Pas ve Paslanma

METALLERİN KOROZYONU
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" denilir. 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.

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 "elektrokimyasal reaksiyonlar" denilir. 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 anotdaki 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 anotda meydana gelen kimyasal değişimin de miktarını gösterir. Katot yüzeyinde harcanan elektronlar, oksijenin (O2) hidroksil (OH) iyonu haline dönüşmesine neden olur. iyonların sulu çözelti içerisindeki hareketi sayesinde anot ile katot arasında elektrik akımı meydana gelir. Pozitif yüklü iyonlar katoda, negatif yüklü iyonlarda anada giderler. Böylece, hücre çevrimi tamamlanmış olur.

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 anotda açığa çıkan elektronlar harcanamaz. Başka bir deyişle; kotodik 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 veya
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 tercihi 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.

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 alaşımın birbirine temas etmesi nedeniyle potansiyel farkı oluşabilir.
c) Ortamın katodik olarak redüklenebilen bileşenlerinin, metalin değişik bölgelerinde farklı oranlarda bulunması potansiyel farkı oluşturabilir.

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. Bu durum, Şekil 2'de şematik olarak gösterilmektedir. 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 nötürleştirirler. 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. Katodik polorizasyon olarak bilinen bu olay Şekil 3'de şematik olarak gösterilmiştir. 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 ç6zünmüş oksijenin etkin konsantrasyonuna bağlıdır. Sözü edilen etkin konsantrasyon değeri; havalandırma derecesi, hareket miktarı, sıcaklık ve çözünmüş tuzların bu1unup bulunmaması gibi etkenlere bağlıdır.

Anot ve katotda 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] oluştururlar, Şekil 4. 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 + 2H2 0 + 4e- → 4OH- : Katodik reaksiyon
• O=2 + 2 Fe + 2H2 O → 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, aşağıda formül yardımıyla gösterilebilir.

∆Gkor = ∆Gsağ - ∆Gsol (∆Gsol > ∆Gsağ)
Enerji farkı (∆Ehücre);

şeklinde yazılabilir.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.

Anodik ve katodik reaksiyonların enerji ve gerilim farkları da benzer şekilde hesaplanabilir. Redüksiyon olarak yazılan reaksiyonların hesap yöntemiyle bulunan potansiyel farkları en yüksek pozitiften (en asil) en düşük negatife (en aktif) doğru sıralanarak metallerin "elektromotif kuvvet serisi" elde edilir. Bu seride, hidrojen iyonunun redüksiyon potansiyeli sıfır kabul edilir. Metallerin elektromotif kuvvet serisi Tablo 1'de verilmektedir.

Söz konusu seride artı (+) yönde veya asil olan bir metalin ile eksi (-) yönde yani bunun üstünde yer alan başka bir metalle temas etmesi durumunda, (+) yöndeki metalin yüzeyinde redüksiyon reaksiyonu meydana gelir ve (-) yöndeki metal ise korozyona uğrar. Ancak, teorik olarak mümkün olan bu olay pratikte meydana gelmeyebilir. Bu nedenle metallerin hesapla bulunan teorik potansiyelleri yerine kullanıldıkları ortamda, örneğin deniz suyunda veya toprak altında ölçülerek bulunan potansiyelleri sıralamaya tabi tutulur. Bu şekilde elde edilen seri ye "galvanik seri" adı verilir. Bu seriler uygulamadaki korozyon tahminlerinde daha gerçekçi sonuçlar verir.

(-) Aktif : Magnezyum ( -) Aktif : Magnezyum
: Çinko : Çinko
: Alüminyum : Alüminyum
: Kadmiyum : Temiz yumuşak çelik
: Duralümin : Paslı yumuşak çelik
: Dökme demir : Dökme demir
: Yüksek nikelli dökme demir : Kurşun
: 18/8 Paslanmaz çelik (aktif) : Yumuşak çelik (betonda)
: Kurşun-kalay lehimleri : Bakır, pirinç ve bronzlar
: Kurşun : Yüksek silisli dökme demir
: Kalay : Karbon, kok, grafit
: Nikel (aktif) (+) Asil
: Prinçler
: Bakır
: Bronzlar
: Gümüş lehimi
: Nikel (pasif)
: 18/8 Paslanmaz çelik
: Gümüş
: Titanyum
: Grafit
: Altın
: Platin(+) Asil

Not: Deniz suyunun pH değeri 8,1 - 8,3, toprağın pH değeri ise 5 - 8 arasında yer almaktadır.

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

a) saf metal kullanımı,
b) alaşım elementi katma,
c) ısıl işlem,
d) uygun tasarım,
e) katodik koruma,
f) korozyon önleyicisi (inhibitör) kullanımı ve
g) yüzey kaplama şeklinde sıralanabilir.

Söz konusu yöntemler aşağıda, kısaca açıklanmaktadır.

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.

Alaşım Elementi Katma

Alaşım elementi katmak suretiyle bazı metallerin korozyon direnci artırılabilir. Örneğin, ostenitik paslanmaz çelikler 880 ile 1380 0C 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. Karbona karşı ilgileri yüksek olan bu elementler, yüksek sıcaklıkta ostenit fazı içinde çözünmeyen daha kararlı karbürler oluştururlar. Bunun sonucunda, krom ile birleşmesi için çok az karbon kalır ve çelik stabilize edilmiş olur. 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.

Isıl İşlem

Döküm parçalarının çoğunda segregasyon meydana gelir. Bu parçalara homojenizasyon, çözündürme veya stabilizasyon gibi ısıl işlemler 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.

Uygun Tasarım

Parçanın korozyon ortamıyla temasını en aza indirmek için uygun tasarım yapılmalıdır. Elektromotif seride birbirine uzak olan elementler arasında temastan kaçınılmalıdır. Eğer bu başarılamazsa, galvanik korozyonu önlemek için plastik veya kauçuk kullanılarak metal malzemelerin teması önlenmelidir. şekil 8 a'da benzer olmayan metallerin birleşmesi durumunda oluşan iki galvanik korozyon olayı görülmektedir. 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 işlevini yapamaz hale gelmesine neden olabilir. Metal levhalarla perçin ve cıvatanın temas ta olduğu bölgeyi, yumuşak ve yalıtkan bir malzeme ile ayırarak teması önlemek veya temas eden yüzeylere önce çinko kromat daha sonra 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.

Katodik Koruma

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 bir 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 altındaki borular, gemi gövdeleri ve buhar kazanları gibi yapılar bu yöntemle korunurlar. Yer altındaki 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.

Gemilerin katodik yöntemle korunması için dümen veya pervane bölgesinde tekneye çinko ve magnezyum anotlar bağlanır. Ev ve endüstriyel su ısıtıcılarında ve yüksek su tanklarında katodik koruma için yaygın olarak magnezyum anotları kullanılır.

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 oluşturarak korozyonu önlerler. Otomobil radyatörlerinde kullanılan antifiriz 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 sağlanır.

Yüzey Kaplama

Yüzey kaplamaları; metal kaplamalar ve metal olmayan kaplamalar olmak üzere iki gruba ayrılabilir.

Metal Kaplamalar

Metal kaplamalar sıcak daldırma, elektrokaplama, difüzyon ve mekanik kaplama gibi yöntemlerle yapılır. Pratikte korozyona karşı en çok çinko ya da alüminyum kaplama kullanılır. Sıvı metale daldırma yöntemi, esas olarak çeliğin çinko, kalay, kadmiyum, alüminyum veya kurşun ile kaplanması için uygulanır ve bu yöntemin çok geniş uygulama alanı vardır.

Galvanizasyon olarak bilinen çinko kaplama, daha çok çelik malzemelere uygulanır. Atmosfere açık ortamda kullanılan çatı malzemeleri, levhalar, tel ve tel ürünleri, çelik sacdan üretilen malzemeler, borular, buhar kazanları ve yapı çelikleri genelde çinko kaplanır. Çeliğin ısıya ve korozyona karşı dayanımını artırmak için de alüminyum kaplama kullanılır. Çinko kaplama yerine bazen kadmiyum kaplama kullanılır, ancak bu kaplama atmosfere açık ortamlarda çinko kaplama kadar iyi sonuç vermez. Bazı makine parçalarının veya çeşitli aletlerin korozyon ve aşınma dirençlerini artırmak ve görünümünü iyileştirmek için de krom kaplama yapılır. Krom kaplama daha çok otomobil parçalarına, su tesisatlarına, metal eşyalara ve çeşitli aletlere uygulanır. Nikel kaplamalar esas olarak krom, gümüş, altın ve rodyum kaplamaların altında bir tabaka olarak kullanılır. Nikel korozyona karşı dayanıklıdır, ancak atmosferden etkilenerek matlaşır. Bakır kaplama, özellikle çinko esaslı dökümlerde, nikel ve krom kaplamaların altında kullanılır.

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.

Metal malzemelerin içerisinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri sonucunda da yüzeylerinde toz veya oksit filmi oluşur. Bu tür filmler de koruyucu kaplama görevi yaparlar.

Korozyon,

metal veya metal alaşımlarının oksitlenme veya diğer kimyasal etkilerle aşınma durumu. Demirin paslanması, alüminyumun oksitlenmesi korozyona örnek olarak verilebilir. Dilimize yabancı dillerden giren korozyon sözcüğü; yenme, kemirilme gibi anlamlarla alakalıdır. Aşınma, çürüme, paslanma, bozulma gibi sözcüklerle karşılanabilir.
Yüzeyleri uygun şekilde korunmayan metal ve metal alaşımlarının bozunmaları önemli bir teknolojik sorundur.

Korozyonun Oluşumu

Metal ve alaşımların kararlı halleri olan bileşik haline dönme eğilimleri yüksektir. Bunun sonucu olarak metaller içinde bulundukları ortamın elemanları ile tepkimeye girerek, önce iyonik hale ve oradan da ortamdaki başka elementlerle birleşerek bileşik haline dönmeye çalışırlar; yani kimyasal değişime uğrarlar ve bozunurlar. Sonuçta metal veya alaşımın fiziksel, kimyasal, mekanik veya elektriksel özelliği istenmeyen değişikliklere (zarara) uğrar.
Korozyon, metalik malzemelerin içinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri sonucu, dışardan enerji vermeye gerek olmadan, doğal olarak meydana gelen olaydır.

Korozyonun Sebepleri

Korozyon olayları, her ortama ve her farklı tesir mekanizmalarına göre cereyan eder.Buna göre elektro-kimyasal veya kimyasal korozyon farklı olur.Makinalar üzerindeki mutad korozyon tertibatı genel olarak elektro-kimyasal olaylardan ileri gelmektedir.

Elektro-Kimyasal Korozyon Olayları

Elektro-kimyasal korozyonda, korozyon olayları metal yüzeylerinin üstünde, elektrik ileten su tabakasında, elektrolit olarak cereyan eder.Elektrolit olarak bir çatlak içindeki buğu kalınlığında bir rutubet, film tabakası veya su artığı hatta el teri bile yeterlidir.
Rutubetli Çelik Yüzeylerinin Elektro-Kimyasal Oksijen Korozyonu Metal parçalarının üst yüzeyleri rutubetli ortamlarda ve açık havada, bir oksit tabakası ile kaplanır.Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerden yapılmış olan parlak yapı parçaları, bu şartlar altında bir süre sonra pas benekleri ile kaplanır.

Korozyona dayanan olaylar, havadaki oksijenin demir malzemesinin üstündeki su ile bağlantılı halde tesir etmesinden ileri gelmektedir.Bir su damlasının altındaki bir malzeme bölgesinde, bu münasebetle meydana gelen olaylar izah edilebilir.Damlaların ortasında, demir Fe2+ - iyonları çözünmeye başlar.Bu çözünme sahası lokal bir anot gibi tesir eder (Lokal Anodu).Damlaların kenar bölgesinde, çözünen havanın oksijeninden oluşan OH- iyonları çözünen demir Fe2+ ile reaksiyona girer ve ilk önce demir hidroksit Fe (OH)3 ve buradan pas FeO(OH) oluştururlar.Pas, damlanın kenarında ring şeklinde ayrılır.Benek şeklinde başlayan pas oluşumu çelik yüzeylerde gözlenebilir.Korozyonun sürekli olarak devam etmesi halinde bütün çelik yüzeyleri bu yerlerinden itibaren paslanır.

Korozyon Elemanlarında Elektro-Kimyasal Korozyon Bu korozyon, bir galvanik eleman içinde cereyan eden aynı olaylardan ileri gelmektedir.Galvanik bir eleman, bir elektrik iletim kabiliyeti olan akışkan, elektrolit, içine daldırılan, farklı metallerden yapılmış olan iki elektrottan meydana gelir.Bu düzende, her iki metalden daha asal olanı çözünür.Çözünen metal paslanır yani korozyona uğrar.Çinko, bakır, galvanik elemanında bakır-elektrotta (katot) suyun parçalanması nedeniyle hidrojen açığa çıkarken çinko-elektrodu (anot) Zn2+ - iyonları çözünmeye başlar.Her iki elektrot arasında büyüklüğü elektrot malzemelerine bağlı olan küçük bir elektrik gerilimi oluşur.
Normal bir hidrojen elektrodu ile yapılan ölçümler vasıtasıyla, Normal Potansiyel olarak isimlendirilen münferit elektrot malzemelerinin gerilimleri tayin edilmiş ve metallerin gerilim sırası tablosuna aktarılmışlardır.

Hidrojen sıfır potansiyelinden itibaren sola doğru asal olmayan metaller, sağa doğru asal metaller yer alırlar.Bir galvanik elemanda daha solda kalan metal çözünür, örneğin Zn/Cu elemanında çinko çözünür.Galvanik elemandaki gerilimin büyüklüğü normal potansiyel farkından hesap edilebilir.Örnek: Zn/Cu galvanik elemanı bakırın normal potansiyeli +0.34 V, çinkonunki -0.76 V.Böylece galvanik elemanda +0.34 V - (-0.76 V) =1.1 V'luk bir gerilim oluşur.
Bir galvanik elemanın şartları makina elemanlarında ve yapı parçalarında birçok yerlerde meydana gelir.Bu sahalar, korozyon elemanları çinko adını alır.Bu hususta, iki farklı metal (elektrotlar) ve bir miktar su (elektrolit) gereklidir.Tipik korozyon elemanları örneğin çelik yapı parçaları üstündeki metal kaplamalar üzerindeki hasarlı yerler veya farklı malzemeden meydana gelen iki yapı elemanının temas etmesi ve ayrıca alaşımların içindeki asal olmayan metal bu yerlerde çözünmek suretiyle tahribata uğrar.

Pas

MsXLabs.org & MORPA Genel Kültür Ansiklopedisi

Pasmantarlarının neden olduğu bitki hastalıklarına verilen ad. Bu hastalığı yapan mantarlar, pasmantarları (Uredinales) takımındandır. Bu takımın yaklaşık 3.000 türü bulunur. Hastalığa pas adının verilmesinin nedeni mantarın, bitkilerin yüzeyini kaplayan, pasa benzer, kırmızımsı, turuncu ya da esmer renkteki spor yataklarıdır. Pasmantarları, bitki yapraklarının hücrelerarası boşluklarında yaşayan gerçek asalaklardır. Kimi türler bitkide az yayılır. Kimi türler ise hızla yayılarak yapraklardan başka bütün bitkiyi sarar. Her pasmantarı türünün üzerinde geliştiği bitki ayrıdır. Kimi pasmantarları hayat devrelerini bir tek bitkide, kimi pasmantarları da iki ayrı bitkide tamamlarlar. İkinci tipler her iki bitkinin birlikte olmadığı yerlerde yaşayamazlar. Örneğin buğdaygillerde yaşayan karapasın (Puccinia graminis) arakonakçısı kadıntuzluğudur. Pasmantarları, bütün bitkiler, bu arada tarım bitkileri için de çok zararlıdır.

PAS

, dış etkilere karşı korunmamış haldeki demir ve çelik üzerinde oluşan kırmızımsı kahverengi bir katmandır.
Pas oluşumuna yol açan neden, metalin havadaki oksijen ve nemle temas halindeyken çok yavaş ilerleyen bir yanma tepkimesine girmesidir (bak. YANMA). Paslanma için hem havanın, hem de nemin birlikte bulunması gerekir.

Antartika'nın çok kuru havasında paslanma çok yavaş olur. Havadaki kimyasal katışkılar ya da dumanlar paslanmayı çabuklaştırır. Havadaki kükürt dioksil oranının daha yüksek olduğu kentlerde demir ve çelik gereçler kırsal kesimdekine oranla daha çabuk paslanır. Oluşan pas katmanı pul pul dökülür ve böylece hava ve nemin etkisine açık yeni bit yüzey ortaya çıkar.

Paslanmayı önlemek için bazı önlemler alınmazsa, demir ve çelik yapılar giderek zayıflar ve sonunda kırılır ya da kopar. Kromlu paslanmaz çelikler çok pahalı olduğundan her yerde kullanılamaz. Bu nedenle normal çelikler çeşitli koruyucularla kaplanarak havanın ve nemin etkisinden korunur. Kaplama maddesi olarak katı makineyağı,boya, plastik, vernik ya da bir başka metal olabilir. Motorlu taşıtların parlak parçaları üstündeki ince krom kaplama; çatı kaplamada ve kova yapımında kullanılan "galvanizli sac"ın üzerindeki çinko katmanı; konservecilikte kullanılan teneke kutuların yapıldığı çelik levhaların üzerindeki ince kalay kaplama bu tür metal kaplamalardır.

Bitkiler dünyasında "pas", ürünlerde ciddi hastalıklara yol açan belirli bir mantar türünün adıdır. Bu pasların en kötüsü buğday pasıdır; ama dağ laleleri, böğürtlenler ve güllere zarar veren başka pas türleri de vardır (bak. MANTARLAR).

Pas Çeşitleri

Kara Pas:

Oksijen ve rutubetin demir,çelik üzerindeki etksiyle oluşan bir pas cinsidir. Genellikle yüzeyseldir,uygun çözücü ve temizleyici yağlarla temizlenerek giderilebilir,periyodik bakımlarla ilerlemesi durdurulabilir. Uzun süreli nem ve çok havadar ortam bulunması sonrası metal üzerindeki terlemenin etkisi başlıca sebepleridir. Metallerin uzun süreli kullanım dışı bekletileceği ve saklanacağı durumlarda bu tip paslanmadan koruma için uygun ve izolasyonu sağlıklı muhafazalarda (tercihen ahşap veya kenar şeritleriyle, kapanışta vakumlama yaparak nemden metali tecrit eden muhafazalar) saklanabilir.

Kırmızı Pas

Çelik ve demir aksamlar üzerinde hava, nem, yağlarla birleşerek tortulaşmış olması muhtemel kimyasal artıklarında etkisiyle oluşmaktadır. Bu pas görüldüğünde, ihmal edilmeden uygun temizleme maddeleriyle çeliğin yapısına zarar vermeden giderilmelidir. Aksi halde çelik üzerinde geriye dönüşü zor tahribata sebep olur, metal üzerinde hızla ilerleyen bir pas cinsidir. İleri durumlarda karıncalanmaya ve aşınmaya sebep olur. Özellikle nemli ve sıcak iklimlerde metal sık sık kontrol edilip uygun şekilde bakımı yapılmalıdır. Metalin kullanımı sonrası temizliğini sağlayan solüsyonlar ile iyice temizlenmelidir. çelik uzun süre kimyasal artıklarına maruz bırakılmamalıdır.

Karıncalanma

Uzun süreli bakım, temizlik ve yağlama yapılmamış, yoğun nem, hava ve pasın satıhta meydana getirdiği, en az 0,025mm derinliğinde, 0,25mm çapında oyuklardır. Bu durum gözle görülebilir ve metal yüzeyler için tehlike arz eder. Tespit edildiğinde üstünde aşındırma yapılmadan kaplama ve tesfiye konusunda bilgi sahibi ustalara müracaat edip uygun çözüm aranmalıdır.

Pas ve Paslanma

Su ve hava varlığında oluşan demir ve oksijen bileşiklerine verilen genel addır. Pasın değişik formları görsel olarak ve ya spektroskopi ile saptanabilir ve değişik koşullar altında oluşabilirler. Pas, hidratlı demir(III) oksit (Fe2O3.H2O) ve demir(III) oksithidroksit (FeO(OH), Fe(OH)3) içermektedir. Paslanma demir ve onun çelik gibi alaşımlarının korozyonu için kullanılan ortak bir terimdir.

Diğer metallerin uğradıkları korozyonda oksitlenme olsa da pas olarak isimlendirilmemektedir. Yeterli zaman içerisinde su, oksijen herhangi bir miktardaki demir tamamen pas oluşturur ve demir parçalanır. Buna karşılık alüminyumun korozyonu son derece yavaştır, çünkü alüminyumoksit bir tabaka oluşturarak daha fazla alüminyumun oksitlenmesini engeller.

Metal bir eşya, bir alet, çivi ya da bahçe makası bir süre yağmur altında kalacak olursa, bunların madeni kısımları kızılımsı esmer renkte bir tabakayla kaplanır.Ancak, bu tabakanın sözkonusu madene göre değişik renklerde olacağını da özellikle belirtelim. Demirin pası koyu tonda,esmerimsi kızıldır. Bakırın pası ise küf renginin koyusu ve daha canlı tonda yeşil olur.
Pas oluşumuna yol açan neden, metalin havadaki oksijen ve nemle temas halindeyken çok yavaş ilerleyen bir yanma tepkimesine girmesidir.

Madenler arasında en çabuk paslanan demirdir. Düzenli zaman aralarıyla, devamlı olarak koruyucu boyayla boyanmayan köprü korkuluklarının paslanması demirin bu özelliliği yüzündendir.
Madenlerin paslanması, gerçekte oksitlenmelerinden başka bir şey değildir. Havadaki su buharı ile oksijen ve karbon dioksit, demirin yukarda belirtildiği gibi çabuk paslanmasına sebep olur.”Pas” diye isimlendirilen esmerimsi kızıl tozlu tabaka aslında demir oksittir.

Başka türlü söylemek gerekirse, paslanma olayında, havadan alınan oksijenle bir çeşit yanma sözkonusudur. Yani metal oksijen alarak içinden içinden hafifçe yanmış ve oksitlenmiştir. Ancak bu işlem kuru havada olmaz. Rutubet ve ıslaklık oksitlenme işlemine yardım eder, bu olayı hızlandırır.
Pas tabakasıyla kaplanan demir, havayla daha az temasta olacağı için,sonraki paslanma işlemi yavaşlar. Fakat uzun süre açıkta, nemli havada kalan demirde pas içe işleyecek , sonunda demirin çürümesine sebep olacaktır.

Paslanma nasıl önlenir?

Paslanmanın sonucu aşınma (korozyon) olayıdır. Bunu önlemek için çeşitli tedbirler uygulanabilir. Sözkonusu tedbirlerde temel ilke madenle havanın temasını önlemektir. Madeni yağlamak, galvanize etmek (çinkoyla kaplamak), koruyucu boyalarla boyamak, paslanmayı önlemek için ilk akla gelen tedbirler arasında sayılabilir.
Daha etkili tedbirler, paslanması önlenecek madenin,havaya karşı dayanıklı bir madenle kaplanmasıdır. 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.
Pas gidermek için etkin uygulama benzin kullanılmasıdır. Pas benzinde erir ve altından madenin kendi çıkar.
Otomobillerde, bisikletlerde,havanın temasıyla paslanabilecek maden kısımların korunması için yaygın ölçüde kromaj işlemi uygulanmaktadır. Alet ve makinelerde ise koruyucu tedbir yağla kaplamadır.

Paslanma olayı, kimyada “elektrik pili”, ya da “galvaniz pil” kuramlarıyla da açıklanmaktadır. Oluşan pasla yani demir oksitle, demir kısım arasında elektriksel değerler değişimi bir gerilim farkı doğurur. Bu gerilim farkından da o kesimde bir elektrik akımı meydana gelir.

Pas

,
Bitki-Yaklaşık 4 bin kadar mantar türünün başta ekonomik bitkiler olmak üzere çeşitli bitki türlerinde yol açtığı hastalıkların genel adı. Pas mantarları yaşam çevrimleri boyunca ya tek bir bitki türüne ya da iki ayrı türe asalak olur.

Yaşam çevrimini iki ayrı bitkide tamamlayan ve bu süre boyunca birbiri ardına beş spor dönemi geçiren pas mantarlarının en tipik örneklerinden biri Puccinia graminis'tir; başta buğday olmak üzere çeşitli tahıl bitkilerinde kara pas hastalığına yol açar. Bu mantarın ara konağı kadıntuzluğu (Berberis) bitkisidir. Yaşam çevrimini iki ayrı bitkide geçiren öbür mantarlar arasında başlıca ana konağı ardıç, ara konağı elma, japon ayvası, alıç ve gül olanlar sayılabilir.

Yaşam çevrimini tek bir bitkide geçiren mantarların zarar verdiği başlıca bitkiler ise kuşkonmaz, fasulye, kasımpatı, kahve, çobanpüskülü, kardelen, şekerkamışı ve ayçiçeğidir. Konak bitkinin hücrelerine emeçler uzatarak beslenen bu mantarlar, bitkilerin yaprak, sürgün ve meyveleri üzerinde turuncu, sarı, kırmızı, kahverengi ve siyah tozlu lekeler oluşturur. Lekeler çoğunlukla demir pasını andırdığından hastalık kimi yörelerde “kınacık” adıyla anılır. Hastalığın etkisiyle direncini yitiren bitkilerin büyüme ve üremesi bozulur, bitki cılızlaşır; daha ileri aşamalarda da çürüyerek ölür. Hastalığın denetiminde rol oynayan en önemli etkenlerden biri dayanıklı çeşitlerin ve hastalık bulaşmamış bitkilerin yetiştirilmesidir; ara konakların yok edilmesi, ürünlerin dikkatlice izlenmesi ve ilaçlama, alınması gerekli öbür önlemlerdir.

Albugo cinsi mantarların otsu bitkilerde yol açtıkları hastalıklara da yaygın olarak beyaz pas denir. Gerçek paslardan farklı olarak ikinci bir konağa gereksinim duymayan bu mantarlar bulaştıkları bitkilerin yapraklarının üzerinde parlak sarı renkli lekelere ve beyaz mumlu ya da tozlu kabarcıklara neden olurlar. Yapraklar sarararak vaktinden önce dökülür, gövde ve çiçekler eğrilir, bitki bodurlaşır. Hastalık, pasa dayanıklı çeşitlerin ve hastalık bulaşmamış bitkilerin yetiştirilmesiyle, hastalıklı organların yok edilmesiyle ve ilaçlamayla denetlenebilir.