Korozyon, metalin çevre ile etkileşiminin etkisi altında metal yüzeylerin kendiliğinden yok edilmesidir. Özellikle yüksek mekanik ve termal gerilimlerde kendini gösteren korozyon süreçleri çelik yapılara büyük zarar verir. Korozyon oranının doğru değerlendirilmesi, ürünün dayanıklılığının arttırılması anlamına gelir.
- Pas türlerinin sınıflandırılması
- Korozyon olaylarının oluşum ve gelişme mekanizmaları
- elektrolitik
- Asit varlığında
- Yüklerin varlığında
- Korozyon süreçlerini değerlendirme yöntemleri
- Korozyon işlemlerinin hızının belirlenmesi
- Metallerin korozyon testi uygulamaları
- Korozyonu azaltmanın yolları: mekanizma ve etkinlik
- Metal kaplama
- renklendirme
Pas türlerinin sınıflandırılması
Korozyon aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:
- Akışın tekdüzeliği ile. Çelik yüzeyde hasarlı noktaların veya ülserlerin ortaya çıkmasıyla karakterize edilen daha homojen, yüzey korozyonu (ürünün duvar kalınlığının aynı derecede azaldığı) ve düzensiz, odak korozyonu vardır.
- Eylem yönünde. Seçici korozyon, metal yapının sadece belirli bileşenlerinin etkilendiği ve belirli bir metali (bimetalik bileşikler için) tahrip eden temasın meydana geldiği durumlarda oluşur.
- Etkisinin ölçeği ile, bu tür korozyon tanecikler arası olarak bilinir, çeliğin tahıl sınırları boyunca yıkıcı bir şekilde hareket eder (kademeli olarak içeriye doğru yayılır) ve dökme, tüm yüzeyi aynı anda etkiler.
Sıcaklık ve nemdeki olumsuz değişikliklere / dalgalanmalara ek olarak, gerilme gerilmelerinin yanı sıra kimyasal olarak agresif bir ortamın ek olarak metalin temas yüzeyini etkilemesi durumunda korozyon yoğunluğu önemli ölçüde artar.
Bitişik kristalitler ve blokları arasındaki çatlama nedeniyle korozyon yoğunluğu birçok kez artar. Dış gerilme ve basınç gerilmeleri çelik üzerinde daha da agresiftir.
Korozyon olaylarının oluşum ve gelişme mekanizmaları
Çoğu çelik yüzey, belirli bir nemin yanı sıra suda, tuzların, asitlerin ve alkalilerin sulu çözeltilerinde çalıştığından, elektrolitik mekanizma pas görünümü için baskın mekanizmadır. Tek istisna, ısıtma cihazlarının metal yapılarında oluşan fırın korozyonudur: yüksek sıcaklık pas ölçeğinin oluşumu nedeniyle yüzey hasarı meydana gelir.
içeriğe ↑elektrolitik
Oksijen varlığında elektrolitik korozyon sırasında, demirin hidrasyon reaksiyonu, nihai ürünü demir oksit hidrat Fe (OH) 2 olan çelikte meydana gelir. Bu fenomene anot tipinin korozyonu denir. Ancak süreç burada bitmiyor. Demir oksit hidrat kararsız bir maddedir ve su (veya su buharı) varlığında, çeşitli demir oksitlere oldukça hızlı bir şekilde ayrışır:
- yüksek sıcaklıklarda, ağırlıklı olarak demir oksit FeO oluşur;
- odada veya biraz daha yüksekte - demir oksit Fe2O3;
- ara sıcaklıkta (+ 250 ... + 450 ° C sıcaklık aralığında) - manyetik demir oksit-oksit Fe3O4.
Her durumda, çelik paslanmanın yüzeyi, sadece bu fenomenin göstergeleri kırmızımsı kahverengi veya grimsi sarı olabilir.
içeriğe ↑
Asit varlığında
Oksijen içermeyen asitler, asidik çözeltiler veya sıvı ortamların varlığında biraz farklı bir pas oluşumu mekanizması oluşur. Burada çeliğin anodik çözünmesi, hidridlerin oluşumu ile oluşur - demir ve hidrojen bileşikleri. Ancak ikincisi kimyasal olarak kararsız maddelerdir, hava ve nemli bir ortamda hızla oksitlenirler ve aynı zamanda sadece daha gevşek olan pas oluştururlar. Demir hidridler, atmosferde veya ortamda kükürt bileşikleri bulunduğunda özellikle hızla ayrışırlar.
içeriğe ↑Yüklerin varlığında
Üçüncü şemaya göre, temas yüzeylerine harici yükler uygulandığında korozyon meydana gelir. Burada, iki geleneksel bileşene ek olarak, mutlaka üçüncü bir bileşen bulunur - yağlayıcı. Tüm organik bileşikler her zaman oksijen ve hidrojen içerdiğinden, yağlayıcının oksidasyonunun mekanokimyasal reaksiyonları temasta artan sıcaklıkla ortaya çıkmaya başlar. Bunlar, sürtünmeyi azaltmak yerine, kullanılmış ve kısmen imha edilmiş yağlayıcının, yüzeyi aktif olarak okside etmeye ve pas oluşturmaya başlamasıyla sonuçlanır.
Korozyon süreçlerini değerlendirme yöntemleri
Çeliğe göre korozyonun yoğunluğu, korozyon olayının doğasına bağlı olarak belirlenir. Genellikle yüzeydeki pasın görsel bir tespiti ile başlar.
Geleneksel bir mikroskop veya hatta bir büyüteç kullanarak, korozyon süreçlerinin yoğunluğu ve metal bir yüzeye verilen hasarın derecesi oldukça doğru bir şekilde değerlendirilebilir.
Korozyon göstergeleri denilen hasar, hasarın derecesi ile daha doğru bir şekilde belirlenir. Onların yardımıyla şunları öğrenebilirsiniz:
- korozyon nedeniyle kilo kaybı;
- parçanın veya yapının doğrusal boyutunda azalma;
- parçanın aşındırıcı bir ortamda kalma süresine bağlı olarak hasar yoğunluğu.
Pas varlığının kantitatif bir değerlendirmesine ek olarak, nitel bir de mümkündür. Göstergeleri çeliğin mikro yapısındaki değişikliklerdir. Böylece taneler arası veya seçici korozyon tespit edilir. Çok daha az sıklıkla, korozyon yoğunluğu ve oranı, metali çevreleyen ortamın kimyasal bileşimindeki bir değişiklik veya salınan hidrojen miktarı ile belirlenir.
Korozyon hızını etkileyen spesifik korozyon göstergeleri şunları içerir:
- İntegral korozyon özelliği. Çelik ürünün yıl içindeki kütle kaybının, pasın göründüğü yüzey alanına bölünmesiyle hesaplanır. Bu durumda, aşınmış çeliğin yüzeyi, üzerinde tek hasarlı noktaların bile bulunduğu bir yüzey olarak kabul edilir.
- Doğrusal korozyon. Parçanın yoğunluğuna ve yıl boyunca aşınan ürün katmanının kalınlığına bağlı olarak hesaplanır.
Kullanılacak en iyi değer nedir? Bir parçayı operasyondan önce ve sonra doğru bir şekilde tartmak veya bu parçanın çalıştığı çözeltinin kimyasal bileşimindeki değişiklikleri değerlendirmek mümkün ise, korozyon süreçlerinin entegre bir değerlendirmesi tercih edilir. Özellikle, temas gresinin performansı değerlendirilir. Parça yılda sadece birkaç kez kontrol edilirse veya korozyon olaylarının yoğunluğunun değerlendirilmesi derhal yapılmalıdır, ikinci parametreyi kullanmak daha iyidir.
içeriğe ↑
Korozyon işlemlerinin hızının belirlenmesi
Korozyon göstergeleri de olumsuz değişikliklerin yoğunluğunu belirlemeye yardımcı olur. Bunu yapmak için "metal korozyon oranı" kavramını kullanın. Zaman içinde değişen iki farklı özellik ile tahmin edilebilir.
Korozyon göstergeleri aşağıdaki niceliksel özelliklerle ayarlanabilir:
- aşınmış yüzeyin alanı ile;
- toplam kilo kaybı;
- yoğunluktaki değişikliklerle;
- parçanın veya yapının aşındırıcı bir ortamda olduğu gün (gün);
- kalınlığı azaltmak için.
Bu durumda, çelik korozyonun belirli bir süre boyunca doğasını değerlendirmek için nicel kriterler şunlar olabilir:
- alan üzerinde mutlak korozyon kaybı;
- ürünün doğrusal boyutlarının değiştirilmesi;
- doğrusal korozyon direnci;
- korozyon oranı;
- doğrusal korozyon oranı (yılda milimetre);
- toplam korozyon direnci veya dayanıklılığı.
Uygulamada, bir kriterin veya diğerinin uygulanması, metal yüzeyin korunması yöntemine bağlıdır. Boyanabilir hava koşullarına dayanıklı boyalarve koruyucu kaplamalarla metal kullanabilirsiniz. Korozyon eşit olarak devam ederse, korumanın etkinliği daha doğru bir şekilde değerlendirilebilir.
Ürünün farklı yerlerinde pas oluşum yoğunluğu farklıysa, en uygun koruma yöntemi sadece parça dış gerilme gerilmeleri ile yüklendiğinde seçilebilir. Daha sonra, zamanla, sadece yüzeyin görünümü değişmez, aynı zamanda bazı fiziksel özellikleri, özellikle termal iletkenlik ve elektrik direnci değişir.
içeriğe ↑Metallerin korozyon testi uygulamaları
Korozyon göstergeleri iklim faktörleridir - ortamın sıcaklığı, bileşimi ve bağıl nemi, dış yüklerin dağılımının doğası. Ayrıca, aydınlatmadaki değişiklikleri günün saatine, yağış miktarına, olası hava kirliliğine göre dikkate almak gerekir. Örneğin, kimyasal tesisler ve metalurjik tesislerin yakınındaki baca atık emisyonları alanlarında, SO2 yüzdesindeki keskin bir artışla birlikte, korozyon süreçleri keskin bir şekilde aktive edilir.
Korozyon aktivitesinin göstergeleri olarak, korozyonun zamana kantitatif bağımlılığını kullanabilirsiniz:
- Doğrusal - çoğu zaman bu, koruyucu bir kaplaması olmayan metal yüzeyler için tipiktir.
- Üstel olarak azalan - geleneksel metallerin ve alaşımların asit korozyonunda bulunur.
- Katlanarak artar - parçanın yüzeyinde koruyucu bir kaplama olduğunda.
Bu koşullar altında pas oluşumunun yoğunluğu azalır:
- düşük rüzgar hızı;
- bağıl nem göstergelerinde zamanla azalan döngüsel değişiklikler;
- aşındırıcı bir ortamın yüzey üzerindeki etkisinin doğası.
Zayıf bir rüzgar veya yokluğunda, çeliğin temas yüzeyini yıkayan akımı karıştırmak için herhangi bir koşul yoktur. Yıl boyunca düşük ve yüksek nemin uzun fazları ile bir yüzey pas filmi oluşturmak, şişmek ve ana metalden ayrılmak için zamana sahiptir. Yüzey kalınlığı azalacak, ancak korozyon süreçleri önce "başlamaya" zorlanıyor ve bu sadece zaman değil, aynı zamanda uygun koşullar da gerektiriyor - rüzgar veya havanın kimyasal bileşimindeki değişiklikler, her zaman böyle değil.
Nem, asit veya alkali, çeliğin yüzeyine damlacıklar şeklinde veya spreyle ulaşabilir. İlk yöntem, artan yağışlı alanlar için tipik, ikincisi ise parçanın veya metal yapının çalıştığı olumsuz ortamlar için tipiktir.
Korozyonu azaltmanın yolları: mekanizma ve etkinlik
Boyalı bir yüzeyin korozyon işlemlerine dayanma kabiliyeti, hangi korozyon mekanizmasının geçerli olduğuna bağlıdır. Örneğin, kimyasal olarak aktif bir ortama sürekli maruz kaldığında, metal ürünün dış yüzeyinin ve iç hacimlerinin potansiyel farkı önemli ölçüde değişir. Bu durumda, korozyon sürecini arttıran aşındırıcı akımlar oluşur (genellikle yeraltı boru hatlarındaki çelik boruların tahrip olmasına neden olan bir olgu). Burada boyama herhangi bir etki vermez, çünkü bir boya tabakası ile kaplı yüzeyin kimyasal bileşimi zamanla değişmez.
içeriğe ↑Metal kaplama
Yüzey, redoks işlemlerine göre negatif elektrolitik potansiyele sahip bir metalle kaplandığında başka bir konudur. Oksidatif reaksiyonların baskın olmasıyla, oksijen aktivitelerinde demirin “solundan” kalan alüminyum ve çinko metalleri içeren bir yüzey kaplaması uygulanarak çeliğin korunması daha etkilidir.
Bu tür işlemler - galvanizleme ve alüminize etme - oksitleyici bir ortamda bulunan çelik ünitelerin ve münferit parçaların korozyona karşı korunması uygulamasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu durumlarda boyama, yüzeyin dekoratif özelliklerini artırmak için doğada yardımcıdır.
İndirgeyici bir ortamda, demir hidridlerin oluşumu süreci, hidrojenin “sağında” bulunan metallerin yüzey kaplamalarının oluşturulmasıyla etkili bir şekilde bloke edilebilir: bu bakır ve tüm değerli metallerdir. Bakır kaplama, pratikte kullanılmasına rağmen, genellikle nispeten küçük yüzey alanları için yapılır, çünkü mali açıdan çok maliyetli bir süreçtir. Bu gibi durumlarda renklendirme uygulanabilir ve uygulanmalıdır.
içeriğe ↑renklendirme
Boyaların koruyucu rolü, bileşiminde her zaman korozyon inhibitörlerinin bulunmasıdır - zaman içinde ölçek oluşturma süreçlerinin hızını yavaşlatan bileşenler. İnhibitör maddelerin kimyasal formülleri, sonuç olarak pas görünümü durdurulacak şekilde tasarlanmıştır. Modern kaplama bileşimlerinin esnekliği, kaplamaların korozyon işlemlerinin başlangıcını provoke eden yüzey streslerine başarılı bir şekilde dayanmasına izin verir.
Boyanın antikorozif özellikleri, boyanmış yüzeyin mevsimden bağımsız olarak nem ve sıcaklıktaki değişikliklere dayanma kabiliyetini artıran organosilikon polimerleri içerdikleri takdirde artar. Bununla birlikte, bu tür boyaların iki önemli dezavantajı vardır:
- zehirli;
- elektrolitik korozyon mekanizması koşullarında etkisiz.
Böylece, doğru seçilmiş renklendirme bileşikleri korozyon işlemlerini oldukça etkili bir şekilde bloke edebilir. Bunu yapmak için, korozyon inhibitörleri içermeli, yeterli elastikiyete ve mekanik mukavemete sahip olmalı, zamanla hafifçe değişmelidir.
