Korozyon nedir? Korozyon türleri nelerdir?

Korozyon nedir?

Malzemelerin (genellikle metalik özellikte olan malzemeler) bulundukları ortam ile girdikleri elektrokimyasal reaksiyonlar neticesinde yapısında meydana gelen istenmeyen değişiklikler korozyon olarak isimlendirilir. Birçok farklı türde korozyon çeşidi vardır. Çukur korozyonu, çatlak korozyonu, üniform korozyon, tanecikler arası korozyon bunlardan bazılarıdır.

Korozyonun meydana geldiği ortamlar genel olarak nemli hava, tuzlu su, asidik veya bazik ortam, alkalin ortam ve kirli havadır. Korozyonun gerçekleşmesi için şu dördü mutlaka bulunması gerekir; anot, katot, elektrolit (iletken çözelti) ve metalik iletim yolu. Metal, anotta oksitlenerek metal iyonları elektrolite geçerke, katotta oksijen indirgenir. Metal iyonlarının oksidasyonu sonucunda oluşan elektronlar metal iletken ile katota transfer olur. Bunun sonucunda indirgenme tepkimesi oluşur.

Korozyon türleri nelerdir?

1. Üniform korozyon (Genel korozyon)

Bir metalin yüzeyinde meydana gelen korozyon ve korozyon sonrasında bozunmanın yüzeyde belirli bir düzenle homojen bir şekilde dağılımı olarak tanımlanır. Çeliklerin ve dökme demirlerin atmosfere açık ortamlarda havaya, suya veya toprağa temas etmesi halinde yüzeylerinde üniform korozyon oluşur ve homojen dağılımlı yüzey paslanması gözlemlenir. Aşağıdaki görselde çelik yapıda pas şeklinde meydana gelen üniform korozyon tipini inceleyebilirsiniz. Alüminyum veya alaşımlarında genellikle bu tip bir korozyon tipi görülmez.

Çelik yapıda oluşan üniform korozyon örneği

2. Çukur korozyonu

Bölgesel bir korozyon türü olan çukur korozyonu, genel olarak yüzeyinde aktif olmayan koruyucu bir tabakaya sahip malzemelerde rastlanır. Ortamda bulunan iyonlar ya da yüzeydeki tabakada meydana gelen bir hasar, bu bölgenin nispeten daha anodik olmasına ve çevresiyle galvanik ikili oluşturmasına neden olur ve neticede korozyon malzemenin iç tarafına doğru ilerler. Çukur korozyonunu 5 durum tetikler. Bunlardan ilki asidik ortamlardaki agresif iyonlardır. Bu durumda yüzeydeki tabakanın kararlı olduğu potansiyel değerlerinde korozyon oluşur. İkinci durumda ise yüksek sıcaklık ve çok korozif bir ortamda, oksijen oluşumunun potansiyel değerlerine yakın yerlerde korozyon gerçekleşmesidir. Yine aktif-pasif geçiş bölgelerinde oksit tabakası gider ve bölgesel çukur korozyonu meydana gelir. Bir diğer durumda ise korozyon, yüzeyde aktiften pasife geçiş bölgelerinde meydana gelir. Fakat bu türde çukur korozyonu genellikle üniform korozyona dönüşür. Son durum ise aktif polarizasyona tabi tutulduğunda yüzeyde bir ayrışma bulunması durumudur. Bu durumda da çoğunlukla çukur korozyonunun yerini üniform korozyon alır. Alüminyum ve alaşımlarında en çok rastlanan korozyon tipidir ve son derece tehlikeli sonuçlar doğurabilmektedir.

Çukur korozyonu

3. Seçimli korozyon

Alaşım içerisinde yer alan bir elementin ya da metalin korozyona uğraması ve öncelikle alaşımdan uzaklaşmasına sebebiyet veren korozyon türü seçimli korozyon olarak isimlendirilir. En çok pirinç alaşımında rastlanır ve alaşım içerisinde bulunan çinkoyu bakırdan önce korozyona uğratarak alaşımdan uzaklaştırır. Pirinçten çinkonun uzaklaşması ile alaşımda kalan bakır metali gözenekli bir yapıda kalır ve başlangıçtaki pirinç alaşımının mekanik dayanımından çok düşük bir halde olur. Aşağıdaki örnek görselde pirinç vana üzerinde oluşan dezinkifikasyon, yani çinkonun yüzeyden, alaşımdan uzaklaşması gösterilmiştir.

Pirinç vanada oluşan seçici korozyon sonucunda çinkonun alaşımdan uzaklaşması (dezincification)

4. Galvanik korozyon

Birbiriyle etkileşime giren ve birbirinden farklı standart elektrot potansiyeline sahip olan malzemelerde zamanla aynı ortamda yer alması neticesinde oluşan korozyon türüne galvanik korozyon adı verilir. Aktif olan ve standart elektrot potansiyeli düşük değerde olan metal anot olarak korozyona daha fazla uğrarken, pasif olan ve standart elektrot potansiyeli yüksek değerde olan metal korozyona daha az uğrar. Ortamda bulunacak sıvı veya nem elektrolit görevi görerek galvanik bir korozyon hücresi meydana gelmesine neden olacaktır. Örnek olarak, deniz suyu ile temas halinde bulunan paslanmaz çelik ve sac malzeme metalik çiftlerinde bağlantı kısımlarında galvanik korozyon meydana gelir. Tuzlu suda yer alan klor elementi galvanik ile galvanik hücre oluşumu hız kazanır. Alüminyum ve pirinç malzemelerin paslanmaz çelikle teması sonrasında meydana gelen korozyon galvanik korozyona örnek olarak aşağıdaki görselde verilmiştir.

Alüminyum ve pirinç plakalarda paslanmaz çeliğin yüksek pasifliği nedeniyle oluşan galvanik korozyon

Galvanik korozyonu oluşumunu engellemek için standart elektrot potansiyelinde birbirine en uzak konumda olan metallerin temas etmemesi sağlanmalıdır. Bir başka ifadeyle standart elektrot potansiyeli birbirine yakın olan metallerin temas etmesine izin verilerek galvanik korozyon oluşumu geciktirilmelidir. Ayrıca temas eden metaller arasında elektrik iletimini engellemek veya standart elektrot potansiyeli yüksek olan pasif metalin yüzeyini boyamak alınabilecek önlemlerden biridir.

5. Tane sınırları korozyonu

Metal malzemelerin kristal yapısındaki taneciklerin sınır çizgilerin boyunca oluşan korozyon tane sınırları korozyon olarak isimlendirilir. Aşağıdaki şekilde tane sınırları korozyonunun 2024-T6 alüminyum alaşımında oluşumu gösterilmiştir. Bu korozyon türü genellikle ergiyik metalin katılaşması veya metale ısıl işlem uygulanması söz konusu olduğunda gerçekleşir ve tane sınırlarında gözle görülür bir ayrışma oluşur. Teneler arası korozyona en yaygın iki örnek, ısıl işleme veya kaynağa maruz kalan paslanmaz çelikler ve demir ihtiva eden alüminyum alaşımlarıdır. İçeriğinde bulunan karbon ile kromun tepkimeye girmesi neticesi oluşan krom karbür bileşiği, çeliğin taneler arasında korozyona dirençsiz zayıf bölgeler oluşmasına sebep olur. Yine, alüminyumun içinde bulunan düşük çözünürlükteki demir elementi de tanecik sınırlarında birikerek bu bölgelerin korozyona olan direncinidüşürür. Verdiğimiz iki örneğimizde de sonuç olarak taneler arası korozyon meydana gelmektedir. Dolayısıyla bu tip korozyon endüstride paslanmaz çelik ve alüminyum kullanımının sık olduğu alanlarda önemli bir sorundur.

2024-T6 alüminyum alaşımında oluşan tane sınırları korozyonunun yan kesitten optik mikroskop ile görüntüsü

6. Erozyon korozyonu

İçerisinde korozif özellik gösteren akışkan madde taşıyan metal malzemelerin iç yüzeylerinde akış yönünün tersindeki metal yapısında gözlenen homojensizlikler sonucunda metalin yüzeyinde korozyonun yanı sıra erozyon da oluşur. Hem kimyasal bir etkileşim hem de mekanik aşınmanın sebep olduğu bu korozyon türü erozyon korozyonu olarak isimlendirilir. Boru kullanılarak yapılan taşıma sistemlerinde sıklıkla karşılaşılan bu korozyon türü, korozyon ürünleri çözelti tarafından devamlı olarak ortamdan uzaklaştırıldığı için çok hızlıdır. Akışkan maddenin türü ve hızı da erozyonlu korozyonun hızını büyük ölçüde etkilemektedir. Bu sebeple akışkan hızı azaltılarak, sıvıda çökeltme yapılarak veya metal katodik korunarak büyük oranda engellenebilir.

Erozyon korozyonunun boru iç yüzeyinde görünümü

7. Aralık korozyonu

Aralık korozyonu, metalin yüzeyindeki yarıklar ve aralıklar içinde yüksek korozif ortamda oluşan şiddetli bölgesel korozyondur. Yüzeydeki söz konusu aralık sıvıyı içine alabilecek kadar geniş fakat akıp gitmesini önleyecek kadar dar olmalıdır. Çözelti aralığın veya çatlağın içinde sabit kaldığından dolayı oksijen geçişini engeller. Dolayısıyla oksijen alamayan bu bölgeler anot, çatlağın çevresindeki diğer bölgeler katot görevi görür. Bu korozyon türü özellikle korozyon direncini artıran oksit tabaka veya pasif katmana bağlı metal alaşımlarında gözlemlenmektedir.