E-Okul Bilgi

Kimya Proje Ödevi: Paslanma Nedir ve Nasıl Önlenir?

Paslanma nedir? ve Korunma Yolları

Metal ve alaşımların çevreleri ile kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonları sonucu bozulmalarını korozyon deyimi olarak tanımlarız.

Metal malzemelerin yağmura maruz bırakılması sonucu oluşan pası hepimiz gözlemlemişizdir.

Bu pas genelde kızılımsı bir tabakadır.

Demirin pası koyu tonda kızılımsı iken bakırın pası ise küf renginde yeşil renktedir.

Yani metale göre pas rengi de farklılık gösterebiliyor.

Dünyada en çok üretilen metal, demir olduğundan doğal olarak günlük yaşamda da en çok rastladığımız metal türü demirdir.

Düzenli bir şekilde koruyucu boya ile boyanmayan veya gerekli önlemler alınmayan demir malzemelerin kısa zamanda paslandığını görürüz.

Madenler ise oksitlenerek paslanırlar. Bu ise havadaki su buharı ile oksijen ve karbondioksitin metal yüzeyiyle etkileşmesinden kaynaklanmaktadır.

Aslında pas tabakası demir oksittir.

Paslanma da asıl olarak bir yanma söz konusudur. Yani metal, havadan oksijen alarak içinden hafifçe yanmış ve oksitlenmiştir.

Kuru havada böyle bir durumdan bahsetmek yanlıştır. Oksitlenme işlemine rutubet ve ıslaklık yardımcı olur ve olayı hızlandırır.
Demir pas tabakasıyla sarıldıktan sonra hava ile teması kesileceğinden bir sonraki paslanma safhası durgunluk gösterir. Fakat uzun süre açıkta, nemli havada kalan demirde pas içe işleyecek , sonunda demirin çürümesine sebep olacaktır.

Paslanmayı engellemek için ise şu işlemler yapılmalıdır:
•İlk olarak madenle havanın teması kesilmelidir.
•Madeni yağlamak
•Galvanize etmek (çinkoyla kaplamak)
•Koruyucu boyalarla boyamak

Bu önlemlerin dışında paslanması önlenecek maddeyi havaya dayanıklı bir madenle kaplamaktır.

Elektriksel işlemlerle yapılan bu tür kaplamaların nikelaj ve kromaj gibi örneklerini hepimiz biliriz.

Nikelaj kaplamada, paslanması ihtimali olan maden elektrik yardımıyla nikel kaplanmıştır. Kromaj kaplamada ise kaplama kromla yapılmıştır.

Peki oluşan pas nasıl giderilir…? Bunun için benzin kullanılmaktadır. Pas benzinde erir ve altından madenin kendi çıkar.

Otomobillerde,bisikletlerde,havanın temasıyla paslanabilecek maden kısımların korunması için genellikle kromaj işlemi uygulanmaktadır. Alet ve makinelerde ise koruyucu tedbir yağla kaplamadır.

Korozyon deyimi yalnız metalik malzemeleri kapsar ve oluşumunu sağlayan reaksiyonun cinsine göre iki cins korozyon türü vardır.

Kimyasal ve Elektrokimyasal korozyon.

Elektrokimyasal olay elektrik yükü ayrımını getirir. Elektrolitle anot ve katot adı verilen iki elektrot sistemi oluşur.

Elektrolit iyonik iletkenliğe sahiptir. Katot elektrokimyasal anlamda daha soy olan metaldir.

Sistemde meydana gelen olay, elektrik ayrımı ile oluşan anyon ve katyonların reaksiyonudur.

Olayın neticesi korozyon ürünüdür. Kimyasal korozyonunda elektrokimyasal mekanizma ile oluştuğu bilinmektedir.

Kimyasal korozyon, metalik malzemelerin gazlarla reaksiyonu olarak tanımlanır.

Korozyon ürünü olarak ortaya çıkan ve metal yüzünü örten oksit tabakası iyonik ve elektronik iletkenliğe sahip elektrolittir.

Tekne korozyonuna genel bakış :

Deniz suyu en büyük hacimli elektrolit olup dünya yüzeyinin büyük kısmını kaplamaktadır. Genel olarak üniform bileşime sahiptir.

Gemi teknesi düşük dirence sahip bu elektrolit içinde yüzdüğünden ve oksijen ile atmosferik reaksiyonlara maruz kaldığından korozyon için mükemmel bir ortam teşkil eder. Çelik,deniz suynda korozyona uğrayarak demir iyonları haline geçer.

Bunların oksitlenmesi halinde pas teşekkül eder ki bütün yüzeyi kaplayan bu pas korozyonun ilerleme hızını azaltıcı rol oynar.

Korozyon, metalin çeşitli yerlerinde değişen elektrik potansiyellerin tesiri altında elektrokimyasal yolla meydana gelir.

Farklı eletrik potansiyel çeşitli nedenlerden oluşabilir.

1) Metallerin kristal yapılarının farklı olmasından
2) Kaynak, perçin, bükme gibi işlemler sonucu metal içinde stresslerin meydana gelmesinden.
3) Metal yüzeyleri arası farklardan
4) Deniz suyu bileşimleri arasındaki farklardan.

Bu faktörlerden birinin bulunması halinde elektrik akımı, farklı potansiyellerdeki sahalar arasında akar ve metalik iyonlar anodik sahada çözelti içine, pozitif iyonlarda katodik sahada toplanırlar.

Gemi teknelerinde korozyon meydana gelmesi bazı faktörlere bağlıdır.

1. Teknede ayri cins metallerin birarada bulunmasından :
Her ne kadar tekne çelik saclardan imal edilmekte ise de modern gemilerin çoğunda paslanmaz metaller kullanılmaktadır.

Bronz pervaneler, yangın hortumu, demir olmayan zırhla kaplı kablo, krom kaplı sirenler bunların bazı tipik örnekleridir.

Tekneler, kıç kısımlarında dümen ve pervane dahil çürürler. Böylece sarı bronz çok rastlanan bir metaldir. Bilhassa pervanelerin bronz olması ve yüksek devirle dönerken içinde bulunduğu deniz suyundan aldığı oksijen kendisini katot olarak çalıştırmış olur.

ll. Hadde hisirinin yirtilmasindan :
Çelik levhalar imal edilirken yapışkan bir tabakayla örtülür. Bu tabakanın yırtılmasıyla bu yer sanki bir galvanik bölge haline gelir. Derin pitinglerin meydana gelmesi olasıdır.

lll. Hasara ugramis yada kötü boyanmis yüzeylerden :
Metal yüzeyindeki boya ve örtücü maddelermetale büyük bir direnç kazandırırlar.

Fakat tüm gemi yüzeyinin boyayla istenen şekilde kaplanması zordur. Boyanın kaliteli olmasına rağmen yüzeyin iyi hazırlanmamış olması ya da boyanın kötü sürülmesi durumunda metal suyla temas eder. Boyanın, geminin rıhtımlara sürünmesi, denizde yüzen cisimlerin yüzeye çarpması sonucunda boya hasara uğrar ve dökülür.

lV. Iç ve dis kuvvetler :
Iç ve dış kuvvetlerin korozyon üzerindeki tesirleri önemlidir. Perçin delikleri civarı ciddi bir kuvvet konsantrasyonuna maruzdur. Bilhassa perçinlenen saç levhaların ince olması tesiri çoğaltır.

V. Bakterilerden :
Teknenin bakteri tarafından korozyona uğraması pasın altında meydana gelir. Bakterilerin bu tesiri ağır olup sonucunda demir sülfit ortaya çıkar. Gemi teknesinde sürülüp de tutmayan boyaların sebebinin tabaka altındaki bakteri faaliyetinden ileri gelme olasılığı vardır.

Vl. Kaçak akimlardan :
Bu tip korozyon ana problemin özel bir kısmını teşkil eder. Hasar veya aşınma toprak hattı tekneye bağlanmış dış bir enerji kaynağının elektrik akımı vasıtasıyla meydana gelir. Şayet enerji veren elektrik kablosundan çeşitli gemiler cereyan alıyorsa gemilerin farklı potansiyele sahip olamaları neticesinde deniz içinden bir gemiden bir gemiye elektrik akımı oalcaktır. Boya örtüsü çok iyi değilse korozyon başlıyacaktır.

Su kesimi üzeri :
Tekne borda yüzeylerinin korozyona uğraması ender olur. Olması durumunda, önemli bir tehlike meydana gelir. Güverteler korozyona sebep olacak deniz suyuyla devamlı temas halindedir. Zincirler, şamadıralar, denizden alınan tuzu su ile yıkanırlar.

Tekne içi sahalar :
Deneyler sonucu ve pratik kullanımda geminin dış tarafının korozyonu tehlike yaratmamıştır. Buna rağmen gemi tankları, sintinesi ve boş kısımlar temiz görülmesine karşılık incelendiğinde çürük oldukları görülmüştür. Değişen postaların, tülanilerin ve diğer parçaların %95 oranında iç korozyonla aşındığı görülmüştür.

Sinterler :
Teknenin ağır dinamik yükler altında kısmen homojen olarak dayanabilmesi için omurgada arzaniler, tülaniler, bölmeler mevcuttur. Bunların montajından sonra boyanması oldukça güçtür. Sintinede bakır-nikel karışımı ve çelik olmayan malzemelerden imal edilmiş tulumba valf gibi elemanlar deniz suyuyla temas ettiklerinde korozyona maruz kalabilirler.

Bölme ve boş yerler :
Su sarnıçlarını yakıt sarnıçlarından, tatlı su depolarını tekneden ayırmaya yarayan kısımlardır. Dar ve derin olurlar. Kontrol edilmezler.

Yanına gidilmeyen sapa yerler :
Bu kısımların kontroluda seyrek yapılır. Ancak bulundukları konstrüksiyonun ağır aşınması sonucu fark edilebilirler. Gemilerde bu kontroller pahalı olur ve zaman kaybına yol açar.

Tank korozyonu :
Içinde yağ bulunduran tanklar diplerinde su ve çamur birikmesi halinde korozyona maruz kalır. Oksijen petrol ürünleri içinde çözünerek konsantrasyonu artar. Buharlaşma olmaz.
Tankerler hammadde yada kömür taşıyan şilepler yüklerini boşalttıktan sonra safra olarak deniz suyu alırlar. Bu tankların içinde koruyucu tabakalar yoktur ve bu da balast tanklarının şiddetli korozyona uğramasına yol açar.

Güverte korozyonu :
Mekaniksel olarak hasara uğrayanlar dışında değişen güvertelerin çoğu korozyon sebebiyle çürümüştür. Güverte üzerinde pekçok bükülmüş parçalar, siperlik, olu gibi yerler, boyanın kırılması halinde korozyona müsait yerlerdir. En büyük problem güverte altı sacının çürümesidir.

Karine (su altı) :
Tekne üzerinde bir yüzeyin diğerine göre anodik bir fonksiyon göstermesi sonucu elektrolit içinde o yüzeyde korozyon başlar. Korozyonun şiddeti, deniz suyuna karışan metal miktarıyla ve pas olarak toplanan tortu miktarı geçen elektrik akımıya direk alakalıdır. Gemi karinasının pastan uzak tutulması ekonomik açıdan çok önemlidir. Pas sebebiyle gemi yüzeyinin pürüzlü hale gelmesi aynı zamanda yakıt sarfiyatını arttırır.

Kıç sahaları :
Dökme demir pervaneler olumsuz sonuç verir. Pervaneler çelik teknelerde çok çabuk parçalanır. Bronz pervaneler korozyonu daha aşağılara çekebilmiştir. Pervane çevresinde bulunan deniz suyuna karışan havanın bu civardaki çalkantıyla beraber korozyon önleyici tedbirleri bozar. Ayrıca kavitasyon ve mekanik aşındırma korozyonu artırıcı etkenlerdir

ÇELİK NEDEN PASLANMAZ?

Çelik ile demir arasında çok az bir fark vardır.

Saf demir bir bakır kadar yumuşaktır.

Onun içine yüzde 2'ye kadar karbon katılması ile inanılmaz bir mukavemet, sertlik ve mekanik özellikler elde edilir ki, adı artık çeliktir.

Demirin bol olması, kolay ve ucuz elde edilmesi nedeniyle çeliğin de kullanımı çok yaygındır.

Ancak çelikte de, demirde olan bir zayıf nokta vardır.

Paslanma, diğer bir deyişle oksidasyon.

Günlük hayatımızda kullanılan eşyaların paslanması sonucu her yıl dünyada milyonlarca dolar boşa gitmektedir.

Bu kaybın büyük bir kısmı demir ve çeliğin paslanmasından dolayıdır. Paslanmayı kısaca demirin havadaki oksijen ile birleşmesi olarak tanımlayabiliriz

. Aslında bu elektro kimyasal bir reaksiyondur.

Bu nedenle malzemenin bir yerinde başlayan paslanma boyanın altından geçerek diğer bir yerde ortaya çıkabilir.

Sadece demir ve çelik değil diğer metaller de paslanır. Örneğin, alüminyum, prinç, bronz gibi.

Ancak onlarda malzeme ile oksijenin birleşmesinden oluşan çok ince tabaka, daha oluşur oluşmaz malzemenin hava ile temasını keserek koruyucu bir rol oynar, paslanmanın ilerlemesini önler.

Bu tabaka o kadar incedir ki, malzemenin rengi hemen hemen değişmez.

Demirdeki paslanmanın özelliği onun ve oksijen atomlarının boyutlarındaki büyük farktan dolayı yüzeyde sağlam bir birleşme olamaması, paslanmanın malzemenin içine nüfuz etmesi, sadece görüntü değil mukavemetin de bozulmasıdır.

Paslanmada havadaki nemin de etkisi büyüktür. Reaksiyondaki su miktarı pasın rengini de belirler.

Bu nedenle pasın rengi siyah veya çok koyu kahverengi olabildiği gibi sarımtırak da olabilir. Paslanmanın hızını artıran faktörlerden bir diğeri de tuzdur.

O da bu elektro-kimyasal reaksiyonun hızını arttırır. Kışın kar nedeni ile yollarına tuz dökülen yerler ve deniz kenarlarında paslanma daha hızlı olur.

Paslanmaz çelikten önce, paslanmayı önlemek için malzeme boyanıyor veya galvaniz kaplanıyordu.

Bu çözümler de özellikle sağlık ve gıda sektöründe başka sorunlar yaratıyordu.

İlk paslanmaz çeliği Harry Brearley, 1913 yılında tesadüfen keşfetti.

Tüfek namluları için çeşitli metalleri birleştirerek deneyler yaparken bazılarının paslanmaya karşı dirençli olduklarını gördü. Her büyük buluşta olduğu gibi, o da bunu sanayicilere kabul ettirebilmek için uzun bir uğraş verdi.

Krom gibi bazı metaller, atom boyutlarının birbirine yakın olmasından dolayı oksijenle çok kolay ve süratli birleşirler.

Kalınlığı birkaç atom olacak kadar çok ince ama çok sağlam bir tabaka oluştururlar. Başka reaksiyon olmaz. Bu tabaka zedelense bile tekrar oluşur.

Krom belli bir oranda çeliğe katılırsa yine aynı olay olur, çelik artık paslanmaz.

Paslanmaz çeliğin içinde yüzde 10-30 krom vardır. Bu orana ve eklenecek nikel, titanyum, aliminyum, bakır, sülfür, fosfor ve benzeri elemanlara bağlı olarak kullanım yeri değişir.

"11. snıf kimya proje, Pas Nasıl Oluşur ve Nasıl Önlenir?,Paslanma nedir? Paslanmadan korunmak için gerekli yöntemler" bitti...