Kimyasal Etkilerle Metallerin Korozyonu: Korozyon Nedir?

Korozyon, saf metallerin su veya hava gibi maddelerle reaksiyona girdiklerinde istenmeyen elementlere dönüşmesine neden olan doğal bir süreç olarak tanımlanır. Bu reaksiyon metalin açıkta kalan kısmından başlayarak metalin tüm kütlesine yayılarak metalin ziyan olmasına ve parçalanmasına neden olur.

Korozyon, metalin istenen özelliklerini olumsuz etkilediği için genellikle istenmeyen bir olgudur. Örneğin, demirin uygun gerilme mukavemetine ve sertliğe sahip olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte, paslanmaya maruz kaldığında, demir nesneler kırılgan, pul pul olur ve yapısal olarak sağlam olmaz. Öte yandan, korozyon difüzyon kontrollü bir süreçtir ve çoğunlukla açıkta kalan yüzeylerde meydana gelir. Bu nedenle, bazı durumlarda, açıkta kalan yüzeyin etkinliğinin azaltılması ve bir cihazın korozyon direncinin arttırılması için girişimlerde bulunulmaktadır.

Alternatif olarak, metal ve su, oksijen, kükürt dioksit vb. reaktivite serisinin zirvesi. metaller çok kolay aşınır ve reaktivite serisinin en altında yer alan altın, platin ve paladyum gibi metaller aşındırmaz. Farklı bir şekilde alüminyum reaktif olmasına rağmen diğer metallerin aksine korozyona uğramaz. Bunun nedeni, alüminyumun kendisinin bir alüminyum oksit tabakası ile kaplanmış olmasıdır. Bu alüminyum oksit tabakası onu daha fazla korozyondan korur.

Korozyonu tetikleyen bazı durumlar vardır. Bunlar şu şekilde açıklanabilir:

• Metallerin CO2, SO2, SO3 gibi hava içeren gazlara maruz kalması.

• Metallerin neme, özellikle tuzlu suya maruz kalması.

• tuz varlığı

• sıcaklık artışı

• Oluşan ilk oksit tabakasının doğası

• Atmosferde asit varlığı

Korozyon türlerinden bazıları şunlardır:

Çatlak Korozyonu

Bir metalin rastgele iki yerel alanı arasında iyonik konsantrasyonda bir fark olduğunda, çatlak korozyonu olarak bilinen lokalize bir korozyon şekli meydana gelebilir. Basit bir örnekle, bu korozyon şekli çoğunlukla kapalı alanlarda (çatlaklarda) meydana gelir. Çatlak korozyonunun meydana gelebileceği alanlara örnek olarak contalar, rondelaların alt tarafı ve cıvata başları verilebilir. Tüm derecelerde alüminyum alaşımları ve paslanmaz çelikler de çatlak korozyonuna tabidir. Bunun en önemli nedeni, çatlakların içinde korozyon oluşumuna yol açan diferansiyel havalandırma odasının oluşmasıdır.

Gerilme Korozyonu Çatlaması

Gerilmeli korozyon çatlaması, metalin korozif ortam ve metal üzerine yerleştirilen çekme halkası sonucunda çatlamasını ifade eder. Çoğunlukla yüksek sıcaklıklarda oluşur.

Orta Tane Korozyonu

Taneler arası korozyon, metal alaşımının katılaşması sırasında oluşan tanecikleri ayıran tanecik sonunda safsızlıkların bulunması nedeniyle oluşur. Tane sınırlarında alaşımın tükenmesi veya zenginleşmesi yoluyla da oluşabilir.

Galvanik Korozyon

Elektrokimyasal olarak farklı ve elektrolitik bir ortamda iki metal arasında elektriksel temas olduğunda galvanik korozyon meydana gelebilir. Bu metallerden birinin bir eklem veya bağlantı noktasında bozunmasını ifade eder. Bu tip korozyona iyi bir örnek, tuzlu su ortamında bakırın çelikle temas halinde bozunmasıdır.

Çukurlaşma Korozyonu

Çukur korozyonu çok iddiasızdır ve bu nedenle tespit edilmesi zordur. En tehlikeli korozyon türlerinden biri olarak kabul edilir. Yerel bir noktada meydana gelir ve olağan metalik yüzeyle çevrelenmiş bir korozyon hücresinin oluşumuyla ilerler. Bu çukur oluştuktan sonra büyümeye devam eder ve çeşitli şekiller alabilir. Çukur, dikey taraftaki yüzeyden metale yavaşça nüfuz eder ve sonunda yapısal bozulmaya yol açar ve bunu kontrolsüz bırakır.

Üniforma Korozyon

Bu, metal yüzeye bir akışın atmosfer tarafından gerçekleştirildiği en yaygın korozyon şekli olarak kabul edilir. Korozyonun boyutu kolayca fark edilebilir. Bu tür korozyon, cihazın performansı üzerinde nispeten düşük bir etkiye sahiptir.

Metal Toz Alma

Metal tozu, hassas ekipman, sentez gazı da dahil olmak üzere yüksek karbon aktiviteleri olan belirli ortamlara maruz kaldığında ortaya çıkan, yıkıcı bir korozyon şeklidir.

Mikrobiyal Korozyon

Mikrobiyal korozyon, mikroorganizmaların neden olduğu bir korozyon türüdür. En yaygın olanları kemoototroflardır. Hem metalik hem de metalik olmayan malzemeler, oksijen varlığında veya yokluğunda bu korozyondan etkilenebilir.

Yüksek Sıcaklık Korozyonu

Oksijen, kükürt veya diğer bileşikler gibi gazlar içeren sıcak bir atmosfer nedeniyle metalin kimyasal bozunması meydana gelebilir. Bu bileşikler aletleri kolayca oksitleyebilir. Örneğin, otomobil motorlarında kullanılan malzemeler, aşındırıcı yanma artefaktları içeren bir atmosferden etkilenebilecekleri yüksek sıcaklıklarda uzun süre dayanmalıdır.

Büyük kayıpları önlemek için korozyonun önlenmesi son derece değerlidir. Gördüğümüz ve kullandığımız yapılar birden fazla metalden yapılmıştır. Buna köprüler, arabalar, makineler, pencere pervazları, kapılar, demiryolu hatları dahildir. Bu endişe verici bir bahis olsa da, metal nesnelerde korozyon hasarını yavaşlatmak veya önlemek için çeşitli işlemler kullanılır. Bu özellikle sık sık hava koşullarına, tuzlu suya, asitlere veya diğer düşmanca ortamlara maruz kalan malzemeler için yapılır.

Korozyonu önlemenin bilinen yollarından bazıları şunlardır:

• galvanizleme

• anodizasyon

• Pasivasyon

• Biyofilm kaplama

• Korozyon önleyici koruyucu kaplama

• Boyama ve yağlama

• Metal yüzeyin periyodik temizliği