KOROZYON VE KOROZYONDAN KORUNMA

1. GİRİŞ

Korozyon metallerde görülen bir yüzey olayıdır. Diğer bir anlamda korozyon, önlenmesi oldukça zor olan doğal bir olaydır. Fakat bazı çözümlerle belirli oranlarda yavaşlatılabilir. Korozyon; malzeme yüzeyinden başlayan ve malzeme derinliklerine doğru kimyasal ve elektrokimyasal bir reaksiyonla tesir oluşturarak bir malzemenin değişikliğe uğraması ya da aşınması olayıdır. Korozyon olayı, metallerin üretim işleminin ters yönlüsüdür. Tabiatta soy metaller hariç, metallere arık olarak rastlanmaz. Bir çoğuna oksit, sülfür ya da karbonat şeklinde maden cevheri biçiminde rastlanır. Bunlardan enerji verilmek suretiyle teknik yöntemlerle arık metaller elde edilir. Bu durumdaki her metal, tekrar ilk madensel cevher şekline dönme şartını arar ve belli şartlarda da bu durumlarına geçer. Bu reaksiyona korozyon adı verilir. Kontak potansiyeli farklı olan iki metal arasında nemli bir ortam olduğu zaman meydana gelen elektroliz olayından doğan çok süratli bir aşınma (korozyon) tipi, elektrokimyasal korozyondur. Demir – Bakır, Alüminyum Bakır, Alüminyum – Paslanmaz Çelik, korozyonunu önlemek çok zordur.

Bu nedenle korozyondan korunmak veya korozyonu önlemek için; uygun metal seçimi, uygun konstrüksiyon ve daha sonra yüzey kaplaması, boyama, kurutma uygulamaları, katodik ve anodik koruma yöntemleri vb. birtakım yöntemler uygulanmaktadır. Diğer taraftan koruma yöntemlerinin seçiminde uygulanan sistem ile çevre parametreleri arasında ilişki bulunmaktadır.

Bu araştırmada tarım alet ve makinalarında meydana gelen korozyon ve korozyonun önlenme yöntemleri açıklanmaya çalışılmıştır.

Geniş bir çerçeve içerisinde bakıldığında tarım alet ve makinalarının birçok çevresel faktörün etkisi altında kaldığı ve bu faktörlerin çoğunun alet ve makinaların verimliliğini sınırladığı görülmektedir. Temelde bu etkileşim sadece tarım alet ve makinalarının çalışmaları üzerinde değil, yapıyı oluşturan malzemelerin üzerinde kendini daha açık olarak göstermekte, malzemenin ekonomik ömür süresinde azalmaya neden olmaktadır.

Diğer taraftan malzeme kaynaklarının doğa ortamında kıt oluşu bu malzemelerin ekonomik açıdan en uzun süre içerisinde kullanılmasını zorunlu hale getirmektedir. Her ne kadar bazı malzemelerin geri dönüşümleri ile tekrar geri kazanılması söz konusu olsa bile bunun bir maliyet getirdiği gerçeği sonucu malzemelerin bulundukları ortamlarda, ortam etkileşim faktörlerinden en az etkilenecek şekilde korumaya yönelik çalışmaların hız kazanmasına yol açılmaktadır.

Bilindiği gibi tarım alet ve makinaları gerek yapısal, gerek çalışma ortamları açısından genel makinalardan ayrılmasına karşın, özde yapı malzemeleri açısından aralarında pek fark bulunmamaktadır. Genel makina kullanım alanlarından farklı olarak özellikle bulundukları ve çalıştırıldıkları ortamlarda tarım alet ve makinalarının sürekli korozif etki içinde oldukları bilinen bir gerçektir.

Özellikle toprak, bitki ve atmosferin korozif etkiye neden olacak unsurları tarım alet ve makinalarında kendini hissettirmekte, bu alet ve makinaların kullanım ömürlerinin azalması yönünde etkili olmaktadır. Hatta tarım alet ve makinalarında kullanılan malzemelerin özellikle çevresel faktörlerin yoğun etkisi göz önüne alındığında daha dayanıklı ve ekonomik olma zorunluluğu bulunmaktadır. Bu malzemeler genel olarak incelediğinde büyük bir çoğunluğunun metalik malzemeler olduğu görülebilir.

Korozyon aslında bir yüzey olayıdır. Tarım alet ve makinalarında kullanılan özellikle metalik malzemelerde korozyon; gerek bulunduğu ortamlar ve gerekse temasta bulundukları özellikle kimyasal maddeler (gübre, ilaç vb etkisi ile) girdikleri elektro kimyasal reaksiyonlar sonucunda oluşmaktadır. Korozyon önlenmediği takdirde malzemenin bozulması ve işlevini yitirmesi kaçınılmazdır. Buna ek olarak ekonomik olarak da kayba neden olur. Temelde korozyon kayıplarının büyük bir kısmı, korozyona bağlı olarak ortaya çıkan ve çoğu zaman bedeli belirlenemeyen dolaylı kayıplardır. Bunlar;

  1. İşletme kesikliliği,
  2. Ürün kaybı,
  3. Ürün kirlenmesi,
  4. Aşırı önlemler,
  5. Kaplama masraflarıdır.

Özde büyük zararlara yol açan korozyonu tamamen önlemek mümkün görülmemekle birlikte en aza indirebilmek için kontrol edilmesi yolları mutlaka araştırılmalıdır. Korozyon açısından bir parça ya da sistemin ekonomik kullanım ömrü boyunca üç önemli aşama söz konusu olup bunlar; tasarım, üretim ve kullanım aşamasıdır. Her aşamadaki kontrol parametrelerinin biri ya da birkaçında birden, bir eksiklik ya da hata meydana gelmesi büyük olasılıkla parçaların erken hasarına yol açacaktır.

Tarım alet ve makinaları toz, toprak, yağmur, çamur ve güneş altında çalışan makinalar olması nedeniyle her ne kadar dış etkilere karşı gerekli konstrüktif çözümler uygulanmış olsa bile kullanım hatası olmadan bünyesinde bulunan malzemelerin korozyona uğraması doğaldır. Korozyon sadece malzemenin yıpranması değil aynı zamanda aşınma hızının artmasına da neden olmaktadır. Genel olarak bakıldığında tarım alet ve makinalarının çalışma ortamında korozyona dayanıklı malzemeler bulmak mümkünse de çoğu bu amaçla kullanılamayacak kadar pahalıdır.

Öte yandan tarım alet ve makinaları bünyelerinde yukarıda sözü edilen yöntemler, alet ve makinaların parçalarının kullanım yerine bağlı olarak uygulanmaktadır. Ancak ülkemizdeki tarım alet ve makinaları imalatçılarının genel yapıları dikkate alındığında bu sözü edilen işlemlerin sağlıklı olacak şekilde uygulanmadığı da bir gerçektir. Özellikle son yıllarda yurt dışından getirilen tarım alet ve makinalarında yüzey işlemlerine önem verilmesi, kalite faktörünün ön plana alınması yerli imalatçıların da artık rekabet edebilmeleri için yüzey işlemlerine önem vermeleri konusunda itici bir etken olmuştur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. KOROZYONUN ÖNEMİ, TANIMI VE MEYDANA GELİŞİ

2.1. Korozyonun Önemi

    Korozyon metalik malzemelerin uğradığı bir hasar, bir zarardır. Ekonomik açıdan her ülkenin büyük kayıplara uğramasına neden olur. Bunun dışında korozyon nedeni ile uğranılan zararları kısaca şu şekilde özetleyebiliriz:

a)Korozyon her şeyden önce insan hayatını ve sağlığını zarara sokan bir olaydır.

Bilindiği gibi bakırın korozyon ürünlerinin insan sağlığı için çok zararlı olması nedeni ile bakır kaplar yüzyıllarca kalayla kaplanarak kullanılmışlardır. Uçaklarda bazı parçaların korozyon nedeni ile kırılması (korozyonlu yorulma, gerilimli korozyon çatlaması gibi nedenlerle ) uçağın düşmesine ve can kaybına neden olabilmektedir.

    b) Korozyon dünyadaki sınırlı metal kaynaklarının en önemli israf nedenidir.

    Her yıl üretilen metalik malzemelerin yıl sonunda yaklaşık 1/3′ü korozyon nedeni ile kullanılmaz hale gelir. Devre dışı kalan metalik malzemeler hurda olarak kısmen değerlendirilebilse de 1/3′ü bir daha geri kazanılamamak üzere kaybedilir, yani tabiata geri döner. Bu ise yıllık metalik malzeme üretiminin 1/10′unun, korozyon nedeni ile, bir daha geri kazanılamamak koşulu ile kaybı demektir.

    c) Korozyon neden ile “malzeme” kaybı yanında “sermaye – emek –enerji ve bilgi” de kaybolur.

    Metalik malzemenin üretimi “sermaye – emek – enerji ve bilgi”gerektirir. Korozyon nedeni ile kullanılmaz hale gelmeleri bu nedenle ilave kayıplara neden olur.

    d) Korozyon ortamı kirletir ve ayrıca kirli ortam metal korozyonunu hızlandırır.

Metal malzemelerin tabiata geri dönen kısmı ortamı kirletir. Kirli ortam ise korozyonu hızlandırır. Örneğin, metalik safsızlıklarla kirli iletkenlik ve dolayısıyla korozyon artar. Bakır iyonu içeren sular, dökme demir veya alüminyum yüzeyle temas edince bakır metalik hale döner ve metali (dökme demir veya alüminyum) çözer; ayrıca açığa çıktığı bölgelerde korozyonu hızlandırır, delikler, oyuklar oluşmasına neden olur.

Metal kaybı yeni metal üretimini ve dolayısıyla ilave çevre kirlenmesine neden olarak atmosferin ve suyun kirliliğini artırır. Kirli ortamda ise metaller hızla korozyona uğrarlar.

    e) Korozyon olarak nitelendirilebilecek çözünmeler teknolojinin gelişimi ile daha aşağı sınırlara çekilmektedir.

Örneğin, ilaç endüstrisi veya atom santrallerinde “korozyon” olarak nitelendirilebilecek metal çözünmesi ile atmosfer koşullarında bir çelik yapının korozyonu arasında çok büyük farklar vardır. Atmosferik koşullarda milimetrenin kesirli düzeyindeki korozyon nedeni ile uğranılan kalınlık azalmaları normal kabul edilirken bir atom santralinde soğutma suyunun içinden geçtiği burularda bu denli kalınlık azalması kabul edilemez bir boyuttur (GÜVEN, 2002).

2.2. Korozyonun Tanımı

Metallerin hemen hemen hepsi doğada bileşik halinde bulunurlar. Bu bileşiklerden; ilave malzeme, enerji, emek ve bilgi kullanmak suretiyle metal veya alaşım üretilir. Üretilen metal ve alaşımların ise tekrar kararlı durumları olan bileşik haline dönme eğilimleri yüksektir. Bu nedenle, metaller içinde bulundukları ortamın elemanları ile reaksiyona girerek önce iyonik duruma, sonra da ortamdaki başka elementlerle birleşerek bileşik haline dönmeye çalışırlar. Böylece, kimyasal değişime veya bozunuma uğrarlar. Sonuçta, metallerin fiziksel, kimyasal, mekanik ve elektriksel özelliklerinde istenmeyen bazı değişiklikler meydana gelir ve bu değişiklikler bazı zararlara yol açar. Hem metal malzemelerin bozunma reaksiyonuna hem de bu reaksiyonun neden olduğu zarara korozyon adı verilir. Genel anlamda ise; ortamın kimyasal ve elektrokimyasal etkilerinden dolayı metalik malzemelerde meydana gelen hasara korozyon denir.

Korozyon, esasında metalik malzemelerin içinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri sonucunda, dışarıdan enerji vermeye gerek olmadan, doğal olarak meydana gelir. İçinde su bulunan ortamlarda meydana gelen korozyona “sulu ortam korozyonu” denir. Atmosferde, toprak altında, su içinde veya her türlü sulu kimyasal madde içerisinde meydana gelen korozyon buna örnek olarak gösterilebilir. Yüksek sıcaklıklarda gaz ortamlarında metalik malzemelerde meydana gelen korozyona ise “kuru veya yüksek sıcaklık korozyonu” denir. Kazanların alevle veya sıcak gazlarla temas eden bölgelerinde meydana gelen korozyon da bu tip korozyona örnek olarak verilebilir.

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 (GSMG) yaklaşık % 5′
i düzeyindedir. Bu değer ciddi bir ekonomik kayıp demektir. Korozyon, metalik malzeme kullanılan her alanda meydana gelen doğal bir olaydır. Korozyon maddi kayıplardan başka, çevre kirliliğine de yol açar. Bu nedenle, korozyon ve korozyonu önleme ilkelerinin metal malzeme kullanan her kesim ve özellikle teknik elemanlar tarafından bilinerek uygulanmasında büyük yararlar vardır. Korozyonu önleme yöntemlerini doğru uygulamak suretiyle korozyon kayıpları %20 ile 40 arasında azaltılabilir.

2.2.1. Korozyon Hücresi

Yalnız sulu ortamdaki metallerin yüzeyinde değil, atmosfere maruz kalan veya toprak altında bulunan metallerin yüzeyinde de her zaman su veya değişik kalınlıkta su filmi bulunur. Hava ve onun bir bileşeni olan oksijen gazı, atmosferle temas eden her çeşit su içerisinde belirli oranlarda çözünür. Su içinde çözünen oksijen gazı metal yüzeyinde redüklenerek, yani elektron alarak iyonik hale dönmeye meyleder. Eğer redüksiyon için gerekli elektronlar metal tarafından sağlanırsa, elektronlarını oksijene vererek oksitlenen metalin atomları sulu iyon haline geçer ve böylece metal kimyasal değişime uğrar.

Sulu ortamlarda elektron verme (oksidasyon) ve elektron alma (redüksiyon) şeklinde meydana gelen reaksiyonlara “elekrokimyasal reaksiyonlar” denir. Su içinde, atmosferde ve toprak altında meydana gelen bütün korozyon reaksiyonları elektrokimyasal reaksiyonlardır. Korozyon olayı Şekil 1′de görülen korozyon hücresi yardımıyla daha iyi açıklanabilir. Korozyonun meydana gelebilmesi için, korozyon hücresi çevriminin kesintisiz çalışması gerekir. Yani anottaki kimyasal değişim sonucunda meydana gelen metal iyonlarının çözeltiye geçmesi sırasında açığa çıkan elektronlar, elektronik iletken vasıtasıyla katoda taşınırlar. Metallerde elektron hareketi ile elektrik akımının yönü birbirine terstir. Akım, birim zamanda hareket eden elektronların bir ölçüsü olduğu için aynı zamanda anotta meydana gelen kimyasal değişimin de miktarını gösterir. Katot yüzeyinde harcanan elektronlar, oksijenin (O2) hidroksil (OH) iyonu haline dönüşmesine neden olur. İyonların sulu çözelti içerisindeki hareketi sayesinde anot ile katot arasında elektrik akımı meydana gelir. Pozitif yüklü iyonlar katoda, negatif yüklü iyonlarda anoda giderler. Böylece, hücre çevrimi tamamlanmış olur.

 

Şekil 1. Korozyon hücresi

 

Korozyon hücresinden geçen akıma “korozyon akımı” denir. Korozyon hücresinde anot reaksiyonunun, yani korozyon hızı ile katot reaksiyonunun hızı birbirine eşittir. Sulu ortamda redüklenecek, yani elektron harcayacak madde yoksa korozyon da meydana gelmez. Çünkü anotta açığa çıkan elektronlar harcanamaz. Başka bir değişle; katodik olay yoksa, anodik reaksiyon yani korozyon da olmaz. Ayrıca;

a) Anot ile katot bölgeleri arasında elektronik bağın olmaması, yani elektronların taşınamaması,

b) Anot ile çözelti veya katot ile çözelti arasındaki temasın engellenmesi,

c) Sistemde sulu iletkenin bulunmaması durumlarında da korozyon meydana gelmez.

Korozyon hızı veya metalin çözünmesi, karşıt reaksiyonun yani redüksiyon reaksiyonunun hızı ile orantılıdır. Çözelti içinde redüklenecek madde miktarı düşük ise korozyon hızının artma tehlikesi yoktur. Örneğin; deniz suyunda metallerde meydana gelen korozyon çözünmüş oksijen oranı ile orantılıdır, dolayısıyla deniz suyundaki korozyon hızı metalin cinsine göre pek fazla değişmez.

Korozyona neden olan en önemli katodik etken, sulu ortamda çözünmüş oksijen gazının redüksiyonudur. Bunu hidrojen iyonunun redüksiyonu izler. Asit ortamlarındaki hidrojen iyonu oranı, çözünmüş
oksijen iyonu oranından çok daha fazladır. Bu nedenle asidik çözeltilerdeki hidrojen iyonu redüksiyonu önemli bir katodik olaydır. Ayrıca, sulu çözeltilerde redüklenebilen diğer iyonlar da katodik reaksiyona neden olabilirler.

Korozyon olayında çözünmenin meydana geldiği bölge (anot) ile redüksiyonun meydana geldiği bölge (katot) birbirinden ayrı ise metalin yalnız anot bölgesi çözünür. Bu durumda bölgesel veya tercihli korozyon meydana gelir. Bu tür korozyonun meydana geldiği korozyon hücresine makrokorozyon hücresi denir. Uygulamada karşılaşılan korozyon hücrelerinin büyük bir kısmı makrokorozyon hücresi, korozyonun şekli de bölgesel korozyondur.

Bazı durumlarda, metal yüzeyinde atom boyutundaki bir nokta, anot veya katot olarak davranabilir. Sonuçta, metalin yüzeyi homojen olarak çözünür. Herhangi bir zamanda anot-katot ve diğer elemanlardan oluşan korozyon hücresi tanımlanabilir. Bu tip korozyonun meydana geldiği korozyon hücresine mikrokorozyon hücresi denir. Örneğin; çinko, asit çözeltisinde bu şekilde homojen olarak çözünür. Katot reaksiyonu; hidrojen iyonunun redüklenmesi ve hidrojen gazının çıkışı (2H+ + 2e-
® H2) şeklinde meydana gelir.

2.3. Korozyonun Meydana Gelişi

Korozyon birbiri ile elektriksel ve elektrolitik teması olan ve aralarında potansiyel farkı oluşan iki metalik bölge veya nokta arasında meydana gelir. Bu bölge veya noktalardan potansiyel bakımından daha asil olanın yüzeyinde katodik reaksiyon meydana gelir, daha aktif olan diğer bölge veya nokta ise çözünür. Potansiyel farkının oluşum nedenleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

    a) Metal veya alaşımın yapısal, kimyasal, mekanik veya ısıl farklılıklar gösteren bölgeleri arasında potansiyel farkı oluşabilir.

b) Farklı iki metal veya a1aşımın birbirine temas etmesi nedeniyle potansiyel farkı oluşabilir.

    c) Ortamın katodik olarak redüklenebilen bileşenlerinin, metalin değişik bölgelerinde farklı oranlarda bulunması potansiyel farkı o1uşturabilir.

Şimdi demirde korozyonun meydana gelişini açıklamaya çalışalım. Sıradan bir demir parçası hidroklorik asit (HCl) çözeltisi içerisine daldırıldığında hidrojen kabarcıklarının oluştuğu görülür. Demirde bulunan enklüzyonlar, yüzey pürüzlülüğü, yerel gerilmeler, tane yönlenmesi veya ortamda meydana gelen değişimler nedeniyle demir parçasının yüzeyinde çok sayıda anot ve katot bölgeleri oluşur. Anot bölgesindeki pozitif yüklü demir atomları parçanın yüzeyinden ayrılarak pozitif iyonlar halinde sıvı çözeltiye geçerken, negatif yüklü elektronlar metal (demir) içinde kalırlar. Söz
konusu elektronlar, çözeltiden metal yüzeyine ulaşan pozitif hidrojen iyonlarını karşılayarak onları nötrleştirirler. Nötr hale gelen bazı atomların bir araya gelmeleri sonucunda hidrojen gazı oluşur. Bu işlem devam ettikçe, demir anot bölgesinde oksitlenir ve korozyona uğrar. Parçanın katot olan bölgeleri ise hidrojenle kaplanır. Çözünen metal miktarı, uygulanan gerilim ile metalin direncine bağlı olan hareketli elektron sayısı veya akım şiddeti ile doğru orantılıdır.

Korozyonun devam edebilmesi için anot ve katotdaki korozyon ürünlerinin giderilmesi gerekir. Bazı durumlarda, hidrojen gazı katotda çok yavaş birikir ve metal yüzeyinde oluşan hidrojen tabakası korozyon reaksiyonunu yavaşlatır. Bu olay katodik polorizasyon olarak bilinir.

Bununla birlikte elektrolitte çözünen oksijen, metal yüzeyinde biriken hidrojenle tepkimeye girerek su oluşturur ve böylece korozyonun devam etmesi sağlanır. Demir ve su için film giderme hızı katoda temas eden suda çözünmüş oksijenin etkin konsantrasyonuna bağlıdır. Sözü
edilen etkin konsantrasyon değeri; havalandırma derecesi, hareket miktarı, sıcaklık ve çözünmüş tuzların bulunup bulunmaması gibi etkenlere bağlıdır.

    

Şekil 2. Demirin paslanmasında demir hidroksit oluşumu

 

Anot ve katotta meydana gelen reaksiyon ürünlerinin zaman zaman karşılaşıp, yeni reaksiyonlara girmeleri sonucunda gözle görülebilir pek çok korozyon ürünü oluşabilir. Örneğin; su içerisindeki demirde katodik reaksiyon sonucunda oluşan hidroksil iyonları elektrolit içerisinde anoda doğru hareket ederken, ters yönde hareket eden demir iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu iyonlar birleşerek, demir (II) hidroksit [Fe(OH)2] o1uşturur1ar, (Şekil 2).

Oluşan demir(II) hidroksit hemen çözelti içerisindeki oksijenle birleşerek, demir pası olarak adlandırılan demir (III) hidroksit oluşturur. Bu pas; çözeltinin alkalitesine, oksijen oranına ve karıştırılmasına göre ya demir yüzeyinden uzakta, ya da korozyonun daha da ilerlemesini önleyecek uzaklıktaki bir konumda oluşur.

Demirin korozyonunda, hücre reaksiyonunu oluşturan anodik ve katodik reaksiyonlar aşağıdaki gibi yazılabilir:

 

Fe ® Fe2+ + 4e‾         : Anodik reaksiyon

O2 + 2H2O + 4e
® 4OH‾         : Katodik reaksiyon

O2 + 2Fe + 2H2O ® 2Fe2+ + 4OH‾     : Hücre reaksiyonu

 

Hücre reaksiyonunun sol tarafında yer alan bileşenlerin enerjisi veya serbest enerjileri toplamı (∆Gsol), sağ tarafındakilerin enerjisinden (∆Gsağ) fazla ise reaksiyon soldan sağa kendiliğinden gelişir ve sonuçta demir çözünerek, oksijen redüklenir. Bu olay, suyun yüksekten alçağa veya ısının sıcaktan soğuğa doğru doğal akışına benzer biçimde meydana gelir.

Hücre reaksiyonunun iki tarafı arasındaki enerji farkı korozyon hücresinin enerjisini verir ve bu enerjinin değeri negatiftir. Bu durum, aşağıdaki formül yardımıyla gösterilebilir.

 

∆ Gkor = ∆ Gsağ - ∆ Gsol (∆ Gsol > ∆ Gsağ)

 

Enerji farkı ( ∆Ehücre ) ;

 

– ∆ Gkor

∆Ehücre = —————— şeklinde yazılabilir.

N . F

Bu bağıntıdaki (n) korozyon hücresinde alınıp verilen elektron sayısını gösterir. (F) ise Faraday sabitidir.

Korozyon hücresine ait enerjinin veya hücre potansiyelinin bir kısmı anodik reaksiyonun, bir kısmı katodik reaksiyonun belirli bir hızla gelişmesi için, bir bölümü de sistemin direncini yenmek için harcanır. Sistemin direnci ne kadar yüksek ise harcanacak enerji de o kadar fazla olur ve toplam enerjiden anodik ve katodik reaksiyonlara harcanan pay da azalır, yani korozyon yavaşlar. Korozyon hızının bu şekilde azaltılması, uygulamada yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. (SAVAŞKAN, 1990)

    “Kimyasal Maddelerle Temaslı Metal Yüzeylerde Korozyonun İncelenmesi” amacıyla yapılan bir denemede; (AKDOĞAN, A.; EKER, B., 2002) tarımsal amaçla kullanılan tarım alet ve
makinaları gerek çalışma ortamları gerekse kullandıkları materyallerin (gübre, ilaç, vb.)
özelliklerine bakıldığında çoğunun korozif etki yapacak özellikler içerdiği görülebilir. Çünkü çoğu tarımsal girdi materyallerinde kimyasal yapılar ön
plana çıkmaktadır. Bir de kullanılan alet ve makinaların korumadan uzak ortamlarda bulundurulmaları da göz önüne alındığında korozyon açısından saldırgan maddelerin etkisinin çok büyük boyutlarda oluşacağı açık olarak anlaşılabilmektedir.

İşte bu düşünceler altında bu araştırmada özellikle kimyasal orjinli tarımsal ticari gübrelerin ve tarımsal ilaçların tarım alet ve makinalarında çoğunlukla kullanılan demir esaslı malzemelerden sac malzemeler üzerindeki korozyon açısından etkisi ortaya konulmaya çalışılmıştır.

    Yapılan bu araştırmada üzerinde korozyon etkisinin ortaya konulmasını sağlamak için tarım alet ve makinalarının yapım malzemeleri içerisinde en fazla yer alan demir esaslı malzeme olan saç malzeme ele alınmıştır. Bu malzemeler 2x50x100 boyutlarında kesilerek korozyon deneyine esas olmak üzere orijinal, astar boya ve astar + son kat boyalı olacak şekilde ve istatistiki açıdan karşılaştırmaya olanak vermek için de üçer adet olmak üzere her bir gübre ve tarımsal ilaç denemesinde 9 adet kullanılmıştır. Korozif ortam olarak Kalsiyum Amonyum Nitrat gübresi ve 20-20-0 (N-P2O5-K) kompoze gübresi, %15 ve %30 konsantrasyonunda herbisit (yabancı ot ilacı ) (Methyl 2-p-Toluate + Methly 6 – m- Toluate) seçilmiştir.

Korozyon değerlerini çıkarmaya yönelik yapılan bu çalışmada öncelikle ele alınan korozif ortamlar içerisinde ticari gübrelerin bulunduğu iki farklı ortam oluşmuştur. Ticari gübre olan 20-20-0 kompoze gübresinin bulunduğu ortamın % nem değeri, belirlenmiş %1,26 olacak şekilde tüm denemeler boyunca sabit tutulmuştur. Özellikle gerçek anlamda korozyon inceleme süresinin uzun olacağı düşünülerek laboratuar koşullarında elde edilen bulguların güvenilirliğini artırabilmek için gübrenin kullanıldığı ortamdaki numunelerin ağırlık kaybından yararlanılarak korozyon hızı ortaya konulmaya çalışılırken diğer taraftan da orijinal numuneler ele alınarak her iki ortam koşullarında polarizasyon eğrileri çıkarılmıştır. Ağırlık kaybından yararlanılarak korozyon hızının saptanmasında;

 

mpy=534 W/DAT

 

formülü kullanılmıştır. Burada;

 

mpy: Yılda mil olarak korozyon hızı

W: Ağırlık kaybı (mg)

D: Numunelerin yoğunluğu (gr/cm3)

A: Numunelerin yüzey alanı (inch2)

T: Süre (h)’dır.

 

Çıkan mpy değeri (0.0254) ile bölünerek (mm/yıl) olarak bulunmuştur. Polarizasyon eğrilerinin çıkarılmasında potansiyostat/galvonastat sistemi kullanılmıştır. Denemeler sonunda numuneler metalografik yöntemler ile incelenmişlerdir.

 

  • Araştırma Sonuçları

    Yapılan bu araştırmada orijinal malzemelerde korozyon hızı (mm / yıl) cinsinden zamana bağlı olarak aşağıdaki grafiklerde gösterildiği gibi bulunmuştur.


Şekil 3. Orijinal numunenin değişik gübre ortamlarındaki korozyon hızları

 

Araştırmada kullanılan numunelerde gerek makroskobik gerekse mikroskobik yapıların incelenmesinde genel ve çukurcuk korozyonu görülmüştür. Tüm deneme suresince her haftalık ölçümler sırasında yüzeyde pasifleştirme yönünde bir
gelişmenin gübre kullanılan ortamdaki numunelerde ilk 2 ay sonuna kadar devam ettiği ve bu aydan sonrada belirgin bir şekilde yukarıda sayılan korozyon tiplerinin bariz bir
şekilde oluştuğu, özellikle herbisit ilaçlı ortamlarda çukurcuk korozyonunun ön plana çıktığı saptanmıştır.

    Malzemeler ile temasta bulunan kimyasal maddelerin etkileşimi korozyona neden olmaktadır. Korozyona uğrayan yapıların gösterdikleri direnç ise korozyon hızını etkilemektedir. Yapılan bu çalışmada elde edilen bazı bulgular şu şekilde özetlenebilir:

    - Orijinal malzemenin yüzeyinde oluşan oksit tabakasının yükseltgenme reaksiyonlarının sonucu olduğu ve bununda korozyon oluşumu olarak tanınması gerektiği anlaşılmıştır.

- Gübre ile temaslı olan orijinal malzemede özellikle 2 ay sonra oluşan oksit tabakasının yüzeyi kapatıcı özelliğe doğru değişim gösterdiği, eğer ortam durgun özellikte ise korozyon hızının bu aydan sonra düştüğü görülmektedir. Astar boyalı numunelerde 2 ay sonunda çukurcuk korozyonu oluşumu başlamakta fakat hızı çok yavaş olmaktadır. Son kat boyalı numunelerde ise diğer etmenlerle boya yüzeyinde herhangi bir çizik, aşınma vb. olmadığı taktirde korozyon oluşumu görülmemektedir. Ancak gübrenin gerek yapısal formu
gerekse gübre dağıtma makinalarının dağıtım organları göz önüne alındığında boya yüzeyinde çiziklerin ve aşınmaların oluşmaması söz konusu değildir. Bu nedenle bu tip numunelerde korozyon oluşumu geçte olsa başlamaktadır. Korozyondan bu tip makinaları koruyabilmek için püskürtme boya ve açık hava şartlarında boyayı kurutma uygulaması yerine daldırma ve fırın boya uygulamasının daha etkili olacağı vurgulanabilir. Yine aynı şekilde gübre dağıtma amaçlı kullanılan tarım
alet ve makinalarında gübreleme işlemi sonucunda mutlaka makinaların çok iyi bir şekilde temizlenmesi ve artık gübrenin bırakılmaması gerektiği söylenebilir.

- İlaçlı ortamda bulunan orijinal malzemede korozyon etkisinin başlaması ile birlikte malzemede belirgin bir şekilde aşınma başladığı görülmektedir. Gerek astar gerek son kat boyalı numunelerde ise korozyon etkisinin çukurcuk korozyonu şekline dönüşmesi sonucu korozyon potansiyelinin okunmasında kararlı bir değer okunamamasına neden olunmaktadır. Aktif ve pasiflik sürekli tekrarlandığından oluşan bu olgu elektrokimyasal gürültü denilen olayı ortaya çıkarmaktadır.

- İlaçlı sıvı içindeki korozyona tabi tutulan numunelerde, malzeme belirli süre sonra pasifliğini koruyamamasına karşın gübre içerisinde durgun koşullarda koruyabilmektedir.

- Son kat boyamanın uygulandığı numunelerde gerek gübreli ortamda gerekse ilaçlı ortamda korozyon hızının yavaşladığı görülmektedir. Ancak bunda da yapılan boya uygulamasının özelliği (püskürtme, yada daldırma vb.) ve kullanılan boyanın yapısının (su bazlı, toz vb.) etken olduğu açıktır.

- Tarım alet ve makinalarında kullanılan malzemelerin yüzey kaplamasının mutlaka uygun tekniğe göre yapılması gerekmektedir. Hatta korozyonun aşırı etkili olduğu ortamlarda öncelikle korozyona dayanıklı malzemelerin seçilmesi yada uygun yüzey kaplama yöntemleri kullanılması tercih edilmelidir. Nitekim son yıllarda tarımsal ilaçlama makinalarında, depo sistemlerinde ve gübreleme makinalarında bu yönde değişim gözlenmektedir.

    - Yapılan bu araştırmada ele alınan numunelerinin sadece orijinal yada boyalı olup olmaması değil aynı zamanda ortamın özelliğinin de korozyon üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Örneğin; kompoze gübre köşeli formda, kalsiyum amonyum nitrat gübresi ise yuvarlak formdadır. Kalsiyum amonyum nitrat kullanılan ortamda metalin pasifleşmesi söz konusu olurken kompoze gübre kullanılan ortama ise direkt olarak çukurcuk korozyonunun oluşması bunun bir kanıtıdır. Buna dayanılarak gübre formlarının yuvarlak yapıya dönüştürülmesi korozyonu geciktirici etmen olarak söylenebilir. Ayrıca bu form zaten makinanın işlevliğini arttırmakta ve çalışma verimliliğini de yükseltmektedir.

Tüm bu bulgular göz önüne alındığında; malzemelerin özellikleri kadar çalıştıkları ortamlarında korozyon olayının incelenmesinde mutlaka göz önüne alınması ve buna bağlı olarak korozyonu önleme yöntemlerinin geliştirilmesi gerektiği vurgulanabilir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. KOROZYON TÜRLERİ

Meydana gelme şekline göre iki çeşit korozyon türü vardır. Bunlar; kimyasal ve elektro kimyasal korozyonlardır.

3.1. Kimyasal Korozyon

Metal malzemenin doğrudan korozyon yapıcı elementlerle elektron alış verişinde bulunup iyonlaşması ile meydana gelen korozyon türüne “kimyasal korozyon” denir. Kimyasal korozyon genellikle yüksek sıcaklıkla meydana gelmektedir. Bundan dolayı bu korozyon türü, yüksek fırınlarda yapılan tavlama veya haddehanelerde yapılan sıcak biçimlendirme işlemleri sırasında meydana gelmektedir. Kimyasal korozyonda genellikle korozyon etkili madde oksijendir. Oksijen ile bileşik yapan metal malzemelerin üzerinde oksit tabakası denilen koyu renkli kabuk (tufal) oluşmaktadır. Örneğin:

2 Mg +O2
    2MgO (Magnezyumoksit)

3.2. Elektrokimyasal Korozyon

Metal malzemelerin, iyonlarına ayrışabilen bir elektro yardımıyla elektron alış verişi sonucu iyonlaşması ve bileşik yapması ile meydana gelen korozyona “elektro kimyasal korozyon” denir.

Elektro kimyasal korozyon bir elektroliz olayıdır. Elektroliz olayı için gerekli olan elektrolit, sıvı bir çözelti olabileceği gibi toprak, beton veya değişik türdeki kimyasal tuzlar da olabilmektedir.

Kendi eriyiklerinde oluşan çözeltilere iyon gönderilebilen metallere “aktif metal”, gönderemeyenlere ise “pasif metal” veya “asal metal” denilmektedir. Elektroliz olayında potansiyel gerilimi fazla olan metal, diğerlerinden daha asal özelliklere sahiptir. Bir elektroliz işleminde asallığı az olan metal iyonlaşır ve diğerinden fazla korozyona uğrar.

    Metallerin yüzeyleri, açık havada ve rutubetli ortamlarda, elektro kimyasal korozyon sonucu bir oksit tabakası ile kaplanmaktadır. Bu durum demir malzemelerde sıkça görülmektedir. Demir malzemeler, hava ve suyun etkisiyle iyonlaşarak, Fe(OH)2 bileşiği (pas) oluştururlar ve korozyona uğrarlar.

Metal ve alaşımlarda değişik korozyon türlerine rastlanır. Bu korozyon türleri ortam şartlarına, oluşum durumuna, malzemeye zarar verme şekline, vb. birtakım sebeplere bağlı olarak çeşitli şekillerde karşımıza çıkmaktadır. Bu malzemelerde görülen belli başlı korozyon türleri; homojen korozyon, galvanik korozyon, çukurcuk korozyonu, aralık korozyonu, taneler arası korozyon ve gerilmeli korozyon şeklinde sıralanabilir. Bunların haricinde az da olsa görülen bazı korozyon türleri de bulunmaktadır. Bu korozyon türleri aşağıda açıklanmaktadır.

3.2.1. Homojen Dağılımlı Korozyon

En yaygın görülen bir korozyon türü olup, metal yüzeyinde çok sayıda olan ve birbirine yakın konumda bulunan mikroanot ve mikrokatot bölgesi arasındaki elotrokimyasal etki ile meydana gelir. Katot ve anot bölgelerinin sürekli yer değiştirilmeleri nedeniyle metal yüzeyi homojen olarak korozyona uğrar ve korozyon hızının hemen hemen her yerde sabit olduğu kabul edilir. Bu tür korozyon genelde atmosfere veya homojen ortamlarda bulunan alaşımsız çelikler, az alaşımlı çelikler, çinko, galvanizli çelikler ve belirli ölçüde de bakır ve bakır alaşımlarında görülür. Homojen dağılımlı korozyon diğer korozyon türlerinden daha fazla metal kaybına yol açar. Ancak, bu korozyonun hızı basit deneylerle belirlenebildiğinden korozyon ortamına bırakılan parçaların ömürlerine ilişkin tahminlerde bulunabilir. Bu nedenle homojen dağılımlı korozyondan fazla korkulmaz. Bu korozyon yüzey kaplama, katodik koruma veya korozyon önleyici madde kullanmak suretiyle kontrol edilebilir.

3.2.2. Galvanik Korozyon

Bu tip korozyon, korozyon ortamında birbirine temas eden farklı türden metal veya alaşımların temas yüzeylerinde meydana gelir. Bu korozyonda aktif olan metalde korozyon hızlanırken, daha soy olan metallerin korozyonu yavaşlar veya tamamen önlenir. Örneğin; deniz suyu ortamında pirinç malzemelerle temas eden çelik vidalarda veya bir su ısıtıcısındaki bakır ve çelik boruların bağlantı yerlerinde bu tür korozyon meydana gelir.

3.2.3. Çukurcuk Korozyonu

    Metal malzeme yüzeyinin çok dar bölgelerinde çukurcuk ( pit ) oluşumuna neden olan bir korozyon türüdür. Korozyon ile oluşan çukurcukların büyüklüğü ve sıklığı malzeme ve ortama göre değişir. Çukurcuk korozyonu sonucunda meydana gelen toplam malzeme kaybı, homojen dağılımlı korozyon sonucunda meydana gelen malzeme kaybından çok daha azdır. Ancak, çukurcuk korozyonuna uğrayan parçalar kısa zamanda delinerek kullanılmaz hale gelebilirler. Ayrıca, çukurcukların diplerinde meydana gelen gerilme yığılması malzemenin çatlamasına yol açabilir. Metal malzemelerde bozunuma yol açması, yaygın olması ve kontrolünün zor olması gibi nedenlerden dolayı çukurcuk korozyonu en tehlikeli korozyon türlerinden biri olarak kabul edilir. Çukurcuk korozyonu genellikle klor ve brom iyonları içeren nötr ortamlarda görülür. Sodyum klorür ve oksijen bakımından zengin olan deniz suyu çukurcuk korozyonu için en uygun ortamı o1uşturur. Örneğin; deniz suyuna bırakılan paslanmaz çelikler kısa zamanda çukurcuk korozyonuna maruz kalarak bozunuma uğrarlar. Ortamın durgun olması çukurcuk korozyonunu hızlandırırken, hareketli olması bu korozyonu yavaşlatır. Şöyle ki; deniz suyunun pompalanmasında kullanılan paslanmaz çelikten yapılmış parçalar sürekli çalışma koşul1arında korozyona tam direnç gösterirken, ça1ışma durdurulduktan sonra çok çabuk korozyona uğrarlar.

3.2.4. Aralık Korozyonu

Malzeme veya malzemelerden üretilen çeşitli sistemlerde bulunan dar aralık veya bölgelerde meydana gelen korozyon türüdür. Aralığı oluşturan eleman veya parçaların her ikisinin de metal olması gerekmez. Parçalardan biri lastik veya cam olabilir. Bu korozyon; malzemelerde bulunan çatlaklarda kir ve tufal tabakalarının altında veya makine parçalarının montajında giderilmeyen dar bölge ve aralıkların içinde baş1ar. Göz önünde bulunmayan bölgelerde meydana geldiği için kolayca fark edilmeyebilir. Bu korozyon, aralık içerisindeki elektrolitte oksijenin az olması nedeniyle meydana gelir. Bu korozyonda elektrolit kılcallık etkisi ile aralığın içine girer. Korozyon, aralığın içinde ve dışında oksijen reaksiyonu ile başlar ve aralığın içindeki oksijeni tamamen tüketir. Aralığın dışı hava ile temasta olduğundan burada bulunan elektrolit oksijen bakımından daha zengindir. Ancak, elektrolit aralığın hava almasını yani oksijenin aralığa girmesini engeller. Bu durumda elektrolit içerisindeki oksijen oranında farklılık meydana gelir. Aralık dışında kalan bölge oksijeni bol olduğundan katot, aralık içinde kalan bölge ise oksijeni az olduğundan anot görevi yapar. Bu nedenle söz
konusu aralık korozyona uğrar.

3.2.5. Taneler Arası Korozyon

Korozyon olayının malzemenin tane sınırlarına yakın bölgelerinde yoğunlaşması sonucunda ortaya çıkan bir bozunma türüdür. Bu korozyon, metal veya alaşımların tane sınırlarıyla diğer bölgeleri arasında bir gerilim farkının meydana gelmesi durumunda ortaya çıkar. Bu tip korozyon, bir katı çözelti içerisinde bir fazın çökelmesi sonucunda meydana gelir. Tane sınırlarındaki çökelmenin hızlı olması nedeniyle tane sınırlarına yakın bölgeler çökeltiyi oluşturan element bakımından fakirleşir. Bu durum tane sınırları ile diğer bölgeler arasında bir gerilim farkı oluşturur. Bunun sonucunda tane sınırları tercihli olarak korozyona uğrar.

Bu tip korozyon daha çok ostenitik paslanmaz çelikler ve alüminyum-bakır alaşımlarında görülür. Bu korozyon sonucunda taneler bütünlük ve şekillerini korurken, taneler arasındaki bağ bozunuma uğrar. Örneğin; taneler arası korozyona uğrayan ostenitik paslanmaz çeliği elle ezerek toz
haline getirmek mümkündür. Kaynar durumdaki sülfat-sülfürik çözeltisinde tutulan bir paslanmaz çelikte meydana gelen taneler arası korozyon Şekil 3′de görülmektedir.

 

    

Şekil 4. Kristaller arasındaki korozyon şekli.

3.2.6. Gerilmeli Korozyon

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 korozyonun en belirgin özelliği, kimyasal ve mekanik etkilerin birbirini destekler nitelikte olmasıdır. Gerilmeli korozyon, korozif ortamda bulunan korozyona duyarlı malzemelerde çekme gerilmesi etkisiyle çatlak oluşması ve ilerlemesi şeklinde meydana gelen bir olaydır. Pirinç malzemede meydana gelen gerilmeli korozyon çatlağı Şekil 4′de görülmektedir. Oluşan çatlaklar hem gerilme, hem de korozyonun etkisiyle belirli hızlarda malzemenin içine doğru ilerler. Parçanın kesiti uygulanan yükü taşıyamayacak duruma geldiğinde ani kopma meydana gelir.

Şekil 5. Fazla gerilimin etkisiyle çatlakların oluşumu ve korozyona uğramaları.

3.2.7. Havalandırma Korozyonu

Genellikle su içerikli sıvıların bulunduğu tanklarda görülen bir korozyon türüdür. Bu korozyon şekli, tankların sıvı seviyesinde ve biraz altındaki bölgelerde farklı oksijen konsantrasyonundan meydana gelmektedir.


Şekil 6. Sıvı tanklarındaki havalandırma korozyonu

3.2.8. Üniform Korozyon (Genel Korozyon)

Metal yüzeyinin her noktasında aynı hızla yürüyen korozyon çeşididir. Normal olarak korozyon olayının bu şekilde yürümesi beklenir. Üniform korozyon sonucu metal kalınlığı her noktada aynı derecede incelir.

3.2.9. Yüzey Korozyonu

Açık havada ve yüksek sıcaklıklardaki dövme gibi işlemler sırasında meydana gelen ve metal yüzeyini tamamen kaplayarak pullanmalara neden olan korozyon şeklidir.

3.2.10. Temas Korozyonu

Farklı metallerin birbiri ile teması sonucu meydana gelen korozyon şeklidir.


Şekil 7. Bakır ve demirin temas korozyonu.

3.2.11. Kabuk Altı Korozyonu

Metal yüzeyinde korozyon ürünlerinin oluşturduğu veya başka bir nedenle oluşan bir kabuk (birikinti) altında meydana gelen korozyona kabuk altı korozyonu denir. Bu korozyon kabuk altının rutubetli olmasından ve yeteri kadar oksijen alamamasından kaynaklanır. Çünkü kabuk altında sıvı hareketi yoktur. Bu durum çatlak korozyonuna benzer bir ortam yaratır. Kabuğun altı anot, kabuk çevresi ise katot olur. Örneğin, boru yüzeylerini izole etmek amacı ile sarılan cam pamuğu yağış nedeniyle ıslanırsa, bu bölgelerde şiddetli bir kabuk altı korozyonu başlar.

3.2.12. Filiform Korozyonu

    Metal yüzeyinde bulunan boya veya kaplama tabakası altında yürüyen bir korozyon olayıdır. Filiform korozyonu, çatlak korozyonunun bir türü olarak kabul edilebilir.

Şekil 8. Boya altından yürüyen filiform korozyonunun görünümü.

3.2.13. Seçimli Korozyon

    Bir alaşım içinde bulunan elementlerden birinin korozyona uğrayarak uzaklaşması sonucu oluşan korozyon olayıdır. Bu tip korozyona en iyi örnek, pirinç alaşımı içinde bulunan çinkonun bakırdan önce korozyona uğramasıdır.

3.2.14. Erozyonlu Korozyon

    Korozif çözeltilerin metal yüzeyinden hızla akması halinde, korozyon olayı yanında erozyon da meydana gelir. Bu durum korozyon hızının da artmasına neden olur. Bunun nedeni, oluşan korozyon ürünlerinin akışkan tarafından sürüklenerek götürülmesidir Erozyonlu korozyon olayı daha çok hareketli akışkanların bulunduğu ekipmanlarda, (borular, dirsekler, valfler, pompalar, santrifüjler, pervaneler, karıştırıcılar, ısı değiştiriciler vb.) söz konusu olabilir.

3.2.15. Aşınmalı Korozyon

    Birbiri üzerinde kayan iki yüzeyin aşınması ile birlikte yürüyen korozyon olaylarına aşınmalı korozyon denir. Aşınmalı korozyon daha çok metallerin yığın halinde uzun mesafelere taşınmaları sırasında ve yumuşak bağlantı yapılmış elemanlar arasında görülür. Aşınmalı korozyonun oluşması için ortamda suyun bulunmasına gerek yoktur.

Şekil 9. Aşınmalı korozyona uğramış bir makine parçası.

3.2.16. Stres Korozyonu

Korozif ortamda bulunan bir metal aynı zamanda statik bir gerilme altında ise, metalin çatlayarak kırılması, korozyonun başlaması için uygun bir ortam yaratır. Normal halde korozyon ürünleri metal yüzeyinde koruyucu bir kabuk oluşturduğu halde, stres altında iken kabuk oluşturamaz. Bunun sonucu olarak korozyon hızla devam ederek metalin o bölgede çatlamasına neden olur.

Şekil 10. Korozyon sonucu çatlamış ve malzeme kaybetmiş makine parçası.

3.2.17. Yorulmalı Korozyon

Periyodik olarak yükleme – boşaltma şeklinde etkiyen dinamik bir stres altında bulunan bir metal zamanla yorulur. Yorulmuş halde bulunan metal, normalden daha küçük gerilmelerin etkisi ile çatlayabilir. Yorulma ve korozyonun birlikte etkisi metalin kısa sürede çatlamasına neden olur.

3.2.18. Kaçak Akım Korozyonu

    Doğru akım ile çalışan raylı taşıt araçları, doğru akım taşıyan yüksek voltajlı elektrik hatları ve kaynak makinaları zemin içine kaçak akım yayarlar. Bu kaçak akımlar çevrede bulunan metalik yapılara girerek korozyona neden olurlar. Örneğin; bir yeraltı tren hattına paralel giden boru hattında kaçak akım korozyonu meydana gelebilir.

3.2.19. Elektrik Akımı Korozyonu

Üzerinden elektrik akımı geçen metallerde, akımın çıktığı yer anot olacağı için elektroliz işlemine benzer şekilde korozyon meydana getirmektedir.

Şekil 11. Elektrik akımı korozyonuna bir örnek.

3.2.20. Mikrobiyolojik Korozyon

    MIC (mikrobiyolojik etkiden kaynaklanan korozyon veya mikrobiyolojik korozyon, microbiological influenced corrosion), mikroplar, bakteriler ve mantarlar tarafından başlatılan veya hızlandırılan korozyondur. 100 yılı aşkın bir süre önce ortaya çıkarılan MIC’in, modern endüstriyel sistemler için ciddi bir problem olduğunun farkına son 30 yılda varılmıştır.

MIC, metal ve yapı malzemelerine olan korozyon zararlarının yaklaşık % 20′sini oluşturmaktadır. Dünya genelinde MIC’in direkt olarak sebep olduğu zararın yıllık 30 – 50 Milyar $ mertebesinde olduğu tahmin edilmektedir. ABD sanayi, boru hatlarında meydana gelen korozyonun % 15-30′unu oluşturan MIC ile mücadele etmek amacıyla, sadece doğal gaz endüstrisinde yılda 1,2 Milyar $ harcama yapmaktadır. MIC, özellikle enerji ve petrol sanayiinde, mikrobiyolojik korozyondan kaynaklanan yangın problemleri gibi zaman zaman ciddi hasarlarla sonuçlanan bir çok soruna yol açmaktadır. Normal korozyon olayının mevcut olmadığı ortamlarda mikrobiyolojik korozyon olayına nadiren rastlanır. Başka sebeplerle meydana gelen korozyon olaylarına ayrıca mikrobiyolojik korozyon olayları da katılarak korozyon hızını artırıcı etki yapar.        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. KOROZYONUN KONTROLÜ VE ÖNLENMESİ

Korozyonu tamamen önlemek kesinlikle mümkün değildir. Ancak korozyona karşı imalat veya kullanım aşamalarında alacağımız önlemlerle korozyonu yavaşlatabiliriz. Fakat öncelikli olarak korozyonu kontrol etmek gerekmektedir. Korozyona karşı alınacak önlemler aşağıda geniş şekilde incelenecektir. Bunlara ek olarak servis içi kontrol ve izleme metotlarıyla korozyonun mali yükünün hafifletilmesi sağlanabilecektir. Tarım alet ve makinalarında korozyon konusu incelenirken öncelikle yapım malzemelerinin ortaya konulması konunun daha iyi irdelenmesine neden olacaktır. Çünkü tarım alet ve makinaları gerek işlem sırasında gerekse işlem dışı zamanlarda karşı karşıya kaldıklarında bünyelerinde bulunan malzemelerin fiziki olarak yıprandıkları ve sonuçta fonksiyonlarını yapamaz hale gelmeleri söz konusudur.

Korozyonu önlemek veya korozyondan korunmak için bir çok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden bazıları;

  1. Saf metal kullanımı,
  2. Alaşım elementi katma,
  3. Isıl işlem,    
  4. Uygun tasarım,
  5. Korozyona dayanıklı malzeme kullanımı,
  6. Katodik koruma,
  7. Korozyon önleyicisi (inhibitör) kullanımı,
  8. Pasifleştiricilerin kullanılması,
  9. Korozyona neden olan maddeleri uzaklaştırmak,
  10. Yüzey kaplama şeklinde sıralanabilir.

Söz konusu yöntemler aşağıda açıklanmaktadır.

4.1. Saf Metal Kullanımı

Çoğu uygulamalarda saf metal kullanılarak, homojen olmayan kısımlar en aza
indirilir ve böylece çukurcuk (pitting) korozyonu büyük ölçüde engellenir. Dolayısıyla parçanın veya elemanın korozyona karşı direnci artırılır.

4.2. Alaşım Elementi Katma

Alaşım elementi katmak suretiyle bazı metallerin korozyon direnci artırılabilir. Örneğin, ostenitik paslanmaz çelikler 880 ile 1380 oC arasındaki sıcaklıklardan soğutulduğunda tane sınırlarında krom karbürler çökelir. Bu çökelme, çeliği taneler arası korozyona duyarlı hale getirir. Bu tür korozyonu önlemek için ya karbon oranını düşürmek, ya da karbürleri daha kararlı bir şekle dönüştürmek gerekir. Karbürleri daha kararlı bir duruma dönüştürmek için çeliğe titanyum ve kolombiyum katılır. Bazı alaşım elementleri malzemenin yüzeyinde gözeneksiz oksit filmleri oluşturarak veya oluşmasına yardım ederek malzemenin korozyon direncini arttırırlar. Örneğin; bakır alaşımlarına katılan mangan ve alüminyum, paslanmaz çeliğe katılan molibden ve alüminyuma katılan magnezyum bu malzemelerin korozyon dirençlerini artırır.

4.3. Işıl İşlem

Döküm parçalarının çoğunda segregasyon meydana gelir. Bu parçalara homojenizasyon, çözündürme veya stabilizasyon gibi ısıl iş1emler uygulamak suretiyle iç yapıları homojen hale getirilir ve böylece korozyon dirençleri artırılır. Gerilmeli korozyona duyarlı olan metal ve alaşımların korozyon dirençlerini artırmak için de soğuk şekillendirmeden sonra gerilme giderme işlemleri yaygın olarak uygulanır.

4.4. Uygun Tasarım

Parçanın korozyon ortamıyla temasını en aza indirmek için uygun tasarım yapılmalıdır. Elektromotif seride birbirine uzak olan elementler arasında temastan kaçınılmalıdır. Eğer bu başarı1amazsa, galvanik korozyonu önlemek için plastik veya kauçuk kullanılarak metal malzemelerin teması önlenmelidir. Örneğin; alüminyum, çeliğe göre daha anot olduğundan çelik levhaları birleştirmek için kullanılan alüminyum perçinlerin korozyona uğramaları beklenebilir.

Eğer alüminyum levhaları birleştirmek için çelik perçinler kullanılırsa, alüminyum levhada oluşan galvanik korozyon perçinlerin gevşemesine veya iş1evini yapamaz
hale gelmesine neden olabilir. Metal levhalarla perçin ve cıvatanın temasta olduğu bölgeyi, yumuşak ve yalıtkan bir malzeme ile ayırarak teması önlemek veya temas eden yüzeylere önce çinko kromat, daha sonra da alüminyum boya sürmek suretiyle bu tür korozyon önlenebilir. Cıvata gibi birleştiricilerin temas noktaları plastik veya metal olmayan manşon (bilezik), pul ve sızdırmazlık rondelaları gibi parçalar ile yalıtılabilir.

 

(b) Uygun

Şekil 12. Birleştirilen iki metalin korozyonunu azaltmak için yapılan tasarım; (a) çelik levhaları birleştiren alüminyum perçinlerin veya çelik perçinlerle birleştirilen alüminyum levhaların korozyonu, (b) alüminyum ve bakır levhalar ile çelik cıvata arasında izolasyon malzemelerinin kullanımı.

 

Çatlaklar, hücre korozyonun önemli kaynağını oluşturur. Şekil 8 a’da gösterildiği gibi, çatlaklar daha çok ara yüzeylerde oluşur. Cıvataya ne kadar döndürme momenti uygulanırsa uygulansın, çözelti yavaş yavaş nüfuz ettiğinden bu çatlakların oluşumunu önlemek çok zordur.

Parçaları mekanik birleştiricilerle değil, kaynakla birleştirmek veya birbirine paralel olan yüzeyler arasına yalıtkan conta yerleştirmek suretiyle söz konusu çatlakların oluşumu önlenebilir.

Şekil 13. (a) Cıvatalı bağlama nedeniyle levhalar arasında oluşan korozyon çatlağı ve (b) korozyonun önlemesi için tavsiye esilen kaynak bağlantısı.

4.5. Korozyona Dayanıklı Malzeme Kullanımı

    Korozyona karşı alınacak önlemler içinde sonuca etki etmesi bakımından belki de en önemli önlem; korozyona karşı en dayanıklı malzemeleri tercih etmektir. Bu malzemeler çelik başta olmak üzere, alüminyum, bakır, plastik ve bazı makine parçalarında kullanılan seramik malzemelerdir. Aşağıda özellikle çelik malzemeler hakkında geniş bilgi verilecektir.

4.5.1. Çelikler

Bilindiği gibi tarım makinaları imalatında en çok çelik malzemelerden faydalanılır. Bunun için de ince çelik saclar, çelik şeritler, band çelikleri, profil çelikleri, zincir çelikleri, boru çelikleri, çelik döküm, alaşımlı ve alaşımsız çelikler gibi değişik çelik türlerinden faydalanılmaktadır.

Genelde metalik malzemelerin servis ömrünü etkileyen faktörler şunlardır:

  1. Gerilmelere direnç,
  2. Aşınmaya direnç,
  3. İşlem şartlarına ve ortam koşullarına direnç.

Bu faktörlerden ilk ikisi malzemenin mekanik özeliklerini ilgilendiren özellik olmasına karşın üçüncü faktör aslında ele alınması gereken en önemli faktör olmaktadır. İşte bu konuda korozyon son derece önemli bir etmen olarak düşünülmelidir.

Bu bölümde konumuzla ilgisi bakımından bu çelik türlerinin korozyona karşı dayanım durumları, uygun tasarım şekilleri ve çeliklere uygulanan birtakım işlemlerden bahsedilecektir.

4.5.1.1. Çeliklerin Genel Özellikleri

Demir esaslı malzemelerin endüstride şaşırtıcı bir şekilde yaygın kullanılmasının başlıca nedenleri, doğada diğer metallere nazaran çok bulunması, üretiminde diğer malzeme üretimlerine nispeten daha az enerji gerekmesi ve özelliklerinin istekler doğrultusunda ve geniş sınırlar içerisinde iyileştirilebilmesidir. Çeliğin özellikleri şekil verme, alaşımlama ve ısıl işlemlerle, diğer metal malzemelerle ulaşılamayacak ölçüde değiştirilebilir. Hemen hemen tüm tanınan teknolojik yöntemlerle şekillendirilmesi ve istenilen biçime getirilmesi mümkündür. Alman DİN normuna göre çelik, % 2′ den fazla C içermeyen herhangi bir ısıl işlemden geçmeden döğülebilen Fe-C alaşımıdır.

4.5.1.2. Çeliklere Alaşım Elementlerinin Etkisi

Metal malzemelerde, belirli özelikleri elde etmek (kuvvetlendirmek) veya gidermek (zayıflatmak) amacıyla önceden saptanmış miktarlarda bulunması zorunlu olan bileşenlere alaşım elementleri, istenmediği halde üretimden kaynaklanan elementlere ise empürite (arıtılamayan elementler) ya da katışkı denir. Alaşım elementi olarak Cr, Al, Ti, Ta, Si, Mo (Ferrit yapıcılar), Ni, C, Co, Mn, N (ostenit yapıcılar), Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, Zr, Hf, Ti, Ta (karbür yapıcı elementler), Al, Mo, Cr, B, Nb, Ti, V (Nitrür yapıcılar) olarak kullanılan elementlerdir.

-Karbon: Çeliğin en temel alaşım elementidir. Karbon miktarının artmasıyla birlikte alaşımsız çeliklerin dayanımı ve sertliği önemli ölçüde artar.

-Mangan: Çeliğe genellikle cevherden geçer, fakat özellikleri iyileştirdiğinden belirli bir oranda çeliğin içerisinde bulunması istenir, hatta alaşım elementi olarak artırılabilir. Çeliğin dayanımını artırır, fakat sünekliliğini biraz azaltır.

-Krom: Çelikte oksidasyona ve korozyona karşı dayanımını, aşınma direncini ve sertleşebilirliği arttırır. Paslanmaz çeliklerin ve alaşımlı takım çeliklerinin büyük bir kısmının temel alaşım elementidir.

-Nikel: Ferritte katı çözelti sertleşmesi sağlayarak çeliğin dayanımını arttırır. Bu artış, Si ve Mn’a nazaran daha azdır. Ancak dayanım artarken süneklilikte önemli bir azalma olmaz. Krom kadar olmasa da sertleşebilirliği de iyileştirir. Ayrıca paslanmaz çeliklerde kromla birlikte en önemli elementtir.

-Alüminyum: En güçlü oksijen gidericidir. Azot ile kuvvetli nitrür teşekkül ettirir ve çeliğin yaşlanma eğilimini azaltır. Çelik üretimde taneleri inceltir.

-Bakır: Çeliğin dayanımını ve sertliğini arttırır, sünekliliği düşürür ve korozyona dayanımı oldukça iyileştirir.

Yukarıda saydığımız elementlerden başka silisyum, kükürt, fosfor, molibden, bor, kurşun ve azot gibi bazı elementler de alaşım elde edilmesinde kullanılmaktadır.

4.5.1.3. Üretim Yöntemlerinin Etkisi

Çelik üretim yöntemleri:

  1. Kaynak çeliği yöntemi (günümüzde artık kullanılmamaktadır.)
  2. Akma çelik yöntemi

- Thomas-Bessemer yöntemiyle çelik üretimi,

  • Siemens-Martin yöntemiyle çelik üretimi,
  • Elektriksel çelik üretimi,
  • Saf oksijen üfleme yöntemiyle çelik üretimidir.

Bu yöntemlerde oksijen, demir ile tepkimeye girer ve demiroksit oluşur.

2Fe + O2 → 2FeO

Sanayinin gelişmesiyle birlikte çelik üretiminde daha çok, Bessemer ve Thomas konvertörleri, Siemens-Martin yöntemi, oksijen konvertörleri, elektro ark ergitme yöntemi ve elektriksel indüksiyon yöntemleri kullanılmıştır. Bugün ise özellikle alaşımsız ve düşük alaşımlı çelik üretiminde, bazik oksijen konvertörleri önem kazanmıştır ve 1990′lı yıllarda dünya çelik üretiminin yaklaşık % 65 … 70 kadarı bu yöntemler üretilmektedir. Ülkemizde ise çelik üretiminin % 50′den fazlası son yıllarda gelişmiş olan elektro ark yöntemi ile sağlanmaktadır. Çelik üretim yöntemlerinde asıl işlem; C oranını istenilen değere düşürmek, P ve S elementlerini ise olabildiğince çelikten uzaklaştırmak şeklinde kısaca açıklanabilir.

Ülkemizde tarım makinaları imalatında, özellikle toprak işleme makinalarında pulluk uç demiri, disk keski, kültivatör ayağı gibi organlarda hala en yaygın olarak Siemens-Martin çeliği kullanılmaktadır (AKBOLAT, 2002).

4.5.1.4. Döküm Tarzının Etkisi

Ergiyik haldeki çeliğin, ergiyikten katı hale geçişe kadar, sıcaklığa da bağımlı olarak bir zaman geçmesinden dolayı, ergitme olaylarının dışında, özellikle gazların etkili olduğu, çözülebilirlikle ilgili yeni olaylar meydana gelir. Rafinasyon esnasında, ergiyiğin oksijen alması ve demirin de kısmen oksidasyonu kaçınılmazdır.

Eğer ergiyiğe pota içerisinde, döküm esnasında ya da kokil içerisinde, karbona nazaran oksijene ilgisi daha fazla olan elementler katılırsa, gaz formundaki oksidasyon ürünlerinin teşekkülüne mani olunabilir ve çeliğin ergime sıcaklığında da katı olan oksitler teşekkül eder. Buna karşın alüminyumnitrür çeliği ince taneli yapar. Bundan dolayı yüksek değerli yapı çelikleri, alüminyumla dezokside edilmiş ve azotu alınmış durumdadır.

4.5.1.5. Çeliklerde Pasiflik

Eğer bir metal, bulunduğu elektrolit içinde dayanıklı bir oksit meydana getirecek biçimde oksitlenirse bu metal pasif olmuş olur. Bunun için de çok kuvvetli oksitleyici ortamlar gereklidir. Örneğin; demir seyreltik HNO3 içinde şiddetle çözündüğü halde derişik HNO3 içinde soy metal gibi davranır. Çünkü yüzeyinde koruyucu bir film meydana gelmiştir. Bu durumda demir aslından daha soy bir metalmiş gibi hareket eder. Bir aktif metalin elektrokimyasal potansiyeli artırıldığı zaman korozyon hızından meydana gelen azalma bu yüksek potansiyellerde meydana gelen oksit tabakası ile izah edilir.

Pasifliğin kısmen veya tamamen tahribi, istenmeyen korozyon olaylarına yol açar. Yetersiz korunmanın sonucu olan bölgesel korozyon tipleri senelerden beri inceleme konusu olmuştur. Bölgesel korozyon, genellikle halojen gibi tahrip gücü yüksek olan iyonların bulunduğu ortamlarda ortaya çıkar. Oyulma korozyonu diğer bölgesel korozyon tipleri arasında (yarık korozyonu, çatlak korozyonu, vs.) önemli bir anlam taşır. Bunun nedeni, çok az bir metal kaybına sebep olduğu halde bir metal konstrüksiyonu veya onun bir parçasını tamamen devreden çıkarabilir.

Genel hususların ilki ve önemlisi, bütün bölgesel korozyon tiplerinin, incelenen ortamlardaki metalin pasif durumuyla ilgili olmasıdır. Genel hususlardan ikincisi, bölgesel korozyonun genellikle anodik polarizasyonun meydana geldiği durumlarda karşılaşılmasıdır.

Kendiliğinden pasiflenme: Açık devre şartlarında, yani dışarıdan potansiyel veya akım artışı şeklinde bir müdahalenin olmadığı durumlarda meydana gelen pasifliğe kendiliğinden pasiflenme denir. Anodik ve katodik bölgeler arasında hiçbir elektriksel bağlantı mevcut değildir.

Pasifleştiriciler: pasifleştiricileri yüksek oksitleme kapasitesine sahip ve katodik olay sırasında kolayca indirgenebilen maddeler olarak tarif etmek mümkündür. Kromat (CrO42-), nitritler (NO2-), molibdatlar (MoO42-), volframatlar (WO42-) ve ferratlar (FeO42-) pasifleştiriciler için verebileceğimiz örneklerdir.

Sonuç olarak belirli bir metal için saldırgan olan bir ortam pasifleştiricilerin ilavesi ile metal üzerindeki etkenliğini kaybeder. Bu korozyona karşı savaşta başvurduğumuz en etken önlemlerden biridir.

4.5.1.6. Çeliklerin Isıl İşlemleri

Demir esaslı malzemelerde geniş sınırlar içerisinde değiştirilebilen özellikler, esas olarak yapı tarzına ve yapı durumuna bağlıdır. Bu yapıların düzenlenmesi, ostenitik sahadan soğutma koşullarında olduğu gibi ısıl işleme, karbon ve alaşım elemanlarının yapı içerisinde dağılımlarına bağlıdır. Çeliğe uygulanan ısıl işlemlerin genel amacı, çeliğin özelliklerini iyileştirmektir. Bu özellikler; biçimlendirme gerginliklerini gidermek, talaşlanma yeteneğini artırmak, sertlik ve dayanımı artırmak, darbe direncini artırmak, kristal yapıyı değiştirmek, ısı ve korozyona dayanımı artırmak ve elektriksel ve magnetik özelliklerini iyileştirmektir.

Çeliğe uygulanan ısıl işlemler sırasıyla; tavlama, sertleştirme, menevişleme, ıslah işlemi ve yüzey işlemleridir. Özellikle sertleştirme ve menevişleme işlemi birbiri ardına uygulandığında ıslah işlemi adını almaktadır.

Çeliğe uygulanan bu işlemlerden konumuz açısından en önemli olanı yüzey işlemleridir. Çünkü; özellikle makinanın dış ortamla en çok ilişkili olan kısmı göz önüne alındığında kullanılan malzemenin ortamın korozif etkilerine karşı koyabilmesi için yeterli mukavemete sahip olması gerekmektedir.

Çoğu zaman tüm hacimde homojen bir sertlik artışı istenmez, aksine yalnızca yüzeyin sertliğinin artırılması ile yetinilebilir. Böylece aşınmaya ve korozyona dayanıklı sert bir yüzey ile darbe ve titreşime dayanıklı sünek bir çekirdek yapısı elde edilir. Yüzeyde sertliğin artırılması için başlıca ana iki yöntemi; cidar tabakasında kimyasal bileşimi değiştirmeden yapılan işlemler ve cidar tabakasında kimyasal bileşimi değiştirerek yapılan işlemler olarak ayrım yapmak mümkündür. Yaygın olarak kullanılan bu ana yöntemlerin dışında yüzeye çelik püskürterek, baskı parlatması yaparak, özel haddeleme uygulayarak soğuk şekillendirme ile de yüzey sertliği arttırılabilir. Yüzeyin kaynakla, püskürtme ile ya da galvanik kaplama (kromlama) ile kaplanmasıyla da yüzeyde sert tabaka oluşturmak mümkündür.

Cidar tabakasında kimyasal bileşimi değiştirmeksizin yüzey sertleştirmesi amacıyla; alevle yüzey sertleştirme, indüksiyonla yüzey sertleştirme ve daldırma yüzey sertleştirmesi gibi yüzey ısıtma işlemleri yapılabilir.

Kimyasal-termik yöntemler adı verilen cidar tabakasında kimyasal bileşimi değiştirerek yüzeyin sertleştirilmesinde, normal şartlarda yeterli düzeyde sertlik elde edilemeyen çeliklerin yüzeyine karbon verilerek sertleştirme yapılabilir (sementasyon ile sertleştirme) veya yüzeye sertlik artırıcı element atomları, örneğin azot nüfuz ettirilebilir (nitrasyon). Ayrıca, karbon ve azot birlikte nüfuz ettirilerek sertleştirme uygulamak suretiyle karbonitrasyon; karbon, azot ve kükürt birlikte nüfuz ettirilerek sülfokarbonitrasyon gibi işlemler uygulanabilir.

Bu yöntemlerin dışında, özellikle talaşlı şekillendirmede kullanılan çeliklerde yüzeyin karbür ve/veya oksitlerle kaplanmasıyla ser yüzey elde edilmesi de son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeliklerin ısıl işlemlerinden bazıları aşağıda açıklanmıştır.

4.5.1.6.1. Borlama İşlemi

Çeliğin yüzeyinde sementasyonda karbon, nitrasyonda azotun zenginleştirmesine benzer olarak, borlama işlemine çelik yüzeyinde bor zenginleştirmesi yapılır. Borlama için, sıvı borlama maddesi olarak kullanılan ergitilmiş borax ya da ilaveler içeren diğer tuzlardan, genellikle borkarbür meydana getirilir. Doğru akımın kullanılması ile (elektrolitik borlama) borlama etkisi yükseltilebilir. Daha çok borax ve diğer katkılar içeren katı borlama maddeleri ile de öncelikle borkarbür oluşumu hedeflenir. Borlama maddelerinden bağımsız olarak, borlama sıcaklığı 900 – 1000 oC ve borlama süresi 1-6 saattir. 1 saat borlama süresinde, yaklaşık olarak 0,1 mm tabaka derinliğine ulaşılır.

4.5.1.6.2. Termomekanik İşlem

Plastik şekil verme ve ısıl işlemin uyumlu bir kombinasyonudur. Bu işlemde ilk yapıda, daha doğrusu belirli bir reel yapıda plastik şekil verme ile meydana gelen kafes hatalarından yararlanılır. Bu yöntemle, konstrüksiyon parçalarında ve takımlarda çok daha yüksek dayanım, tokluk, süneklilik, sürekli dayanım, korozyon ve aşınma dayanımı elde edilir.

4.5.1.7. Yaygın Olarak Kullanılan Çelikler

- Genel Yapı Çelikleri

Genel yapı çelikleri içerisinde ıslah çelikleri, nitrasyon çelikleri, otomat çelikleri, çekme dayanımına göre ifade edilen genel yapı çelikleri, atmosfer korozyonuna dayanıklı yapı çelikleri, ince çelik saclar, çelik şeritler, band çelikleri, profil çelikleri, boru çelikleri, çelik döküm ve sinter çelik olmak üzere birçok yapı çelikleri bulunmaktadır. Bunların içerisinde konumuzla ve tarım makinaları ile ilişkili olduğundan dolayı atmosfer korozyonuna dayanıklı yapı çelikleri, ince çelik saclar, band çelikleri, profil çelikleri ve boru çelikleri incelenecektir.

    - Atmosfer Korozyonuna Dayanıklı Yapı Çelikleri

Kaynak edilebilen yüksek dayanımlı çelikler, diğer çeliklere nazaran daha yüksek değerde; %0,15′e kadar fosfor, yaklaşık %0,25 ilâ 0,5 bakır ve %0,5 ilâ 1,0 krom içerdiklerinde, atmosfer korozyonuna dayanıklı çelik olarak kabul edilirler atmosferli korozyonda, Cr, Ni, Cu, V, N gibi elementler bir koruma tabakası teşekkül ettirerek, korozyon hızını çok azaltırlar ve uzun süre (yıllar) sonra, yaklaşık sabit değere gelinir. Beş tahrip yılından sonra, yıllık kalınlık kaybı her iki tarafta 20 mm değerini aşmaz. Atmosfer korozyonuna dayanıklı çeliklerin kullanılabilirliği, atmosfer tipine (deniz, kara, şehir ve endüstri atmosferi), aktif korozyon süresine (bağıl nem % 80, hava sıcaklığı 0 oC) ve yerleştirme kategorisine (korunmamış, kısmi ya da tam korunmalı yerleştirme) göre değişir.

    - İnce Çelik Saclar

3 mm’ye kadar kalınlığı olan, alaşımsız ve genel yapı çeliklerinden yapılmış ince çelik saclar (TS 3812) ve soğuk haddelenmiş alaşımsız yumuşak çeliklerden yapılmış şerit ve saclar (TS 3813) standartlaştırılmıştır. TS 3812′ ye göre üretilen ince çelik saclar, sıcak ya da soğuk haddelenerek üretilirler ve yüzeyleri genellikle mat yapılır. Bu çelik saclara istenirse yüzey kaplama işlemi uygulanabilir.

    - Band Çelikleri

İnce çelik saclar gurubuna girerler. Kalınlıkları 1,0 … 15 mm, genişlikleri 600 … 2000 mm arasında olan, sıcak haddelenerek yapılmış ve rulo halinde sarılmış malzemelerdir, (TS 6273). TS 5598 ise soğuk olarak haddelenmiş alaşımsız yumuşak çelik şerit ve sacların yapımında kullanılan, sıcak haddelenmiş ve kalınlığı 1,5 … 20 mm arasında olan rulo bandları kapsamaktadır. Bu şekilde elde edilen çelik rulo bandların temininde, malzemenin yüzeyi genellikle haddeden çıktığı şekilde, yani tufalı temizlenmemiş durumdadır. Ancak, istenirse tufalı temizlenmiş ve yağsız ya da yağlı (DKP- dekape) olarak da temin edilebilirler. Çelikler, genellikle bilinen tüm kaynak yöntemleriyle kaynak edilebilirler.

- Paslanmaya ve Aside Dayanıklı Çelikler

Alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikler, atmosferin etkisiyle paslanırlar ya da değişik ortamların etkisiyle korozyona uğrarlar. Bu tür malzemelerden yapılmış yapı elemanlarını tahribattan korumak için, koruma boyası yapılabileceği gibi, ilave önlemlerinde alınması gerekir. Ancak teknikte, pasif korozyondan korumanın yeterli olmadığı ve malzeme seçiminin diğer koşulları karşılayamadığı önemli sahalar da vardır. Böyle durumlarda, paslanmaz (Stainless Steels) ve aside dayanıklı çeliklerle sorun çözümlenir. Bunların her koşulda dayanıklı oldukları, genel olarak ifade edilemez. Korozyona dayanıklı olarak tanımlanabilmesi için, korozyonun sebep olduğu kütle kaybının günde 2,4 gr/m2 değerinden daha az olması gereklidir.

Isıya ve tufallaşmaya dayanıklı çeliklerde olduğu gibi (örneğin, X 8 CrNiTi 18 10 çeliği), hem ısıya hem tufallaşmaya ve hem de paslanmaya ve aside dayanıklı çelik olarak kullanılır. Ana alaşım elementi krom ve nikeldir. Ayrıca düşük miktarlarda da molibden, titan, bakır, silisyum ve alüminyum katılır.

Kullanım durumuna bağlı olarak, paslanmaz ve aside dayanıklı çeliklerin yapısı; elde edilme şekillerine göre; ferritik, perlitik-martensitik, ostenitik ve paslanmaz dökme çelikler olarak adlandırılırlar.

Paslanmaya ve aside dayanıklı çelikler, ‘Biçimlenebilen Paslanmaz Çelikler’ adı altında TS 2535′ de (Nisan 1983) standartlaştırılmıştır. Paslanmaya ve aside dayanıklı çelikler aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir.

a) Krom Çelikleri:
Paslanmaz kromlu çelikler, genellikle % 13 – 17, bazı çelik döküm çeşitleri de % 30 kadar krom içerirler. Krom çeliklerinin korozyon dayanımı, birinci planda krom miktarına bağlıdır. Birçok ortama karşı, krom miktarının % 12,5 değerini aşmasıyla çelik pasif duruma geçer. Korozyona yüksek dayanımı olan çeliklerde, yapının tam ferritik olması ve teşekkül edebilen kromkarbürün de çözünmüş olması arzu edilir. Dönüşüm kabiliyetli çeliklerin de korozyon dayanımı, eğer karbon çözünmüş halde ise, yani çelik martensitik halde bulunuyorsa oldukça iyidir.

    b) Krom-Nikel Çelikleri:
Korozyona dayanıklı Cr-Ni çeliklerinde, %13 – 21 Cr ve % 5 – 20 arasında Ni, % 0,02 – 0,16 C ile birlikte bulunur. Nikel ilavesiyle, Fe – Cr katı çözelti sahası daralır, çelikler daha kolay ve daha stabil pasifleşirler. Cr-Ni çelikleri ostenitik halde bulunurlar.

    Ostenitik Cr-Nİ çelikleri, interkristalin (tane parçalanması) korozyona karşı, eğer kromu zengin karbür teşekkül etmiş ve böylece kromu fakirleşmiş (max. %12 Cr) olan ana yapı direkt olarak tane sınırı bölgesine dağılmışsa, dayanıklıdır.

    Halojen içeren çözeltilerde ya da farklı havalandırma koşullarında, paslanmaya ve aside dayanıklı çeliklerde delik korozyonu çoğu zaman sülfürle – özellikle mangansülfür- temas ettiğinde görülür. Ayrıca, iç ve dış çekme gerilmeleri olduğunda gerilim çatlağı korozyonuna rastlanır. Çoğu zaman da her iki korozyon tarzı birlikte görülür. Bu durumda çeliğin dayanımı molibden ilavesiyle arttırılabilir. Standart alaşımlar bazların içinde düşük konsantrasyonlarda dayanıklıdırlar.

    Ostenitik Cr-Ni çelikleri atmosferle, buhar ve suyla, fosforik asit, sirke asidi, süt asidi ve meyve asidi ile klorür içeren çözeltilerle temas ettiğinde yeterli dayanıma sahiptirler.

c) Krom–Mangan Çelikleri:
Ostenitik krom-mangan çelikleri, ostenitik krom-nikel çeliklerinin kullanımına paralel olarak özel durumlarda kullanılabilirler. X 12 MnCr 18 12 çeliği, -180 oC sıcaklığa kadar düşük sıcaklıklarda yiyecek depolarında ve X 10 CrMnNiN 17 9 4 çeliği, organik asitlerle temaslı ortamlarda kullanılır. Ancak bu çelikler, Cr-Ni çelikleri ölçüsünde korozyona dayanıklı değildirler.

d) Çok Fazlı Çelikler:
Çok fazlı yapıya sahip çelikler, çoğu zaman tek fazlılara nazaran interkristalin, delik, gerilim çatlağı ve aralık korozyonuna daha dayanıklıdırlar, ostenitik-ferritik yapılı çelikler delik ve aralık korozyonuna dayanıklıdır. Martensitik-ostenitik yapılı çelikler iyi mekanik dayanıma ( 600 Mpa) ve oldukça iyi korozyon dayanımına sahiptirler. Basınçlı kazanlarda, su türbinlerinde ve yüksek polimerlerin polimerizasyon kaplarında kullanılırlar. Ayrıca pompa ve türbin yapımında da kullanılırlar.

    - Yay Çelikleri

    Yay malzemelerinden aranan özelliklerin karşılanabilmesi büyük ölçüde çeliklerle sağlanabileceğinden dolayı, yayların çok büyük bir kısmı bu malzemeden imal edilebilir. Korozif etki altında kullanılması gereken yaylar, alışılmış normal yay çeliklerinden imal edilebilir ve ardından koruyucu kaplama ile kaplanabilirler. Buna karşın , eğer yaylar aside ve paslanmaya dayanıklı çeliklerden imal edilirlerse, çok uzun ömürlü çözüm sağlanır.

“4140 ve 4340 Çeliklerinin Kostik Bir Ortamdaki Gerilimli Korozyon Davranışı Üzerine İçyapısal Etkilerin İncelenmesi” amacıyla yapılan bir denemede; (ANONİM, 1997) İçyapısal değişikliklerin düşük alaşımlı 4140 ve 4340 çeliklerinin gerilimli korozyon çatlaması (GKÇ) davranışlarına etkisi kostik bir çözelti kullanılarak ( 80 oC’ de % 33 NaOH çözeltisi) incelenmiştir. Çeşitli ısıl işlem süreçleri sonucunda mikroyapıları değiştirilen çelikler kompakt çekme numunesi şeklinde işlenmiş ve bu çözelti içerisinde sabit uzama hızlı kırılma mekaniği deney yöntemi kullanılarak serbest korozyon koşulları altında test edilmişlerdir. Sonuçlar bu ortamda 4140 alaşımının 4340 alaşımına kıyasla gerilimli korozyona daha dayanıklı olduğunu göstermiştir. Her iki aşamada da su verme ve menevişleme işlemlerinin bu dayanıklılığı arttırdığı görülmüştür. Sadece 4140 alaşımına uygulanan küreselleştirme işlemi de benzer bir etki göstermiştir. Taramalı elektron mikroskobu incelemelerinde, kırılma modlarının uygulanan ısıl işlemlerden etkilendiği bulunmuştur.

4.5.1.8. Birleştirme Malzemeleri

Teknikte kullanılan bağlama araçları iki grupta incelenebilir.

  1. Çözülebilen bağlama araçları: Vida, cıvata, somunlu cıvata, saplama ve kama gibi araçlardır.
  1. Çözülemeyen bağlama araçları: Perçin, lehim, kaynak gibi araçlarla sağlanan bağlama ve birleştirmelerdir.

    Birleştirme malzemelerinin görevi, herhangi bir şekilde bir araya getirilmiş yapı elemanlarında, hem gerekli süre içerisinde hem de yeterli dayanıklılıkta kuvvet taşınmasını garanti etmektir. Ayrıca ilave istek olarak, sıvı ve gazlara karşı birleştirme yerlerinin farklı karakter göstermemesi, yapı elemanlarının ortama karşın gösterdikleri korozyon tutumunu, birleştirme malzemesinin de göstermesi istenir.

    Şekil 14. Birleştirme malzemesinin yanlış kullanılması sonucu henüz üretim aşamasında ortaya çıkan olumsuzluk.

    4.5.1.9. Kaynak Malzemeleri

    Uygun kaynak yöntemiyle bağlantı yapıldığında, metalik veya metalik olmayan konstrüksiyon parçaları arasında tekrar bağlantı sağlanabileceği gibi, yüzey tabakaları üzerine dolgu da yapılabilir. Bunun için tel veya toz formunda kaynak maddesi gereklidir. İlave madde olarak kaynak teli bağlantı ve dolgu için kullanılabileceği gibi, püskürtme tarzında da püskürtme tabakası elde edilmesinde kullanılabilir. Kaynakta malzeme ergidiğinden dolayı, kaynak malzemesinin mekanik ve fiziksel özellikleri genellikle ikinci planda kalır. Temel prensip olarak, kaynak maddesinin kimyasal bileşiminin kaynak edilen ana malzemelerden mümkün olduğunca farksız olması gerekir.

        Çeliğin kaynak kabiliyeti artan karbon miktarıyla kötüleşir. Silisyum ve mangan öncelikle dezoksidasyon maddesi olarak ilave edilir, fakat dayanımı yükseltir ve ayrıca kritik soğuma hızını azaltır. Nikel ve molibden ilavesiyle tane inceltme ve süneklilik artışı sağlanır. Ayrıca molibden ilavesiyle özellikle ostenitik krom-nikel çeliklerinin kaynağında bağlantı bölgesinde korozyon dayanımı da iyileştirilir.

    Atmosfer korozyonuna dayanıklı çeliklerin sürekli artan oranda kullanımı, yeterli mekanik özellikleri de taşıyan ve korozyon dayanımı yükseltilmiş özel kaynak malzemelerinin kullanılmasını gerektirir.

    Paslanmaz ve aside dayanıklı çeliklerin kaynağında, kaynak maddesinin korozyon dayanımının ana malzemeyle uyumlu olması gerekir. Bu malzemeler için daha çok elektrik ark kaynağı kullanılarak, kaynak yerinde pek az ısıtma yapılır ve kısa ark süresiyle, ferritik çeliklerde kaba tane oluşumunu, ostenitik çeliklerde sıcakta çatlama olayını engelleyecek tarzda ergiyik banyosunda aşırı ısınma olmaz. Bu şekilde kaynak dikişinin yükselen sünekliliği ve korozyon dayanımı ile güvenli bir kaynak sağlanmaktadır.


    a)             b)

    Şekil 15. a) Yeni yapılmış ve boyanmış kaynak, b) Kaynak yerinden paslanmaya başlamış bir su tankı.

     

        Kalın ostenitik sacların kaynağı için, kaynak malzemesi niobyumla stabilize edilerek kromkarbür çökelmesi engellenir ve böylece interkristakin korozyonla tahribat meydana gelmesi önlenmiş olur. Yüksek alaşımlı korozyona dayanıklı kaynak malzemeleri, sacların kaynakla kaplanmasında kullanılır.

        Son olarak; aşınmaya dayanıklı ya da korozyona dayanıklı demir esaslı dolgu kaynağı için gerekli yüksek alaşımlı malzeme, UP- kaynağı için elektrot bandı halinde de sağlanabilir. Band örneğin, basınçlı su ile inceltilmiş demir tozları ile uygun ferroalaşımların tozları karışımından, toz haddeleme ve sinterlemeyle üretilir.

    Lehimleme: Yumuşak ve sert lehimle lehimlemeler çoğu durumlarda ana malzeme ile dolgu malzeme arasında önemli bir potansiyel farkı doğurabilir. Özellikle bakır ihtiva eden lehimlerle yapılan sert lehimlemelerde metaller arası ara bileşikler oluşabilir. Lehimlemede kullanılan koruyucu maddelerin çoğu (flukslar) nemlilikle yüksek iletkenliği olan korozif solüsyonlar yaparlar. Bu durum genellikle hafif metal ve alaşımlarında sonradan korozyon ataklığına sebep olabilir. Lehimleme bakır ve pirinç ile yapılabilir. Sert maden uçlarının çelik gövdelere lehimlenmesinde kullanılan malzemelerin aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir:

    1. Oksit tabakasını çözmeli,
    2. Lehimlenecek yüzeydeki pislikleri gidermeli,
    3. Lehim malzemesini ısıtma sırasında, yeniden oksitlenmeye karşı koymalı,
    4. Lehimlenecek yüzeylerin tutma kabiliyetini yükseltmeli,
    5. Lehimin ergime akışını kolaylaştırmalıdır.

    4.5.2. Alüminyum

    Metaller arasında yeryüzünde en çok bulunan element alüminyumdur. Alüminyumun en büyük özelliği hafifliğidir. Alüminyumun oksijene karşı ilgisi çok yüksektir. Bu yüzden alüminyum malzemenin üzerinde yoğun bir oksijen tabakası oluşur. Bu tabaka koruyucu bir etkiye sahiptir. Bu nedenle korozyona dayanıklılık isteyen yerlerde ilk akla gelen malzemedir. Alüminyum boksitten elde edilir. Alüminyum parlak gümüş renginde, hava ve su etkilerine dayanıklı,yumuşak ve kolay biçimlendirilebilen, ısı ve elektrik iletkenliği çok yüksek olan bir metaldir. Ticari olarak levha, folyo, sac, tel ve profil yapımında kullanılmaktadır.

    Alüminyum tüm bu olumlu özelliklerinin yanında, dayanımının düşük olması,kaynak ve lehim yeteneğinin ancak özel yöntemlerle olması gibi olumsuz özelliklerinden dolayı tarım alet ve makina sanayiinde kullanım alanı bulamamaktadır. Ancak bazı durumlarda çelik alaşımı olarak alüminyumdan yararlanılabilmektedir.

    4.5.3. Bakır

    Bakır, kırmızı renkte, yumuşak ve biçimlendirilebilme özelliği yüksek, ısı ve elektrik iletkenliği iyi ve korozyon direnci çok fazla olan bir elementtir.

    Bakır ısıl işlemler ile sertleşmez, alaşımlarının dayanımı yüksek ve sert, korozyon direnci ise alaşımlı bakırlarda oldukça yüksektir. Tarım makinaları imalatında bakırın korozyona karşı bu yüksek dayanımından yararlanmak için çelik alaşımlarında daha fazla kullanılması yararlı olacaktır. Fakat bakır alaşımları da tarım makinalarının bazı parçalarında kullanım alanı bulmaktadır. Bu alaşımlar;

    1. Bakır-Çinko Alaşımları (Pirinç)

    Bakırın yaptığı en önemli alaşımdır. Pirinç çok bilinen ve kullanılan bir Cu+Zn alaşımıdır. Çinko, bakırdan daha ucuz olduğundan pirinçler bakırdan daha ucuzdur. Bu nedenle pirinçler geniş kullanım alanına sahiptir. Pirinçlerin dayanımı bakırdan daha yüksek olmasına karşı korozyondan daha çok etkilenirler. Kızıl döküm pirinç ve sarı döküm pirinç olmak üzere iki kısımdır. Kızıl döküm pirinç korozyona daha dayanıklıdır.

     

     

    1. Bakır-Kalay Alaşımları (Bronz)

    Cu-Sn en eski alaşım olarak bilinir. Ancak Sn çinkodan 10 kat daha pahalı olduğundan pirince göre bronzun maliyeti daha yüksektir. Buna karşın kopma dayanımı ve korozyona dayanımı daha yüksektir. Alaşımlarda genellikle % 80 … 94 Cu ve % 6 Sn olur. Alaşımdaki kalay, korozyona dayanımı ve kayıcılığı artırmaktadır.

        c) Bakır-Alüminyum Alaşımları (Al Bronzları)

    Bu alaşımlar % 9′a kadar alüminyum içeren karışım kristallerinden meydana gelirler. Bu nedenle çok yüksek şekil değiştirme özelliğine sahiptirler. Korozyona karşı yüksek dayanıklılık gösterirler.

    d) Bakır-Nikel Alaşımları

    Bu iki element her oranda karışarak alaşım meydana getirir. Nikel, alaşımın dayanımını ve korozyona dayanıklılığını artırır.

    4.5.4. Plastikler

    Plastik malzemelerin fiziksel özelliklerini makromoleküllerin büyüklüğü, atomları arasındaki bağları ve amorf veya kısmi kristal düzeni (makromoleküllerin eş yönlenmesi) tayin ederken, kimyasal özelliklerini de bileşimleri belirler. Genellikle kimyasal dirençleri (asitlere, bazlara ve organik çözücü maddelere karşı) yüksektir. Su soğuran plastikler suda eriyebilen kimyasal maddelerle daha çok etkilenir. Plastiğin kimyasal direnci, özellikle dolgu maddelerinin kullanılması halinde büyük farklar gösterir.


             a)                 b)

    Şekil 16. a) Pülverizatör depolarında kullanılan plastik malzemenin yapısı, b) Deponun iç görünümü.

     

    Bu özellikleriyle plastikler için, makine ve kimya sanayiinde korozyona karşı korunma açısından da geniş kullanma sahası mevcuttur. Özellikle son yıllarda pülverizatör depolarının imalatında tamamen plastik sanayiinde faydalanılmaktadır. Ayrıca birçok dişlilerde korozyona karşı dayanımından dolayı plastik malzemeden imal edilmektedir. Çeşitli plastiklerin kimyasal dirençleri, bu üretimle ilgili liste ve kataloglarda belirtilir. Mekanik yüklemeler altında veya üretim sırasında oluşan iç gerilmelerden dolayı ve artan sıcaklıkla plastiklerin kimyasal dayanıklılıkları kötüleşir. İç gerilmeler veya yükleme gerilmelerinin bu olumsuz etkileri çoğu zaman konsrüktif tedbirlerle önlenebilir.

    Teknik kullanımda doğru ve güvenilir sonuçlar alabilmek için, kullanma şartları dikkate alınarak plastiklerin kimyasal dirençlerinin ölçülmesi gerekir. Bunun için belirli bir plastik numune, sabit bir süre ile ve belirli sıcaklıkta, çok değişik konsantrasyonlardaki korozif ortam içinde tutulur. Bu süre sonunda (ve belirlenmiş deney şartlarındaki) numunenin ağırlık kaybı veya boyut değişiklikleri ölçülür. Benzeri deneyler korozif ortamı (asidik, bazik, vs.) veya etkime süresini değiştirerek yapılabilir. Burada önemli olan, gerçek çalışma şartlarına eşdeğer deney şartlarının mümkün olduğunca sağlanmasıdır. Çünkü böyle bir simulasyonda değişken sayısı çok fazladır ve bu eşdeğerlilik laboratuar deney sonuçlarının doğrudan doğruya uygulamaya aktarılması için gereklidir.

    Sonuç olarak plastik malzemeler korozyon dayanımının iyi olması nedeniyle tarım sektöründe yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Özellikle tarımsal savaşta kullanılan pülverizatörlerde çok etkin şekilde ilaçların yaptığı korozyona dayanım sağlamıştır. Bunun yanında sulama sistemlerinde metal boruların yerine, makine imalatında ise dişli çarklarında çelik dişliler yerine plastik dişliler kullanılmaya başlamıştır (DEMİRCİ, 1984).

    4.6. Katodik Koruma

    İki şekilde uygulanır:

    1. Korunacak malzemeye dışarıdan akım vererek,
    2. Malzemeyi daha aktif bir malzemeye bağlayarak.

    Katodik koruma normal olarak, elektriksel temas durumunda korozyona uğrayan metalin galvanik seride kendisinden daha yukarıda yer alan metal ile birleştirilmesi sonucunda sağlanır. Katodik korumada, korozyondan korunmak istenen metal katot yapılarak galvanik pil oluşturulur. Bu tür koruma sağlamak için, genelde çinko ve magnezyum kullanılır. Bazı durumlarda bir gerilim kaynağı aracılığı ile koruyucu akım elde edilir. Bu durumda anot karbon, grafit veya platin gibi koruyucu malzemelerden oluşur. Yer altında boruların korunması için anotlar borudan 2,4-3,0 m uzağa gömülür. Anotların her biri kollektör kabloya bağlanır ve bu da boru hattına lehimlenir. Akım anotdan toprağa gönderilerek, boru hattında toplanır ve kollektör kablo vasıtasıyla anoda geri döner.

    4.7.
    Korozyon Önleyicisi (İnhibitör) Kullanımı

    Korozyon önleyicileri, korozif etkiyi azaltmak veya önlemek için korozyon ortamına katılan maddelerdir. Bu maddeler çoğu durumlarda metal yüzeyinde koruyucu bir tabaka o1uşturarak korozyonu önlerler. Otomobil radyatörlerinde kullanılan antifriz karışımının içine veya ısıtma sisteminde kullanılan suyun içerisine inhibitör katılır. Örneğin; korozyon ortamına oksit yapıcı maddeler katılarak alüminyum, krom ve mangan gibi metallerin yüzeylerinde oksit filmleri oluşturulur ve böylece bu metallerin korozyondan korunması sağ1anır.

    4.8. Pasifleştiricilerin Kullanılması

    Pasifleştiricileri anodik yavaşlatıcılar olarak tarif etmek mümkündür. Gerçekte pasifleştiriciler metalin korozyon potansiyelini soylaştırarak korozyon akımının çok küçük olduğu pasif alan içine kaydırırlar. Pasifleştiriciler ancak belirli bir konsantrasyonun altına düşmemek kaydıyla korozyonu yavaşlatırlar. Pasifleştirici konsantrasyonunun bu düzeye ulaşmaması halinde korozyon olayı yavaşla yerine hızlandırılmış olur. Bu nedenle pasifleştiricilere tehlikeli yavaşlatıcılar olarak bakmak mümkündür.

    4.9. Korozyona Neden Olan Maddeleri Uzaklaştırmak

    Her zaman uygulanması olası olamayan bir yöntemdir. Az miktardaki potasyum kromat tuzlu suyun korozif etkisi azaltır. Sakin sularda oksijen bulunacağından kazan vb. tesislerde suyun aşırı karıştırılarak oksijen almasının önlenmesi korozyonu azaltan bir uygulamadır.

    4.10. Yüzey
    Kaplama

    Temelde korozyon bir yüzey olayı olduğuna göre, korozyonun önlenmesinde yüzey işlemlerinin bilinmesi gerekmektedir. Genelde malzeme yüzeylerinde yapılan işlemler;

    1. Malzeme yüzeyine yeni özellikler kazandırma (sertlik vb),
    2. Malzemenin görünümsel albenisini artırma,
    3. Malzemenin bulunduğu ortama karşı direncini artırma yani korozyona dayanım kazandırma.

    Metal yüzeylerde bu işlemleri gerçekleştirebilmek için şu yöntemler kullanılmaktadır:

  • Doğrudan metalin yüzeyine yakın bölgelerin özelliğini değiştirerek gerçekleştirilen işlemler,
  • Metal yüzeyinin başka metallerle kaplanması,
  • Metal yüzeyinin ortamla tepkiyerek yüzeyinde koruyucu veya dekoratif kaplamaların ya da katmanların oluşması,
  • Metalin yüzey özelliklerini değiştirmek için ortama çok az miktarda katkı maddelerinin ilavesi,
  • Metal yüzeyinin elektrokimyasal özelliğinin değiştirilmesi.

Metalik malzemeyi ortama daha dayanıklı hale getirmek için üstüne kaplanacak metal ya da alaşım bu metale göre daha dayanıklı ya da koruma özelliğinde olmalıdır. Özde bu tip kaplamalar metali korumanın yanında dekoratif görüntüyü de ortaya çıkarmaktadır. Ancak kaplama uygulamalarında kaplamanın yapılacağı ortam, kaplama malzemesi, uygulama şekilleri vb. pürüzlülükler ve yüzey kirliliği kaplama işlemlerinin kalitesi üzerinde olumsuzluk yaratmaktadır. Yüzeyin mekanik, ısıl ve elektrokimyasal yöntemlerden bir veya birkaçını kullanarak kaplama malzemesi ile yüzey arasında iyi bir bağın oluşturulması sağlanmalıdır. Ayrıca iyi bir kaplama yönteminin seçiminde malzeme, alet, makine ve ortamın çok önemli olduğu unutulmamalıdır.

Ülkemizde tarım alet ve makinalarının imalatında genelde kaplama olayında çoğunlukla dikkate alınmayan bu işlemler yapılan kaplamanın da değerinin olmamasına, dolayısıyla kalitesinin düşmesine neden olmaktadır.

Bu kısımda tarım makinaları imalatında metalik kaplamalar açıklanmaya çalışılmıştır. Özellikle yüzey kaplamasında imalatçı boyayı tercih etmektedir. Fakat tek başına bu uygulama korozyonla mücadele için yeterli değildir. Aşağıda tarım makinelerinde görülen korozyonun önlenmesinde, bazı yüzey kaplama yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir. Yüzey
kaplamaları; metal kaplamalar ve metal olmayan kaplamalar olmak üzere iki gruba ayrılabilir.

4.10.1. Metal Kaplamalar

Metal veya alaşımların yüzeyini korozyona karşı dayanıklı hale getirmenin en sık baş vurulan yöntemlerden biri ikinci bir metalle kaplamadır. Elektrokimyasal tutum bakımından metal kaplamaları; soy kaplamalar ve aktif kaplamalar olarak iki gruba ayırmak mümkündür. Örneğin çeliğe göre; gümüş, bakır, kalay, kurşun, nikel ve krom soy, çinko ve kadmiyum ise aktif kaplamalar olarak göze çarpar. Metal kaplamalar sıcak daldırma, elektro kaplama, sıcak püskürtme (tel veya toz püskürtme), difüzyon ve mekanik kaplama gibi yöntemlerle yapılır. Fiziksel, mekanik ve kimyasal yöntemlerin kullanıldığı metal kaplama uygulamalarından tarım alet ve makinaları imalatında en çok kullanılan kaplama çeşidi galvaniz kaplama, çinko kaplama, krom kaplama ve fosfat kaplamadır. Pratikte korozyona karşı en çok çinko ya da alüminyum kaplama kullanılır. Sıvı metale daldırma yöntemi, esas olarak çeliğin çinko, kalay, kadmiyum, alüminyum, altın veya kurşun ile kaplanması için uygulanır ve bu yöntemin çok geniş uygulama alanı vardır.

Metal kaplamalarda kaplama işlemleri sıcak daldırma, sıcak püskürtme, Sherardizing ve elektroliz yöntemleri olmak üzere 4 değişik yöntemle yapılmaktadır.

- Sıcak Daldırma: Bu yöntemde, kaplama metali ergitilir ve ana metal bu ergiyik içerisine bırakılarak kaplama yapılır. İşlem esnasında ana metal yüzeyi, kaplama metali ile alaşımlı hale gelerek korozyondan korunmaktadır.

- Sıcak Püskürtme: Bu yöntemde, kaplama metali toz haline getirilir ve bir ısı kaynağı ile ergitilerek, ana metal üzerine püskürtülmesiyle kalama yapılmaktadır. Bu işlem esnasında kaplama metali, ana metal üzerine yapışmaktadır. Bu iki metal arsında alaşım meydana gelmemektedir.

- Sherardizing Kaplama Yöntemi: Bu yöntemde, toz halindeki kaplama metali ile ana metal aynı kasa içerisine konularak, yüksek sıcaklıkta bir müddet bekletilmektedir. Kaplama metali, sıcaklığın etkisiyle uçuculuk özelliği kazanmakta ve ana metali sarmaktadır.

- Elektroliz Yöntemi: Bu yöntemde ise ana metal katot, kaplama metali de anot olacak şekilde, uygun bir elektrolit içerisinde kaplama yapılmaktadır. Bu işlem sırasında, kaplama metali korozyona uğrar ve ana metalin üzerini kaplayarak korozyondan korunmasını sağlar.

4.10.1.1. Galvaniz Kaplama

Daha çok elektroliz yolla yapılır ve tarım alet ve makinaları içerisinde özellikle ekim makinalarında ekici ve dağıtıcı mil gruplarında, norton dişli sistemlerinde ve zincir dişlilerde, yine ekim makinalarının ve kültivatörlerin yaylarında ve cıvatalarında uygulanmaktadır.

4.10.1.2. Çinko Kaplama

    Çoğunlukla sıcak daldırma şeklinde, sulama makinaları ve ilaçlama makinalarında kullanılan tesisat borularında, sera demirlerinin dış yüzeyinin kaplanmasında, bazı makinaların sac kısmının kaplanmasında, makinaların şasi düzenlerinin kaplanmasında, pülverizatör pervanelerinin kaplanmasında ve aynı zamanda tel vb. malzemelerde tercih edilen bir kaplama yöntemidir. Son yıllarda bazı imalatçıların; elektrolitik çinko kaplama proseslerinden en ekonomik ve de yüksek kalınlıklarda bile kaplanan malzemeye şekil verme anında kırılgan olmayan özellik göstermesi, demir ve bakıra iyi yapışması ve yüzey pürüzlülüğü nedeniyle kaplanacak malzemeye iyi bir zemin hazırlaması nedeniyle sülfatlı çinko kaplamaları tercih ettiği gözlenmektedir.

    Ancak bu tip kaplama uygulamalarında anot polarizasyonu sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Bunun sonucu kaplama sonrasında ısıl işlem gerektiren uygulamalarda sadece filtreleme yetmemekte, bunun yanında ek işlemlere gerek duyulmaktadır. Parlaklık eldesinde dextrin. licorice gibi organik esaslı katkı malzemelerinden yararlanılmaktadır.

Yapılışı: Galvanizleme işleminde çinko ile kaplanacak olan malzeme ilk olarak 3-4 saat süresince sülfürik asit havuzunda bekletilir. Daha sonra asidin temizlenmesi için önce sırası ile fluks havuzunda asit temizleme işlemi gerçekleştirilir ve son olarak da saf su havuzunda son temizleme işlemi yapılır.

Asitten arındırılan malzeme kurutma odasında yaklaşık 100 oC sıcaklık ile kurutulur ve son olarak çinko havuzuna 2-3 dakika süre ile daldırılır. Daha sonra çinko havuzundan çıkarılan malzeme soğutma için su ile dolu havuza daldırılır. Soğutma işleminden sonra malzemeye çinko kaplama (galvanizleme) işlemi yapılmış olur. Çinko kaplama işleminin yukarıda anlatılmış olan bazı aşamaları Şekil 17′ de gösterilmiştir.

Çinko kaplama kısmen dekoratif amaçlı olarak da yapılır. 450
– 460 oC arasındaki sıcaklıklarda uygulanmakla beraber seramik tanklar içinde 500 oC üzerindeki sıcaklıklarda da başarıyla uygulanabilmektedir.

Çinko kaplamalar sürekli ve kesikli olarak çelik levhalara, tellere, her tür çelik ürünlere (Fan pervaneleri, bazı tarım makinalarının imalatında kullanılan sac malzemeler vb.) ve dökme demirlere istenen mikronda uygulanabilmektedir. Kaplama sonucu elde edilen tabakanın kalınlığı yaklaşık 40 μ kadardır.

Çinko kaplamalar günümüzde önemi en çok artan kaplama türlerinin başında gelmektedir. Özellikle kaplamalara uygulanan bitirme işlemlerinden fosfatlama, hem çinko yüzeyinin korozyon direncini arttırmakta hem de koruyucu boyaların yüzeye daha iyi yapışıp daha uzun ömürlü koruyucu kaplama sistemlerinin geliştirilmesine olanak vermektedir.

 


    

                a)                     b)



                c)                     d)    

 

    Şekil 17. a) Sülfirik asit havuzuna daldırma, b) Çinko havuzuna daldırma,     c) Çinko havuzundan malzemenin çıkarılması, d) Çinko kaplanmış malzeme.

    

    Tarım makinaları imalatında kullanılan özellikle çelik sac levhalar, bazı makinaların şasi düzeneği, bazı özel çivi, vida gibi bağlantı elemanları ve bazı fanlar çinko kaplama sayesinde çok uzun ömürlü olabilmektedirler.

4.10.1.3. Krom Kaplama

Tarım alet ve makinalarında hidrolik pistonlarda ve değişik türde millerin imalatında kullanılmaktadır. Krom kaplama metal yüzeyine korozyon direnci kazandırdığı gibi boya tabakasının yüzeye yapışmasına olumlu katkı yapmaktadır. Tarımsal savaş alet depolarının yapımında kullanılan çinko malzemeler kromatlanarak başka bir işleme gerek olmadan direkt olarak kullanılabilmektedir.

Krom kaplama ile demir alaşımları için oldukça yapışkan bir tabaka elde edilir. Metallerin kromla kaplanması için öncelikle bakır veya tercihen kadmiyum ön tabakası, bazen de bir nikel ara tabakası oluşturulması faydalı olmaktadır. Ayrıca krom, kapladığı parçalara olağanüstü bir estetiklik kazandırdığı için çoğu zaman dekoratif amaçlı olarak kullanılmaktadır.

Sert Kromlamak: Sert krom aşıntıya ve korozyona çok dayanıklıdır. Bunun sebebi, çok ince bir kristal yapıya sahip olmasıdır. Aynı zamanda krom kimyasal etkilere de çok dayanıklıdır. 30 μ (bir sigara kağıdının kalınlığı kadar) kalınlıktan itibaren krom tabakası oldukça sıkı bir doku teşkil eder.

Sanayide kullanılan bütün madenleri kromla kaplamak mümkündür. Ancak çelik müstesna olmak üzere diğer madenlerin kaplanmasında özel banyolara ihtiyaç olmaktadır. Krom tabakasının sertliği 750 – 1050 kg / mm2 Vickers sertlik derecesi arasındadır. Krom kaplamaları; dekorasyon amacıyla yapılan parlak krom kaplamaları ile teknik sert krom kaplamaları olmak üzere iki gruba ayrılır.

4.10.1.4. Fosfat Kaplama

Tarım alet ve makinalarında, başta çelik malzemeler olmak üzere daha çok boya uygulamasından önce temelde fosforik asit olmak üzere uygun kimyasal maddeler içeren çözeltilere daldırılarak ya da püskürtme yoluyla metal yüzeyinin elektriksel yalıtkan bir fosfat tabakası ile kaplanması ile gerçekleştirilir. Uygulamada çok az imalatçı tarafından boya yapılmadan önce kullanıldığı görülmektedir. Halbuki bu kaplamanın boya yapılmadan önce kullanılması, imalatı yapılan makinanın ömrünü birkaç kat arttırabilmektedir. Traktör kabini imalatçılarında çokça uygulanan fosfat kaplama kalınlığı 3-5 μm civarındadır. Bunun dışında boru, cıvata, somun ve perçin gibi bağlantı elemanlarında, sac ve demir yüzeylerde, sürtünmeyi azaltmak amacıyla kalıp aparatlarında ve daha birçok malzemenin kaplanmasında oldukça fazla yararlanılmaktadır. Uygulamada oldukça fazla miktar ve türde fosfat kaplama çeşidi kullanılmaktadır. Bunlar içinde demir-fosfat kaplama uygulamaları daha çok boyaya baz oluşturmak için kullanılır. Sürekli sürtünme ve aşınmalara maruz kalan ortamlarda; özellikle makina iç kısımlarında mangan-fosfat kaplama, soğuk şekillendirme yapılacak uygulamalarda ise özellikle traktör imalat sanayiinde çinko-fosfat kaplama uygulamaları yer almaktadır.

4.10.1.5. Kalaylama

    Kalaylanacak parçalar iyice temizlendikten sonra, (çinko-klorür) lehim suyu denilen bu sıvı klorhidrik asit içine çinko parçacıkları atılarak eritmek suretiyle elde edilir. Bir fırça ile her tarafına sürülür. Kalay çubuklarını, kalaylanacak parçaları değdirme ile eritebilecek kadar ısıtmak gerekir. Daha sonra eritilmiş kalay bir pamuk tamponu ile iş parçasının her tarafına sıvazlanır. Çinko klorürün içine veya kalaylanan parçanın üstüne, işlem sırasında sel amonyak (nışadır tozu) serpilirse çok iyi bir temizleyici vazifesi görür ve parça yüzeyinde herhangi bir sebeple giderilememiş pas gibi pislikleri temizler.

4.10.1.6. Metalizasyon

Metalizasyon, okside olmayan bir madeni oksi-asetilen üflecinde ergitip, ergimiş durumda parça üzerine pülverize etme işlemidir. Buna Schoop metodu da denir. Bu sistem gün geçtikçe daha fazla kullanılmaktadır. Schoop pülverizatörü bir tabanca şeklindedir. İlave malzeme tel veya pudra şeklinde malzemeye gelmekte ve bunu bir basınçlı hava hortumu ile asetilen ve oksijen hortumları takip etmektedir. Oksi-asetilen aleviyle ergiyen pudra veya tel, basınçlı havanın etkisiyle toz halinde parçaya yapışmaktadır. Bu şekilde kaplanmış yüzeyler metalize edilmiş olur. Bu işlemde kullanılan ilave metal, çinko, kurşun, kalay, bakır ve alüminyumdur.

Sistem en küçüğünden en büyüğüne kadar her türlü mil, krank, şaft, yatak, vb. motor ve makine aksamının doldurulmasından sonra başarı ile iş görmektedir. Sistemin diğer başarılı kullanım alanları ise, her çeşit korozyon konularıdır. Hava, su, ısı, asit ve korozif atmosferden meydana gelen korozyon olaylarında malzemeyi yerine göre 25 – 50 yıl süreyle tamamıyla önleyebilmektedir. Ayrıca yatırım masrafları da bu sayede oldukça düşürülmektedir. Çünkü metal püskürtme, korozyona karşı yalnız mekaniksel bir koruma tabakası oluşturmakla kalmayıp alt tabakadaki iş yüzeyini elektrolitik olarak korozyona karşı korumaktadır.

4.10.1.7. Nikel Kaplama

Kaplama çeşitleri içerisinde oldukça fazla kullanılan bir usuldur. Yalnız başına kaplandığında ‘nikelaj’ ismini aldığı gibi kromla kaplama işleminde ilk yardımcı kat olarak da kullanılır. Nikelin çözünme potansiyeli bakır, kalay ve kurşunu kaplamaya müsaittir. Nikel kaplama bilhassa demir alaşımlarının korunması için kullanılır. Nikel demire nazaran daha asil bir element olduğundan, meydana gelen koruyucu tabakanın en az 25 μ kalınlığında olması gerekir. Aksi taktirde nikel tabakası gözenekli olur ve o zaman korozyon şiddetlenir. Esasen genelde bir ön tabaka kullanılmasının sebebi, havanın veya nikelin bu aşındırıcı etkisine mani olmak içindir. Çeliklerdeki korozyon dayanımı, yüzeyde azot zenginleştirilmesi ile oldukça iyileştirilebilir. Özellikle normal atmosfer korozyonuna dayanıksız olan çeliklerde, korozyon dayanımı önemli ölçüde arttırılabilir. Eğer nitrasyon tabakasında, sertlik ve aşınma dayanımı değil, daha çok korozyon dayanımı ön görülüyorsa, 530-570-oC arasında yumuşak nitrasyon ya da 600-850 oC arasında ostanitik sahada nitrasyon yapılır. Bekleme süresi, sıcaklık yüksek olduğu için kısadır. Bu süre, yüksek sıcaklıklarda 30 dakika ile düşük sıcaklıklarda 2 saat arasında değişir.

 


     a)                         b)

    Şekil 18. a) Nikelaj yapımında kullanılan madde, b) İşlemin yapıldığı düzenek.

 

“Ostenitik Paslanmaz Çeliklerde Gerilim Korozyonu Kırılmasının Nikel Kaplama İşlemi İle Önlenmesi” amacıyla yapılan bir denemede; (ANONİM, 1997) elektrolitik ve akımsız nikel kaplamanın ostenitik paslanmaz çeliklerin gerilim korozyonu kırılmasına etkileri incelenmiştir. AISI 304 çeliğine nikel kaplanmış ve ostenitik çeliğin tavlama sıcaklığında nikelin difüzyonu gerçekleştirilmiştir. Difüzyon işlemi elektrolitik nikel kaplamanın ana malzemeye nüfuziyetini arttırmış, kaplanıp difüzyon işlemi yapıldıktan sonra bükülen numunelerde bağın güçlendiği saptanmıştır. Akımsız nikel kaplamada ise, düşük sıcaklıkta sıvı faz oluşturan fosfor elementine bağlı olarak kaplama kırılganlaşmıştır. ASTM G-36 testine uygun olarak, gerilim korozyonu kırılması testi çeşitli numunelere uygulanmıştır. Kaplama yapılmayan AISI 304, 316 ve 321 ostenitik paslanmaz çelikler, uygulanan testte çatlamıştır. Buna karşın, nikel kaplanmış veya difüzyon işlemi uygulanmış olan çeliklerde 168 saat sonunda çatlama görülmemiştir.

4.10.1.8. Bakır Kaplama

Güzel görünüşlü bir kaplama olmasına rağmen, çabuk bozulduğundan;daha ziyade diğer kaplama yani nikel ve krom kaplama işlemlerinde yardımcı tabaka şeklinde iki kat olarak kullanılır.

4.10.1.9. Altın kaplama

Altın, korozyona dayanımı çok fazla olan ve önemli parçaların kaplanmasında kullanılan pahalı bir metaldir. Altın kaplama elektroliz yöntemi ile yapılmaktadır. Altın; süs eşyaları, uçaklarda ve diğer önemli yerlerdeki elektrik-elektronik parçaları, kimyasal maddelerin saklama kapları gibi önemli ve yapılan masrafa değecek malzemelerin kaplanmasında kullanılır.

4.10.2. Metal Olmayan Kaplamalar

Boya ve organik maddeler içeren metal olmayan diğer kaplamalar, esas olarak parça yüzeylerinin korunması ve görünümlerinin iyileştirilmesi için kullanılır. Boya, malzeme yüzeyinde koruyucu bir film oluşturur ve bu film çatlamadığı veya soyulmadığı sürece metal malzemeyi korozyondan korur.

4.10.2.1 İnorganik Kaplamalar

Metal malzemelerin içerisinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri sonucunda da yüzeylerinde toz veya oksit filmi oluşur. Bu tür filmler de koruyucu kaplama görevi yaparlar. Emaye ve beton kaplamalar da bu gruba girerler.

    Tarım makinaları imalatında son yıllarda geniş anlamda plastik türevli malzemelerin kullanılmaya başlaması ile inorganik kaplamalar içerisinde yer alan camsı emaye kaplamalar önemini yitirmiştir. Daha çok suyun ve ilacın kullanıldığı tarım alet ve makinalarında kullanılan emayelerinde böylece miktarı çok az düzeye düşmüştür. Aynı şekilde sulama borularında kullanılan çelik ve dökme boruların iç ve dış yüzeylerinde korozyondan korunmak için kullanılan çimento kaplama da son yıllarda yerini plastik türevli malzemelere bırakmıştır.

4.10.2.1.1. Emaye İle Kaplama

Emaye, esas olarak içinde renkli oksitler bulunan silikatlar veya camlardır. Emayeye florür asit dışındaki maddeler etki etmez. Emaye edilecek parçalar önce asitle dağlanarak temizlenir. Kuvars, kriyolit, boraks ve silikatlarla yapılmış çamura daldırılarak astar katı, püskürtme yoluyla da üst katı sürülür. Kuruttuktan sonra fırınlanarak pişirilirse parça emaye ile kaplanmış olur.

4.10.2.1.2. Paslandırmaz Banyo

Fosforik asit, manganbioksit ve sudan oluşan banyo 100 oC sıcaklığa kadar ısıtılır. Temizlenmiş malzeme bu banyoya daldırılarak 2 saat bekletilir. Bu suretle malzeme siyah – yeşilimtırak bir renk altında korozyona karşı koyan bir tabaka ile kaplanmış olur.

4.10.2.1.3. Plastik Kaplama

kaplanmış plastikler korozyona karşı direnç ve elektriksel yalıtım sağlarlar. Kaplama; alevle püskürtme (Wirbel yöntemiyle), sinterleme (250-300 C° deki parçalara hava akımıyla toz halindeki plastik zerreler püskürtülerek) ya da elektrostatik kaplama ile yapılır. Boyamaya benzer olmakla birlikte daha kalın tabaka elde edilir.

4.10.2.1.4. Boya İle Kaplama

    Tarım alet ve makinalarında metalik yüzeylerin korozyondan korunmasında en çok kullanılan yöntem, boya ile koruma yöntemidir. Temelde bağlayıcılar, pigmentler ve çözücülerden oluşan boyaların bünyelerine eklenen katkı maddeleri ile fonksiyonel yetenekleri arttırılabilmektedir. Özde boyalar korozyon açısından bakıldığında; geçirgen olmaması, frenleyici özellik göstermesi ve katodik koruma sağlaması yönünden tercih nedeni olmuştur. Boyama işleminin başarılı olması;

  1. Metale ve ortama en uygun boyanın seçimine,
  2. Metal yüzeyinin iyi hazırlanmasına,
  3. Uygulama yönteminin doğru seçilmesine,
  4. Uygulama koşullarının (sıcaklık, nem, ortam kirliliği vb.) uygun olmasına,

bağlıdır. Boya uygulamaları çok değişik şekillerde yapılmaktadır. Bunlar;

- Fırça ile boyama uygulaması,

- Döner merdane ile boya uygulaması,

- Püskürtme ile boya uygulaması,

- Daldırma ile boya uygulaması,

- Akıtma ile boya uygulaması,

- Perde ile boya uygulaması,

- Döner varil ile boya uygulaması,

- Elektrostatik yöntem,

- Elektroforetik yöntem,

dir. Tarım alet ve makinaları imalatında daha çok püskürtme yöntem tercih edilmekte, daldırma yöntemi de ancak küçük parçaların boyanmasında kullanılmaktadır. İmalatçıları genel yapılarından dolayı imalatta tek katlı boya uygulaması yapılmakta, bir başka deyişle astar boya uygulaması yapılmamaktadır. Oysa korozyona maruz kalan tüm tarım alet ve makinalarında çok katlı boya uygulaması yapılması zorunludur. Çok katlı boya uygulaması üç aşamada yapılmaktadır.

    Birinci aşamada, korozyona karşı asıl korumayı yapan primer tabaka katmanı oluşturulur. Ayrıca primer katmanın yüksek iç mukavemette ve uygun esneklikte olması gerekmektedir. İkinci aşamada, ara katman oluşturulur ki, bu katman toplam kaplama kalınlığının önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu tabaka yüksek kimyasal dirençte, su buharı geçişini engelleyici yapıda, elektriksel dirence sahip ve çok iyi yapışabilme özelliğinde olmalıdır. Son katman ise örtü tabakasıdır ve kaplama sistemini koruyucu, temasta olunan ortam ya da ortamlara ilk engel olmalı ve görünüşü de oldukça iyi olmalıdır.


                 a)                     b)

Şekil 19. a) Boyasının özelliği kaybolduğu için kullanılamaz hale gelmiş bir rototiller, b) Korozyon dayanımını artırmak üzere boyanmış rototiller.

Boya uygulamalarında kullanılan boyanın da korozyon üzerinde etkisi bulunmaktadır. Uygulamada tarım alet ve makinaları imalatçıları daha ucuz ve kalite açısından düşük olan yaş boya malzemelerini tercih etmektedirler. Püskürtme yönteminin ağırlıklı olarak kullanılması sonucunda hem boya kalitesi açısından hem de görünüş açısından istenildiği gibi korozyondan korunma ortamı sağlanamamaktadır.

Son yıllarda diğer sanayi uygulamalarına giren toz boya uygulaması ülkemizdeki tarım alet ve makinaları imalatçılarının her birisinde görülmemektedir. Oysa bu tip boya uygulaması ile hem boyadan tutum sağlanabilmekte, hem de boya kalitesi arttırılabilmektedir. Çünkü toz boya uygulamalarında, elektrostatik çekim yoluyla özellikle köşelerde ve keskin kenarlarda çok yüksek boya kalitesi elde edilebilmektedir. Termoset toz boyaların genel makine imalatında kullanılması, yakın bir gelecekte de tarım makinaları imalatında da kullanılabileceğinin bir göstergesidir. Ancak buna uygun proseslerin maliyeti imalatçılar açısından altından kalkılması oldukça zor bir durum olarak göze çarpmaktadır.

4.10.3. Diğer Kaplamalar

4.10.3.1. Ziftleme

Çok fazla tozlu ve pis ortamlarda çalışan ve ulaşılması kolay olmayan metal parçalarının yüzeylerine, uzun süreli olarak korozyondan korunmak için zift sürülmektedir. Ziftleme; genellikle çatı, kule , köprü ve yer altı boru tesisatları gibi büyük kontrüksiyonların metal parçalarını korozyondan korunmak için yapılan bir işlemdir. Ayrıca uzun süre kullanılmayacak ve bir depoda veya açık havada kalacak metal eşyalar için de uygulanmaktadır.

4.10.3.2. Koruyucu Örtüler Ve Yağlar

    Demir ve çelik alaşımlarında eskiden beri kullanılan bir sistemdir. Yağlama işleminde, metallere zararlı asit veya baz ihtiva etmeyen, yani nötr ve bitkisel bir yağ olan bezir yağı kullanılır. Yağlamadan kısa bir süre sonra parçayı kaplayan tabaka sertleşir ve uzun ömürlü bir koruma sağlar.

Bunların haricinde koruma malzemesi olarak az da olsa gresler, vazelinler ve vernikler de kullanılmaktadır.

 

4.11. Makinaların Mevsim Sonu Bakımı

    Makinaların mevsim sonunda depoya kaldırılması esnasında aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:

  • Makinaların aşınan ve bozulan parçaları yenileriyle değiştirilmeli,
  • Hareketli kısımlar ve ayar yerleri koruyucu yağla yağlanmalı ve gresörlüklere gres basılmalı,
  • Tüm cıvata ve somunlar kontrol edilmeli, eksikler varsa tamamlanmalı,
  • Makinayı iyice temizleyip boyanması gereken yerler varsa boyanmalı,
  • ‘V’ kayışları gevşetilmeli ya da tamamen çıkarılmalı,
  • Makinayı kapalı ve kuru bir yerde muhafaza etmelidir.

Tüm bu bakım önlemlerinden de anlaşılabileceği gibi sezon sonunda makine depoya kaldırılırken yapılacak işlemlerin büyük çoğunluğu korozyondan makinayı korumak içindir. Bu yüzden bakım kuralları aynen uygulanmalı ve bu sayede makinanın ekonomik ömrü mümkün olduğunca uzatılmalıdır.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. SONUÇ

Tarım alet ve makinalarında korozyona neden olan olaylar; en fazla miktarda atmosfer ve olumsuz dış ortam koşulları olmakla beraber, kimyasal maddelerin, aşınmanın ve özellikle sulu ortamların olumsuz etkileridir. Ayrıca bunların yanında kalitesiz malzeme kullanımı ise imalat aşamasında dikkat edilmesi ve önlem alınması gereken bir konudur.

Korozyonun önlenmesinde malzemenin özellikleri kadar, çalıştıkları ortamların da korozyon olayının incelenmesinde mutlaka göz önüne alınması ve buna bağlı olarak korozyonu önleme yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir.

Korozyondan korunmak için makinaların bakımının iyi yapılması, dış ortam koşullarından korunması(depo, garaj gibi ortamlarda saklanması), en önemlisi de daha imalat aşamasında iken korozyona dayanıklı malzemeler kullanarak ekonomik ömürlerinin uzatılması gerekmektedir. Bunun yanında gerekli olan kaplama yöntemlerinin iyi bir şekilde yapılması gerekir.

    Tarım alet ve makinalarında en ekonomik kaplama yöntemi boyamadır. Diğer yöntemler oldukça pahalıdır. Fakat boyamanın da gerçekten kaliteli (astarlı vb.) olarak yapılması gerekmektedir.

Ülkemiz gerçeğinde kaplamanın sadece boya olarak algılandığı, çok az parçada diğer kaplama yöntemlerinden yararlanıldığı bir gerçektir. Maliyet getirdiği düşünülen, ancak korozyon gibi ileride çok büyük sorun ortaya çıkaracak bir faktör göz ardı edilerek yapılan imalatın özellikle kalitesizliği, sonra da rekabet edebilirliği ortadan kaldıracağı unutulmamalıdır.

Tarım alet ve makinalarında özellikle hidrolik sistemli makinalarda hidrolik pistonların kaplanmasında sert kromatlama yapılmalıdır. Yine kromatlama işlemi örneğin, ekim makinalarında kullanılan millerde çok uzun süre dayanım göstermektedir.

Elektroliz yoluyla yapılan galvaniz kaplama en fazla kullanılan kaplama yöntemidir. Genellikle yaylar, cıvatalar, miller, dişli kutusu milleri, zincir dişlileri, sac malzemeler, pervaneler ve bazı makine şasileri bu yöntemle kaplanmaktadır.

İlaçlama ve sulama makinalarında özellikle tesisat borularında sıcak daldırma ile çinko kaplanmış malzemeler kullanılmaktadır.

Tarımsal savaş makinalarının depolarında başlangıçta pirinç, galvanize sac, paslanmaz çelik sac vb. metalik malzemeler kullanılmakta iken ilaçların meydana getirdiği korozif etkiler nedeniyle depolar çabuk deforme olmakta ve kullanım dışı kalmaktaydı. Günümüzde ise bu olumsuz etkilerin önüne geçebilmek ve depoların ömrünü uzatmak için plastik malzemeler (polietilen, cam elyafı takviyeli polyester) kullanılmaktadır.

Bitki koruma ilaçlarının çoğunun korozif özelliği bulunması nedeniyle, pompanın ilaçla ilişkide bulunan depo, püskürtme başlıkları ve hortumların yüzeylerinin korozyona dayanıklı malzemeden yapılması veya bu malzemelerle kaplanması gerekmektedir. Özellikle mantar ilacı dediğimiz fungusitler, bakır etkili madde içerirler. Bakır bu makinalarda bazı metal aksamlarla reaksiyona girer ve korozyon oluşur.

Ekim makinalarında, özellikle ilaçlı tohumların uygulanması esnasında ilaçların etkisiyle korozyon oluşmaktadır. Bunun için bu makinalarda malzeme yüzeyinin uygun şekilde kaplanması gerekmektedir.

Gübreleme makinalarında ise gübre dağıtma diskleri ve depo sacdan yapılmalı ve üzerleri boya ile kaplanmalıdır. Bu boyaların yıpranması ve sacda boyası çıkmış kısımların bulunması korozyona neden olur.

Sıvı gübre dağıtma makinalarında da sıvı gübre özellikle metal aksamla tepkimeye girer ve korozyona neden olur. Bu gübrelerin korozif etkisinden korunmak için kaplama yapılmalıdır.

Sulama sisteminde ise suyun korozif etkisinin yanında güneşin de oldukça fazla miktarda olumsuz etkisi görülmektedir. Bu yüzden borular alttan götürülecekse boru yüzeyinde kaplama yapılmalı, üstten götürülecekse gerekli önlemler alınmalıdır.

Önemli bir konu da pülverizatör ve sulama sistemlerinde kullanılan memelerde oluşan korozyondur. Bundan korunmak için ise korozyona dayanıklı seramik kartuşlar kullanılmalıdır.

    Yapılan bu derleme sonucundan da anlaşılabileceği gibi; tarım alet ve makinalarında korozyona karşı üstün nitelikli çelik, alüminyum, bakır ve plastiğin kullanımını yaygınlaştırmalı ve bunlardan mümkün olduğunca fazla miktarda yararlanılmalıdır.

    
 

 

 

 

6. KAYNAKLAR

 

  1. AKBOLAT, D., 2002. Makine Malzeme Bilgisi Basılmamış Ders Notları. S.D.Ü. Ziraat Fakültesi, Isparta
  2. ANONİM, 1997. Dokuzuncu Uluslararası Matalurji ve Malzeme Kongresi Bildiriler Kitabı, Matalurji Mühendisleri Odası, Cilt 1. İstanbul
  3. ANONİM, 2002. Dokuzuncu Denizli Malzeme Sempozyumu, P.A.Ü. Mühendislik Fakültesi, Denizli
  4. ANONİM, 2003. Tanıtım, Bakım ve Kullanma Klavuzu, Kayhan Ertuğrul Makina San. ve Tic. A.Ş., Burdur
  5. ÇAKIR, A., 1984. Metallerde Korozyona Giriş, Isparta
  6. DEMİRCİ, H., 1984. Plastik Malzeme Teknolojisi I. D.E.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, İzmir
  7. DORUK, M., 1982. Korozyon ve Önlenmesi. O.D.T.Ü. Metalurji Mühendisliği Bölümü, Ankara
  8. ERDOĞAN, D., 1984. Makine Malzeme Bilgisi. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları 913, Ankara
  9. GÜVEN, Ş.Y., 2002. Makina Malzeme Bilgisi Basılmamış Ders Notları. S.D.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Isparta
  10. PAMİR, C., 1969. Teknoloji (Mesleki ve Teknik Öğretim Okulları Ders Kitabı), İstanbul
  11. SAVAŞKAN, T., 1990. Malzeme Bilgisi ve Muayenesi. K.T.Ü. Makine Mühendisliği Bölümü, Trabzon
  12. TOPBAŞ, M. A., 1998. Çelik ve Isıl İşlem El Kitabı, İstanbul
  13. ZEREN, Y. ve BAYAT, A., 1999. Tarımsal Savaş Mekanizasyonu, Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları, Adana

 

 

 

 

 

İÇİNDEKİLER

Sayfa No

İÇİNDEKİLER    i

ŞEKİLLER DİZİNİ    iii

ÖNSÖZ    v

TEŞEKKÜR    vi

1. GİRİŞ    1

2. KOROZYONUN ÖNEMİ, TANIMI VE MEYDANA GELİŞİ    4

2.1. Korozyonun Önemi    4

2.2. Korozyonun Tanımı    5

2.2.1. Korozyon Hücresi    6

2.3. Korozyonun Meydana Gelişi    8

3. KOROZYON TÜRLERİ    16

3.1. Kimyasal Korozyon    16

3.2. Elektrokimyasal Korozyon    16

3.2.1. Homojen Dağılımlı Korozyon    17

3.2.2. Galvanik Korozyon    17

3.2.3. Çukurcuk Korozyonu    17

3.2.4. Aralık Korozyonu    18

3.2.5. Taneler Arası Korozyon    18

3.2.6. Gerilmeli Korozyon    19

3.2.7. Havalandırma Korozyonu    20

3.2.8. Üniform Korozyon (Genel Korozyon)    20

3.2.9. Yüzey Korozyonu    20

3.2.10. Temas Korozyonu    20

3.2.11. Kabuk Altı Korozyonu    21

3.2.12. Filiform Korozyonu    21

3.2.13. Seçimli Korozyon    21

3.2.14. Erozyonlu Korozyon    22

3.2.15. Aşınmalı Korozyon    22

3.2.16. Stres Korozyonu    22

3.2.17. Yorulmalı Korozyon    23

3.2.18. Kaçak Akım Korozyonu    23

3.2.19. Elektrik Akımı Korozyonu    23

3.2.20. Mikrobiyolojik Korozyon    24

4. KOROZYONUN KONTROLÜ VE ÖNLENMESİ    25

4.1. Saf Metal Kullanımı    25

4.2. Alaşım Elementi Katma    25

4.3. Işıl İşlem    26

4.4. Uygun Tasarım    26

4.5. Korozyona Dayanıklı Malzeme Kullanımı    28

4.5.1. Çelikler    28

4.5.1.1. Çeliklerin Genel Özellikleri    29

4.5.1.2. Çeliklere Alaşım Elementlerinin Etkisi    29

4.5.1.3. Üretim Yöntemlerinin Etkisi    30

4.5.1.4. Döküm Tarzının Etkisi    30

4.5.1.5. Çeliklerde Pasiflik    31

4.5.1.6. Çeliklerin Isıl İşlemleri    32

4.5.1.6.1. Borlama İşlemi    33

4.5.1.6.2. Termomekanik İşlem    33

4.5.1.7. Yaygın Olarak Kullanılan Çelikler    34

4.5.1.8. Birleştirme Malzemeleri    37

4.5.1.9. Kaynak Malzemeleri    38

4.5.2. Alüminyum    40

4.5.3. Bakır    40

4.5.4. Plastikler    41

4.6. Katodik Koruma    42

4.7.
Korozyon Önleyicisi (İnhibitör) Kullanımı    43

4.8. Pasifleştiricilerin Kullanılması    43

4.9. Korozyona Neden Olan Maddeleri Uzaklaştırmak    43

4.10. Yüzey
Kaplama    43

4.10.1. Metal Kaplamalar    45

4.10.1.1. Galvaniz Kaplama    46

4.10.1.2. Çinko Kaplama    46

4.10.1.3. Krom Kaplama    48

4.10.1.4. Fosfat Kaplama    48

4.10.1.5. Kalaylama    49

4.10.1.6. Metalizasyon    49

4.10.1.7. Nikel Kaplama    50

4.10.1.8. Bakır Kaplama    51

4.10.1.9. Altın kaplama    51

4.10.2. Metal Olmayan Kaplamalar    51

4.10.2.1 İnorganik Kaplamalar    51

4.10.2.1.1. Emaye İle Kaplama    52

4.10.2.1.2. Paslandırmaz Banyo    52

4.10.2.1.3. Plastik Kaplama    52

4.10.2.1.4. Boya İle Kaplama    52

4.10.3. Diğer Kaplamalar    54

4.10.3.1. Ziftleme    54

4.10.3.2. Koruyucu Örtüler Ve Yağlar    54

4.11. Makinaların Mevsim Sonu Bakımı    55

5. SONUÇ    56

6. KAYNAKLAR    58