Atmosferik korozyon – metallerin ve çeliğin atmosferik ortamda korozyona uğraması.

Atmosferik korozyon, metallerin ve alaşımların atmosferin etkisi altında ve malzemenin yüzeyinde oluşan ince bir nem tabakasıyla tahrip olma sürecidir. Suya sürekli batırılmış bileşenlerin korozyonundan farklı olarak, buradaki elektrolit esas olarak yağmur, yoğuşma, sis veya yüksek hava neminden kaynaklanan nemdir. Atmosferin agresifliği, yüzeyin ıslak kalma süresi, sıcaklık, nem, klorürlerin, kükürt bileşiklerinin ve diğer kirleticilerin varlığı ve yerel koşullar gibi faktörlere bağlıdır.

Atmosferik korozyon, karbon çeliği, paslanmaz çelik, alüminyum, bakır, çinko ve diğer birçok metali etkileyebilir. Bununla birlikte, korozyonun seyri ve hızı, malzemeye bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Karbon çeliği nispeten homojen bir yüzey paslanmasına maruz kalabilirken, paslanmaz çelik pasif tabakada daha lokalize hasara, renk değişimine, çukurlaşmaya ve çatlak korozyonuna uğrar.

Atmosferik korozyon nasıl oluşur?

Metallerin elektrokimyasal korozyonu bir elektrolit gerektirir. Atmosferik koşullar altında, bu, yüzeyde çok ince, bazen görünmez bir su tabakası olabilir. Bu tabaka yağış, sis, çiğ, yoğunlaşma veya yüksek bağıl nem nedeniyle oluşur.

Nem tabakası, yüzeyde veya atmosferde bulunan tuzları ve kirleticileri çözer. Bu, elektrolitin iletkenliğini artırır ve anot ve katot reaksiyonlarını mümkün kılar. Yerel elektrokimyasal hücreler oluşur ve bu da metal oksidasyonuna yol açar.

Yüzey kuruduktan sonra elektrokimyasal süreç önemli ölçüde azalabilir, ancak yüzeyde bulunan tuzlar kalır. Daha sonraki ıslatma işleminde, bu tuzlar elektroliti yeniden oluşturur. Bu nedenle, tekrarlanan ıslatma ve kurutma döngüleri atmosferik korozyonun gelişmesi için çok önemlidir.

Atmosferik korozyonu etkileyen en önemli faktörler

Aşındırıcı atmosfer türleri

Atmosferik koşullar, aşındırıcılık açısından önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Düşük kirlilik seviyelerine sahip kırsal bir atmosfer, genellikle endüstriyel veya kıyı atmosferine göre daha az aşındırıcıdır. Bununla birlikte, bir ortamı yalnızca adına göre sınıflandırmak doğru değildir. Gerçek aşındırıcılık, ölçülebilir maruz kalma koşulları ve belirli bir malzemenin reaksiyonu ile belirlenir.

Kırsal atmosfer

Genellikle nispeten düşük oranda agresif kirletici madde içeriği ve düşük klorür birikimi ile karakterize edilir. Bu, korozyonun olmadığı anlamına gelmez; karbon çelik bileşenler nem ve oksijene maruz kaldığında yine de korozyona uğrayabilir, ancak koşullar genellikle yüksek oranda kirlenmiş veya tuzlu bölgelerdeki koşullardan daha hafiftir.

Kentsel ve endüstriyel atmosfer

Kentsel ve endüstriyel ortamlarda, toz ve kimyasal kirleticiler metal yüzeylere çökebilir. Tarihsel olarak, kükürt dioksit (SO₂) konsantrasyonu ve birikimi, atmosferik aşındırıcılığın sınıflandırılmasında özellikle önemli olmuştur. Bununla birlikte, belirli bir yerin güncel aşındırıcılığı, gerçek kirlilik seviyelerine bağlıdır ve yalnızca "kentsel" veya "endüstriyel" olarak tanımlanmamalıdır.

Deniz atmosferi

Kıyı atmosferi, başta klorürler olmak üzere tuz taşıyan deniz spreyi içerir. Yüzeye çökelen klorürler higroskopiktir ve uzun süreli nem tutulmasını teşvik edebilir ve ince elektrolit tabakasının iletkenliğini artırabilir. Paslanmaz çelikler için özellikle endişe verici olan, pasif tabakada lokal hasar ve çukurlaşma veya çatlak korozyonunun gelişme potansiyelidir.

ISO 9223'e göre atmosferik aşındırıcılık sınıfları C1–CX

ISO 9223 standardı, atmosferlerin aşındırıcılığını sınıflandırmak için kullanılır. Altı temel aşındırıcılık kategorisini ayırt eder: C1, C2, C3, C4, C5 ve CX. Sınıflandırma, diğer şeylerin yanı sıra, referans malzemelerin ilk yıl maruz kalma süresi boyunca korozyon oranına dayanabilir. Standart ayrıca, ıslatma süresi ve kükürt dioksit ve klorürlerin birikimi ile ilgili çevresel parametreleri de kullanır.

C1–CX kategorileri atmosferik korozyonu tanımlar ve basit bir "paslanmaz çelik direnci" ölçeği değildir. ISO 9223 sınıflandırması, karbon çeliği, çinko, bakır ve alüminyum dahil olmak üzere referans malzemeler kullanır. Belirli bir paslanmaz çelik kalitesinin seçimi, özellikle klorür birikimi, doğal yüzey aşınması potansiyeli ve yüzey kalitesi gibi maruz kalma koşullarının ek olarak değerlendirilmesini gerektirir.

Karbon çeliğinin atmosferik korozyonu

Korunmasız karbon çeliğinde, nem ve oksijenin varlığında genellikle pas olarak adlandırılan korozyon ürünleri oluşur. Sıradan yapısal çelik üzerindeki korozyon ürünü tabakası, genellikle daha fazla korozyona karşı kalıcı bir koruma sağlamaz. Sonraki ıslanma ve kuruma döngüleri daha fazla malzeme kaybına neden olur.
Korozyon oranı atmosferik koşullara bağlıdır. Klorürlerin ve bazı kirleticilerin varlığı, ortamın aşındırıcılığını önemli ölçüde artırabilir. Bu nedenle, dış mekanlarda kullanılan karbon çelik yapılar genellikle beklenen korozyon kategorisine uygun boya sistemleri, metalik kaplamalar, galvanizleme veya diğer koruyucu yöntemlerle korunur.

Paslanmaz çeliğin atmosferik korozyonu

Paslanmaz çelikler, krom bileşikleri bakımından zengin, çok ince bir pasif tabaka ile korunmaktadır. Bu, birçok atmosferik koşulda çok yüksek korozyon direnci sağlar. Ancak bu, çevreye karşı tamamen duyarsız oldukları anlamına gelmez.
Klorürler, tortular, kir ve uzun süreli nem, pasif tabakaya zarar verebilecek yerel koşullar yaratabilir. Yağmurdan korunaklı, düzenli olarak tuz uygulanan ancak doğal olarak yıkanmayan yüzeyler özellikle hassas olabilir.
Bu gibi alanlarda yüzey renk değişimi, korozyon ürünü birikintileri, çukurlaşma veya çatlak korozyonu meydana gelebilir. Bu nedenle, paslanmaz çelik bileşenler tasarlanırken sadece malzeme kalitesi değil, yapısal geometri, yüzey işleme ve periyodik temizleme olasılığı da önemlidir.

Dış atmosferde 304 mü yoksa 316L mi?

1.4301 ve 1.4307 dahil olmak üzere 304 tipi çelikler, nispeten düşük klorür yüküne sahip atmosferik koşullarda yaygın olarak kullanılır. 1.4401 ve 1.4404 dahil olmak üzere 316 tipi çelikler, klorür ortamlarında lokal korozyona karşı direnci artıran molibden içerir.
Bu nedenle, kıyı bölgelerinde ve tuzlu havaya maruz kalan yerlerde genellikle 316L tercih edilir. Ancak bu, her kıyı yapısının 316L gerektirdiği veya 316L'nin klorür birikim seviyelerinden bağımsız olarak dayanıklı olacağı anlamına gelmez. Aşırı yüksek tuz yükleri, yüksek nem, doğal yıkamanın olmaması ve elverişsiz geometri, daha dayanıklı kaliteler veya düzenli yüzey temizliği gerektirebilir.

Atmosferde Klorürlerin Paslanmaz Çelik Üzerindeki Etkisi

Klorürler, deniz spreyi, yol tuzu ve bazı endüstriyel işlemler gibi kaynaklar aracılığıyla yüzeylere ulaşır. Su buharlaştıktan sonra yüzeyde kalabilir ve yoğunlaşabilirler.
Yeterli nemin varlığında, klorür içeren ince bir elektrolit tabakası oluşur. Yerel koşullar malzemenin pasif tabakasının direncini aşarsa, çukur korozyonu başlayabilir. Yarıklar, birikintiler ve yıkanması zor alanlar, yerel korozyon riskini daha da artırır.

Korumalı yüzeyler neden daha fazla korozyona uğrayabilir?

Çatının altında bulunan bir parçanın korozyona karşı daha iyi korunacağı düşünülebilir. Ancak tuzlu bir ortamda bunun tam tersi geçerli olabilir. Yağmur, doğrudan yağışa maruz kalan yüzeylerden bazı klorürleri ve diğer tortuları temizler.
Yağmurdan korunan yüzeylerde ise zamanla tuz birikimi olabilir. Atmosferik nem, sis veya yoğuşma, biriken tortuları çözerek çok agresif bir yerel elektrolit oluşturabilir. Bu nedenle, korunaklı elemanlar, korkulukların alt kısımları, profillerin iç kısımları, bindirme yerleri ve ulaşılması zor diğer alanlar özel dikkat gerektirir.

Denize olan uzaklığın etkisi

Deniz spreyi karaya doğru ilerledikçe etkisi genellikle azalır, ancak atmosferin klorürden arınmış kabul edilebileceği tek ve evrensel bir kıyı şeridi mesafesi yoktur. Tuz taşınımı rüzgar yönüne ve hızına, arazi yapısına, yapı yüksekliğine, dalga hareketine, yerel gelişmeye ve iklim koşullarına bağlıdır.
Bu nedenle, malzeme seçerken, kilometre cinsinden ifade edilen basit mesafeden ziyade, belirli bir konumdaki gerçek klorür maruziyetini ve deneyimini kullanmak daha iyidir.

Paslanmaz Çelik Yüzey İşleminin Etkisi

Yüzeyin durumu, paslanmaz çeliğin atmosferdeki davranışını önemli ölçüde etkiler. Pürüzsüz yüzeyler doğal olarak daha kolay yıkanır ve genellikle çok pürüzlü yüzeylere göre daha az kirletici madde tutar.
İşleme, taşlama artıkları, kaynak renk bozulması ve diğer yüzey kusurlarından kaynaklanan demir kirliliği, korozyon direncini yerel olarak olumsuz etkileyebilir. Düz karbon çeliği işlemek için kullanılan aletler, paslanmaz çelik yüzeyini kirletmemelidir.
Kaynak işleminden sonra, zorlu uygulamalarda, yüzeyin uygun şekilde temizlenmesi ve ısıdan kaynaklanan renk bozulmasının giderilmesi gerekebilir. Bu durum özellikle kıyı bölgelerinde ve klor içeren diğer ortamlarda önemlidir.

Atmosferde galvanik korozyon

Galvanik korozyon, iki farklı metal elektriksel temas halindeyse ve yüzeyleri elektrolit görevi gören bir nem tabakasıyla birbirine bağlıysa, atmosferik koşullar altında da meydana gelebilir.
Nem ve tuz içeriği yüksek ortamlarda, elektrolit tabakasının iletkenliği arttığı için risk artar. Bağlı malzemelerin yüzey alanı oranı da önemlidir. Anot malzemesinin küçük yüzey alanı, daha asil malzemenin büyük yüzey alanıyla birleştiğinde, yüksek anot akım yoğunluğuna ve yoğun yerel korozyona yol açabilir.

Atmosfere uygun paslanmaz çelik seçimi

Bu tablo yalnızca genel bilgi amaçlıdır. Sadece çevre koşullarına göre bir not seçmeyin. Gerçek klorür birikimi, nem, yüzey yıkanabilirliği, sıcaklık, yapısal geometri, yüzey durumu, görünüm ve dayanıklılık gereksinimleri önemli faktörlerdir.

Atmosferik korozyonu nasıl azaltabiliriz?

Etkin koruma, uygun malzeme seçimi ile yapının uygun tasarım ve bakımının birleştirilmesini gerektirir.

• Malzeme seçimi, kullanılacak ortamın gerçek kategorisine ve doğasına uygun olmalıdır.
• Suyun serbestçe akabilmesi için tasarım unsurları.
• Sınır boşlukları, örtüşmeler ve tortuların biriktiği yerler,
• Olumsuz galvanik bağlantılardan kaçının,
• Paslanmaz çeliğin yüzeyinin düzgün bir şekilde işlenmesini sağlayın,
• Kaynak kaynaklı renk bozulmalarını ve işlem sonrası kirliliği giderin,
• Tuz içeren ortamlarda, yüzeydeki birikintileri periyodik olarak temizleyin.
• Karbon çelik için uygun şekilde seçilmiş yüzey koruma sistemleri kullanın.
• Yağmurdan korunan yüzeylerde klorür birikme olasılığını dikkate alın.

Atmosferik korozyon ve deniz korozyonu

Atmosferik korozyon ve deniz korozyonu birbiriyle kısmen örtüşse de özdeş kavramlar değildir. Atmosferik korozyon, atmosfere ve yüzey nemine maruz kalan bileşenleri etkiler. Deniz korozyonu ise kıyı atmosferi, sıçrama bölgesi, gelgit bölgesi ve doğrudan deniz suyuna daldırma dahil olmak üzere deniz ortamının daha geniş kapsamlı etkisini kapsar.
Deniz yüzeyinin üzerinde bulunan bir bileşen, bu nedenle aynı anda hem atmosferik korozyona maruz kalan bir yapı hem de deniz ortamında çalışan bir unsur olarak sınıflandırılabilir. Pratikte, maruz kalma şekli ve yüzeye ulaşan tuz miktarı belirleyicidir.

Atmosferik korozyon, nem, oksijen, tuzlar ve kirleticilerin metal yüzeyle etkileşiminin sonucudur. Şiddeti esas olarak ıslatma süresine, klorür ve kirletici birikimine, sıcaklığa, bileşen tasarımına ve malzeme özelliklerine bağlıdır.
ISO 9223 standardı, atmosferleri aşındırıcılık açısından C1'den CX'e kadar sınıflandırır; ancak, çevresel kategori tek başına uygun malzeme seçiminin yerini tutmaz. Paslanmaz çelikler için klorür içeriği, yüzey durumu, doğal yıkama potansiyeli ve çatlakların ve birikintilerin varlığı özellikle önemlidir.
Dolayısıyla yapının dayanıklılığı tüm sistem tarafından belirlenir: Malzeme – atmosfer – nem – klorürler ve kirleticiler – yapı – yüzey durumu – çalışma yöntemi.

Çelik ve metallerin korozyon türleri

Çelik ve metallerin homojen korozyonu
Paslanmaz çeliklerde çukur korozyonu
Paslanmaz çeliklerde çatlak korozyonu
Paslanmaz çeliğin taneler arası korozyonu
Gerilim korozyonu çatlaması (SCC)
Galvanik korozyon
Aşındırıcı korozyon
Kavitasyon korozyonu
Korozyon yorgunluğu
Sürtünme korozyonu
Mikrobiyolojik korozyon (MIC)
Yüksek sıcaklık korozyonu

Korozyonun çevreye göre sınıflandırılması

Deniz korozyonu – çelik ve metallerin deniz suyunda korozyona uğraması
Korozja atmosferyczna
Toprak korozyonu
Tatlı ve endüstriyel suda korozyon
Klorürlü ortamlarda korozyon
Asidik ortamlarda korozyon
Alkali ortamlarda korozyon
Gazlarda ve egzoz gazlarında korozyon
Atıksu ve kanalizasyon sistemlerinde korozyon
Kimyasal ve petrokimyasal ortamlarda korozyon

İlgili konular

CPT – Paslanmaz çeliklerin ve nikel alaşımlarının kritik çukur korozyon sıcaklığı
PREN – Paslanmaz çelik için çukur korozyon direnci indeksi
CCT – Paslanmaz çeliklerin ve nikel alaşımlarının kritik aralık korozyon sıcaklığı