamda, bu süreç
sonunda metaller daha yüksek bir enerji düzeyine taşınırken, entropileri
düşer. Metallerin doğadaki durumlarına dönme eğilimi korozyon olayının
arkasındaki itici güçtür.
Korozyonu; korozyon mekanizmasına göre, korozyona uğrayan
malzemenin cinsine göre, endüstriyel branşa göre, korozif ortamın türüne
göre ve korozyona uğrayan malzemenin görünümüne göre
sınıflandırabiliriz.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyon Mekanizmalarına Göre Korozyon
Türleri
•
•
•
•
Fiziksel Korozyon
Organik sıvıların yada ergimiş metallerin neden olduğu korozyon türüdür. Korozyon doğrudan
fiziksel çözünme yada katı hal değişimi ile gerçekleşir. Civa yada ergimiş alüminyumun metal
malzeme yüzeyinde korozyona neden olması fiziksel korozyona örnek olarak gösterilebilir.
Kimyasal Korozyon
Metal malzemelerin direkt olarak ortamla reaksiyona girmesi sonucu oluşur. Atmosferik koşullarda
en önemli korozif maddeler O2, H2S ve halojenler olduğundan genelde metal yüzeyinde korozyon
ürünü olarak oksitler ve sülfürler oluşur. Kimyasal korozyon yüksek sıcaklıklarda meydana
geldiğinden yüksek sıcaklık korozyonu olarakta adlandırılmaktadır. Bu korozyon türüne örnek
olarak, kazanların alevle yada sıcak gazla temas ettiği bölgelerde meydana gelen korozyon
verilebilir.
Elektrokimyasal Korozyon
Sulu ortamda metal ve alaşımlarının bozulmaları ile meydana gelen korozyon türüdür.
Elektrokimyasal korozyon mekanizmasında, elektron alışverişi ara yüzeyde meydana gelir. Bu
mekanizmanın gerçekleşebilmesi için; aralarında potansiyel fark bulunan malzemelerin aynı
ortamda olması ve elektron akışının sağlanabileceği bir elektrolit olması gereklidir.
Çelik bir sacın yüzeyini Sn ile kaplandığında, kaplama tabakasının altında kalan çelik sac
korozyona uğrar. Bu durumda, çelik sac anot, Sn ise katot olarak davranmaktadır. Oluşan anotkatot reaksiyonu sonucunda çelik sac korozyona maruz kalır. Çelik sacın yüzeyi Zn kaplandığında
ise çelik sac katot, Zn ise anot olarak davranır ve Zn kaplama tabakası korozyona uğrar. Bunun
nedeni galvanik seride Zn’nun potansiyelinin çeliğe göre düşük olmasıdır.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyon Mekanizmasına Göre Korozyon
Türleri
•
•
•
•
Elektrokimyasal Korozyon
Elektrokimyasal korozyonda elektron alışverişini gerçekleştiren bir elektrolit ve iki
tanede elektrot vardır. Katot reaksiyonu bir indirgenme reaksiyonudur. Anot ise bir
yükseltgenme reaksiyonudur.
Katot reaksiyonu: n M+ + n e- → Mn
Anot reaksiyonu: M → Mn+ + n eSonuç olarak anodik davranış gösteren malzeme korozyona uğrarken, kotodik
davranış gösteren malzeme ise korunur. Şekil 5.1’de korozyon hücresi, diğer adıyla
galvanik hücre gösterilmiştir.
Galvanik Hücre
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Malzeme
Elektrokimyasal Korozyon
•
•
•
•
•
Elektrokimyasal korozyonda
galvanik seri çok önemlidir.
Galvanik seri, gerçek ortamlarda
metallerin potansiyellerinin
ölçülüp sıralanması ile elde
edilen termodinamik bir seridir.
Standart hidrojen elektrodu,
belirlenmiş basınç altında
hidrojen gazı ile süpürülen bir
platin elektrottur.
Oda sıcaklığında 1 mol/lt
derişikliğindeki çözeltiler
yardımıyla potansiyeli ± 0 volt
olarak kabul edilen standart
hidrojen elektrodu referans
alınarak belirlenen değerler,
standart elektrot potansiyelini
oluşturur.
Bu şekilde elde edilen
potansiyellerin sıralaması
galvanik seriyi verir.
04.04.2014
Reaksiyon
Standart Elektrot Potansiyeli (V)
Lityum
Li+
+ e <=> Li
-3,03
Potasyum
K+
+ e <=> K
-2,93
Sodyum
Na+
+ e <=> Na
-2,71
Magnezyu
m
Mg++
+ 2e <=>
Mg
-2,37
Alüminyu
m
Al+++
+ 3 e <=>
Al
-1,66
Çinko
Zn++
+ 2e <=>
Zn
-0,76
Krom
Cr++
+ 2e <=>
Cr
-0,74
Demir
Fe++
+ 2e <=> Fe
-0,44
Kadminyu
m
Cd++
+ 2e <=> Cd
-0,40
Nikel
Ni++
+ 2e <=> Ni
-0,23
Kalay
Sn++
+ 2e <=> Sn
-0,14
Kurşun
Pb++
+ 2e <=> Pb
-0,12
Hidrojen
2H++
+ 2e <=>H2
0,00
Bakır
Cu++
+ 2e <=> Cu
+0,34
Civa
Hg++
+ 2e <=>
Hg
+0,79
Gümüş
Ag+
+ e <=> Ag
+0,80
Platin
Pt++
+ 3e <=> Pt
+1,20
Altın
Au++
+ 3e <=> Au
+1,45
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
+
KOROZYON
•
•
•
Metal ve alaşımların çeşitli ortamlarda korozyon hızları birim yüzey alanı ve
birim zamana düşen ağırlık olarak doğrudan bulunabilir.
Korozyon hızlarını temel olarak metaller korozyon dayanımlarına göre
aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir :
Doğrusal korozyon hızı
1. < 0.13 mm/yıl: Bu gruptaki metallerin korozyon dayanımları genelde
iyidir.
2. 0.15-1.3 mm/yıl : Yüksek korozyon hızlarına izin verilen durumlarda bu
gruba giren metallerin korozyon dayanımları yeterli olabilir.
3. > 1.3 mm/yıl: Bu gruptaki metallerin korozyon dayanımları yetersizdir.
Korozyon hızının homojen olmadığı çukurcuk ve karıncalanma korozyonunda bu
sınıflandırma geçersizdir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyona Uğrayan Yüzeyin Görünümüne
Korozyon Türleri
Homojen Dağılımlı Korozyon
•
•
•
•
Malzeme kaybının fazla olduğu, fakat kolaylıkla önceden fark edilebilen bir korozyon
türüdür.
Korozyona uğrayan kısımlarda aynı oranda malzeme kaybı oluşur.
Korozyonun tüm yüzeyde eşit oranda oluşmasının sebebi, anodik ve katodik alanların
sürekli yer değiştirmesidir.
Yüzey kaplamaları, katodik koruma ve korozyon ortamının saldırganlığının
azaltılması gibi önlemlerle homojen korozyon kontrol altına alınabilmektedir.
Homojen dağılımlı korozyon
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyona Uğrayan Yüzeyin Görünümüne
Korozyon Türleri
Çukurcuk Korozyonu
•
•
•
•
•
•
•
Çukurcuk korozyonu daha çok pasifleşebilen metallerde ve halojen iyonu içeren
ortamlarda ortaya çıkmaktadır.
Korozyonun genellikle çok dar bölgelerde yoğunlaşması sonucunda, malzeme
yüzeyinde çukurcuklar oluşur.
Metal yüzeyinde oluşan çukurcukların morfolojisi metal veya alaşımın cinsine göre
değişmektedir.
Malzeme kaybı az, ancak tehlikeli bir korozyon türüdür.
Çoğunlukla parça delindiğinde korozyon oluşumu fark edilir.
Örnek olarak, kondenser borularında oluşan çukurcuk korozyonu verilebilir. Al
alaşımları ve paslanmaz çeliklerde daha yaygın görülen çukurcuk korozyonunun
oluşumunda metal yüzeyindeki süreksizlikler ve mekanik hasarlarda önemli rol
oynar.
Çukurcuk korozyonu özellikle NaCl, CaCl2, MgCl2, AlC3 ve NaBr içeren
ortamlarda, borularda ve tanklarda akış hızının azaldığı bölgelerde görülmektedir.
Çukurcuk korozyonu
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Çukurcuk (Pitting) Korozyonu
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyona Uğrayan Yüzeyin Görünümüne
Korozyon Türleri
Seçici (Selektif ) Korozyon
•
•
•
•
•
•
•
•
Bir alaşım içinde bulunan elementlerden birinin
korozyona uğrayarak uzaklaşması sonucu oluşan
korozyon olayıdır.
Alaşımdaki belli bir metalin veya belirli bir fazın
öncelikle çözünmesi sonucu ortaya çıkar.
Bu tip korozyona en iyi örnek, pirinç alaşımı içinde
bulunan çinkonun bakırdan önce korozyona
uğramasıdır. Pirinç (Cu-Zn) malzemelerde, Zn miktarı %
15 i geçerse seçici korozyon meydana gelir
Korozyon sonucunda malzemenin dayanımı büyük
oranda azalır. Korozyonun etkili olduğu bölgelerde
çekme dayanımının sıfıra indiği kabul edilir.
Bu korozyonda parçada dayanım kaybı olmasına karşın
parçanın dış görünüşünde renk değişimi dışında
herhangi bir farklılık meydana gelmez.
Seçici koroyon daha çok pirinç malzemelerde ve lamel
grafitli dökme demirlerde görülmektedir.
Çinkosuzlaşma veya dezinfikasyon sonucunda, boşluklu
korozyon ürünü ile çevrili bakır kalır ve pirince özgü sarı
renk yerini kızıla bırakır.
Ferritik lamel grafitli dökme demirlerde, ferrit ile grafit
arasında oluşan potansiyel farktan dolayı, ferrit anodik,
grafit katodik davranak galvanik hücre oluştururlar.
Sonuç olarak, süngerimsi yapıdan oluşan grafit iskelet
açıkta kalır.
04.04.2014
Selektif korozyona karşı dizayn esasları
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyona Uğrayan Yüzeyin Görünümüne
Korozyon Türleri
Aralık Korozyonu
•
•
•
•
Cıvata ve perçin gibi bağlantı
elemanlarındaki çok dar bölgelere korozyon
sıvısının girmesiyle aralık korozyonu
oluşmaktadır.
Aralık korozyonu durgun çözeltilerin
varolduğu ortamlarda, örtülü yüzeyler
altında ve aralıklarda meydana gelmektedir.
Korozyonun oluşabilmesi için aralığın,
korozyon çözeltisinin girebileceği kadar
yeterli darlıkta olması gerekmektedir.
Cıvata, perçin ve vidanın kullanıldığı
yerlerde kaynaklı bağlantıların tercih
edilmesi, aralık korozyonunu
önleyebilecektir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Perçinli bağlantıda aralık
korozyonu
Kaynaklı Tasarımlarda Aralık Korozyonu
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Korozyona Uğrayan Yüzeyin Görünümüne
Korozyon Türleri
Tane içi korozyon
•
•
Genellikle yük altında çalışan
parçalarda görülen tane içi
korozyonda;
tane içi anot, tane sınırı ise katot
görevi üstlenmektedir.
Taneler arası korozyon
•
•
Tane sınırlarının amorf yapıda olması
dolayısıyla tane sınırlarının potansiyel
farkı tane içine göre daha büyük
olduğundan, daha soy yapıda olan
tane içi korunur ve tane sınırı
korozyona uğrar.
Östenitik paslanmaz çeliklerde görülen
krom karbür çökelmesi bu korozyon
türüne örnek olarak verilebilir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Paslanmaz çelikte tane
sınırlarında krom karbür
çökelmesi
Korozyona Uğrayan Yüzeyin Görünümüne
Korozyon Türleri
•
•
•
•
•
•
•
Kaplama Altı ( Tabakalaşma) Korozyonu
Endüstriyel ve denizel ortamlarda, özellikle Al ve alaşımlarında görülür. İki metal
tabakası arasındaki nem sonucu iki tabakanın birbirinden ayrılması şeklinde ortaya
çıkar.
Hasar genellikle, haddeleme yönünde uzamış tane sınırlarında meydana gelmektedir.
Galvanik Korozyon
Galvanik korozyon, elektrot potansiyelleri farklı iki metal veya alaşımın aynı elektrolitik
ortamda bulunması sebebiyle ortaya çıkmaktadır.
Ortamdaki malzemeden daha soy olanı katot, diğeri ise anot olarak davranır ve anot
olarak davranan malzeme korozyona uğrar.
Bu tür korozyonun önlenmesinde; aynı ortamda çalışacak malzemelerin galvanik
seriye göre seçilmeleri veya parçalar arasında iyi bir yalıtım yapılması gerekmektedir.
Kazımalı Korozyon
Birbirine temas eden ve yük altında çalışan iki metal arasında gerçekleşmektedir.
Metallerin birbirine sürtünmesi sonucunda ortama giren O2 , korozyon oluşumuna
sebep olur.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Mekanik Zorlamalı Korozyon Türleri
Gerilmeli Korozyon:
•
•
•
•
•
•
•
Özellikle gerilme altında çalışan ve mikro çatlak içeren
parçalarda görülmektedir.
Gerilmeli korozyon, gerilme ve korozyon etkisiyle metal
malzemelerde meydana gelen bozunma, olarak
tanımlanabilir.
Bu korozyon tane sınırlarında çatlak oluşturarak,
malzemelerin dayanımını azaltır.
Bozunma parça yüzeyinde bulunan çatlaklarda veya
gerilme yığılmasına yol açan diğer geometrik
düzgünsüzlüklerde başlar.
Gerilmeli korozyon, korozif ortamda bulunan korozyona
duyarlı malzemelerde çekme gerilmesi etkisiyle çatlak
oluşması ve ilerlemesi şeklinde meydana gelen bir
olaydır.
NH3, SO2 içeren endüstriyel ortamlarda ve denizel
ortamda çalışan malzemelerde sıklıkla görülen tehlikeli
bir korozyon türüdür.
Bu korozyonun önlenmesinde; gerilmenin azaltılması,
ortamın saldırganlığının azaltılması ve malzeme seçimi
gibi faktörler rol oynamaktadır.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Mekanik Zorlamalı Korozyon Türleri
Hidrojen Gevrekliği:
•
•
•
•
•
•
Daha çok hacim merkezli kübik kafes yapısına sahip olan metallerde meydana gelir.
Özellikle, petrol ve kimya endüstrisinde sıklıkla görülmektedir.
Katot reaksiyonu sonucu oluşan hidrojen, malzeme içerisinde basınç bölgeleri
oluşturur. Oluşan bu basınç , iç gerilmelere ve çatlamalara yol açar. Genellikle kübik
hacim merkezli yüksek dayanımlı malzemelerde görülür.
Hidrojen atomlarının bir kısmı metal bünyesine girerek orada bulunan boşluklara
yerleşir.
Daha sonra bu hidrojen atomları da molekül haline dönüşerek büyük bir hacim
artışına neden olur.
Molekül halindeki hidrojenin artık difüzlenme özelliği yoktur. Metal içinde bulunan
hidrojen molekülleri metal boşluklarında büyük bir basınç oluşturarak metalin
çatlamasına neden olur.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Mekanik Zorlamalı Korozyon Türleri
Hidrojen Gevrekliği:
Kaynak işlemi sırasında oluşan yüksek
sıcaklıkların etkisi ile malzeme yüzeyinde
bulunan, nemli elektrotta bulunan veya
kaynak atmosferinde bulunan hidrojen
atomlarının metale absorbe olması olarak
düşünebiliriz.
Özellikle kaynak işlemlerinde hidrojen
absorbsiyonu pek çok kaynak hatasının en
önemli sebebi olarak gösterilir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Mekanik Zorlamalı Korozyon Türleri
•
•
•
•
•
Yorulmalı Korozyon:
Dinamik yük altında çalışan malzemelerde
görülen tane içi bir korozyon türüdür.
Dinamik yükler altında çalışan malzemeler,
yorulma nedeniyle dayanabilecekleri
gerilmeden daha küçük gerilmelerin etkisi
altında çatlayabilirler.
Bu korozyon türüne özellikle tren
tekerleklerinde rastlanmaktadır.
Erozyon Korozyonu:
Metal malzeme ile ortamdaki akışkan
arasındaki bağıl hızın yüksek olduğu
durumlarda oluşan korozyon türüdür.
Özellikle akmakta olan sıvının yön değiştirdiği
noktalarda, boru hatlarında, dirseklerde,
pompalarda sıklıkla görülen korozyon türüdür.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Erozyon Korozyonu
Mekanik Zorlamalı Korozyon Türleri
Kavitasyon :
•
•
•
Sıvı içinde malzeme yüzeyine yakın yerlerde oluşan korozyon türüdür.
Akış esnasında bazı noktalardaki basınç değişimi nedeniyle su buharlaşarak
kabarcıklar oluşturur. Bu buhar kabarcıkları, yüzeyin pürüzlü bir noktasına temas
ettiğinde patlayarak, malzemede hasar oluşturur.
Kavitasyonda hem ortam, hem de korozyona uğrayan malzeme hareketlidir. Özellikle
su türbinleri, pompa kanatları ve gemi pervanelerinde görülür.
Gemi pervanesinde kavitasyon
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Borular için dizayn önerileri
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Vanalar için dizayn önerileri
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Isı değiştirgeçleri için dizayn önerileri
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Alüminyum ve Alaşımlarında Korozyon
•
•
•
•
Alüminyumun korozyon dayanıklılığı yüzeyinde devamlı mevcut olan
oksit filminin yapısına bağlıdır. Bu film alüminyumun çevresi ile
reaksiyona girmesini önleyerek pasif halde kalmasını sağlar.
Bu oksit tabakasının özgül ağırlığı alüminyumunkinden küçük
olduğundan daima kaynak esnasında ergimiş banyonun üzerini örter.
Kaynak esnasında meydana gelen bu tabaka dikişin içerisinde kalırsa
mukavemet ve korozyona karşı dayanımı düşürür.
Alüminyum ve alaşımlarının kaynağında kullanılan kaynak ilave
çubuklarının esas malzeme ile aynı bileşende olması lazımdır.
Farklı bir birleşim seçildigi takdirde farklı ergime dereceleri nedeni ile
kaynak işlemi zor gerçekleştirilir ve aynı zamanda çesitli elemanların
birbirleri ile temasları neticesinde korozyonu doğuran bir durum
olmaktadır.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Bakır ve Alaşımlarında Korozyon
•
•
•
Bakır korozyona karsı dayanıklılığı, iyi elektrik ve ısı iletkenliği ile
kimya, elektroteknik ve gıda sanayinde önemli bir kullanım alanına
sahiptir.
Bakırlarda 700º C üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtıldıkları zaman
kristal yapıda buluna bakır oksit zerrelerinin tane sınırlarına göç etme
ve oralarda birikme eğilimleri vardır. Bu durum malzemenin
zayıflamasına ve korozyona karşı hassaslaşmasına sebep olmaktadır.
Silikon bronzu bakıra mekanik özelliklerin geliştirilmesi için % 1-3 Si
ilavesi ile gerçekleştirilen bir alaşımdır. Bu alaşımların tane sınırlarında
birikintileri düşük ergime derecelerine sahiptirler (700º C - 825º C).
Bundan dolayı bu sıcaklık değerleri arasında ve gerilim altında ancak
mikroskop ile görülebilen tane sınırlarında mikro çatlaklar meydana
gelmesine sebep olurlar.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Nikel ve Alaşımlarında Korozyon
•
•
•
•
Nikel beyaz, magnetik bir metaldir ve bakıra bir çok fiziksel ve kimyasal
özelliklerinden ötürü benzerlik gösterir.
Nikel alaşımlarına genellikle iyi kaynak yapılabilir. Ancak bazıları için
özel önlemler alınması gerekebilir.
Kaynak yapılan nikel alaşımı içerisinde kurşun ve kükürt bulunmaması
gerekir. Aksi halde çatlama meydana gelir.
Çelik üzerine elektroliz yolu ile nikel kaplanarak korozyona daha
dayanıklı bir metal elde edilebilir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Titanyum ve Alaşımlarında Korozyon
•
•
•
•
•
•
Titanyum uçak ve kimya endüstrisinde çok kullanılır.
Ayrıca alüminyum gibi titanyumda aktif bir metal olduğu halde,
yüzeyiynde oluşan koryucu oksit tabakası nedeniyle korozyona karşı
son derece dayanıklıdır.
Titanyumun kaynağı zordur.
Yüksek sıcaklıklarda hidrojen, azot ve oksijen gazlarına karşı çok
hassastır ve 760 – 816 °C üzerine ısıtıldıgı zaman, son derece gevrek
bir yapıya sahip olan kaynak veya ısıdan etkilenmiş bölgeler meydana
gelir.
Bu yüzden kaynak islemi helyum veya argon gibi gazların
koruyuculuğunda gerçekleştirilmelidir.
Ergitilmiş titanyum yabancı maddeler ile çok kolay reaksiyona girdiği
için yüzeyler çok iyi bir şekilde temizlenmelidir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
PASLANMAZ ÇELİKLER VE PASLANMAZ
ÇELİKLERDE KOROZYON
•
•
•
1.
2.
3.
4.
5.
Paslanmaz çelikler pasifleşebilen alaşımlardır ve bu çeliklerde pasifleşmeyi
sağlayan asıl metal kromdur.
Bilindiği gibi bütün paslanmaz çelikler esas olarak demir alaşımıdır. Eğer
yüzeyde pasif film oluşmaz ise paslanmaz çeliklerde aynen diğer demir
alaşımları gibi korozyona uğrayabilirler.
Paslanmaz çelikler metalurjik yapıları göz önüne alındıklarında genel
olarak 5’e ayrılırlar.
Martenzitik paslanmaz çelikler
Ferritik paslanmaz çelikler
Ostenitik paslanmaz çelikler
Çift fazlı paslanmaz çelikler
Çökelme yoluyla sertleşebilen paslanmaz çelikler
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
MARTENZİTİK PASLANMAZ ÇELİKLER
•
Martenzitik paslanmaz çeliklerin korozyon dirençleri, yumuşak çeliklere
oranla çok yüksek olmasına rağmen, östenitik paslanmaz çeliklere göre
daha azdır. Şiddetli korozif olmayan ortamlarda, örneğin tatlı su ve
atmosfer içinde korozyona karşı oldukça dayanıklıdırlar.
•
Bu tip çeliklerde kritik soğuma hızları oldukça yavaştır, dolayısı ile
bunlarda çok yavaş soğuma hızlarında dahi martenzit oluşur. Martenzit
halde, sertleşmiş vaziyette korozyon dirençleri ise gayet iyidir.
•
815 °C’ye kadar paslanmazlık özelliklerini yitirmezler ve yalnız uzun
süre sıcaklığa maruz kalırlarsa hafif bir korozyon başlangıcı olur. Bu
nedenle bu tip çeliklerden yapılmış kaynaklı parçalar sürekli olarak
700°C’ nin üzerindeki sıcaklıklarda kullanılamazlar.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
FERRİTİK PASLANMAZ ÇELİKLER
•
•
•
•
1.
2.
04.04.2014
Ferritik paslanmaz çeliklerde krom yüzdesi %15-30 arasında değişir. Krom
içeriklerinin yüsek oluşu korozyona karşı daha dayanıklı olmalarını sağlar. Bu tip
çelikler normal atmosferik koşullardan ve oksitleyici kimyasal bileşiklerden
etkilenmez.
Ferritik paslanmaz çelikler genelde kaynak kabiliyeti açısından uygun olarak
anılmazlar. Ostenitik paslanmaz çelikler ile kıyaslandığında ferritik paslanmaz
çeliklerde gevrek kaynak dikişleri görülür.
Klor iyonlarının bulunduğu ortamlarda pitting (oyuklaşma) korozyonuna olan
dayanımı östenitik çelikten düşüktür. Ancak bileşime pasif tabakayı daha kararlı
hale getiren molibden % 2-3 oranında ilave edilerek korozyon dayanımı östenitik
çeliğinkine yakın hale getirilmektedir.
Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağı ve korozyonu ile ilgili olarak;
Bu tip çeliklerin en önemli özellikleri katı halde bir faz dönüşmesi meydana
gelmediğinden su verme yolu ile sertleştirilememeleri ve yüksek sıcaklık
derecelerinde korozyon ve oksidasyon dirençlerinin yüksek olmasıdır.
Kaynaktan sonra 750°C – 800 °C arasında yapılan bir tavlama ve ardından hızlı
soğutma, bu çeliklerde ITAB sünekliginin ve taneler arası korozyon direncinin
artmasına yardımcı olur.
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
FERRİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERDE
TANELER ARASI KOROZYON
•
Ferritik ve östenitik paslanmaz çeliklerde görülen krom karbürü
çökelmesi, bu çeliklerin taneler arası korozyon dayanımı bakımından
hassaslaşmalarına yol açmaktadır.
•
Bunun yanı sıra özellikle hızlı soğuma şartlarında tane içlerine ince
dağılmış şekilde çökelen katı eriyiklerin, mekanik dayanım yanı sıra
korozyon dayanımını da olumsuz yönde etkilediği bilinmektedir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLER
•
•
•
Ostenitik paslanmaz çelikler esas itibariyle demir-krom-nikel alaşımlarıdır.
Bu tip çelikler kolay şekillendirilebilir ve kaynak yapılabilir.
Bunun yanında korozyona dayanıklılıklarıda çok yüksektir.
Ayrıca 200 serisi ostenitik paslanmaz çeliklerin korozyon dayanımları 300
serisi ostenitik paslanmaz çeliklerle göre daha azdır.
•
Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynağında başlıca üç kaynak problemi ile
karşılaşılır. Bunlar sırası ile;
1. ITAB’da "Krom Karbür" oluşması sonucu meydana gelen hassas yapı,
2. Kaynak dikişinde görülen "Sıcak Çatlak" oluşumu
3. Yüksek çalışma sıcaklıklarında karşılaşılan "Sigma Fazı" oluşumu
riskleridir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERDE
TANELER ARASI KOROZYON
•
•
•
ITAB’ın 427-871°C sıcaklığa kadar ısınan bölümünde yeralan tane sınırlarında
çökelen ve taneler arası korozyonu hızlandıran krom karbürler burada "Hassas Yapı"
oluşmasına neden olurlar.
Bu oluşum sırasında bir miktar krom çözeltiden tane sınırlarına dogru yer değiştirir ve
bunun sonucunda bu bölgesel alanlarda krom miktarında azalma olacağı için
korozyon dayanımı düşer.
Bu sorun, kromla birleşerek krom karbür oluşmasına neden olan karbonun yapıda
düşük seviyelerde tutulduğu düsük karbonlu (L tipi) ana metallerin ve dolgu
metallerinin kullanılmasıyla önlenebilir.
304 kalite paslanmaz çeliğin tane sınırlarında krom karbür çökelmesi
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERDE
TANELER ARASI KOROZYON
•
•
•
04.04.2014
Diğer bir öneleme yöntemi ise stabilize edilmiş olan paslanmaz çelik ana
malzemelerin ve dolgu metallerinin kullanılmasıdır.
Bu sayede stabilizatör görevi gören alaşım elementleri karbon ile reaksiyona
girecek ve krom miktarının azalmadan yapıda kalması sağlanacağından
korozyon dayanımında herhangi bir düşüş ile karşılaşılmayacaktır.
Aşşağıdaki şekilde krom karbür çökelmesi hassas bölgede oluşan korozyon
gözükmektedir:
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERDE SICAK
ÇATLAK OLUŞUMU
•
Sıcak çatlamanın temel nedeni; S ve P gibi elementlerin oluşturduğu ve
tane sınırlarında toplanma eğilimi yüksek olan düşük erime sıcaklığına
sahip metalik bileşimlerdir.
•
Bu bileşimler, eğer kaynak dikişinde veya ITAB’da bulunuyorsa, tane
sınırlarına dogru yayılırlar ve kaynak dikişi soğurken, çekme gerilmeleri
oluştuğunda çatlamaya neden olurlar.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
KOROZYONA KARŞI TASARIM
UYGULAMALARI
•
•
•
•
Bir yapının projesinin hazırlanmasından
önce, henüz planlama aşamasında iken
korozyon kontrolü göz önünde
tutulmalıdır.
Ancak böylece konu korozyon
açısından ele alınarak tasarım için
çeşitli seçenekler incelenebilir.
Bir projede korozyon açısından
kontrollerle başlanan tasarımlarda ilk
önce korozyona dayanıklı bir malzeme
seçilir ve daha sonra tasarım
aşamasında önlemler alınabilir.
Örneğin ölü köşeler, gereksiz açılar,
dar aralıklar, iyi havalandırılmayan
bölgeler, artıkların kolay toplandıgı
yerler ve boş hacimlerde pislik, korozif
atıklar ve sıvılardan kaçınılması
gerekir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
KAYNAKLI PARÇALARDA ARALIK KOROZYONUNA
KARŞI DİZAYN ESASLARI
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
SELEKTİF KOROZYONA KARŞI DİZAYN
ESASLARI
•
Selektif korozyonun etkisini azaltmak için ITAB’ın kabın içerisindeki maddenin
bulunduğu bölgeye erişmemesi için cidar kalınlıgının daha kalın seçilmesi (a hali)
veya kabın içeri konulması gerekir (b hali). Yani iki cidarlı bir konstrüksiyon seçilir.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
GERİLMELİ ÇATLAK KOROZYONUNU ÖNLEMEK İÇİN
DİZAYN ESASLARI
•
•
•
Gerilmeli çatlak korozyonunda çekme zorlamalarından kaçınmak gerekir.
Kaynaklı parçaların gerilme giderme tavlamasına tabi tutulması veya çekme yerine
basma gerilmelerinin sağlanması gerilmeli çatlak korozyonu tehlikesini azaltır.
Kaynak dikişleri kesit yani kalınlık geçişlerine getirilmemelidir. Buralarda gerilme artar
ve çekme zorlaması altındaki dikişte gerilmeli çatlak korozyonu oluşumu kolaylaşır.
04.04.2014
Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER
Download

KOROZYON