Transcript KOROZYON

KOROZYON
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?
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.
• 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.
• Korozyonun temel nedeni metallerin arıtılmış saf
formlarında kararsız olmalarından
kaynaklanmaktadır. Metaller daima doğada
bulundukları şekildeki formlarına tekrar geri
dönme eğilimindedirler.
Resim 1.1: Metal yüzeyinde farklı korozyon türleri
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.
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.
Korozyon Reaksiyonları
Korozyon sırasında anodik (elektron verenyükseltgenme) reaksiyonlar ile katodik (elektron
alan-indirgenen) reaksiyonları birlikte oluşur.
1) Anodik Reaksiyon;
• Metalin kendi iyonlarına yükseltgenmesi olup
genel olarak aşağıdaki şekilde gösterilir:
X→ Xn+ + neAl→Al3+ +3e-
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.
• Anodik Reaksiyon: Fe0 → Fe+2+ 2e – (İyonlaşma)
• Katodik reaksiyon : ½ O2+ H2O+ 2e
–
→ 2(OH)-
2H++ 2e → H2 (Asitli Ortamda)
• Toplam Reaksiyon: Fe0+ ½ O2 + H2O→ Fe(OH)2 (Pas)
Korozyon reaksiyonunun oluşumu
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
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.
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.
Farklı metallerin oluşturduğu korozyon (Galvanik Korozyon)
Galvanik Çift
Korozyona Uğrayan Metal
Çelik ve bakır yüzey
Çelik
Çelik ve alüminyum
Alüminyum
Çelik ve kurşun
Çelik
Yeni boru ve eski boru
Yeni boru
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.
Metalde çatlak korozyonun oluşumu ve çatlak
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.
Oyuk(çukur) korozyonu ve oluşumu
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.
6)Tabakalaşma
Korozyonu;
Korozyona uğramış
metal tabakalar
birbirinden ayrılır ve
oluşan korozyon
ürünleri malzemenin
tabakalar halinde
birbirinden
ayrılmasına sebep
olur.
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.
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.
Erozyon korozyonunun sık görüldüğü liman boru hatları
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.
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
11)Kavitasyon Korozyonu;
Hızlı akan sıvıların
malzeme yüzeyine yakın
bölümlerinde oluşan alçak
basınç kabarcıklarının
büyümesi ve patlaması ile
meydana gelir.
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.
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.
Atmosferik Korozyonun Nedenleri
Hava Rutubetinin Etkisi
Endüstriyel Kirlenmenin Etkisi
Sıcaklığın Etkisi
Yağış ve Rüzgârın Etkisi
Korozyon Mekanizmaları
Kimyasal Korozyon
Elektrokimyasal Korozyon
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
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.
Metal Atomu
Metal İyonu (+) + Elektron ( - )
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)
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.
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.
Alüminyum Jant Hurdası
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.
Alüminyumun Oksit Tabakası
İç ve dış oksit tabakası
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.
• Atmosferik ortamda
korozyon metallerin anot
katot durumu ile nemlilik
oranına bağlıdır.
• Normal kırsal kesim ve
orta derecedeki sülfür
atmosferinde
alüminyumun durabilitesi
mükemmeldir.
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.
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.
Demir kapların korozyonu
• Konserve kutularda korozyon, teneke kutudan
metalin (kalay veya demir) çözünerek konserve
gıdaya geçmesi olarak tanımlanır.
Gıda kutuya konduğu zaman
elektro-kimyasal potansiyeli
birbirinden farklı iki metal veya
bileşikle aynı anda ilişkide
bulunabilir.
• Bu elektro-kimyasal reaksiyonun oluşması
konserve gıdayı bozmakta hatta kutuda delik
oluşturabilmektedir.
• 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.
Normal korozyon tepkimeleri
• Anodik olay (oksitlenme veya yükseltgenme reax)
Fe
Fe2+ + 2e –
• Katodik olay (indirgenme reax.)
2H+ + 2e-
H2
• Kutuda oksijen varsa, kalay daima katot, demir
ise anot olarak davranmakta ve
gözeneklerdeki demir çözünerek, gözenekler
derinleşir, kutunun delinmesine neden olur. Bu
tip korozyona delik korozyonu denir.
Korozyonun Engellenmesi
• Gıdaya uygun lak tipi
• Levha yüzeyinin çizilmesinden kaçınılması
• Kutunun tepe boşluğundaki oksijenin
uzaklaştırılması
• Dolgu sıvısında nitrat bulunulmasından
kaçınılmalı
• Asit, tuz gibi koroziflerin düşük konsantrasyonda
kullanılması
Paslanmaz çeliğin korozyonu
• İçinde %12den fazla Cr ve bunun yanında bir
miktarda Ni elementi bulunduran, korozyon
direnci alaşımsız çeliklere göre daha yüksek
olan Fe-Cr-Ni alaşımlarının genel adıdır.
Pasivasyon Mekanizması Nedir?
• Pasivasyon mekanizması genel olarak metalin
üzerinde bir oksit tabakasının oluşmasına ve bu oksit
tabakasının korozyon reaksiyonunu devam ettirecek
olan Oksijen atomlarının ana metal ile temas etmesini
önlemesi ile korozyonu durduran bir mekanizmadır.
• Paslanmaz çeliklerde bu mekanizma yapıda bulunan
krom atomlarının oksijen ile reaksiyona girmesi
sonucu yüzeyde bir kromoksit filmi oluşturması
şeklinde görülür.
Paslanmaz Çeliklerde Görülen Korozyon
Çeşitleri Nelerdir?
• Üniform korozyon
• Pitting korozyonu
• Çatlak korozyonu
• Gerilim altında gerçekleşen korozyon
• Tanecikler arası korozyon
• Galvenik ve Derişiklik Pili Korozyonu
EROZYON KOROZYONU
Bakır malzemede erozyon korozyonunun ortaya çıkışı,
çıplak bakır yüzeylerde, yüksek akış hızına bağlıdır.Oksit
koruma tabakası suyla alınır, kaldırılır ve çıplak bakır yüzey
korumasız kalır. Erozyon korozyonu akış hızının
azaltılmasıyla engellenebilir.
Lehim bağlantılarında erozyon korozyonu
ÇUKUR KOROZYONU (Pitting)
Pitting korozyonu herhangi bir dış sebepten dolayı
kalkan film tabakasından, metalin iç kısımlarına
halojenlerin(Cl,Fl…[7A grubu ametalleri]) sızmasına
ve korozyonun hızla iç tabakalara kadar ilerlemesi
şeklinde oluşur.
ÖRNEK OLAY
ÇUKUR KOROZYON ANALİZİ
DEPREMLERDE BÜYÜK RİSK !
Beton ve demir donatının
korozyonu
BETON
Beton ; çakıl, kum gibi “agrega" denilen maddelerin
bir bağlayıcı madde ve su ile birleştirilmesinden
meydana gelen inşaat yapıtaşı. Bağlayıcı madde de
genellikle çimentodur. Baraj,kanal gibi su yapıları
yanında yol, bina, köprü ve diğer yapıların inşaatında
kullanılır. Yangına dayanıklılığı, su geçirmezliği ve ses
yalıtımı bakımından da tercih edilir. Modern yapılarda
nükleer radyasyona karşı da kullanılır.
Donatı demirlerinin korozyonu:
Beton ilk döküldüğünde içindeki demir donatıyı
etkin bir şekilde sararak paslanmaya karşı korur.
Ancak zaman içinde titreşim, sarsıntı, büyük ve küçük
depremler, mekanik yorgunluk ve dış ortamdaki çeşitli
nedenlerden dolayı betonda önce mikroskopik
sonrada daha büyük gözenek ve çatlaklar oluşur.
DIŞ ORTAM ETKİLERİ
Rutubet, dış ortamdaki korozif madde ve gazlar, deniz
kumu kullanımından veya denize yakınlıktan
kaynaklanan tuz ve klor, havadaki baca ve ekzos
gazları, sanayi kirlilik,CO2,havadaki kükürt ve nitrojen
oksit,karayollarında buzla mücadelede kullanılan
tuzlar ve kaçınılmaz olan oksijenin korozif etkisi,
betonarme içindeki donatı demirlerini paslandırır.
Beton korozyonu:
Paslar çatlaklardan dışarıya çıkmaya başlamış.
Korozyona uğramış beton ve donatı demirleri
Hasarlı viyadük ayağı
Betonda karbonatlaşma
Bir fiziko-kimyasal bir süreç olan karbonatlaşma,
beton içindeki ortamın alkalinitesini düşürerek donatı
demirlerinin yüzeyindeki koruyucu oksit tabakanın
tahrip olmasına neden olur. Betonun alkalinitesi,
hidrate olmuş çimentonun içerdiği Ca(OH)2 ile sağlanır
ve pH değerini 12 civarında sabitler.
Ca(OH)2 + CO2
CaCO3 + H2O oluşur.
pH 8’in altına düşebilir.
Dış ortamdakiCO2 konsantrasyonu, baca ve eksoz
gazları ve endüstriyel kirlilik arttıkça karbonatlaşma
oranı artar.
Karbonatlaşma, beton içinde yüzeyden 10 cm’den
derinlere kadar ulaşabilen bir bozulmadır.
Elektro-restorasyon
Uygulaması ile karbonatlaşma geri döndürülebilmekte
ve betonun alkali ortamı restore edilebilmektedir, bu
da donatı demirlerini paslanmaya karşı korumaktadır.
Kaynakça
1.http://tr.wikipedia.org/wiki/Korozyon)
2.www.haddemetal.com/tr/Download/Korozyon.pdf
3.http://www.cellotin.com/forum/fen_fizik/elektrik_akim_
kaynaklari-t14030.0.html
4.www.bayar.edu.tr/~makine/dersnotu/korozyon/alumi
nyumunkorozyonu.ppt
5.www.dersimizkimya.com/kimya_odevleri_pdf/korozyo
n.pdf
6.papirus.ankara.edu.tr/tez/FenBilimleri/Yuksek_Lisan
s_Tezleri/2004/FY2004_151/b%F6l%FCm2.pdf
7.www2.aku.edu.tr/~hitit/DERSLER/METALIK%20MAL
ZEMELER/KOROZYON%5B8%5D.pdf
8.www.bayar.edu.tr/~makine/dersnotu/korozyon/alumi
nyumunkorozyonu2.ppt
Kaynakça
www.bayar.edu.tr/~makine/dersnotu/korozyon
2) http://www.board.gen.tr/fen-bilimleri/2197metallerin-korozyonu
3) http://images.google.com.tr
4) http://www.vodendanismanlik.com/dosyalar/12235
6295142Microsoft%20Word%20%20TENEKE%20KUTULARDA%20KOROZYON.d
oc.pdfwww.bayar.edu.tr/~makine/dersnotu/malzem
esecimi/IO/KONSERVE
5)http://w3.balikesir.edu.tr/~asker/KimCalisYap/korozyo
n.doc
6)imomalatya.org.tr/seminer/2/mehmeteroglu/KOROZ
YON%20VE%20KOROZYONDAN%20KORUNMA
1)
Kaynakça
1.
2.
3.
4.
5.
http://www.saglammetal.com/resim/File/BAKIR
-001-32.pdf
http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/ha/lecture
6.pdf
http://www.bayar.edu.tr/~makine/dersnotu/koro
zyon/bakirvealasimlarindakorozyon.ppt#13
http://www.teknointel.com/makaleler/elektrores
torasyon/betonkorozyon.htm
http://tr.wikipedia.org/wiki/Beton
5. GRUP
• MELTEM DERİN
• HAVVA HANIM BOZKURT
• PERVİN ELMAS
• BELMA KAYA
• GAMZE KAYMAZ
• A.GÜL GÖK