Alüminyum korozyonu türleri

1. Atmosferik korozyon

Alüminyum korozyonunun en yayg?n ?eklidir. Alüminyumun atmosferik korozyonu, do?al elementlere maruz kalman?n bir sonucu olarak ortaya ??kar. ?o?u yerde meydana gelme olas?l??? nedeniyle, atmosferik korozyon, dünyadaki tüm korozyon türlerinin toplam?n?n neden oldu?u toplam alüminyum hasar?n?n en büyük pay?n? olu?turur.

Atmosferik korozyon ü? alt kategoriye ayr?labilir. Bunlar, hizmet ortam?n?n nem seviyesine ba?l? olarak kuru, ?slak ve nemlidir.

• kuru korozyon(Nem <30%): Sadece yava? kimyasal oksidasyon meydana gelir;
• ?slatma korozyonu(Nem 30%-60%): ?nce bir s?v? film taraf?ndan ba?lat?lan lokalize galvanik korozyon;
• galvanik korozyon(Nem > 60%): kal?n s?v? film iyon g??ünü h?zland?r?r ve korozyon oran? ?nemli ?l?üde artar.

Nem seviyeleri bulundu?unuz yere ba?l? olarak büyük ?l?üde de?i?ebilece?inden, baz? b?lgelerde di?erlerine g?re daha fazla korozyon ya?anacakt?r.

Atmosferik korozyonun boyutunu etkileyen di?er ?evresel fakt?rler rüzgar y?nü, s?cakl?k ve ya???taki de?i?ikliklerdir. Havadaki kirleticilerin konsantrasyonu ve türü ile büyük su kütlelerine yak?nl?k da ?nemli bir rol oynamaktad?r.

2. Galvanik korozyon

Benzer olmayan metal korozyonu olarak da bilinen galvanik ba?lant? korozyonu, alüminyumun fiziksel olarak veya bir elektrolit vas?tas?yla bir asil metale ba?lanmas? durumunda ortaya ??kar. De?erli metal, alüminyuma k?yasla daha dü?ük reaktiviteye sahip herhangi bir metal olabilir.

Bir metalin reaktivitesi elektrokimyasal serideki konumuna ba?l?d?r. Elektrokimyasal serideki ba?ka bir metal alüminyumdan daha uzakta ise, korozyonun ?iddeti daha fazla olacakt?r.

Korozyon mukavemeti iki metalin birle?ti?i kesi?me noktas?nda en yüksektir ve bu ara yüzeyden uzakla?t?k?a azal?r.

?rne?in, alüminyum ve pirin? birbiriyle temas halindeyse veya birbirine yak?nsa ve deniz suyuna yerle?tirilirse, bir birincil hücre olu?ur. Alüminyum k?s?m daha sonra anot (pozitif terminal) g?revi g?rdü?ü i?in korozyona u?rayacakt?r.

Bu, pirin? ba?lant? par?alar?n?n deniz suyuna dald?r?lm?? alüminyum ba?lant? par?alar?na yak?n olabilece?i teknelerde bir sorun olabilir. Elektronlar deniz suyu yoluyla alüminyumdan pirince akar.

Bu tür bir birincil hücre yanl??l?kla olu?abilir ve di?er hizmet ortamlar?nda galvanik ba?lant? korozyonuna neden olabilir. Galvanik ba?lant? korozyonu normal atmosferik korozyondan ?ok daha h?zl?d?r.

• Potansiyel fark? > 0,2Vzamanda ?nemli ?l?üde meydana gelmi? ve korozyon oran? katot/anot alan oran? ile pozitif korelasyon g?stermi?tir;
• Tipik senaryo: Bir gemideki alüminyum bile?enler ve pirin? ba?lant? par?alar? deniz suyundan ge?erken, anot olarak alüminyum y?lda 0,5 mm'ye kadar korozyona u?rar, bu da izole duruma g?re 20 kat iyile?me demektir;
• Koruma stratejisi: birbirine benzemeyen metalleri yal?tkan ara par?alarla izole edin veya alüminyum yüzeyi anodize edin.

3. ?ukurla?ma

?ukurla?ma, alüminyum metal yüzeyinde kü?ük deliklerin (?ukurlar?n) ortaya ??kmas?yla karakterize edilen bir yüzey korozyonu olgusudur. Genellikle bu ?ukurlar ürünün mukavemetini etkilemez. Bunun yerine estetik bir sorundur, ancak yüzey g?rünümü kritikse ar?zaya yol a?abilir.

?ukur korozyonu genellikle atmosferde tuzlar?n bulundu?u alanlarda meydana gelir, ?ünkü klorür anyonlar?n?n varl??? bundan sorumludur. Sülfatlar da bir dereceye kadar ?ukur korozyonuna neden olur. ?ukur korozyonunun en k?tü durumu alkali ve asidik tuzlar?n varl???nda g?rülür.

tetikleyici durum：

• Klorür iyonu (Cl-) konsantrasyonu > 0,5 mol/L;
• Yüzeyde inklüzyonlar?n veya tane s?n?r? kusurlar?n?n varl???;
• Ala??m potansiyeli yerel ar?za potansiyelinden daha yüksektir (>0,4V vs SCE).
  Uzatma Mekanizmas?：
• A??nd?rma g?zene?indeki Al3? hidrolizi asit üretir (pH 2-3'e kadar) ve Cl- zenginle?mesi otokatalitik bir d?ngü olu?turur;
• Delik derinli?inin büyüme oran? ayda 0,1 mm'ye kadar ??kabilir ve derinlik/geni?lik oran? genellikle >10:1'dir.

?ukurla?man?n meydana gelmesi i?in ala??m?n potansiyelinin elektrolitin (tuz ??zeltisi) potansiyelinden daha yüksek olmas? gerekir. Tane s?n?rlar?nda ve ikinci faz partiküllerinde yüzey kusurlar?n?n varl??? ?ukurla?man?n ?ncüsüdür.

4. ?atlak korozyonu

?atlak korozyonu, malzemelerdeki bir tür lokal korozyon sürecidir. üst üste binen malzemeler veya kas?ts?z tasar?m hatalar? ?atlaklar?n olu?mas?na yol a?abilir. Sonu? olarak, deniz suyunun bu ceplerde toplanmas? ?atlak korozyonuna yol a?abilir.

C?vata ile yap? aras?ndaki kü?ük bir bo?luk bile bu tür bir korozyonun ba?lamas? i?in yeterlidir. Zamanla malzemedeki alüminyum ??zülür ve deniz suyuna ??ker. Bu iyonik alüminyum, alüminyum hidroksit olu?turmak i?in ?evredeki havadan oksijen ve elektrolitten hidroksit iyonlar? emer.

Geometrik olarak k?s?tl? alanlar (?rn. flan? diki?leri, per?in bo?luklar?) oksijen difüzyonundaki farkl?l?klar nedeniyle oklüzyon hücreleri olu?turur:

• ilk a?ama: Alüminyumun ??zünmesi, bo?lu?un i?indeki ve d???ndaki oksijen konsantrasyonundaki farktan kaynaklan?r (Al→Al3?+3e-);
• GEL???M D?NEM?: Al3?'ün hidrolizi pH'da dü?ü?e ve Cl- konsantrasyonuna ge?i?e neden olur;
• plato: pH ≈ 2'de, 0,1-0,5 mm'lik bir bo?luk geni?li?inde en büyük tehlike ile gü?lü bir korozif mikro ortam sa?lar.

Klorürlerin varl???nda, bu oksijen azalmas? ?atlaklar? asidik hale getirir ve bu da korozyon h?z?n? art?r?r.

5. Taneler aras? korozyon

Alüminyum i?in tane s?n?rlar?, ala??m?n mikro yap?s?na k?yasla elektrokimyasal olarak farkl?d?r. Bu durum elektrokimyasal potansiyelin olu?mas?na ve ikisi aras?nda elektron al??veri?ine yol a?ar.

Termokimyasal i?lem ve metal yap?s?na ba?l? olarak taneler aras? korozyonun ?e?itli varyasyonlar? vard?r. Ayr?ca farkl? alüminyum ala??m serilerinde farkl? derecelerde bulunur. ?rne?in, 6xxx serisi ala??mlar bu tür alüminyum korozyonuna kar?? nispeten duyars?zd?r.

Anot yolu farkl? ala??m sistemlerine g?re de?i?ir. 2xxx serisinde tane s?n?r?n?n her iki taraf?nda dar bir bant olarak g?rünürken, 5xxx serisinde tane s?n?r? boyunca sürekli bir yol olarak g?rünür.

Tane s?n?rlar? boyunca tercihli ??zünme olgusu doku heterojenli?inden kaynaklanmaktad?r:

• 2xxx Departman?: Tane s?n?rlar?nda CuAl? ??kelmesi bak?r a??s?ndan fakir bir b?lgeye (anot) yol a?ar;
• 5xxx Departman?: Sürekli bir β-faz? (Mg?Al?) taraf?ndan tetiklenen se?ici dealloying;
• korumak: T6 ya?land?rma i?lemi 80% ile tane s?n?r? korozyonunun derinli?ini azalt?r.

?ukurla?ma gibi, taneler aras? korozyon da ?ukurla?ma ile ba?lar. Ancak, hassas tane s?n?rlar? boyunca daha h?zl? yay?l?r.

6. D?külme korozyonu

Spalling korozyonu, belirgin bir y?nlendirilmi? yap?ya sahip alüminyum ala??mlar?nda bulunan ?zel bir taneler aras? korozyon türüdür. Bu durum ?zellikle s?cak veya so?uk haddeleme i?lemine tabi tutulmu? alüminyum ürünlerde belirgindir.

Mikroyap?daki uzun tane s?n?rlar? boyunca meydana gelir. Spalling terimi, korozyon ürünlerinin ?ok daha büyük olmas?ndan ve malzeme yüzeyinden kalkma izlenimi vermesinden kaynaklanmaktad?r.

Bu tür alüminyum korozyonu yüzeyin üzerine uzan?r ve üründe yanal olarak gerilimler olu?turur. Bu da ürünün g?vdesine ge?meden ?nce yüzeyde ilk kama hareketine yol a?ar. Ciddi delaminasyon meydana gelir ve malzeme zay?flar. ?ukurla?ma, d?külme ve kabarma gibi yüzey bozulmalar? meydana gelebilir.

2xxx, 5xxx ve 7xxx serileri, yüksek oranda y?nlendirilmi? tane yap?lar? nedeniyle pul pul d?külme korozyonuna daha duyarl?d?r. Bu da tane s?n?rlar?n? taneler aras? korozyona kar?? daha hassas hale getirir. Anizotropik organizasyon nedeniyle haddelenmi? plakalar?n laminer korozyonu:

EXCO ??zeltisi 48 saat h?zland?r?lm?? test, 10 y?l boyunca do?al korozyon seviyesini simüle eder.

Korozyon ürünlerinin hacim geni?lemesi (Al → Al(OH)? hacim art??? 6,3 kat) paralel haddeleme y?nünde katmanlar aras? gerilmeleri (>100 MPa) tetikler;

Eksfoliasyon korozyonuna yatk?nl?k, ?s?l i?lem y?ntemleri kullan?larak ??keltilerin yeniden da??t?lmas?yla de?i?tirilebilir.

7. Genel korozyon

Korozyon, bir alüminyum ürünün yüzeyinde neredeyse homojen bir ?ekilde meydana geldi?inde, bu homojen veya toplam korozyondur.

Bu korozyon, ürünler s?kl?kla gü?lü asidik veya alkali ortama maruz kald???nda meydana gelir. ürün bir elektrolit i?indeyken yüksek elektrokimyasal potansiyellerin varl???nda da meydana gelebilir. Tipik bir ?rnek, alüminyum levhalar?n asidik ??zeltilerde paslanmas?d?r.

Düzgün korozyon, elektrolit ile temas halindeki anot ve katot b?lgelerinin sürekli hareketinin sonucudur ve yüzeyde düzgün korozif sald?r? olarak kendini g?sterir.

Oksit tabakas? da yüksek ve dü?ük pH ??zeltilerinde karars?zd?r ve alt?ndaki metali korumaz. Malzemenin kal?nl??? azal?r ve sonunda tamamen ??zülür.

Sald?r?lar tamamen tutarl? de?ildir ve tepe ve vadiler olacakt?r. Bunu genel bir korozyon ?rne?i olarak adland?rmaya yetecek kadar kü?ük derin korozyon alanlar? yoktur.

Pasivasyon filmi gü?lü asit (pH 9) ortamlarda tamamen ??zülür:

• korozyon oran?: pH 1,2 mm/y?l, pH >9'da 0,3-0,8 mm/y?l;
• Konsantre nitrik asit (65%), gü?lü pasivasyon nedeniyle oran? 0,001 mm/y?l'a dü?ürür.

8. Depozisyonel korozyon

Birikme korozyonu, farkl? metallerin bir alüminyum yüzey üzerinde birikmesiyle meydana gelir ve ?iddetli lokal korozyona neden olur.

Suyun bak?r bir borudan akt???n? hayal edin. Su akarken bak?r iyonlar?n? emer. Bu bak?r iyonlar? art?k ??zelti halindedir. Bu ??zelti alüminyum bir yüzey veya kap ile temas etti?inde, bu bak?r iyonlar?n? üzerinde biriktirir.

Bu iyonlar art?k ince bir protosel olu?turur ve iyon elektrokimyasal veya protosel serisinde dü?ükse, ?ukurla?ma yoluyla alüminyumu korozyona u?ratacakt?r. Alüminyum ile elektriksel olarak ba?lanm?? birikmi? iyonlar aras?ndaki fark ne kadar büyükse, korozyon o kadar ?iddetli olur.

Bak?r iyonlar?n?n 1 ppm konsantrasyonundaki ??zeltilerinin bile alüminyum yüzeylerde ciddi korozyona neden oldu?u bilinmektedir.

Alüminyum birikintilerinin korozyonuna neden olabilen metaller “a??r metaller” olarak bilinir. Baz? ?nemli a??r metaller bak?r, c?va, kalay, nikel ve kur?undur.

Pasivasyon filmi gü?lü asit (pH 9) ortamlarda tamamen ??zülür:

• korozyon oran?: pH 1,2 mm/y?l, pH >9'da 0,3-0,8 mm/y?l;
• Konsantre nitrik asit (65%), gü?lü pasivasyon nedeniyle oran? 0,001 mm/y?l'a dü?ürür.

Bu y?ntemin neden oldu?u korozyon, alkali ??zeltilere k?yasla asidik ??zeltilerde daha belirgindir. Bunun nedeni, bu iyonlar?n alkali ??zeltilerdeki dü?ük ??zünürlü?üdür.

9. Stres Korozyon ?atlamas? (SCC)

Stres Korozyon ?atlamas? (burada SCC olarak an?lacakt?r), alüminyum par?alar?n tamamen bozulmas?na yol a?abilen bir taneler aras? korozyon ?eklidir.

Bu korozyonun ger?ekle?mesi i?in ü? ko?ulun yerine getirilmesi gerekir. Hassas ala??mlar bunlardan ilkidir. Tüm alüminyum ala??mlar? SCC'ye e?it derecede duyarl? de?ildir. Yüksek akma dayan?ml? ala??mlar gerilme korozyonu ?atlamas?na daha duyarl?d?r.

?kinci ko?ul, kullan?laca?? ortam?n nemli veya rutubetli olmas?d?r. ü?üncü ko?ul ise malzemede ?ekme gerilmesinin bulunmas?d?r. Bu ?ekme gerilmesi ?atla??n ilerlemesine ve metal boyunca yay?lmas?na neden olur.

triptik: Hassas ala??mlar (?rn. 7075-T6), ?ekme gerilimi (> akma dayan?m? 30%), korozif ortam (Cl-??zelti):

• ?atlak tipi: tane boyunca (IGSCC) veya tane i?inden (TGSCC);
• Kritik gerilme yo?unlu?u fakt?rü (KISCC) geleneksel mukavemetin 30%'sine dü?ürülebilir.

?ki tür SCC süreci vard?r. Bunlardan ilki, ?atlaklar?n tane s?n?rlar? boyunca ilerledi?i taneler aras? gerilme korozyonu ?atlamas?d?r (IGSCC). ?kincisi ise ?atlaklar?n tane s?n?rlar? boyunca de?il de taneler boyunca ilerledi?i taneler aras? gerilme korozyonu ?atlamas?d?r (TGSCC).

10. Erozyon korozyonu

Alüminyumun erozyon korozyonu, yüksek h?zl? su jetlerinin alüminyum g?vde üzerindeki etkisinden kaynaklan?r.

Erozyon-korozyonu ?iddetlendiren iki fakt?r suyun ak?? h?z? ve pH'?d?r. Sudaki karbonat ve silika i?eri?i korozyon oran?n? daha da art?r?r.

Saf suda alüminyum korozyonu yava? bir h?zda ger?ekle?ir. Ancak pH 9'u a?t???nda bu oran artar. Asidik suda korozyon daha da h?zl?d?r.

Sinerji i?inde ak??kan dinami?i ve kimyasal korozyon:

• yüksek h?z(>5m/s) pasivasyon filmini yok eder;
• kumlu bir s?v??ndüklenmi? a??nma-korozyon etkile?imi hasar?;
• vakuolün ??kmesi1GPa'dan fazla darbe bas?nc? olu?turarak yüzeyde pullanmaya neden olur.

Erozyon-korozyon yukar?daki fakt?rler kontrol edilerek ?nlenebilir. Erozyon-korozyon, su h?z?n? azaltarak, su kalitesini koruyarak veya her ikisini birden yaparak ?nemli ?l?üde azalt?labilir. Su kalitesinin iyile?tirilmesi, pH'?n mümkün oldu?unca n?tre yak?n (<9) tutulmas? ve silika ve karbonat seviyelerinin azalt?lmas? anlam?na gelir.

11. Korozyon yorgunlu?u

Yorulman?n, kontrol edilmedi?i takdirde ürünün tamamen bozulmas?na yol a?abilece?i iyi bilinmektedir. Alüminyum s?z konusu oldu?unda, yorulma ?atlamas? ?ukur korozyonu i?in bir ba?lang?? noktas? olarak hareket edebilir.

Korozyon yorgunlu?u, alüminyum uzun bir süre boyunca tekrar tekrar dü?ük gerilmelere maruz kald???nda ortaya ??kar. Deniz suyu ve tuz ??zeltileri gibi korozif ortamlarda ?atlak olu?umu ve geni?lemesi daha olas?d?r.

De?i?ken yükler ve korozif ortam ile yorulma limitinin sinerjik olarak azalt?lmas?:

• 3.5% NaCl ??zeltisi, 2024-T3 alüminyum ala??m?n?n yorulma ?mrü kuru bir ortamda 10%'ye dü?er;
• ?atlak uzama h?z? ΔK (stres yo?unluk fakt?rü genli?i) ve frekans (kritik e?ik 10 Hz) taraf?ndan düzenlenir.

Korozyon yorgunlu?u, atmosferde su bulunmad??? takdirde ilerleyemez. Ayr?ca ?atlak ilerlemesi esas olarak kristal boyunca oldu?u i?in gerilme y?nünden büyük ?l?üde ba??ms?zd?r. Bu nedenle, SCC durumundan farkl? olarak, stres yay?l?m?n? etkilemez.

12. Filamenter korozyon

Filamenter veya solucan korozyonu ?ukurla?ma olarak ba?lar. Boyan?n alüminyum yüzeyden s?yr?ld??? noktada ba?lar. Nedeni, yüzeyde alttaki metal yüzeyi ortaya ??karan bir ?izik veya a??nma olabilir.

Klorür anyonlar?n?n ve yüksek nemin varl???nda, filiform korozyon kolayca olu?abilir ve yay?labilir. Tuzlu su ?ukurla?mas? olarak ba?lamas?na ra?men, ?atlak korozyonu olarak yay?l?r.

Toprak solucan?n?n kafas? asidiktir ve yüksek klorür i?eri?ine sahiptir. Oksijeni emer ve bir anot g?revi g?rür. Solucan izinin ikinci yar?s? katot g?revi g?rür ve bir reaksiyon meydana gelir.

Kaplama kusurlar?nda olu?an kendinden tahrikli korozyon:

• Ba?taki asidik b?lge (pH ≈ 1-2) ve kuyruktaki alkalin b?lge (pH ≈ 10-12) bir elektrokimyasal gradyan olu?turur;
• Uzama h?z? 0,1-0,5 mm/gün, matris ?rgüsü taraf?ndan kontrol edilen yol.

?pliksi korozyon, yüzey hasars?z tutularak ve tüm kü?ük bo?luklar boya veya balmumu ile kapat?larak ?nlenebilir. Mümkünse, ortam?n ba??l nemi azalt?lmal?d?r.

13. Mikrobiyolojik korozyon(MIC)

Mikrobiyolojik Kaynakl? Korozyon veya MIC, mikroorganizmalar?n/mantarlar?n neden oldu?u korozyondur. Bu tür korozyon yak?t ve madeni ya? tanklar?nda yayg?nd?r.

Mikroorganizmalar ve mantarlar ya?da su varl???nda geli?ebilir. Bu organizmalar?n baz?lar? ya?? tüketebilir ve depolama i?in kullan?lan alüminyum kaplar?n korozyonuna neden olabilecek asitler salg?layabilir.

Bu asit alüminyum kaplarda ?ukurla?maya neden olabilir ve sonunda s?z?nt?lara yol a?abilir.

sülfat indirgeyen bakteriler (SRB) gibi mikrobiyal metabolizma taraf?ndan tetiklenir:

• Anaerobik ortam, pasivasyon filmini yok etmek i?in H?S üretir;
• Biyofilmler oksijen konsantrasyon hücreleri olu?turur;
• Yak?t sisteminin su faz? ay?rma alan?, düzenli olarak bo?alt?lmas? ve biyosit eklenmesi gereken yüksek insidansl? bir aland?r.

Bunu ?nlemek i?in ya??n mümkün oldu?unca sudan ar?nd?r?lmas? gerekir. Ar?tma i?leminden sonra tank?n düzenli olarak bo?alt?lmas? da gereklidir. Yak?t?n kalitesini art?rmak mümkün de?ilse, biyosit kullan?m? ile ?imlenme ?nlenebilir.