Korozyon

Korozyon, bir metalin veya alaşımın çevresiyle girdiği kimyasal reaksiyonlar nedeniyle bozulması olup, dayanım ve görünüm gibi malzeme özelliklerinin kaybına yol açar.^[1][2] Bu süreç temel olarak, metal yüzeyindeki anodik bölgelerde oksidasyonun elektron salınımına yol açtığı ve buna genellikle oksijen veya diğer çevresel türleri içeren katodik bölgelerdeki indirgenme reaksiyonlarının eşlik ettiği elektrokimyasal mekanizmalar aracılığıyla gerçekleşir.^[1][3] Metaller korozyona uğrar çünkü çoğu ortamda termodinamik olarak kararsızdırlar ve serbest enerjideki düşüşün itici gücüyle cevherler gibi daha kararlı oksitlenmiş formlarına geri dönme eğilimindedirler.^[1][3]

Korozyon kinetiği, sıcaklık, pH ve elektron transferi ile iyon difüzyonu oranını hızlandıran elektrolitlerin varlığı gibi faktörlerden etkilenir.^[3] Yaygın formlar arasında yüzeyi eşit bir şekilde bozan üniform korozyon; farklı metallerin bir elektrolit içinde elektriksel temasta olduğu durumlarda meydana gelen galvanik korozyon; ve bölgesel derin delikler oluşturan çukurcuk korozyonu bulunur.^[1][2] Su ve oksijen varlığında demirin paslanarak köprüler ve araçlar gibi yapıları zayıflatan hidratlı demir(III) oksit oluşturması klasik bir örnektir.^[2] Diğer dikkate değer vakalar arasında, gümüşün kararmasıyla gümüş sülfür oluşumu ve Özgürlük Heykeli’nde görüldüğü gibi bakır üzerinde koruyucu bir patinanın gelişmesi yer alır.^[2]

Korozyon, özellikle havacılık, denizcilik ve altyapı gibi sektörlerde bakım ve değiştirme maliyetleri olarak küresel çapta her yıl yaklaşık 2,5 trilyon dolara mal olarak önemli ekonomik ve güvenlik zorlukları ortaya çıkarır.^[1][4] Önleme stratejileri arasında boya gibi koruyucu kaplamaların veya çinko ile galvanizasyonun kullanılması, pasif oksit tabakaları oluşturmak için krom gibi elementlerle alaşımlama (örn. paslanmaz çelikte) ve kurban anotlar vasıtasıyla katodik koruma yer alır.^[2][1] Bu yöntemler, metali çevreden izole ederek veya korozyonu daha reaktif bir malzemeye kaydırarak elektrokimyasal hücreyi bozar.^[3]

Korozyonun Temelleri

Tanım ve Genel Bakış

Korozyon, bir malzemenin, genellikle bir metalin, çevresiyle kimyasal veya elektrokimyasal bir reaksiyona girmesi sonucu fiziksel özelliklerinin ve işlevselliğinin bozulmasına yol açan aşınmasıdır.^[1] Bu süreç, malzemenin oksijen, su veya asitler gibi maddelerle etkileşimini içerir ve sıklıkla yapıyı zayıflatan oksitler veya tuzlar gibi bileşikler üretir.^[5] Temel olarak metalleri ve alaşımları etkilese de, korozyon belirli ortamlardaki belirli koşullar altında da meydana gelebilir.^[6]

Korozyonun klasik bir örneği olan demirin paslanması, çevresel maruziyetten kaynaklanan oksit tabakaları sergileyen arkeolojik demir eserlerde görüldüğü üzere antik çağlardan beri gözlemlenmektedir.^[7] Korozyonun anlaşılmasında çok önemli bir ilerleme 1824’te, İngiliz kimyager Sir Humphry Davy’nin bakır kaplı gemileri deniz suyu tahribatından korumaya yönelik deneyler yoluyla bunun elektrokimyasal doğasını kanıtlaması ve modern korozyon biliminin temelini atmasıyla gerçekleşti.^[8] Bu erken dönem içgörüleri, korozyonun, metallerin doğal ortamlardaki termodinamik kararsızlıklarının ve daha kararlı cevher benzeri durumlara geri dönme eğilimlerinin kaçınılmaz bir sonucu olduğunu vurguladı.

Yaygın belirtiler arasında, nem ve oksijen varlığında demirin hidratlı demir(III) oksit oluşturduğu paslanma ve kükürt içeren havaya maruz kalan gümüş üzerindeki siyah gümüş sülfür tabakası gibi kararmalar yer alır.^[2] Korozyon, deniz suyu gibi sulu ortamlar, kirleticiler ve nem içeren atmosferik koşullar ve değişen pH ile nem seviyelerine sahip toprak dahil olmak üzere çeşitli ortamlarda meydana gelir.^[9] Partikül aşınmasından veya sıvı akışından kaynaklanan mekanik aşınmayı veya sürtünmeden kaynaklanan genel aşınmayı içeren erozyonun aksine, korozyon temel olarak doğrudan mekanik kuvvetler olmaksızın kimyasal veya elektrokimyasal bir bozulmadır.^[10]

Günlük yaşamda korozyon, kışın yol tuzlarıyla hızlanan araçlardaki pas olarak karşımıza çıkarak güvenliği ve uzun ömürlülüğü tehlikeye atar veya kontrolsüz oksidasyonun yapısal arızalara yol açtığı köprüler ve boru hatları gibi altyapıların kademeli çürümesi olarak kendini gösterir.^[11] Bu etkiler korozyonun geniş kapsamlı öneminin altını çizer ve malzeme kaybını azaltmak için koruyucu önlemler gerektirerek ulaşımdan inşaata kadar birçok endüstriyi etkiler.^[12]

Elektrokimyasal Prensipler

Korozyon temel olarak bir elektrolit varlığında meydana gelen elektrokimyasal bir süreçtir; burada bir metalin bozulması, elektronların yüzeyin bir bölgesinden (anot) diğerine (katot) transferini içerir. Anotta, metal atomlarının elektron kaybederek pozitif yüklü iyonlar oluşturduğu ve metali etkili bir şekilde elektrolit içinde çözdüğü oksidasyon gerçekleşir. Eşzamanlı olarak katotta, genellikle oksijen veya hidrojen iyonları gibi çevreden gelen türleri içeren bir indirgenme reaksiyonu bu elektronları tüketir. Bu anodik-katodik eşleşme, elektronların metal boyunca akması ve iyonların devreyi tamamlamak için elektrolit boyunca göç etmesiyle genel sürecin elektriksel olarak nötr olmasını sağlar.^[13][14]

Temel yarı hücre reaksiyonları korozyonun spesifik kimyasını tanımlar. Yaygın bir örnek olan demir için anodik reaksiyon metalin oksidasyonudur:

Fe → Fe²+ + 2e&supmin;

Bu, çözeltiye demir(II) iyonları salar. İlgili katodik reaksiyon çevresel koşullara bağlıdır; nötr veya alkali havalandırılmış çözeltilerde tipik olarak oksijenin indirgenmesidir:

O&sub2; + 2H&sub2;O + 4e&supmin; → 4OH&supmin;

Asidik ortamlarda, hidrojen çıkışı baskındır:

2H+ + 2e&supmin; → H&sub2;

Bu reaksiyonlar, üç temel element gerektiren korozyon hücrelerinin temelini oluşturur: elektron iletimi için metalik bir yolla birbirine bağlanan bir anot ve katot ile iyon taşınmasını kolaylaştıran bir elektrolit. Genellikle metal substratın kendisi olan metalik yol, elektronların anodik bölgelerden katodik bölgelere akmasını sağlarken, çözünmüş tuzlar içeren su gibi elektrolit, yükü dengelemek için iyonların hareketini sağlar. Bunlardan herhangi biri olmadan hücre çalışamaz ve korozyon önlenir.^[13][3][15]

Pourbaix diyagramları, pH ve elektrot potansiyelinin bir fonksiyonu olarak metal iyonlarının ve korozyon ürünlerinin kararlılığını tahmin etmek için termodinamik bir çerçeve sağlar. Bu diyagramlar, potansiyeli (standart hidrojen elektroduna karşı volt cinsinden E) pH’a karşı grafiğe dökerek, metalin bağışık (kararlı) olduğu, korozyona uğradığı (iyonlar olarak çözündüğü) veya pasifleştiği (koruyucu oksitler oluşturduğu) bölgeleri sınırlar. Örneğin, 25°C’deki demir-su sisteminde, korozyon yaklaşık -0.6 V’un altındaki asidik koşullarda meydana gelirken, pasivasyon Fe₂O₃ gibi oksit tabakalarıyla nötr ila alkali pH’ta baskındır. Sınırlar Nernst denklemi ve Gibbs serbest enerjisi verilerinden türetilmiştir; su kararlılık sınırları (düşük potansiyellerde hidrojen çıkışı ve yüksek potansiyellerde oksijen çıkışı) kenarları işaretler. Bu diyagramlar, kinetik hususlar olmaksızın korozyon duyarlılığını öngörmek için paha biçilmezdir.^[16][13]

Karışık potansiyel teorisi, korozyona uğrayan elektrodu, kararlı durum karışık potansiyeline ulaşan bağımsız anodik ve katodik süreçlerin bir süperpozisyonu olarak ele alarak korozyon kinetiğini açıklar. Bu korozyon potansiyelinde (E_corr), anodik akım yoğunluğu katodik akım yoğunluğuna eşittir ve net akım sıfır olur. Evans diyagramları, logaritmik akım yoğunluğunu potansiyele karşı grafiğe dökerek bunu görselleştirir ve anodik ile katodik polarizasyon eğrilerinin kesişimini gösterir. Anodik eğri tipik olarak aktivasyon kontrolü için Tafel denklemini izlerken, katodik eğri oksijen indirgeme platoları gibi konsantrasyon polarizasyonu sınırları sergileyebilir. Bu grafiksel yaklaşım korozyon oranlarını nicelleştirir; örneğin, katodik eğriyi kaydırmak (örn. oksijensizleştirme yoluyla) E_corr’u değiştirir ve anodik çözünme oranını artırarak kinetik bağımlılıkları gösterir.^[3][14]

Korozyon Oranını Etkileyen Faktörler

Korozyon oranı, söz konusu elektrokimyasal süreçlerin kinetiğini belirleyen hem çevresel hem de malzemesel faktörlerden derinden etkilenir. Sıcaklık, pH, oksijen mevcudiyeti ve agresif iyonların varlığı gibi çevresel değişkenler, metalik malzemelerin bozulmasını hızlandırmada veya hafifletmede kritik roller oynar. Benzer şekilde, malzemenin bileşimi, mikroyapısı ve yüzey durumu gibi içsel özellikleri de korozif saldırıya duyarlılığı belirler. Bu faktörleri anlamak, korozyon davranışını farklı koşullar altında tahmin etmek için çok önemlidir.

Çevresel faktörler arasında sıcaklık, korozyon kinetiği üzerinde baskın bir etki yaratır; genellikle artan reaksiyon oranları ve iyon hareketliliği nedeniyle oranın yükselen sıcaklıkla üstel olarak arttığı bir Arrhenius ilişkisini izler.^[17] Asidik ortamlardaki yumuşak çelik gibi birçok sistem için, korozyon oranı her 10°C’lik artış için yaklaşık olarak iki katına çıkar, bu da anodik ve katodik reaksiyonlardaki aktivasyon enerjisi bariyerini yansıtır.^[18] Elektrolitin pH’ı da oranı önemli ölçüde etkiler; asidik ortamlarda (düşük pH), artan H⁺ iyonu mevcudiyeti katodik indirgenmeyi hızlandırarak karbon çeliği gibi metaller için daha yüksek çözünme oranlarına yol açarken, nötr veya alkali koşullar (daha yüksek pH) pasivasyonu teşvik edebilir ve oranları düşürebilir.^[19] Örneğin, CO₂’ye doymuş çözeltilerde, yumuşak çeliğin pH 4.0’daki korozyon oranları, bu mekanizma nedeniyle pH 6.0’dakinden daha yüksektir.^[20]

Oksijen konsantrasyonu, özellikle O₂’nin birincil depolarizatör olarak işlev gördüğü aerobik ortamlarda katodik reaksiyonu etkileyerek korozyon oranını daha da modüle eder; daha yüksek çözünmüş oksijen seviyeleri korozyon akımını yükseltir; bu, doygunluk noktalarına kadar oksijenle orantılı olarak oranların arttığı karbon çeliği sistemlerinde görülür.^[1] Havası alınmış sular gibi düşük oksijenli ortamlarda oranlar belirgin şekilde düşer, ancak kalıntı oksijen yine de bölgesel saldırıyı sürdürebilir.^[21] Klorür iyonları (Cl⁻) tarafından örneklendirilen kirleticiler, pasif filmleri bozarak ve çukurcuk veya üniform saldırıyı teşvik ederek korozyonu şiddetlendirir; betonarmede, çimento ağırlığının %0,3’ü kadar düşük Cl⁻ penetrasyon eşikleri, oksit tabakalarına adsorbe olarak ve iyon girişini kolaylaştırarak hızlı donatı korozyonunu başlatabilir.^[22] Bu etki, Cl⁻ konsantrasyonlarının klorürsüz koşullara kıyasla oranları kat kat hızlandırdığı deniz veya sanayi atmosferlerinde daha belirgindir.^[23]

Malzeme faktörleri de aynı derecede önemlidir, çünkü alaşım bileşimi korozyonun termodinamik kararlılığını ve kinetiğini değiştirir. Paslanmaz çeliklerde krom (≥%12 ağırlık) gibi elementlerin eklenmesi, koruyucu Cr₂O₃ tabakaları oluşturarak pasivasyonu teşvik edip oranları düşürürken, Inconel gibi alaşımlarda daha yüksek nikel içeriği asidik ortamlarda direnci artırır.^[24] Mikroyapı bölgesel duyarlılığı etkiler; örneğin, karbon çeliklerinde perlitik fazlar, karbür lamelleri ile matris arasındaki galvanik eşleşme nedeniyle ferritik fazlardan daha hızlı korozyona uğrayarak CO₂ ortamlarında genel oranları artırır. Isıl işlem görmüş alaşımlarda olduğu gibi tekdüze mikroyapılar, bu tür eşleşmeleri en aza indirir ve koherent oksit filmlerini destekleyerek oranları düşürür.^[25] Pürüzlülük ve temizlik gibi yüzey koşulları ilk saldırıyı etkiler; daha pürüzlü yüzeyler (daha yüksek Ra değerleri) elektrolitleri hapseder ve aktif alanı artırarak hem durgun hem de akışkan koşullarda oranları yükseltir; düşük karbonlu çelik üzerine yapılan çalışmalar, parlatılmış yüzeylere kıyasla türbülanslı akışlarda %50’ye kadar daha yüksek korozyon göstermektedir.^[26]

Korozyon oranları, karşılaştırma ve tahmin sağlamak amacıyla standart birimler kullanılarak nicelleştirilir. Penetrasyon oranları, pratik mühendislik değerlendirmeleri için genellikle yılda milimetre (mm/yıl) cinsinden ifade edilirken, santimetrekare başına amper (A/cm², genellikle cm² başına mikroamper) cinsinden korozyon akım yoğunluğu (i_corr) gibi elektrokimyasal ölçümler polarizasyon verilerinden kinetik içgörüler sağlar.^[27] Tafel denklemi, yüksek aşırı potansiyeller için aşırı potansiyel (η) ile akım yoğunluğu (i) arasındaki ilişkiyi açıklar ve i_corr’un polarizasyon eğrilerinin doğrusal bölgelerinden ekstrapolasyonuna olanak tanır:

$$ \eta = a + b \log i $$

Burada a, Tafel kesişimidir (değişim akımı ile ilgili) ve b, yük transfer kinetiğini yansıtan Tafel eğimidir (tipik olarak 0.06–0.12 V/onluk).^[28] Bu denklem, oran belirleme için Tafel ekstrapolasyonu gibi tekniklerin temelini oluşturur.

Elektrokimyasal ölçümleri malzeme kaybına bağlamak için, Faraday’ın birinci yasası, molar kütleyi (M), transfer edilen elektron sayısını (n) ve Faraday sabitini (F = 96,485 C/mol) dahil ederek geçen toplam yükten (I t) kaynaklanan kütle kaybını (m) nicelleştirir:

$$ m = \frac{I t M}{n F} $$

Entegre korozyon akımlarına uygulanan bu ilişki, gram cinsinden kütle kaybını tahmin eder ve bu penetrasyon oranlarına dönüştürülebilir; örneğin, demir için (n=2, M=55.85 g/mol) 10 μA/cm²’lik bir i_corr, yılda yaklaşık 0.12 mm verir.^[29]

Birden fazla faktör, erozyon-korozyon gibi akışla hızlanan senaryolarda özellikle, oranları toplanabilir katkıların ötesinde artırmak için etkileşime girdiğinde sinerjik etkiler ortaya çıkar; burada sıvı hızı koruyucu filmleri kaldırır ve kütle aktarımını artırarak toplam kaybı saf erozyon ve korozyon bileşenlerinin toplamının 2-5 katına çıkarır. Karbon çeliği borularda, klorür yüklü sularda 3 m/s’yi aşan hızlar, bu etkileşim yoluyla oranları yükseltebilir ve entegre değerlendirmelerin gerekliliğini vurgular.^[30]

Korozyon Türleri

Üniform Korozyon

Üniform korozyon, aynı zamanda genel korozyon olarak da bilinir, bir metalin açıkta kalan tüm yüzeyi boyunca tekdüze bir saldırı ile karakterize edilen en yaygın korozyon şeklidir ve bölgesel penetrasyon olmadan eşit malzeme incelmesiyle sonuçlanır.^[31] Bu süreç, metalin anodik çözünmesinin (oksidasyon), yüzey üzerinde tekdüze olarak dağılan hidrojen çıkışı veya oksijen indirgenmesi gibi katodik reaksiyonlarla dengelendiği elektrokimyasal reaksiyonlar yoluyla meydana gelir. Metal, her iki yarı reaksiyonu destekleyen tek bir elektrot olarak işlev görür ve yoğunlaşmış hasardan ziyade yüzeyin tutarlı bir şekilde gerilemesine yol açar.^[32]

Klasik bir örnek, atmosferik veya sulu ortamlara maruz kalan korumasız karbon çeliğinin paslanmasıdır; burada demir eşit şekilde oksitlenerek bir pas (demir oksit hidrat) tabakası oluşturur ve yavaş yavaş malzeme kalınlığını azaltır.^[33] Temsili bir diğer vaka, çinkonun hidroklorik asit gibi asidik çözeltilerdeki çözünmesidir; burada metal yüzeyi hidrojen iyonlarıyla reaksiyon nedeniyle tekdüze bir şekilde aşınır.^[34] Bölgesel korozyon formlarının aksine, üniform korozyon çukurcuklar veya derin penetrasyonlar üretmez, bu da malzeme kaybının genel bir yüzey incelmesi olarak doğrudan değerlendirilmesine olanak tanır.^[31]

Üniform korozyon oranı tipik olarak, bir test numunesinin korozif ortama maruz bırakılmasını, korozyon ürünlerini gidermek için temizlenmesini, kütle kaybının ölçülmesini ve penetrasyon oranının yılda mil (mpy) veya yılda milimetre (mm/y) gibi birimler cinsinden hesaplanmasını içeren ASTM G1’de özetlenen ağırlık kaybı yöntemleri kullanılarak nicelleştirilir. Ağırlık kaybı $ \Delta W $ (miligram), maruziyet süresi $ t $ (saat), numune alanı $ A $ (cm²) ve metal yoğunluğu $ \rho $ (g/cm³) temelinde korozyon oranı $ CR $ için formül şu şekilde verilir:

$$ CR = \frac{\Delta W \times K}{A \times t \times \rho} $$

burada K, mpy için 3.45 × 10³ veya mm/y için 87.6 olup, eşit saldırı için güvenilir bir metrik sağlar.^[35]

Bu tekdüzelik, mühendislik tasarımında öngörülebilirlik sunarak, servis ömrü boyunca beklenen incelmeyi hesaba katmak için korozyon paylarının malzeme kalınlığı hesaplamalarına dahil edilmesini sağlar, böylece aşırı tasarıma kaçmadan yapısal bütünlük güvence altına alınır.^[36] Örneğin, öngörülen üniform korozyon oranı 0,1 mm/yıl ise, tasarımcılar gereken minimum boyutları korumak için ekstra bir kalınlık marjı ekleyebilirler.^[33]

Galvanik Korozyon

Galvanik korozyon, iki farklı metalin bir elektrolit varlığında elektriksel olarak bağlandığı ve daha anodik olan metalin korozyonunu hızlandıran bir elektrokimyasal hücre oluşturduğu zaman meydana gelir. Bu süreçte, daha negatif elektrot potansiyeline sahip metal, oksidasyonun gerçekleştiği ve tercihen çözünmeye yol açtığı anot görevi görürken, daha katodik metal indirgenme reaksiyonlarının gerçekleştiği ve korozyondan korunduğu katot görevi görür. Bu mekanizma, metalik yol üzerinden anottan katoda elektron akışıyla yönlendirilir ve iyonlar devreyi tamamlamak için elektrolit içinde hareket eder.^[34][33]

Galvanik korozyonun arkasındaki itici güç, metalleri ve alaşımları belirli bir ortamdaki standart elektrot potansiyellerine göre sıralayan elektromotor kuvvet (EMF) serisi kullanılarak nicelleştirilen iki metal arasındaki potansiyel farktır. Bu fark, anodik malzeme tükenene veya devre kesilene kadar korozyon reaksiyonunu sürdüren galvanik bir akım yaratır. Örneğin, uçak yapımı gibi uygulamalarda, alüminyum yapılara sabitlenmiş çelik perçinler, alüminyumun çeliğe göre daha anodik doğası nedeniyle alüminyumun hızla çukurlaşmasına ve bozulmasına yol açabilir. Benzer şekilde, çelik gemi gövdelerindeki çinko kaplamalar gibi kasıtlı galvanik kurulumlar, çinkonun alttaki çeliği korumak için feda edilerek korozyona uğradığı katodik koruma için bu prensipten yararlanır.^[37][38]

Deniz ortamlarında, deniz suyunun iletken yapısının elektrolit görevi görmesi nedeniyle galvanik korozyon özellikle belirgindir. Dikkate değer bir durum, pirinç veya bronz pervaneler gibi bakır alaşımlarının gemilerdeki karbon çeliği gövdelerle eşleşmesini içerir, burada çelik anot yılda birkaç milimetreye varan hızlarda korozyona uğrayarak yapısal zayıflamaya yol açar ve sık bakım gerektirir. Simüle edilmiş deniz suyundaki bu tür çiftler üzerinde yapılan çalışmalar, korozyon oranlarının katot-anot alan oranı ile arttığını göstermiş olup donanma mimarisinde tasarım hususlarının gerekliliğini vurgulamaktadır. Temel önleme stratejileri arasında, uyumlu malzemeler seçerek veya contalar veya kaplamalar gibi iletken olmayan yalıtkanlar yerleştirerek farklı metaller arasında doğrudan temastan kaçınılması yer alır, ancak kapsamlı koruma yöntemleri korozyon azaltma konusundaki özel bölümlerde ele alınmaktadır.^[39][40]

Çukurcuk Korozyonu

Çukurcuk korozyonu, özellikle paslanmaz çelikler ve alüminyum alaşımları gibi koruyucu bir pasif film oluşturan malzemelerde, metal yüzeyinde küçük boşlukların veya çukurcukların oluşmasıyla sonuçlanan bölgesel bir korozyon şeklidir. Bu tür korozyon oldukça tehlikelidir, çünkü çukurcuklar çevreleyen yüzey nispeten etkilenmemiş görünürken metalin derinliklerine nüfuz ederek beklenmedik yapısal arızalara yol açabilir. Genellikle klorür iyonları gibi pasif film bütünlüğünü bozan agresif anyonlar içeren ortamlarda meydana gelir.^[41]

Çukurcuk korozyonu mekanizması, klorür iyonlarının pasif filme adsorbe olduğu ve ona nüfuz ederek metal-film arayüzünde biriktiği ve bölgesel kafes genişlemesine ve yapısal homojenlik bozukluğuna neden olduğu başlatma aşamasıyla başlar.^[41] Bu nüfuziyet, kalıntılar veya kusurlar gibi savunmasız alanlarda pasif filmin bozulmasına yol açarak bölgesel metal çözünmesine olanak tanır. Bir kez başladığında, çukurcuk otokatalitik olarak büyür: çukurun içindeki metal iyonlarının çözünmesi, hidrojen iyonları üretmek için hidrolize olur, bölgesel pH’ı büyük ölçüde düşürür (genellikle 1-2’ye) ve klorür konsantrasyonunu zenginleştirerek koruyucu film örtüsünü daha da çözer ve korozyonu hızlandırır. Düşük pH ortamı agresif koşulları sürdürerek repassivasyonu önler ve çukurun derinleşmeye devam etmesini teşvik eder.^[42]

Çukurcuk korozyonu, çukurlaşma potansiyelinin altında oluşan ve yetersiz agresif koşullar nedeniyle repassive olmadan önce yalnızca saniyeler süren küçük (mikron ölçekli) geçici olaylar olan metastabil çukurcuklarla başlayarak belirgin aşamalardan geçerek ilerler. Buna karşılık, potansiyel çukurlaşma potansiyelini aştığında, repassivasyon olmaksızın sürekli büyümeye olanak tanıyan kararlı çukurcuklar gelişir; bu çukurcuklar ancak önemli bir derinliğe ulaşıldıktan sonra repassivasyon potansiyeline erişebilir. Repassivasyon, çukur geometrisi ve elektrolit bileşimi gibi faktörlerden etkilenen, çukur başlatmasından daha düşük bir potansiyelde gerçekleşir ve koşullar değişirse daha fazla ilerlemeyi etkili bir şekilde durdurur.

Çukurcuk korozyonunun temsili örnekleri arasında, deniz ortamındaki klorür iyonlarının manganez sülfür kalıntılarında çukurcuklar başlattığı ve pasif oksit tabakasını tehlikeye attığı deniz suyuna maruz kalan paslanmaz çelikte görülmesi yer alır.^[43] Benzer şekilde, alüminyum alaşımları, klorür içeren buz çözücü tuzlara maruz kaldıklarında, bunların toprağa veya akıntı sularına sızıp doğal oksit filmine saldırmasıyla çukurcuk korozyonuna uğrar ve menfezler gibi altyapılarda bölgesel nüfuziyete yol açar.^[44]

Çukurcuk korozyonu için tespit yöntemleri sıklıkla, çukur başlangıcı ve büyümesiyle ilişkili geçici olayları belirlemek, çukurcuklaşmayı üniform korozyondan ayırt etmek için potansiyel ve akımdaki dalgalanmaları izleyen elektrokimyasal gürültü analizine dayanır.^[45] ASTM B117’de belirtilenler gibi tuz spreyi testleri, kaplanmış veya kaplanmamış metaller üzerindeki çukurcuk oluşumunu hızlandırmak ve görsel olarak değerlendirmek için klorür açısından zengin ortamları simüle ederek duyarlılığın standartlaştırılmış bir değerlendirmesini sağlar.^[46]

Çukurcuk korozyonunun sonuçları ağırdır, çünkü çukurcuklar ince cidarlı bileşenlerin delinmesine neden olarak boru hatlarında veya kaplarda sızıntıya olanak tanıyabilir ve mekanik yükleme altında çatlakları başlatan gerilim yoğunlaştırıcıları olarak hareket ederek nihayetinde feci başarısızlıklara yol açabilir.

Çatlak Korozyonu

Çatlak korozyonu, geometrinin oksijen ve elektrolit akışını kısıtladığı, çevreleyen alanlara kıyasla hızlandırılmış saldırıya yol açtığı metal yüzeylerindeki kapalı alanlarda veya çatlaklarda meydana gelen bölgesel bir korozyon şeklidir.^[47] Bu fenomen özellikle deniz suyu gibi klorür içeren ortamlarda yaygındır ve paslanmaz çelikler ile nikel bazlı alaşımlar gibi malzemeleri etkiler.^[48] Üniform korozyonun aksine, görünür dış belirtiler olmadan yapısal bütünlüğü tehlikeye atabilen derin, dar boşluklarla sonuçlanır.^[49]

Çatlak korozyonunun mekanizması diferansiyel havalandırma ile başlar: sınırlı difüzyon nedeniyle çatlak içindeki oksijen hızla tükenir ve burayı metal çözünmesinin gerçekleştiği anodik bir alan olarak oluştururken, dış yüzey oksijen indirgenmesi için katodik bir alan olarak işlev görür.^[50] Çatlak içindeki metal iyonları hidrolize oldukça, bölgesel pH önemli ölçüde düşer (genellikle 2-3’e) ve elektroneutraliteyi korumak için klorür iyonları yoğunlaşarak koruyucu oksit filmini depasive eden agresif, otokatalitik bir ortam yaratır.^[47] Kritik çatlak çözeltisi teorisinde açıklanan bu süreç, çatlak derinliği (x) ile akım yoğunluğu (i) çarpımı kritik bir değeri aştığında stabilize olarak ilerlemeye olanak tanır.^[50] Geometri, durgunluğu ve iyon birikimini teşvik eden dar boşluklar (genellikle 0.1–100 μm) ve yeterli derinlik ile çok önemli bir rol oynar; test senaryolarında başlatma için genellikle en az 0.025 mm’lik bir kritik çatlak derinliği gereklidir.^[47]

Yaygın örnekler arasında contalar veya sızdırmazlık elemanları altında, cıvata dişleri içinde ve deniz veya sanayi atmosferlerine maruz kalan paslanmaz çelik bileşenler üzerindeki yüzey birikintilerinin altındaki korozyon yer alır.^[48] Boru tesisatındaki eksik kaynaklar veya kıyı yapılarındaki bağlantı elemanları gibi alanlarda, bu kapalı boşluklar nem ve tuzları hapsederek saldırıyı daha da kötüleştirir.^[48]

Duyarlılığı değerlendirmek için, demir ve nikel bazlı paslanmaz alaşımların deniz suyu veya klorür çözeltilerine batırılması prosedürlerini ana hatlarıyla belirten ve kapalı geometrileri simüle edip 30 gün sonraki maksimum saldırı derinliğini ölçmek için çoklu çatlak düzenekleri kullanan ASTM G78 standart testini uygular.^[51] Bu kılavuz, alaşım direncini güvenilir bir şekilde sıralamak için çatlak oluşturucu malzemeler ve çevresel koşullar gibi faktörleri vurgular.^[51]

Çatlak korozyonu, açık yüzeylerdeki klorür iyonları gibi bölgesel faktörlerin sıklıkla tetiklediği doğrudan pasif film bozulmasından ziyade, oksijen tükenmesi ve difüzyon sınırlamaları yoluyla başlatma için fiziksel sınırlama gerektirmesi bakımından çukurcuktan farklıdır; ilerleme mekanizmaları benzer olsa da, çatlak saldırısı tipik olarak daha yavaş ancak daha düşük kritik sıcaklıklarda (çukurlaşma eşiklerinin 20–50°C altında) başlar.^[49][47]

Taneler Arası Korozyon

Taneler arası korozyon, polikristalin metallerin tane sınırları boyunca tercihen meydana gelen bölgesel bir saldırı şeklidir; özellikle östenitik paslanmaz çelikler gibi alaşımlarda, önemli bir genel malzeme kaybı olmaksızın hızlı bozulmaya yol açar.^[52] Birincil mekanizma, tipik olarak 425–870 °C arasındaki belirli sıcaklık aralıklarına maruz kalma sırasında krom karbürlerin (Cr23C6) oluşması nedeniyle tane sınırlarında krom gibi temel alaşım elementlerinin tükenmesini içerir ve bu bölgeleri anodik hale getirip korozif ortamlara karşı duyarlı kılar.^[53] Bu duyarlılaştırma süreci, pasivasyon yeteneği azalmış kromu tükenmiş bölgeler yaratarak, tane içleri nispeten korunurken sınırlar boyunca anodik çözünmeyi teşvik eder.^[54]

Kaynak uygulamalarında, taneler arası korozyon, kaynağa bitişik ısıdan etkilenen bölgenin (HAZ) kritik sıcaklık aralığında geçici ısınmadan kaynaklı duyarlılaştırma yaşadığı ve kaynak dikişine paralel karbür çökelmesine ve krom tükenmesine yol açan kaynak çürümesi olarak kendini gösterir.^[55] Tip 304 gibi stabilize edilmemiş östenitik paslanmaz çeliklerde bu tür bir saldırı özellikle sorunludur, çünkü kaynak sırasındaki düzensiz ısıtma tam homojenleşmeye izin vermeden sınır çökelmesini şiddetlendirir.^[56]

Titanyum içeren Tip 321 paslanmaz çelik gibi stabilize edilmiş alaşımlar, karbonu tercihen bağlayan titanyum karbürler oluşturarak duyarlılaştırmayı azaltmak üzere tasarlanmıştır, ancak yine de kaynak füzyon hattındaki taneler arası korozyonun dar bir bandı olan bıçak hattı (knifeline) saldırısından muzdarip olabilirler.^[57] Bu durum, yüksek kaynak sıcaklıklarının mevcut dengeleyicileri çözmesi ve duyarlılaştırıcı aralıkta soğuma sırasında karbonun krom için titanyumla rekabet etmesi sonucu bıçak hattında bölgesel tükenmeyle sonuçlanması nedeniyle meydana gelir.^[58]

Başka bir varyant, emilen hidrojenin dekohezyonu teşvik ederek ve duyarlılaştırılmış bölgelerde anodik saldırıyı hızlandırarak genellikle birleşik çevresel ve mekanik etkiler altında sınırlar boyunca taneler arası çatlamayı ve yivlenmeyi kolaylaştırdığı östenitik paslanmaz çeliklerdeki hidrojen yivlenmesidir.^[59]

Pratik örnekler arasında, duyarlılaştırılmış Tip 304 veya 347 paslanmaz çelikten yapılmış kimyasal tesis boru sistemlerindeki arızalar yer alır; burada HAZ’daki taneler arası saldırı, nitrik asit veya klorürler gibi korozif proses sıvılarına maruz kaldıktan sonra sızıntılara ve operasyonel duruşlara yol açmıştır.^[60] Taneler arası korozyon duyarlılığı, duyarlılaştırılmış östenitik paslanmaz çeliklerde tarama için oksalik asit dağlamayı ve saldırı derinliğinin doğrulanması için bakır-bakır sülfat (Strauss testi) içeren ASTM A262 standart uygulamaları kullanılarak yaygın olarak değerlendirilir.^[61] Önleme genellikle pasivasyonu eski haline getirmek ve sınır tükenmesini en aza indirmek için düşük karbonlu varyantlara veya kaynak sonrası ısıl işlemlere dayanır.^[53]

Gerilmeli Korozyon Çatlaması

Gerilmeli korozyon çatlaması (SCC), metallerde ve alaşımlarda önemli bir genel malzeme kaybı olmaksızın çatlakların başlaması ve ilerlemesiyle sonuçlanan çekme gerilimi—uygulanmış veya kalıntı—ile belirli bir korozif ortama maruz kalmanın sinerjik etkileşiminden kaynaklanan kırılgan bir arıza mekanizmasıdır.^[62] Bu süreç genellikle, malzemenin normalde sünek olacağı koşullar altında ani ve feci arızalara yol açarak onu tamamen mekanik veya üniform korozyon süreçlerinden ayırır.^[63]

SCC’nin ana mekanizması, bölgesel korozyonun gerilim etkisi altında hızlanarak çatlak ilerlemesini desteklediği çatlak ucundaki anodik çözünmeyi içerir. Film yırtılma teorisine göre, metal yüzeyindeki koruyucu bir pasif film çekme gerinimi nedeniyle yırtılır, taze metali korozif ortama maruz bırakır ve bölgesel anodik çözünmeyi başlatır; ardından repassivasyon gerçekleşir, ancak devam eden gerilim altındaki tekrarlanan yırtılmalar çatlağın ilerlemesine olanak tanır.^[62] Bu elektrokimyasal süreç gerinim oranına bağlıdır ve duyarlı sistemlerde çatlak büyüme oranları tipik olarak 10⁻¹⁰ ile 10⁻⁶ m/s arasında değişir.^[64]

SCC duyarlılığı alaşım ve ortama göre değişir; dikkat çeken örnekler arasında, 50°C’yi aşan sıcaklıklarda 20-50 ppm Cl⁻ üzerindeki konsantrasyonların tip 304 ve 316’da taneler arası çatlakları tetikleyebildiği östenitik paslanmaz çeliklerdeki klorür kaynaklı çatlama yer alır.^[65] Akma dayanımı 1000 MPa’nın üzerinde olanlar gibi yüksek mukavemetli çeliklerde, korozyon tarafından üretilen atomik hidrojenin kafese yayıldığı, sünekliği azalttığı ve nemli ortamlarda veya katodik koruma altında taneler arası veya yarı-bölünmeli kırılmayı kolaylaştırdığı hidrojen kırılganlığı SCC’ye katkıda bulunur.^[66] Bir diğer kritik durum, H2S içeren ekşi gaz ortamlarındaki sülfür gerilmeli çatlamasıdır; bu durum, karbon ve düşük alaşımlı çelikleri etkiler ve burada 0.05 psia H2S kadar düşük kısmi basınçlar, pH 3-4’te ve 80°C’ye kadar sıcaklıklarda çatlamayı teşvik eder.^[67]

SCC’de çatlak ilerlemesi, çatlakların ilerlemediği bir eşik gerilim yoğunluk faktörü (K_{ISCC}) sergiler; tipik değerler, klorürlerdeki östenitik paslanmaz çelikler için 10-20 MPa√m gibi alaşım-ortam çiftine bağlı olarak 5-30 MPa√m arasında değişir.^[68] Kırılma yolları, östenitik çelikler gibi yüzey merkezli kübik metallerdeki kayma düzlemlerini izleyerek taneler arası (transgranular) veya çevresel kimya ve mikroyapıdan etkilenerek hacim merkezli kübik çeliklerdeki tane sınırları boyunca taneler arası (intergranular) olabilir.^[69]

SCC duyarlılığı için standart test yöntemleri, havaya maruz kalan kontrollere kıyasla uzama azalması ve arızalanma süresi gibi metrikleri ölçmek üzere korozif ortamda kontrollü bir uzatma oranı (örn. 10⁻⁶ ila 10⁻⁸ s⁻¹) uygulayan ASTM G129 uyarınca yavaş gerinim oranı testini içerir.^[70] Sabit K altında önceden çatlatılmış numuneleri kullanan kırılma mekaniği yaklaşımları, K_{ISCC} ve çatlak büyüme oranlarını belirlerken, NACE TM0177 malzemeleri ekşi hizmet için kalifiye etmek üzere çekme ve bükülmüş kiriş testleri dahil olmak üzere H2S ortamlarına yönelik belirli protokolleri özetlemektedir.^[71]

Erozyon Korozyonu

Erozyon korozyonu, hareketli korozif bir sıvının veya bulamacın mekanik hareketinin koruyucu yüzey filmlerini kaldırdığında veya bunlara zarar verdiğinde ve böylece alttaki elektrokimyasal korozyon sürecini hızlandırdığında meydana gelen bir malzeme bozulması biçimidir.^[33] Bu birleşik etki, özellikle gri dökme demir gibi belirli malzemelerde erozyon ve korozyon arasındaki sinerjinin malzeme kaybı oranlarını tek başına her iki sürece kıyasla 50 katına kadar artırabildiği boru hatları, pompalar ve valfler gibi yüksek hızlı akış içeren sistemlerde yaygındır.^[72] Mekanizma, sıvının aşındırıcı etkisinin—genellikle asılı katı maddeler, türbülans veya kavitasyonla desteklenen—metaller üzerindeki pasif oksit tabakalarını bozmasını, taze substratı korozif saldırıya maruz bırakmasını ve aksi takdirde bir bariyer oluşturabilecek korozyon ürünlerini aşındırarak uzaklaştırmasını içerir.^[73]

Erozyon korozyonundaki sinerjinin temel bir yönü karşılıklı artıştır: erozyon, daha hızlı korozyona uğrayan yeni metal yüzeyleri açığa çıkarırken, korozyon malzemeyi zayıflatarak akış tarafından mekanik olarak uzaklaştırılmaya daha yatkın hale getirir.^[72] Bu etkileşim, agresif ortamlarda pozitif sinerjinin baskın olduğu erozyon destekli korozyonu (ΔE_c) korozyon destekli erozyondan (ΔC_e) ayıran ASTM G119-93 gibi standartlarda nicelleştirilir.^[72] Yaygın örnekler arasında, yüksek hızlı su akışlarından kaynaklanan türbülanslı çarpma saldırısı nedeniyle boru dirseklerindeki bakır borularda yiv ve çukurcuk oluşumu ve çöken buhar kabarcıklarının koruyucu filmleri soyan bölgesel yüksek basınçlı etkiler yarattığı pompa pervanelerindeki kavitasyon hasarı yer alır.^[33] Nikel-alüminyum bronzundan yapılan gemi pervaneleri ve dümenleri gibi denizcilik uygulamalarında, sürüklenmiş partiküllerle birlikte deniz suyuna maruz kalmak, bu mekanizma yoluyla hızlandırılmış bozulmaya yol açar.^[73]

Akış rejimleri kritik bir rol oynar; laminer akışlar daha pürüzsüz taşıma nedeniyle genellikle daha az hasara neden olurken, türbülanslı akışlar kütle transfer oranlarını ve çarpma kuvvetlerini artırarak genellikle ani korozyon oranı artışlarını başlatır.^[74] Hız eşikleri malzeme ve sıvıya göre değişir; örneğin, su sistemlerinde 5 ft/s’yi (1,5 m/s) aşan hızlar bakırda erozyon korozyonunu tetikleyebilirken, bakır-nikel alaşımları deniz suyunda önemli bir film kalkması meydana gelmeden önce 15 ft/s’ye (4,6 m/s) kadar dayanabilir.^[75][33] Azaltma stratejileri, pompalar için yüksek hızlı oksijen yakıtı (HVOF) uygulanmış alüminyum bronz gibi akış altında bütünlüğünü koruyan daha sert alaşımlar veya kaplamalar aracılığıyla malzeme direncini artırmaya ve türbülans ile çarpmayı azaltmak için boru kenarlarını yuvarlamak gibi tasarım değişikliklerine odaklanır.^[72] Krom takviyeli sürtünme karıştırma ile işlenmiş kompozitlerde görüldüğü gibi malzeme sertliğini artırmak da, film kaybına karşı koymak için daha dayanıklı oksit filmleri oluşturur.^[73]

Yüksek Sıcaklık Korozyonu

Yüksek sıcaklık korozyonu, endüstriyel fırınlarda, gaz türbinlerinde ve kazanlarda karşılaşılanlar gibi, genellikle 400°C’yi aşan yüksek sıcaklıklardaki gazlı ortamlarla reaksiyonlar yoluyla metallerin ve alaşımların kimyasal olarak bozulmasını kapsar. Bu süreçler, elektrolitler yerine doğrudan gaz-katı etkileşimlerine dayanarak ortam sıcaklığındaki korozyondan ayrılır ve koruma sağlayan veya malzeme kaybını hızlandıran yüzey tortularının (pulların) oluşmasına yol açar. Birincil reaksiyonlar oksijen veya buhar ile oksidasyonu içerir, ancak kükürt ve karbon gibi kirleticiler ek bozulma modları ortaya çıkararak yüksek performanslı uygulamalarda yapısal bütünlüğü ve verimliliği tehlikeye atar.^[76]

Yüksek sıcaklık korozyonunda önemli bir mekanizma, metalin oksijenle reaksiyona girerek, büyümesi iyonların ve elektronların tortu boyunca difüzyonu tarafından yönetilen bir tabaka oluşturduğu oksit tortularının oluşumudur. Bu süreç tipik olarak şu şekilde ifade edilen parabolik büyüme yasasına uyar:

$$ x^2 = k t $$

burada x oksit kalınlığı, k sıcaklığa bağlı hız sabiti ve t maruziyet süresidir; parabolik doğa, tortu kalınlaştıkça azalan büyüme oranlarını yansıtarak daha fazla difüzyonu sınırlar.^[77] Carl Wagner’in teorisi bu davranışın temelini oluşturur ve oksidasyonu, tortu arayüzlerindeki yerel denge altında büyümeyi yönlendiren nokta kusurları yoluyla katyonların, anyonların ve elektronların ambipolar difüzyonu ile yoğun bir tortu içinde difüzyon kontrollü bir süreç olarak modeller.^[78] Teori, arayüz reaksiyonlarının yığın difüzyonundan daha hızlı olduğunu varsayar ve bu da birçok saf metal ve alaşım için gözlemlenen parabolik kinetikle sonuçlanır.

Yüksek sıcaklık korozyonunun yaygın türleri arasında gazlı oksidasyon, karbürizasyon ve sülfidasyon bulunur. Gazlı oksidasyon, yapışkan ve yavaş büyüyen koruyucu metal oksitler oluşturmak için oksijen veya buharla doğrudan reaksiyonu içerir. Karbürizasyon, metaller CO, CH₄ veya diğer hidrokarbonlar açısından zengin ortamlardan karbon emdiğinde meydana gelir ve malzemeyi kırılganlaştıran ve sünekliği azaltan iç karbürler oluşturur. Oksidasyondan tipik olarak daha agresif olan sülfidasyon, H₂S veya SO₂ gibi kükürt içeren gazlara maruz kalmaktan kaynaklanır, daha yüksek büyüme oranlarına sahip yapışkan olmayan sülfür tortuları üretir ve hızlı metal israfına yol açar.^[76][79]

Açıklayıcı örnekler pratik etkileri vurgular: gaz türbini kanatlarında, Ni-bazlı süper alaşımlar yaklaşık 900°C’de O₂ ve SO₂ içeren sıcak yanma gazlarında oksidasyon ve sülfidasyonla karşı karşıya kalır, alümina veya kromia tortuları oluşturur, ancak uzun süreli döngüsel maruziyetten sonra gözeneklilik ve bozulma riski taşır. Enerji santrallerindeki kazan boruları, 700–760°C’de süperkritik buhar içinde çalışırken oksidasyona uğrar; burada başlangıç kromia tabakaları koruma sağlar, ancak 700°C’nin üzerinde CrO₂(OH)₂ olarak krom uçuculaşması, alaşım tükenmesine ve hızlandırılmış iç oksidasyona neden olur.^[80][81]

Bu süreçlere karşı direnç, kararlı oksit tortularının seçici oluşumunu destekleyen krom ve alüminyum ile stratejik alaşımlama yoluyla artırılır. %16–20 ağırlık krom ilaveleri, 1000°C’nin altında kromia (Cr₂O₃) tortu gelişimini sağlayarak Ni-bazlı alaşımlarda etkili bir oksijen difüzyon bariyeri olarak işlev görür; ancak uçuculuğu daha yüksek sıcaklıklarda kullanımını sınırlar. %5–15 ağırlık alüminyum, 900°C’nin üzerinde alümina (Al₂O₃) tortularını destekler, üstün termodinamik kararlılık ve düşük kusur konsantrasyonları nedeniyle minimum büyüme oranları sunarak zorlu koşullarda servis ömrünü uzatır.^[82] Türbin uygulamalarına yönelik Ni-süper alaşımlarında, birleşik Cr ve Al alaşımlaması kesintisiz koruyucu tabakalar sağlayarak karbürizasyon ve sülfidasyonu da azaltır.^[82]

Mikrobiyal Korozyon

Mikrobiyolojik olarak etkilenen korozyon (MIC) olarak da bilinen mikrobiyal korozyon, temel olarak metal yüzeyindeki elektrokimyasal reaksiyonların değişimi yoluyla mikroorganizmaların metabolik faaliyetleri tarafından hızlandırılan metallerin bozulmasını ifade eder.^[83] Tamamen abiyotik süreçlerin aksine MIC, korozyona elverişli bölgesel ortamlar yaratan ve genellikle çukurlaşma veya tüberkül oluşumuna yol açan biyofilmleri içerir.^[84]

MIC’in birincil mekanizması, elektron donörleri olarak organik madde veya hidrojen kullanarak anaerobik koşullar altında sülfat iyonlarını hidrojen sülfüre (H₂S) indirgeyen Desulfovibrio türleri gibi sülfat indirgeyici bakterileri (SRB) içerir.^[85] Üretilen H₂S, demir sülfür gibi çözünmez sülfürler oluşturmak için metal iyonlarıyla reaksiyona girer; bu sülfürler yüzeyde birikir ve katodik reaksiyonları artırarak anodik metal çözünmesini hızlandırır.^[86] Asit üreten bakteriler (APB), Acidithiobacillus türleri gibi, metabolik süreçler yoluyla asetik veya sülfürik asit gibi organik asitler üreterek, pH’ı bölgesel olarak 2-4 kadar düşük değerlere indirip metaller üzerindeki koruyucu oksit tabakalarını çözen diğer bir ana mekanizmayı yönlendirir.^[87]

Hücre dışı polimerik maddelere gömülü mikrobiyal topluluklardan oluşan biyofilmler, metal yüzeylerde heterojen tabakalar oluşturarak MIC’te merkezi bir rol oynar.^[84] Bu biyofilmler, biyofilmin altındaki oksijeni tükenmiş alanların korozyona eğilimli anotlar olarak hareket ettiği, oksijenli kenarların ise katotlar olarak hizmet ettiği ve çatlak korozyonu etkilerine benzer galvanik hücreler kurduğu diferansiyel havalandırmaya sahip mikro ortamlar yaratır.^[83]

Önemli MIC örnekleri arasında, biyofilmlerin üretilmiş su taşıyan karbon çeliği borularda bölgesel çukurlaşmaya ve arızalara yol açtığı SRBによる petrol ve gaz boru hatlarının iç korozyonu yer alır.^[88] Gemi gövdelerinde, Shewanella türleri gibi deniz algleri biyolojik kirlenmeye katkıda bulunarak, SRB aktivitesini teşvik eden ve deniz suyundaki çelik bozulmasını hızlandıran anaerobik bölgeleri besler.^[89]

MIC tespiti, yetiştirme gerektirmeden SRB gibi korozif bakterileri tanımlamak ve nicelleştirmek için belirli genetik belirteçleri hedefleyen kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (qPCR) gibi moleküler yöntemlere dayanır.^[90] Bu teknik, gram başına 10² hücreye kadar düşük mikrobiyal yoğunlukları tespit ederek hızlı sonuçlar sunar ve erken müdahaleye olanak tanır.^[91]

MIC ağırlıklı olarak, SRB’nin sülfat açısından zengin yeraltı sularında geliştiği anaerobik topraklarda ve besin mevcudiyeti ile durgunluk nedeniyle ısı eşanjörü yüzeylerinde biyofilmlerin oluştuğu soğutma suyu sistemlerinde meydana gelir.^[92] NACE SP0775 gibi standartlar, ağırlık kaybı ölçümleri ve mikrobiyal sayım dahil olmak üzere petrol sahası ortamlarında MIC riskini değerlendirmek için korozyon kuponlarının hazırlanması ve analiz edilmesine yönelik yönergeler sağlar.^[93]

Metal Tozlaşması

Metal tozlaşması, karbon aktivitesinin yüksek olduğu ortamlarda metallerin ve alaşımların ince metal partiküllerine ve karbon tozuna parçalanmasına neden olan feci bir yüksek sıcaklık korozyon şeklidir. Bu süreç, karbon girişi için termodinamik itici gücün metal matrisinin kararlılığını aştığı, karbon monoksit (CO), hidrojen (H₂) ve hidrokarbonlar içeren karbon aşırı doymuş gazlı atmosferlerde meydana gelir.^[94][95]

Mekanizma, karbonun metal yüzeyine birikmesini, aşırı doymaya, karbür oluşumuna ve ardından malzemenin parçalanmasına yol açmasını içerir. Belirgin aşamalarda ilerler: ilk olarak, karbonun metal kafesine çekirdeklenmesi ve çözünmesi, düşük sıcaklıklarda ağırlıkça %5.3’e kadar karbon çözünürlüğü ile karbonla genişletilmiş bir östenit fazı (γ_C) oluşturur; ikinci olarak, M_{23}C_6 ve M_7C_3 gibi kararlı karbürlerin tane sınırları ve yüzey boyunca çökelmesi kırılgan bir ağ yaratır; ve üçüncü olarak, karbürlerin spinodal ayrışma veya metal atomlarının doğrudan grafit katmanlarına interkalasyonu yoluyla metal partiküllerine ve grafite ayrıştığı, çukurlaşma ve israfla sonuçlanan parçalanma.^[95][94] Demir bazlı sistemlerde metastabil sementit (Fe_3C) ayrışmadan önce ilk olarak oluşabilirken, nikel ve kobalt sistemleri ara karbürler olmadan doğrudan grafit oluşumunu destekler.^[94]

Başlıca nikel (Ni), demir (Fe) ve kobalt (Co) bazlı alaşımları etkileyen metal tozlaşması, karbon çözünürlüğünün yüksek olduğu ancak karbür stabilitesinin parçalanmaya izin verdiği 400–800°C (673–1073 K) sıcaklık aralığında en şiddetlidir. AISI 316 ve 316L gibi östenitik paslanmaz çeliklerin yanı sıra Alloy 600 ve 601 gibi Ni-bazlı alaşımlar, karbon birikimi için katalitik aktiviteleri ve karbürize edici koşullarda koruyucu oksit tortuları oluşturma konusundaki sınırlı yetenekleri nedeniyle özellikle duyarlıdır.^[95][96]

Sentez gazı (syngas) dönüştürücüleri ve hidro-dealkilasyon üniteleri dahil olmak üzere petrokimya tesislerinde ve ısıtma endüstrilerindeki karbürizasyon fırınlarında yaygın olan metal tozlaşması, CO-H_2 karışımları gibi proses gazlarına maruz kalan bileşenlerde hızlı malzeme kaybına yol açar. Süreç, a_c > 1’in karbon birikimini teşvik ettiği ve tozlaşma kinetiğini hızlandırdığı CO + H_2 ⇌ C + H_2O gibi reaksiyonların dengesi ile tanımlanan atmosferin karbon aktivitesi (a_c) tarafından yönetilir; bu aktivite, Wagner’in içe doğru karbon transferi difüzyon teorisine benzer termodinamik modeller kullanılarak nicelleştirilebilir, gaz bileşiminin ve sıcaklığın aşırı doymayı yönlendirmedeki rolü vurgulanır.^[96][95]

Korozyona Direnç Mekanizmaları

İçsel Malzeme Özellikleri

İçsel malzeme özellikleri, bir malzemenin atomik ve elektronik yapısından, termodinamik kararlılığından ve faz bileşiminden kaynaklanan korozyona karşı doğal direncini belirlemede temel bir rol oynar. Bu özellikler, bir malzemenin dış modifikasyonlara ihtiyaç duymadan çeşitli ortamlarda oksidasyona veya çözünmeye ne kadar kolay uğrayacağını belirler. Soy metaller bunu elektrokimyasal soylulukları aracılığıyla örneklendirirken, alüminyum ve çinko gibi reaktif metaller pH’a bağlı davranışa dayalı koşullu kararlılık sergiler. Alaşım elementleri ve mikroyapısal özellikler, bu özellikleri daha da şekillendirerek mühendislik uygulamalarında genel dayanıklılığı artırır.

Altın (Au) ve platin (Pt) gibi soy metaller, oksidasyonu termodinamik olarak elverişsiz kılan son derece pozitif standart indirgenme potansiyelleri nedeniyle olağanüstü korozyon direnci gösterirler. Örneğin, Au³⁺/Au çifti standart hidrojen elektroduna karşı +1,50 V ve Pt²⁺/Pt çifti +1,18 V potansiyele sahiptir ve bu onları elektromotor serisinin soy ucuna konumlandırarak ortam koşulları altında oksijen veya çoğu sulu türle reaksiyona girmelerini önler.^[97] Bu elektrokimyasal kararlılık, iyonlarını oluşturmak için gereken yüksek enerjiden kaynaklanır ve baz metallerin kolayca korozyona uğradığı ortamlarda onları inert (etkisiz) hale getirir.^[98]

Alüminyum (Al) ve çinko (Zn) gibi amfoterik metaller, nötr ortamlarda içsel korozyon direncine sahiptir ancak çözünür hidroksokompleksler oluşturma yetenekleri nedeniyle asidik veya alkali koşullarda çözünürler. Alüminyum pH 7 civarında kararlı kalır çünkü koruyucu oksit tabakası varlığını sürdürür, ancak alüminat iyonlarının (Al(OH)₄⁻) oluşumu yoluyla güçlü bazlarda (örneğin NaOH) veya Al³⁺ çözünmesi yoluyla asitlerde amfoterik olarak korozyona uğrar.^[99] Benzer şekilde, çinko nötr suda pasiflik sergilerken, Zn²⁺ veya çinkat (Zn(OH)₄²⁻) oluşumu nedeniyle çözünürlüğün pH 5’in altına veya pH 10’un üzerine çıkmasıyla aşırı pH değerlerinde amfoterik saldırıya uğrar.^[100] Bu pH’a bağlı davranış, çözelti kimyasının doğal oksit çözünürlüğünü değiştirmedeki rolünü vurgulamaktadır.^[101]

Alaşım tasarımında, krom (Cr) ve nikel (Ni) gibi elementler, paslanmaz çelikler gibi demir bazlı alaşımlarda korozyon kararlılığını artırmak için stratejik olarak dahil edilir. Östenitik paslanmaz çelikler tipik olarak, Cr₂O₃ oluşumunun demir oksitlere kıyasla termodinamik olarak daha elverişli olmasını teşvik eden ve sulu ile gazlı ortamlarda oksidasyona karşı yığınsal direnç sağlayan %17-25 Cr içerir.^[102] Nikel ilaveleri (örneğin 304 paslanmaz çelikte %8-10) östenitik fazı stabilize eder ve alaşımın potansiyelini daha soy değerlere kaydırarak indirgeyici ortamlara karşı direnci artırır, böylece çukurcuk veya genel korozyona duyarlılığı azaltır.^[103][104] Bu alaşımlama stratejileri, dengeli mekanik ve korozyon performansı elde etmek için katı çözelti mukavemetinden ve faz stabilizasyonundan yararlanır.^[105]

Tane boyutu ve ikincil fazlar dahil olmak üzere mikroyapısal özellikler, bölgesel galvanik etkileşimleri ve difüzyon yollarını değiştirerek korozyon duyarlılığını önemli ölçüde etkiler. İnce tane boyutları, şiddetli plastik deformasyonun çukurlaşma direncini artırmak için yapıyı rafine ettiği ultra ince taneli alüminyum alaşımlarında gözlemlendiği gibi, korozyonu daha eşit bir şekilde dağıtabilen ve ilerleme hızlarını azaltabilen tane sınırı yoğunluğunu artırarak genellikle direnci iyileştirir.^[106] Bununla birlikte, iri taneler veya magnezyum alaşımlarındaki β-fazlı çökeltiler gibi heterojen faz dağılımları, matrise göre katot görevi görerek bölgesel saldırıyı hızlandıran galvanik çiftler oluşturur.^[107] Tane sınırı çökelmesi, özellikle nikel alaşımlarındaki karbürler, Cr gibi koruyucu elementlerin bitişik bölgelerini tüketerek taneler arası korozyon riskini artırır, ancak kontrollü ısıl işlemler homojenleştirme yoluyla bunu hafifletebilir.^[108]

Titanyum (Ti), güçlü oksijen afinitesi aracılığıyla içsel direncini örnekler ve su ile deniz suyu gibi sulu ortamlarda stabilite sağlayan dayanıklı bir TiO₂ tabakası oluşturur. Ti’nin yüksek oksit oluşum ısısına (TiO₂ için ΔH_f ≈ -944 kJ/mol) dayanan bu afinite, maruz kalma üzerine hızlı, kendi kendini sınırlayan bir oksidasyon sağlar ve metali nötr ila hafif asidik koşullar altında tekdüze korozyona karşı neredeyse bağışık hale getirir.^[109] Oksidin termodinamik kararlılığı daha fazla bozulmayı önler ve Ti, ortam sıcaklıklarında damıtılmış suda 0,01 mm/yıl’ın altında korozyon oranları sergiler.^[110] Bu özellik, titanyumun uzun vadeli dayanıklılığın gerekli olduğu havacılık ve biyomedikal uygulamalardaki kullanımının temelini oluşturur.^[111]

Pasivasyon Süreçleri

Pasivasyon süreçleri, iyon taşınmasına ve elektron transferine karşı bir bariyer görevi görerek korozyon oranını önemli ölçüde azaltan, metal yüzeylerinde ince, koruyucu bir oksit filmin elektrokimyasal olarak oluşmasını ifade eder. Paslanmaz çelik gibi korozyona dayanıklı alaşımlarda, bu pasif film tipik olarak krom oksitten (Cr₂O₃) oluşur ve uygun koşullar altında stabil, kendi kendini onaran bir tabaka sağlayarak 1-5 nm kalınlığa ulaşır.^[112][113]

Pasif filmin oluşumu, metal yüzeyinin metal çözünmesi ve ardından oksidasyon yoluyla oksit tabakasının büyümesini teşvik eden oksitleyici bir ortama maruz bırakıldığı anodik polarizasyon yoluyla gerçekleşir. Bu süreç, metal katyonlarının dışa doğru ve oksijen anyonlarının içe doğru göçünü içerir ve polarizasyon eğrisinin pasif bölgesinde düşük korozyon akımlarını koruyan yoğun, yapışkan bir film ile sonuçlanır. Bununla birlikte, yeterince yüksek anodik potansiyellerde, film transpasif bozulmaya uğrar, burada oksit kararsız hale gelir ve hızlandırılmış çözünmeye ve koruyuculuğun kaybına yol açar.^[114]

Pasivasyon kararlılığını karakterize eden temel elektrokimyasal parametreler, bölgesel bozulmanın başladığı potansiyel olan çukurlaşma potansiyelini (E_pit) ve filmin yeniden oluşup ilerlemeyi durdurabileceği eşik olan repassivasyon potansiyelini (E_rep) içerir. Bu değerler, ileri taramanın akım yoğunluğundaki keskin artış olarak E_pit’i tanımladığı ve ters taramanın akımın düştüğü geçiş noktasında E_rep’i ortaya çıkardığı döngüsel potansiyodinamik polarizasyon eğrilerinden belirlenir. E_rep açık devre potansiyelinden daha pozitifse, malzeme sürekli çukurlaşmaya karşı iyi bir direnç sergiler.^[115][116]

Kontrollü pasivasyonun pratik bir örneği, ASTM A967’de belirtildiği üzere, yüzey kirleticilerini gidermek ve krom oksit tabakasını zenginleştirmek için 50-60°C’deki %20-25’lik nitrik asit içine 20-30 dakika boyunca daldırmayı içeren paslanmaz çeliğin nitrik asit işlemidir. Bu kimyasal pasivasyon, endüstriyel uygulamalarda filmin tekdüzeliğini ve korozyon direncini artırır. Halojenür iyonları (örneğin klorür) gibi agresif türler filme adsorbe olduğunda, bozulmaya ve ardından bölgesel korozyona yol açan bölgesel incelme veya kusurlara neden olduğunda sınırlamalar ortaya çıkar.^[117][118]

Korozyondan Korunma Yöntemleri

Yüzey İşlemleri ve Kaplamalar

Yüzey işlemleri ve kaplamalar, korozif maddelerin alttaki substrata ulaşmasını engellemek için fiziksel ve kimyasal engeller olarak hizmet eder, böylece metallerin ve diğer malzemelerin servis ömrünü uzatır. Bu yöntemler, çevresel maruziyeti engelleyen veya koruyucu filmler oluşturmak için reaksiyona giren katmanların uygulanmasını içerir ve havacılık, otomotiv ve inşaat gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılır.^[119]

Uygulanan kaplamalar, feda edilebilir veya bariyer koruması sağlamak üzere tasarlanmış organik ve metalik türleri içerir. Boyalar ve epoksiler, substrata nem ve oksijen difüzyonunu önleyen geçirimsiz engeller oluştururken, epoksiler zorlu ortamlardaki yapışma özellikleri ve kimyasal dirençleri nedeniyle özellikle etkilidir.^[120] Çinko ile sıcak daldırma galvanizleme gibi metalik kaplamalar, çinkonun ana metale kıyasla feda edilerek korozyona uğradığı katodik koruma sunar ve yüzeyi daha da kapatan çinko karbonat gibi kararlı çinko korozyon ürünleri oluşturur.^[121] Bu çinko kaplamalar, çevresel şiddete bağlı olarak atmosferik maruziyette on yıllar boyunca korozyon koruması sağlayabilir.^[122]

Dönüşüm katmanları gibi reaktif kaplamalar, korozyon direncini artıran ve sonraki kaplamalar için astar görevi gören yapışkan oksit veya fosfat filmleri oluşturmak üzere substrat yüzeyini kimyasal olarak değiştirir. Fosfat dönüşüm kaplamaları, boya yapışmasını iyileştiren ve çelik üzerinde hafif korozyon koruması sağlayan kristal demir fosfat katmanları oluşturmak için metalin bir fosforik asit çözeltisine batırılmasını içerir.^[123] Tarihsel olarak alüminyum ve çinko üzerinde kullanılan kromat dönüşüm kaplamaları, yüzeyi pasifleştiren ve korozyon bölgelerinde önleyici iyonlar salarak kendi kendini onarma özellikleri sunan karmaşık bir kromat filmi biriktirir, ancak altı değerlikli kromun toksisitesi nedeniyle kullanımları azalmaktadır.^[124]

Anotlama (eloksal), alüminyum ve titanyum gibi metaller üzerinde kalın, gözenekli bir oksit tabakası büyüten ve bariyer koruması yoluyla korozyon direncini önemli ölçüde artıran elektrolitik bir işlemdir. Alüminyum için, sülfürik asit anotlaması 25 mikrometre kalınlığa kadar bir oksit filmi üretir, bu film iyon girişini engellemek için kapatılabilir ve mimari ve havacılık uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.^[125] Titanyum üzerinde, alkali elektrolitlerde anotlama daha yoğun bir rutil oksit tabakası oluşturarak biyomedikal ve deniz ortamlarında çukurcuk ve çatlak korozyonuna karşı direnci artırır.^[126]

Gelişmekte olan biyofilm kaplamalar, yüzeylerde biyofilm oluşumunu bozarak mikrobiyal kaynaklı korozyonu (MIC) önlemek için antimikrobiyal ajanlar içerir. Genellikle gümüş veya bakır nanopartikülleriyle gömülü olan bu kaplamalar, bakteri yapışmasını ve metabolik aktivitesini engelleyerek boru hatlarında ve deniz yapılarında sülfat indirgeyici bakteri çoğalmasını azaltır.^[127] Bu tür katmanlar, Pseudomonas aeruginosa’ya karşı yapılan laboratuvar testlerinde mikrobiyal kolonizasyonda %99,999’a varan azalma göstermiştir.^[128] Son gelişmeler, hidrofobik bariyer kaplamaları için grafen tabakalarını ve inhibitörlerin akıllı salınımı için metal-organik çerçeveleri (MOF’lar) içermekte olup, 2025 itibarıyla iyileştirilmiş sürdürülebilirlik ve verimlilik sunmaktadır.^[129][130]

Beton yapılar için, kontrollü geçirgenlikli kalıp (CPF), döküm sırasında yüzey bölgesinden fazla su ve havayı çıkarmak için gözenekli astarlar kullanır, bu da daha düşük gözeneklilik ve klorür girişine sahip daha yoğun bir kaplama betonuyla sonuçlanır, böylece gömülü çelik donatıyı korozyondan korur.^[131] CPF, geleneksel kalıplara kıyasla klorür girişini %46–56 oranında azaltarak köprüler gibi klorür açısından zengin ortamlarda uzun vadeli dayanıklılığı artırabilir.^[131]

Bu kaplamaların uygulama yöntemleri türe ve substrata göre değişir; galvanizlemede eşit kapsama için çeliğin 450°C’de erimiş çinkoya batırıldığı daldırma yöntemi kullanılırken, karmaşık geometriler üzerinde ince, kontrollü katmanlar elde etmek için boya ve epoksilerde püskürtme yöntemi kullanılır.^[132] Dayanıklılık, hızlandırılmış deniz maruziyetini simüle ederek saatlerden binlerce saate kadar korozyon direncini değerlendirmek üzere kaplanmış numuneleri 35°C’de %5’lik bir sodyum klorür sisine maruz bırakan tuz sisi testi (ASTM B117) gibi standart testlerle değerlendirilir.^[133]

Elektrokimyasal Koruma Teknikleri

Elektrokimyasal koruma teknikleri, metal yüzeyindeki elektrokimyasal ortamı değiştirmek için harici elektrik akımları veya potansiyeller uygulayarak, anodik reaksiyonları baskılayarak veya pasivasyonu teşvik ederek korozyonu hafifletir. Bu yöntemler, özellikle deniz veya sanayi ortamları gibi doğal korozyon oranlarının yüksek olduğu agresif ortamlardaki yapılar için etkilidir. Pasif bariyerlerin aksine, elektrokimyasal yaklaşımlar substrat metalini korumak için korozyon potansiyelini aktif olarak kontrol eder.^[134]

Katodik koruma, korunan metali bir elektrokimyasal hücrede katot haline getirme ilkesiyle çalışan ve oksidasyonu önleyen en yaygın kullanılan elektrokimyasal tekniktir. Kurban anot sistemlerinde, çinko, alüminyum veya magnezyum gibi daha reaktif metaller yapıya elektriksel olarak bağlanır; bu anotlar tercihen korozyona uğrayarak korunan metale elektron sağlar. Örneğin, deniz suyunda korozyonu önlemek için gemi gövdelerine ve pervanelerine çinko anotlar yaygın olarak takılırken, galvanik serideki daha negatif potansiyelleri nedeniyle tatlı su sistemleri gibi daha az iletken ortamlarda magnezyum anotlar tercih edilir. Anot seçimi, anodun korunan yapıya göre yeterince aktif olmasını sağlamak için metalleri soyluluklarına göre sıralayan galvanik seriye dayanır.^{[135][136][137]}

Dış akım kaynaklı katodik koruma (ICCP), inert anotlar aracılığıyla koruyucu akım sağlamak için tipik olarak bir trafo-redresör (doğrultucu) olan harici bir DC güç kaynağı kullanır ve büyük ölçekli uygulamalar için daha fazla kontrol ve uzun ömür sunar. Bu yöntem, redresörlerin AC’yi DC’ye dönüştürdüğü ve boru hattını koruyucu bir potansiyelde tutmak için toprak yatakları üzerinden akım ilettiği gömülü boru hatları için idealdir. ICCP sistemleri ölçeklenebilir ve ayarlanabilir olup, sık anot değişimi gerektirmeden genişletilmiş yapılar için uygun hale getirir.^[138][134]

Çelik yapıların etkili katodik koruması için temel bir kriter, gömülü boru hatları üzerinde yapılan erken ampirik çalışmalarla belirlendiği üzere, bakır-bakır sülfat elektroduna (CSE) karşı en az -850 mV’luk bir potansiyelin korunmasıdır; bu, korozyonu durdurmak için yeterli polarizasyon sağlar. Havalandırılmış topraklarda daha negatif potansiyeller gerekebilir, ancak aşırı koruma hidrojen kırılganlığı riski taşır.^[139][140]

Buna karşılık anodik koruma, metali pasif bölgesi içinde daha pozitif bir potansiyele polarize eder; burada korozyonu engellemek için kararlı bir oksit filmi oluşur; bu teknik, derişik sülfürik asit gibi pasifliği destekleyen ortamlarda uygulanır. Sülfürik asit depolama tankları için, platin aktivasyonlu titanyum anotlardan gelen düşük voltajlı DC akım, çeliği referans bir elektroda karşı +0.5 ile +1.0 V arasında tutarak demir çözünmesini ve kirlenmeyi önemli ölçüde azaltır. Anodik sistemler, pasif tabakanın bozulmasını önlemek için hassas kontrol gerektirir.^[141][142]

Elektrokimyasal koruma sistemlerinin izlenmesi, potansiyel seviyelerini ve korozyon oranlarını doğrulamak için periyodik değerlendirmeyi içerir. Tipik olarak korunan metalin belirli süreler boyunca maruz bırakılan şeritleri olan korozyon kuponları, ortalama korozyon oranlarını hesaplamak için ağırlık kaybı ölçümlerine izin vererek sistemin etkinliği için basit bir temel sağlar. Elektriksel direnç probları ve doğrusal polarizasyon direnci (LPR) sensörleri, anlık korozyon oranları ve potansiyelleri hakkında gerçek zamanlı veriler sunarak ICCP kurulumlarında otomatik ayarlamalara olanak tanır. Yapı-elektrolit potansiyellerini doğru bir şekilde ölçmek için probların yanında CSE gibi referans elektrotları kullanılır.^[143][144]

Pratikte, açık deniz platformları genellikle çelik ceketleri ve yükselticileri deniz suyu korozyonundan korumak için, geniş yapılar üzerinde tekdüze akım kapsamı için karışık metal oksit anotları aracılığıyla dağıtılan 500 A’e kadar redresör çıkışlarına sahip ICCP sistemlerini kullanır. Bu kurulumlar korozyon oranlarında 0,01 mm/yıl’ın altına kadar düşüşler göstererek zorlu deniz koşullarında varlık ömrünü uzatmıştır.^[145][138]

Korozyon İnhibitörleri ve Kontrollü Ortamlar

Korozyon inhibitörleri (önleyicileri), metal yüzeyindeki elektrokimyasal reaksiyonlara müdahale ederek metallerin korozyon oranını azaltmak için ortamlara düşük konsantrasyonlarda eklenen kimyasal bileşiklerdir. Bu katkı maddeleri, anodik veya katodik süreçleri baskılamak için koruyucu tabakalar oluşturur veya yerel kimyayı değiştirir, böylece zorlu koşullardaki malzemelerin servis ömrünü uzatır. Fiziksel bariyerlerin aksine, inhibitörler çözünme ve adsorpsiyon yoluyla etki eder ve bu da onları sıvılar gibi dinamik sistemler için uygun hale getirir.^[146]

Korozyon inhibitörleri, korozyon mekanizmalarıyla etkileşimlerine göre anodik, katodik ve karma olmak üzere üç ana türe ayrılır. Kromatlar gibi anodik inhibitörler, daha fazla çözünmeyi engelleyen kararlı bir oksit tabakası oluşturmak için metal yüzeyini oksitleyerek pasivasyonu teşvik eder; ancak toksisite endişeleri nedeniyle kullanımları azalmıştır. Kalsiyum karbonat (CaCO₃) tarafından örneklendirilen katodik inhibitörler, oksijen veya hidrojen iyonları gibi katodik reaktanların erişimini sınırlamak için yüzeyde çökelir ve genellikle indirgenme reaksiyonlarını engellemek için kireçlenmeye neden olur. Aminleri içeren karma inhibitörler, geniş spektrumlu adsorpsiyon yoluyla hem anodik hem de katodik reaksiyonları aynı anda yavaşlatarak nötr veya hafif asidik ortamlarda çok yönlü koruma sağlar.^{[147][146][148]}

Korozyon inhibitörlerinin birincil mekanizmaları, metal yüzeye adsorpsiyonu ve ardından substratı korozif elektrolitten fiziksel olarak ayıran film oluşumunu içerir. Adsorpsiyon, fizisorpsiyon (elektrostatik etkileşimler) veya kemisorpsiyon (elektron paylaşımı) yoluyla gerçekleşir ve korozyon için aktif alanları azaltan tek tabakalı veya çok tabakalı kapsama yol açar. Birçok organik inhibitör için bu süreç, yüzey kapsamını (θ) inhibitör konsantrasyonunun (C) bir fonksiyonu olarak modelleyen Langmuir adsorpsiyon izotermini izler:

$$ \theta = \frac{K C}{1 + K C} $$

Burada K, inhibitörün yüzeye olan ilgisini (afinitesini) gösteren adsorpsiyon denge sabitidir; bu izoterm, tekdüze alanlar olduğunu ve adsorbe edilen moleküller arasında etkileşim olmadığını varsayar ki bu, optimal dozajlarda %90’ı aşan verimlilikler için elektrokimyasal çalışmalarda yaygın olarak doğrulanmıştır. Film oluşumu, korumayı artırmak için doğal pasivasyonla sinerji yaratan hidrofobik veya çözünmez bir bariyer oluşturarak bunu güçlendirir.^{[149][146][150]}

Pratik uygulamalarda, korozyon inhibitörleri motor bileşenlerini ve boru hatlarını bozulmadan korumak için soğutma sıvılarında ve yakıtlarda yaygın olarak kullanılır. Otomotiv ve endüstriyel soğutma sıvılarında, organik fosfatlar veya silikatlar pH stabilitesini korur ve radyatörlerde kavitasyon korozyonunu önleyerek karma metal sistemlerde 0,1 mm/yıl’ın altında korozyon oranları elde eder. Dizel veya havacılık gazyağı gibi yakıtlar için amin bazlı inhibitörler mikrobiyal kaynaklı korozyonu ve su kirliliği etkilerini azaltarak ASTM D665 gibi standartlara uygunluğu sağlar. 2010’lardan bu yana ortaya çıkan ve bitki özlerinden elde edilen yeşil inhibitörler—üzüm posasından elde edilen tanenler veya neem yapraklarından elde edilen alkaloidler gibi—sürdürülebilir kaynak kullanımı ve azaltılmış çevresel etki ile yönlendirilerek asidik ortamlarda %95’e varan inhibisyon verimlilikleri ile biyolojik olarak parçalanabilen alternatifler sunar.^{[151][152][153]}

Kontrollü ortamlar, nem ve asitlik gibi korozyon sürücülerini en aza indirmek için ortam koşullarını değiştirerek inhibitörleri tamamlar. %40’ın altındaki bağıl nemi hedefleyen nem alma sistemleri, varlık ömrünü 5-10 kat uzatmak için yaygın olarak depolarda ve deniz ortamlarında uygulanan yoğuşmayı ve depolanan metaller üzerindeki elektrolitik film oluşumunu önler. Genellikle sodyum hidroksit gibi alkali katkı maddeleri ile yapılan pH ayarı, çözeltiyi alüminyum gibi metaller için pasivasyona doğru kaydırarak su sistemlerinde genel korozyonu azaltır. Beton katkı maddelerinde, kalsiyum nitrit inhibitörleri, agresif maruziyetlerde inşaat demirinin (rebar) klorür kaynaklı korozyonunu geciktirmek için karıştırma sırasında dahil edilir.^[154][155]

Korozyon inhibitörlerinin etkinliği, korozyon potansiyeli etrafındaki küçük potansiyel pertürbasyonlardan (±10-20 mV) polarizasyon direncini (Rp) ölçen elektrokimyasal bir teknik olan doğrusal polarizasyon direnci (LPR) kullanılarak değerlendirilir. LPR, Stern-Geary denklemi aracılığıyla anlık korozyon oranlarını sağlar: Rp = β_a β_c / (2.303 I_corr (β_a + β_c)), burada β_a ve β_c Tafel eğimleri ve I_corr korozyon akımıdır; inhibitör verimliliği (η) daha sonra η (%) = (1 – I_corr^inh / I_corr^blank) × 100 olarak hesaplanır ve saha denemelerinde optimizasyon için genellikle gerçek zamanlı veriler sağlar. Bu yöntem, tahribatsız doğası ve düşük konsantrasyonlara olan duyarlılığı nedeniyle tercih edilmekte olup, kontrollü testlerde tipik olarak %80’in üzerindeki verimlilikleri tespit etmektedir.^{[156][157][158]}

Korozyonun Giderilmesi ve Azaltılması

Mekanik ve Kimyasal Giderme Teknikleri

Mekanik giderme teknikleri, bütünlüğü kimyasal bir değişiklik olmaksızın eski haline getirmek için metal yüzeylerden korozyon ürünlerinin fiziksel olarak aşındırılmasını veya sökülmesini içerir. Kumla temizleme olarak da bilinen aşındırıcı kumlama, pası, hadde tufalını ve kaplamaları soymak için çelik kumu veya granat gibi aşındırıcı ortamları yüksek hızlarda püskürtür ve genellikle üniform korozyon ürünlerinin biriktiği gemi gövdeleri gibi büyük yapılara uygulanır.^[159] Bu yöntem, demirli metaller üzerinde agresif temizlik için açılı partiküller sağlayan çelik kumu ile sonraki işlemler için gerekli olan temiz bir yüzey profili elde edilmesini sağlar.^[160]

Taşlama ve elektrikli alet temizliği, karmaşık bileşenlerdeki nokta onarımlar için uygun olacak şekilde bölgesel alanlardan gevşek pası, boyayı ve tortuyu mekanik olarak ortadan kaldırmak için döner aletler, tel fırçalar veya zımpara ekipmanları kullanır.^[161] SSPC-SP 3 kapsamında tanımlanan bu teknik, gevşek zararlı tüm yabancı maddeleri giderir, ancak sıkıca yapışmış malzemeyi sağlam bırakarak substrat hasarının en aza indirilmesini güvence altına alır.^[162] Yüksek basınçlı su jeti, aşındırıcılar olmadan korozyonu yerinden çıkarmak için genellikle 5.000 psi’yi aşan basınçlı su akışları kullanır ve paslanmaz çelik gibi hassas substratlardaki yüzey ayrıntılarını korur.^[163]

Gelişmekte olan bir mekanik teknik ise, aşındırıcılar veya kalıntılar olmadan hassas, temassız bir giderme işlemi sunan, buharlaşma veya termal püskürme yoluyla korozyon katmanlarını ablatmak için yüksek güçlü lazerler kullanan lazerle temizlemedir. Bu yöntem özellikle hassas veya ulaşılması zor yüzeyler için etkili olup, substrat hasarını ve çevresel etkiyi en aza indirir ve 2025 itibarıyla havacılık ve kültürel miras koruma gibi endüstrilerde benimsenmiştir.^[164]

Kimyasal giderme teknikleri, korozyon ürünlerini reaktif çözeltiler aracılığıyla çözerek belirli metal türlerini hedefler. Asitle temizleme (dekapaj), karbon çeliği bileşenleri için endüstriyel parti işlemlerinde yaygın olarak kullanılarak, kimyasal reaksiyon yoluyla pası ve oksitleri gidermek üzere çeliği hidroklorik asit (HCl) çözeltilerine batırır.^[165] Konsantrasyonlar tipik olarak %5-15 HCl arasında değişir ve pas kalınlığına bağlı olarak 10-30 dakikalık daldırma sürelerini takiben kalıntıları nötralize etmek için durulama yapılır.^[166] Alkali pas giderme, organik kirleticileri sabunlaştırmak ve pası gevşetmek için ısıtılmış çözeltilerde sodyum hidroksit veya diğer bazları kullanır ve asit aşamalarından önce yoğun şekilde kirlenmiş demirli metallerin ilk temizliğinde özellikle etkilidir.^[167]

Aşındırıcı kumlama ve taşlama gibi mekanik yöntemler, paslı yüzeyleri yeniden boyamaya hazırlar, yapışmayı sağlar ve film altı korozyonun tekrarlanmasını önler.^[168] Tarihi eser restorasyonu için konservatörler, aktif korozyon katmanlarını kaldırırken patinayı korumak için nazik mekanik kazımayı kimyasal banyolarla birleştirir.^[169]

Güvenlik hususları, neme maruz kalan yeni temizlenmiş demirli yüzeylerde ani pas oluşumunu önlemek için su bazlı işlemler sırasında korozyon inhibitörlerinin kullanılmasını içerir.^[170] Çevresel düzenlemeler kimyasal bertarafını yönetir ve su yollarındaki ötrofikasyon riskleri nedeniyle fosfat bazlı inhibitörlere getirilen kısıtlamalar, fosfat içermeyen alternatiflere geçişe neden olmaktadır.^[165] SSPC-SP 10 gibi endüstri standartları, beyaza yakın kumlama ile temizliği tanımlar ve yüksek performanslı uygulamalar için pas ve lekelerin en az %95’inin giderilmesini şart koşar.^[171]

Korozyon Sonrası Onarım Stratejileri

Korozyon sonrası onarım stratejileri, korozyon ürünleri giderildikten sonra hasarlı metalik bileşenlerin yapısal bütünlüğünü ve işlevselliğini eski haline getirmeyi amaçlar ve daha fazla bozulma risklerini azaltırken malzeme kaybını yeniden inşa eden tekniklere odaklanır. Bu yöntemler, erken arızaların önemli güvenlik ve ekonomik sonuçlara yol açabileceği petrol ve gaz, altyapı ve havacılık gibi endüstrilerde çok önemlidir. Temel yaklaşımlar arasında, hasarın boyutuna, malzeme türüne ve çevresel maruziyete göre seçilen kaynak ve yama işlemleri yer alır.^[172][173]

Kaynak onarımları, korozyona uğramış metaller için yaygın olarak kullanılır ve eksilen kısımları yeniden inşa etmek için dolgu malzemesinin biriktirilmesini içerir, ancak özellikle SA-516 Gr. 70 gibi sertleşebilir çeliklerde ısıdan etkilenen bölgede (HAZ) hidrojen kaynaklı çatlamayı önlemek için sıkı önlemler alınmasını gerektirir. Bunu azaltmak için, soğuma hızlarını yavaşlatmak ve HAZ sertliğini 22 HRC’nin altına düşürmek için birkaç yüz derece Fahrenheit’a kadar ön ısıtma uygulanırken, yayınan hidrojen seviyelerini sınırlamak için—bazik kaplamalı elektrotlar veya akılar kullananlar gibi—düşük hidrojenli kaynak işlemleri kullanılır. Kaynak sonrası ısıl işlem (PWHT), HAZ’ı daha da temperler ve kalıntı gerilimleri hafifleterek korozif ortamlarda uzun vadeli dayanıklılık sağlar. Ultrasonik test gibi tahribatsız testler (NDT), kalan et kalınlığını değerlendirmek ve yüzey altı kusurları tespit etmek için onarım öncesi entegre edilir ve kaynaktan önce hasarlı alanların hassas bir şekilde kazılmasına olanak tanır.^{[172][174][173]}

Yama teknikleri, E-cam kumaş ve epoksi reçine gibi malzemelerle güçlendirilmiş kompozit sargıların tam değişim yapmadan mukavemeti geri kazandırdığı boru hatları ve basınçlı kaplar için özellikle alternatif veya tamamlayıcı bir yöntem sağlar. Örneğin, %20 alüminyum tozu içeren epoksi bazlı dolgular, çukurcukları ve boşlukları doldurmak için kullanılır, 214 MPa’ya kadar çekme dayanımlarına ulaşır ve ISO 24817 gibi standartlara bağlı kalarak çok katmanlı manşonlar halinde uygulandığında korozyon kenarlarındaki gerinimi %50 oranında etkili bir şekilde azaltır. Bu onarımlar, eksenel ve çevresel yer değiştirmeleri sınırlayarak petrol ve gaz uygulamalarında boru hattı bütünlüğünü artırır.^[175]

Köprü rehabilitasyonunda kaynak ve yama uygulamaları korozyona uğramış çelik kirişlere başarıyla uygulanmıştır; buna, kapsamlı kesintiler olmadan kısmi eleman değişimi ve ısıyla doğrultma teknikleri kullanılarak MacArthur Maze gibi yangından hasar gören köprülerin hızlı restorasyonlarında görüldüğü üzere, yangın veya korozyon nedeniyle şekli bozulmuş yapılar da dahildir. Benzer şekilde, korozyonun giderilmesinin ardından korozyona uğramış alüminyum alaşımlarını takviyelerle (doubler)—perçinler ve sızdırmazlık malzemeleriyle sabitlenmiş Alclad levhalar—yamamak uçak bileşenlerine fayda sağlarken, kaynak işlemi korozyon direncini korumak ve duyarlılaştırmayı önlemek için kontrollü kaynak sonrası ısıl işlem gerektirir. Uzun vadeli koruma için, özellikle kaynak sonrasında, onarılmış alanları agresif topraklarda veya sularda devam eden elektrokimyasal korozyondan korumak üzere genellikle galvanik anotlar veya harici akım kullanan katodik koruma sistemleri uygulanır.^{[176][177][178]}

Ekonomik ve Toplumsal Etki

Küresel Maliyetler ve Vaka Çalışmaları

Korozyon, 2013 verilerine dayanarak küresel ekonomiler üzerinde, dünyanın gayrisafi yurt içi hasılasının yaklaşık %3,4’üne denk gelen ve tahmini yıllık maliyeti yaklaşık 2,5 trilyon dolar olan önemli bir ekonomik yük oluşturmaktadır. 2025 itibarıyla bu maliyetlerin yıllık 2,5 trilyon doları aşacağı tahmin edilmektedir.^[4][179] Bu rakam, korozyona uğramış varlıkların bakımı, değiştirilmesi ve onarımı gibi doğrudan harcamaları kapsamakta olup, son analizlerde bir referans noktası olarak kalmıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nde 2001 yılında yapılan ayrıntılı bir çalışma, doğrudan korozyon maliyetlerini yıllık 276 milyar dolar olarak hesaplamış ve bu da o zamanki GSYİH’nın %3,1’ini temsil etmiştir; modern değerlendirmeler, kapsamlı bir ulusal güncelleme olmamasına rağmen %3-4’lük GSYİH aralığını korumaktadır.^[180]

Bu maliyetler, korozyonun kritik varlıkların bozulmasını hızlandırdığı, özellikle altyapı, ulaşım ve enerji olmak üzere kilit sektörlere dağılmıştır. Örneğin ABD’de altyapı hizmetleri (utilities), içme suyu sistemleri, elektrik şebekeleri ve gaz dağıtım ağlarındaki korozyonun etkisiyle 47,9 milyar dolar (ana sektörler için ara toplamın %34,7’si) ile en büyük payı oluşturmaktadır. Ulaşım sektörü, ağırlıklı olarak araç paslanması ile uçak ve gemilerdeki korozyondan kaynaklanan 29,7 milyar dolar (%21,5) katkıda bulunurken, altyapı köprüler ve boru hatları dahil olmak üzere 22,6 milyar dolar (%16,4) eklemektedir. Gaz ve sıvı iletim boru hatları gibi enerjiyle ilgili unsurlar, 7 milyar dolar ile altyapı içinde önemli bir kısmı temsil etmektedir. Aşağıdaki tablo, küresel modellerin temsili bir çizimi olarak hizmet eden ve toplamı 137,9 milyar dolar olan (ulusal 276 milyar dolarlık toplamın yaklaşık %50’si) beş ana kategori için 2001 tarihli çalışmadan alınan ABD sektör kırılımını özetlemektedir:

Sektör	Yıllık Maliyet (Milyar $)	Ara Toplamın Yüzdesi
Altyapı Hizmetleri	47.9	%34.7
Ulaşım	29.7	%21.5
Hükümet	20.1	%14.6
Altyapı	22.6	%16.4
Üretim/İmalat	17.6	%12.8
Ara Toplam	137.9	%100

Dolaylı maliyetler, şiddetli vakalarda doğrudan harcamalara eşit olabilen veya bunları aşabilen üretim kesintileri, varlık arızalarından kaynaklanan gelir kaybı ve çevresel temizlik çabaları dahil olmak üzere finansal etkiyi büyütür. Örneğin, enerji boru hatlarında korozyon kaynaklı duruşlar operasyonları haftalarca durdurarak vazgeçilen üretimden dolayı günlük milyonlarca dolara mal olabilirken, korozyona uğramış depolama tanklarından kirlenen alanların iyileştirilmesi, yasal zorunluluklar kapsamında önemli temizlik masrafları ekler.^[4]

Dikkate değer vaka çalışmaları, feci başarısızlıklar aracılığıyla bu maliyetlerin altını çizmektedir. 15 Aralık 1967’de West Virginia, Point Pleasant’ta Ohio Nehri üzerindeki Silver Bridge çökmesi, kritik bir delikli çubuk (eyebar) zincir bağlantısındaki gerilmeli korozyon çatlaması ve korozyon yorulmasından kaynaklanmış, bu durum yapının yoğun trafik saatlerinde aniden çökmesine yol açarak 46 kişinin hayatına mal olmuştur.^[181] Bu olay, aksayan ticaret ve ulaşım nedeniyle aylık tahmini 1 milyon dolarlık acil ekonomik kayıplara neden olurken, uzun vadeli bölgesel etkiler arasında işletmelerin kapanması ve ulusal köprü güvenlik standartlarını etkileyen artan altyapı denetim maliyetleri yer almıştır.^[182]

Benzer şekilde, 6 Temmuz 1988’de Kuzey Denizi’ndeki Piper Alpha platformu felaketi, kondensat pompaları da dahil olmak üzere ekipmanları etkileyen ve prosedürel ile bakım hatalarıyla birleştiğinde bir gaz sızıntısını, patlamayı ve yangını tetikleyerek tesisi yok eden ve 167 işçinin ölümüne neden olan kronik korozyon sorunlarını içermekteydi.^[183] Bu olay Occidental Petroleum için platformun yeniden inşası, sigorta ödemeleri ve acil operasyonel duruşları kapsayan 3 milyar doların üzerinde doğrudan maliyete neden olurken, dolaylı etkileri arasında İngiltere petrol üretiminin %10’una denk gelen bir yılı aşkın kayıp üretim ve petrol sızıntıları ile enkazdan kaynaklanan kapsamlı çevre temizliği yer almıştır.^[184] Bu vakalar, enerji altyapısındaki korozyonun bölgesel bir bozulmadan, yaygın ekonomik ve toplumsal yıkıma nasıl tırmanabileceğini vurgulamaktadır.

Endüstride Önleme Stratejileri

Petrol ve gaz sektöründe, katodik koruma (CP) sistemleri ve korozyon inhibitörleri, boru hatlarını, kuyu muhafazalarını ve açık deniz platformlarını CO2, H2S ve tuzlu koşulları içeren agresif ortamlardan korumaya yönelik birincil stratejilerdir. CP, anodik çözünmeyi önlemek üzere metalin potansiyelini kaydırmak için harici bir akım veya kurban anotlar uygulamayı içerirken, inhibitörler reaksiyon hızlarını düşürmek için metal yüzeylerinde koruyucu filmler oluşturur. Bu önlemler, üretim (upstream) ve taşıma (midstream) operasyonlarında varlık ömrünü uzatır ve duruş sürelerini en aza indirir.^[185][186]

Denizcilik endüstrisi, gemi gövdelerinde, açık deniz kulelerinde ve deniz altı yapılarında biyolojik kirlenme, tuzlu suya daldırılma ve atmosferik korozyonla mücadele etmek için denizcilik sınıfı kaplamalar ve kurban anotlar kullanır. Epoksi bazlı kaplamalar, anot malzemesini tercihen korozyona uğratmak için galvanik CP kurulumlarında genellikle çinko veya alüminyum anotlarla birleştirilerek neme ve iyonlara karşı bir bariyer sağlar. Bu yaklaşım, uluslararası yönergelere göre C5 (çok yüksek) korozivite kategorilerinde çalışan gemiler için kritik öneme sahiptir.^[187][188]

İnşaatta, özellikle köprüler ve binalar gibi betonarme yapılarda, kalsiyum nitrit gibi katkı maddeleri, gömülü çelik donatının (rebar) klorür kaynaklı korozyonunu engellemek için karışıma entegre edilir. Bu katkı maddeleri, çelik üzerindeki pasif oksit tabakasının bozulmasını geciktirerek, betonun mekanik özelliklerini önemli ölçüde değiştirmeden, buz çözücü tuza maruz kalan ortamlarda dayanıklılığı artırır.^[189][190]

Endüstri standartları, bu stratejilerin tutarlı bir şekilde uygulanmasını sağlar. ISO 12944, ortamları koroziviteye (C1’den C5’e) göre sınıflandırarak ve beklenen 5 ila 25+ yıllık servis ömürleri için kaplama kalınlıkları ile türleri önererek çelik yapılar için koruyucu boya sistemlerini belirler.^[191] NACE International standartları, SP0169 gibi, gömülü veya suya batırılmış boru hatlarındaki harici CP tasarımı için kriterler sağlar; bunlar arasında bakır-bakır sülfat referansına karşı -850 mV veya daha fazla koruyucu potansiyellere ulaşmak için akım yoğunluğu gereksinimleri ve girişim azaltma yer alır.^[192][193]

Yaşam döngüsü maliyetlemesi (LCC), korozyon önlemeyi, kaplama uygulaması veya CP kurulumu gibi başlangıç sermaye harcamalarını bir varlığın 20-50 yıllık ömrü boyunca devam eden bakım ve yenileme maliyetleriyle karşılaştırarak değerlendirir. Örneğin, sıcak daldırma galvanizleme gibi dayanıklı sistemler için daha yüksek başlangıç maliyetleri, azalan yeniden boyama aralıkları ve arıza riskleri nedeniyle genellikle daha düşük toplam sahip olma masrafları sağlar; LCC net tasarrufları sunmak için iskonto oranlarını ve enflasyonu içerir.^[194][195]

2020 sonrası ortaya çıkan gelişmeler, kablosuz sinyaller aracılığıyla kendi kendini onarmayı veya uyarıları tetikleyen, pH’a duyarlı veya gerinime yanıt veren nanomateryaller gibi gerçek zamanlı korozyon tespiti için sensörler içeren akıllı kaplamaları içerir. Genellikle grafen oksit veya iletken polimerler içeren bu kaplamalar, istilacı denetimler olmadan erken bozulmayı izleyerek petrol/gaz ve denizcilik uygulamalarında kestirimci bakıma olanak tanır.^[196][197]

Bu stratejilerin proaktif olarak uygulanması yatırımlardan güçlü geri dönüşler sağlar; endüstri analizleri, önlenen onarımlar ve uzatılan varlık ömrü yoluyla korozyonla ilgili maliyetlerde %15-35 oranında tasarruf tahmin etmektedir; örneğin, ABD Ordusu altyapı projeleri, hedeflenmiş CP güçlendirmeleri ile 10:1’i aşan yatırım getirisi (ROI) oranlarına ulaşmıştır.^[4]

Metalik Olmayan Malzemelerde Korozyon

Polimerlerin Bozulması

Polimer bozulması, çevresel etkilere bağlı olarak polimerik malzemelerin kimyasal ve fiziksel olarak parçalanmasını ifade eder; elektrokimyasal süreçlerden yoksun olması ve temel olarak difüzyon kaynaklı mekanizmalara dayanması nedeniyle metalik korozyondan ayrılır. Elektron transferi ve iyon göçü yoluyla korozyona uğrayan metallerin aksine polimerler, malzeme matrisine nüfuz eden reaktif türlerin neden olduğu bağ kopması ve zincir kırılması yoluyla bozulur. Bu bölüm, korozif ortamlardaki polimerler için temel bozulma türlerini, etkileyen faktörleri, pratik örnekleri ve standart test yöntemlerini incelemektedir.^[198]

Hidroliz, poliesterler ve poliamitler gibi ester veya amit bağları içeren polimerlerde belirgin bir bozulma mekanizmasıdır; burada su molekülleri bu bağlarla reaksiyona girerek hidroksil ve karboksilik asit grupları oluşturur, bu da zincir kısalmasına ve mekanik bütünlüğün azalmasına yol açar. Örneğin, poli(laktik asit) biyomalzemelerinde hidroliz, pH varyasyonlarına duyarsız olan rastgele zincir kopması yoluyla ilerler ve nemli koşullar altında hızlanır. Genellikle ultraviyole (UV) radyasyon veya termal maruziyetin tetiklediği oksidasyon, zincir kesilmesini ve çapraz bağlanmayı yayan serbest radikal oluşumunu içerir, özellikle polietilen gibi poliolefinlerde kırılganlığa ve yüzey çatlamasına neden olur. Şişme, çözücüler veya hidrokarbonlar gibi agresif sıvılar polimer ağının içine difüze olduğunda meydana gelir; hacimsel genişlemeye, boyutsal kararlılık kaybına ve nihayetinde anında bağ kopması olmaksızın gerilim çatlamasına neden olur.^{[199][200][201][202]}

Pratik örnekler bu mekanizmaları uygulamalı ortamlarda göstermektedir. Klorlanmış su dağıtım sistemlerinde polipropilen borular, klor dezenfektanlarından kaynaklanan oksidatif bozulmaya uğrar, bu da antioksidan tükenmesine, yüzey oksidasyonuna ve basınca karşı direnci tehlikeye atan kırılgan çatlamaya yol açar. Benzer şekilde, epoksi bazlı sistemler gibi metaller üzerindeki polimer kaplamalar, arayüzde hidrolitik ve oksidatif saldırı nedeniyle katmanlarına ayrılma (delaminasyon) yaşar, bu da korozif girişe izin verir ve koruyucu etkinliği azaltır. Bu başarısızlıklar, bozulmanın yüzeyde nasıl başladığını ve difüzyon yoluyla içe doğru nasıl ilerlediğini vurgulayarak, metallerdeki üniform veya bölgesel elektrokimyasal çukurlaşma ile tezat oluşturur.^[203][204]

Polimerlerdeki bozulma oranları, sıcaklık ve radyasyon yoğunluğu gibi çevresel faktörlerden büyük ölçüde etkilenir. Yüksek sıcaklıklar, moleküler hareketliliği ve reaksiyon kinetiğini artırır, genellikle hız sabiti k’nın k = A exp(-E_a / RT) olarak verildiği Arrhenius denklemini izler; burada A üstel öncesi faktör, E_a aktivasyon enerjisi, R gaz sabiti ve T mutlak sıcaklıktır; bu, tutarlı mekanizmalar varsayılarak hızlandırılmış yaşlanma verilerinin servis koşullarına ekstrapole edilmesiyle ömür tahminlerine olanak tanır. UV radyasyonu, peroksil radikalleri üreterek fotooksidasyonu şiddetlendirirken, nem gibi faktörler duyarlı polimerlerde hidrolizi güçlendirir. Redoks dengelerini içeren metalik korozyonun aksine, polimer bozulması reaktanların elektrokimyasal olmayan difüzyonunu vurgular, bu da bariyer özelliklerini ve katkı stabilizatörlerini azaltma için kritik hale getirir.^[205]

Standart testler, polimerlerin bu bozunuculara karşı direncini değerlendirir. ASTM D543, numunelerin belirli sıcaklıklarda kimyasal reaktiflere batırılmasını, direnci nicelleştirmek için ağırlık, boyutlar, çekme dayanımı ve görünümdeki değişikliklerin ölçülmesini özetleyen uygulamalardır; kalıplanmış ve lamine türler dahil olmak üzere çeşitli plastiklere uygulanır ve elektrokimyasal kurulumlar olmadan son kullanım maruziyetlerini simüle eder. Bu difüzyon odaklı yaklaşım, geçirgenlik ve sorpsiyonu iletkenliğe tercih ederek, metal korozyon testlerinden kaynaklanan mekanik farklılıkların altını çizer.^[206]

Camın Korozyonu

Cam korozyonu öncelikle, özellikle sulu ortamlarda iyon değişimi, ağ hidrolizi ve potansiyel faz ayrışmasını içeren çok aşamalı bir süreç yoluyla meydana gelir. Başlangıç aşamasında, çözeltiden gelen hidrojen iyonları (H⁺), cam ağındaki sodyum (Na⁺) gibi alkali iyonlarla yer değiştirerek, önemli bir kütle kaybı olmadan hidratlı bir yüzey katmanı oluşumuna yol açar.^[207] Bu iyon değişimi mekanizmasını silikat ağının hidrolizi takip eder; burada su molekülleri silisyum-oksijen bağlarıyla reaksiyona girerek onları kırar ve daha fazla yoğunlaşabilen veya çözünebilen silanol grupları (Si-OH) oluşturur.^[208] Bazı bileşimlerde, cam matrisi içinde alkali açısından zengin damlacıkların oluştuğu ve bölgesel çözünmeyi hızlandıran faz ayrışması meydana gelebilir.^[209]

Cam korozyonunu destekleyen agresif ortamlar arasında, hidroksil iyonlarının (OH⁻) ağ hidrolizini hızlandırdığı alkali çözeltiler ve buhar fazı hidrasyonunu kolaylaştıran yüksek nemli koşullar yer alır.^[210] Kritik bir uygulama, radyoaktif maddeleri kapsülleyen borosilikat camların yeraltı suyuna veya depo atmosferlerine maruz kaldığı nükleer atık depolamasıdır; bu durum korozyon oranlarının tasarım sınırlarını aşması halinde radyonüklid salınımına yol açabilir.^[209] Örneğin, doymamış jeolojik depolarda, nem odaklı korozyon, uzun vadeli dayanıklılığı kontrol eden değişim katmanları oluşturabilir.^[211]

Cam korozyon oranlarını etkileyen temel faktörler arasında bileşim ve sıcaklık bulunur. Geliştirilmiş dayanıklılıkları nedeniyle yaygın olarak kullanılan borosilikat camlar, silikat ağını güçlendiren ve soda-kireç-silika camlarına kıyasla alkali hareketliliğini azaltan borun dahil edilmesi nedeniyle daha düşük çözünme oranları sergiler.^[212] Daha yüksek sıcaklıklar, cam türüne bağlı olarak tipik olarak 50 ila 80 kJ/mol arasında değişen aktivasyon enerjileri ile genellikle Arrhenius davranışını izleyerek hem iyon değişimi hem de hidroliz kinetiğini hızlandırır.^[213] Çözelti pH’ı da bir rol oynar; nötrlük civarında korozyon en aza indirilir, ancak asidik veya alkali koşullarda artar.^[214]

Standartlaştırılmış testler kontrollü koşullar altında cam dayanıklılığını değerlendirir. Statik bir sızdırma testi olan Materials Characterization Center Test 1 (MCC-1), deiyonize su içinde zamanla (örn. 90°C’de 28 güne kadar) bor veya silisyum gibi elementlerin normalize edilmiş kütle kaybını (NL[i]) ölçerek ilk iyon değişimi oranları hakkında bilgi sağlar.^[215] ASTM C1285’e dayanan Ürün Tutarlılık Testi (PCT), monolitik numuneleri 90°C’de 7 gün boyunca borosilikat tamponlu çözeltide sızdırarak uzun vadeli performansı değerlendirir ve yüksek seviyeli atık camları için genellikle 1 g/m²/gün’ün altında olan bir dayanıklılık indeksi olarak normalize edilmiş bir bor salınımı (r_B) üretir.^[216] Bu testler, saha performansıyla korelasyon gösteren dayanıklılık indeksleri oluşturarak malzeme seçimine rehberlik eder.^[209]

Kontrolsüz cam korozyonunun sonuçları arasında, yapısal bütünlüğü ve muhafazayı tehlikeye atan yığınsal çözünme ve hidratlı jel tabakasındaki gerilim birikimine bağlı yüzey çatlaması yer alır.^[217] Yüzey çatlaması, iyon değişimi ve hidroliz sırasındaki hacim genişlemesinden kaynaklanır, potansiyel olarak parçalanmaya yol açarken, uzun süreli maruziyet, aşınmış arkeolojik camlarda gözlemlendiği gibi aşamalı malzeme kaybıyla sonuçlanır.^[218] Nükleer bağlamlarda bu durum, radyonüklid sızıntı oranlarını yükseltebilir ve sağlam öngörücü modellerin kullanımını gerekli kılar.^[219]

Betonun Korozyonu

Betonun korozyonu öncelikle, gömülü çelik donatının etrafındaki koruyucu alkali ortamı tehlikeye atan dış etkenlerin girişinden kaynaklanan, donatının korozyonuna ve ardından yapısal hasara yol açan betonarme yapıları etkiler. Betonarmede, gözenek çözeltisinin yüksek pH’ı (tipik olarak 12-13) çelik donatı üzerinde pasif bir oksit tabakası oluşturarak oksidasyonu önler; ancak çevresel faktörler bu pasifliği bozarak, pas ürünlerini orijinal çeliğin hacminin altı katına kadar genişleten, beton örtüsünün çatlamasına, dökülmesine ve katmanlarına ayrılmasına neden olan korozyonu başlatabilir. Bu süreç, özellikle agresif ortamlara maruz kalan altyapılar için inşaat mühendisliğinde büyük bir sorundur.

Donatısız betondaki bozulma öncelikle çimento matrisi ve agregalar üzerindeki doğrudan kimyasal saldırıları içerir. Temel mekanizmalar arasında, asidik ortamlara (pH < 5.5) maruz kalmanın çimentolu bileşenleri çözerek kütle kaybına ve basınç dayanımında azalmaya yol açtığı asit saldırısı; agregalardaki reaktif silikanın nem (%80 bağıl nem üzeri) varlığında alkalilerle reaksiyona girerek çatlamaya neden olan genişleyici bir jel oluşturduğu alkali-silika reaksiyonu (ASR); ve agresif sularda gözenekliliği ve geçirgenliği artıran kalsiyum hidroksitin [Ca(OH)₂] yıkanması yer alır. Karbonatlaşma ve sülfat saldırısı, öncelikle betonarme bağlamında tartışılsa da, donatısız betonda (yalın beton) kademeli dayanım düşüşüne ve genleşme kaynaklı hasara da katkıda bulunur.^[220]

Betonarmede korozyonun ana mekanizmaları karbonatlaşma, klorür girişi ve sülfat saldırısını içerir. Karbonatlaşma, atmosferdeki karbondioksitin (CO₂) beton gözeneklerine yayılarak kalsiyum hidroksitle kalsiyum karbonat oluşturmak üzere reaksiyona girdiğinde meydana gelir, pH’ı kademeli olarak 9 veya altına düşürerek çeliği depasive eder ve üniform korozyonu başlatır. Genellikle buz çözücü tuzlardan veya deniz suyundan kaynaklanan klorür girişi, klorür iyonlarının (Cl⁻) beton örtüsü içinden inşaat demiri yüzeyine yayılmasını içerir; klorür konsantrasyonu bir eşiği (tipik olarak çimento ağırlığının %0,4-1’i) aştığında, pasif tabakayı yıkarak çelik üzerinde bölgesel çukurcuk korozyonuna yol açar. Çoğunlukla sülfat bakımından zengin topraklarda veya yeraltı sularında yaygın olan sülfat saldırısı, genişleyen ettrenjit ve alçıtaşı oluşturmak için çimento hidratasyon ürünleriyle reaksiyona girer; bu da iç basınca, çatlamaya ve korozif ajanların daha fazla girmesini kolaylaştıran geçirgenlik artışına neden olur.

Betondaki klorür girişi, yaygın olarak Cl⁻ iyonlarının zamana bağlı konsantrasyon profilini tanımlayan Fick’in difüzyon yasaları, özellikle de ikinci yasası kullanılarak modellenir:

$$ \frac{\partial C}{\partial t} = D \frac{\partial^2 C}{\partial x^2} $$

burada C klorür konsantrasyonu, t zaman, x derinlik ve D görünür difüzyon katsayısıdır (normal beton için tipik olarak 10⁻¹² ile 10⁻¹⁰ m²/s arasında olup daha düşük gözeneklilikle azalır). Çukurlaşma mekanizmaları tartışmalarında belirtildiği gibi donatıdaki bu çukurcuk korozyonu, donatıyı üniform korozyondan çok daha şiddetli zayıflatan derin bölgesel çukurlarla sonuçlanır. Önemli örnekler arasında klorür nüfuziyetinin bozulmayı hızlandırdığı buz çözücü tuzlara maruz kalan köprü tabliyeleri ile sıçrama bölgelerinin deniz suyundan kaynaklı yüksek klorür konsantrasyonları yaşadığı, hafifletilmediği takdirde genellikle servis ömrünü kısaltan iskeleler ve deniz duvarları gibi deniz yapıları yer alır.

Korozyonu etkileyen temel faktörler arasında iyon difüzyonu oranını yöneten beton gözenekliliği (daha yüksek gözeneklilik D’yi ve kırılganlığı artırır) ve donatının üzerindeki beton örtüsünün kalınlığı (başlamayı geciktirmek için önerilen minimum 40-75 mm) yer alır. Servis ömrü modellemesi, agresif ajanların donatıya ulaşması için geçen süre aracılığıyla tahmin edilen başlama süresi ile genellikle bu faktörleri içeren olasılıksal yaklaşımlara dayanarak dayanıklı yapılar için 50-100 yılı hedefler. Test yöntemleri bu riskleri değerlendirir: ASTM C1202 uyarınca Hızlı Klorür Geçirgenlik Testi (RCPT), doygun beton disklerin 6 saat boyunca 60 V DC voltaj altında elektriksel iletkenliğini ölçer ve geçirgenliği yüksek (>4000 coulomb), orta (2000-4000), düşük (1000-2000), çok düşük (100-1000) veya ihmal edilebilir (<100) olarak sınıflandırarak Cl⁻ giriş potansiyelinin bir göstergesini sağlar. Donatıyı referans alan bir bakır-bakır sülfat elektrodu (CSE) kullanan yarı hücre potansiyel haritalaması korozyon olasılığını ölçer: -350 mV CSE’den daha negatif potansiyeller %90’ın üzerinde aktif korozyon olasılığını göstererek denetimlere ve onarımlara rehberlik eder.

Kaynaklar

1. Corrosion Fundamentals – NASA
2. 17.7 Corrosion – Chemistry Fundamentals – UCF Pressbooks
3. [PDF] Fundamentals of Corrosion.
4. PDR: CORR-DATA – NIST Data Repository
5. Battling Corrosion through Advanced Materials Research
6. Uncovering the superior corrosion resistance of iron made via …
7. VI. On the corrosion of copper sheeting by sea water, and … – Journals
8. [PDF] 1009 – E116 – Corrosion and Corrosion Control in LWRs – Glossary.
9. Difference Between Erosion And Corrosion – BYJU’S
10. Stopping Corrosion Before It Starts – Science & Technology Review
11. Battling corrosion to keep solar panels humming – LabNews
12. None
13. [PDF] Electrochemistry of Corrosion
14. [PDF] Electrochemical Corrosion Gibbs Free En
15. [PDF] Computer-Calculated Potential pH Diagrams to 300°C – OSTI.GOV
16. On the pseudo-hyperbolic behavior of charge transfer resistance …
17. [PDF] REACTION KINETICS OF CORROSION OF MILD STEEL IN …
18. [PDF] INFLUENCE OF pH ON CORROSION CONTROL OF CARBON …
19. [PDF] 2348: Effect of pH on CO2 Corrosion of Mild Steel … – Ohio University
20. Effects of oxygen concentration on the corrosion behavior of high …
21. Chloride Penetration – Mechanism
22. Effect of chloride ions on the corrosion behavior of carbon steel in an …
23. Report on the Corrosion of Certain Alloys
24. Effect of Microstructure on Corrosion of Structural and Advanced Alloys
25. Effect of surface roughness on corrosion behaviour of low carbon …
26. [PDF] High Entropy Alloys – Aqueous Corrosion – OSTI.GOV
27. Physics-Informed, Data-Driven Model for Atmospheric Corrosion of …
28. Example 1. Convert Weight/Area (Corrosion in g/inches2) to mils (or …
29. Comparative Study on Flow-Accelerated Corrosion and Erosion …
30. Forms of Corrosion – AMPP
31. Electrochemistry of corrosion
32. [PDF] 1 CHAPTER 5 CORROSION TYPES 5.1 Uniform … – Naval Academy
33. Forms of Corrosion – NASA
34. [PDF] Mechanism of uniform corrosion
35. [PDF] CHAPTER 2 CORROSION AND ELECTROMOTIVE POTENTIAL
36. Dissimilar Metal Corrosion with Zinc
37. Study on the Corrosion Behavior of D36 Steel Plate and H62 … – MDPI
38. Visualization and simulation investigation of Copper-Nickel alloy …
39. ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6028649/
40. [PDF] Effect of Chloride Concentration and pH on Pitting Corrosion of …
41. Pitting Corrosion Behaviour of 316L Stainless Steels in Tropical …
42. [PDF] Performance and Policy Related to Aluminum Culverts in Wisconsin
43. [PDF] State-of-the-Art Review of Electrochemical Noise Sensors – OSTI
44. [PDF] Salt Spray Test to Determine Galvanic Corrosion Levels of …
45. (PDF) Crevice corrosion – ResearchGate
46. Pitting and Crevice Corrosion – SSINA
47. Pitting Corrosion vs. Crevice Corrosion in Stainless Steel – Swagelok
48. Crevice Corrosion of Stainless Steels: I. A Mathematical Model
49. G78 Standard Guide for Crevice Corrosion Testing of Iron-Base and …
50. Intergranular Corrosion – AMPP
51. Intergranular Corrosion – SSINA
52. Intergranular corrosion of austenitic stainless steels
53. [PDF] Regulatory Guide 3.37, Guidance for Avoiding Intergranular …
54. Welding of Austenitic Stainless Steel – Part 2 – TWI Global
55. CorrFAQ: Corrosion Frequently Asked Questions
56. Knife Line Attack in Stainless Steel | PDF | Home & Garden – Scribd
57. Anomalous Corrosion of Austenitic Stainless Steel Exposed to …
58. A case study on failure of AISI 347H stabilized stainless steel pipe in …
59. A262 Standard Practices for Detecting Susceptibility to Intergranular …
60. [PDF] Film-Rupture Mechanism of Stress Corrosion
61. [PDF] B.8 “Stress Corrosion Cracking of Carbon and Low Alloy Steels,”
62. [PDF] DEVELOPMENT OF A COMMERCIAL MODEL TO PREDICT …
63. [PDF] NUREG/CR-7170 “Assessment of Stress Corrosion Cracking …
64. [PDF] Theory of Hydrogen Embrittlement and Stress Corrosion Cracking
65. ANSI-NACE MR0175 – Petroleum and Natural Gas Industries
66. [PDF] Measurement and interpretation of threshold stress intensity factors …
67. [PDF] STRESS.C_NRR0Si0N METALSCRACKING
68. G129 Standard Practice for Slow Strain Rate Testing to Evaluate the …
69. Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress …
70. [PDF] Erosion-corrosion interactions and their affect on marine and … – OSTI
71. A Study of Erosion–Corrosion Behaviour of Friction Stir-Processed …
72. [PDF] Flow Accelerated Corrosion Experience at Comanche Peak Steam …
73. Lesson 8: Corrosion Control
74. High-Temperature Corrosion – an overview | ScienceDirect Topics
75. Parabolic Law – an overview | ScienceDirect Topics
76. None
77. High-Temperature Gaseous Corrosion – ASM Digital Library
78. [PDF] High Temperature Oxidation and Corrosion of Ni-Based Superalloys …
79. [PDF] Steam Turbine Materials and Corrosion
80. The Effects of Alloying Elements Cr, Al, and Si on Oxidation … – NIH
81. Microbiologically influenced corrosion—more than just … – NIH
82. The biofilm-metal interface: A hotspot for microbiologically …
83. Corrosion of Iron by Sulfate-Reducing Bacteria – PubMed Central – NIH
84. Sulphate reducing bacteria (SRB) biofilm development and its role …
85. An Overview of Microbiologically Influenced Corrosion on Stainless …
86. The Microbiologically Influenced Corrosion and Protection of Pipelines
87. Microbial Corrosion Behavior of L245 Pipeline Steel in the Presence …
88. QuantArray® MIC | Advanced qPCR Method – Microbial Insights
89. (PDF) Technical Note: Rapid Detection and Quantification of …
90. Microbiologically influenced corrosion of circulating cooling systems …
91. Severe Corrosion of Carbon Steel in Oil Field Produced Water Can …
92. [PDF] On the Mechanism of Metal Dusting Corrosion
93. [PDF] Mechanisms of metal dusting corrosion – CORE
94. [PDF] Development of Materials Resistant to Metal Dusting Degradation
95. Noble Metals for Modern Implant Materials: MOCVD of Film … – NIH
96. [PDF] Corrosion Protection Principles – BYU Engineering
97. [PDF] 40 Aluminum and Aluminum Alloys.
98. [PDF] Review of Corrosion Causes and Corrosion Control In a Technical …
99. [PDF] Bulletin 1751F-670 – USDA Rural Development
100. Manufacturing: 7.3 Stainless steel | OpenLearn – The Open University
101. Designing alloys for corrosion resistance – #ASUEngineering
102. [PDF] A percolation theory for designing corrosion-resistant alloys
103. [PDF] Stress Corrosion Cracking Susceptibility of Ultrafine Grained Al
104. [PDF] role of microstructure factors on the corrosion behavior of Mg-9Al …
105. [PDF] Effects of alloy 718 microstructure on hydrogen embrittlement …
106. [PDF] Titanium – USGS Publications Warehouse
107. [PDF] Corrosion Resistance of Titanium
108. Biomedical Applications of Titanium Alloys: A Comprehensive Review
109. Kinetics of Passive Film Growth on 304 Stainless Steel in H2SO4 …
110. hygieneforum.ch/en/knowledge/passivation-of-stainless-steel/
111. Transpassivation – an overview | ScienceDirect Topics
112. Potentiodynamic and Cyclic Polarization Scans – Gamry Instruments
113. How to measure pitting and repassivation potentials – About Corrosion
114. Standard Specification for Chemical Passivation Treatments … – ASTM
115. A review of passivity breakdown on metal surfaces: influence of …
116. Recent advances in protective coatings and surface modifications …
117. Advances in corrosion protection coatings: A comprehensive review
118. Salt-Spray/Fog Accelerated Corrosion Testing of HDG Steel
119. azz.com/featured_stories/how-hot-dip-galvanizing-works/
120. Novel Phosphate Conversion Coating with Superior Corrosion …
121. Chromate Conversion Coating – an overview | ScienceDirect Topics
122. Aluminum Anodizers Council: What is Anodizing?
123. Everything You Need To Know About Titanium Anodizing – Xometry
124. Recent advances in metal-based antimicrobial coatings
125. Antimicrobial Coating Efficacy for Prevention of Pseudomonas …
126. The effect of permeable formwork on durability and corrosion …
127. [PDF] Influence of Controlled Permeability Formwork on … – Purdue e-Pubs
128. Hot-Dip Galvanizing: Purpose, Process, and Uses | Xometry
129. ASTM B117 – The Salt Spray Test – DECRA Metal Roofing
130. Impressed Current Protection – an overview | ScienceDirect Topics
131. Sacrificial Anodes – American Galvanizers Association
132. Understanding Sacrificial Anodes on Ship – Marine Insight
133. What is Cathodic Protection? – American Galvanizers Association
134. Impressed Current Cathodic Protection – Cenosco
135. R. J. Kuhn’s 0.85 V, CSE, Cathodic Protection Criterion for Buried …
136. Technical Review of 100 mV Polarization Shift Criterion for …
137. Anodic Passivation of Steel In 100 Percent Sulfuric Acid
138. [PDF] Anodic Protection in the Sulfuric Acid Industry – Corrosion Service
139. [PDF] Internal Corrosion Monitoring Methods
140. Blog | Corrosion Coupons & Corrosion Probes – Pros & Cons – Solenis
141. Impressed Current CP on Offshore Platforms (Paper)
142. Recent Development of Corrosion Inhibitors: Types, Mechanisms …
143. A review on corrosion inhibitors: Types, mechanisms …
144. Current and emerging trends of inorganic, organic and eco-friendly …
145. Adsorption Isotherm Modeling in Corrosion Inhibition Studies
146. (PDF) Adsorption Mechanism of Eco-Friendly Corrosion Inhibitors …
147. Corrosion Inhibitor Technology – Dober
148. Tackling the perennial problem of corrosion in fuels and lubricants …
149. A review of plant extracts as green corrosion inhibitors for CO 2 …
150. Understanding the Role of PH in Corrosion Prevention and Control
151. Corrosion inhibitors in concrete—part I: the principles – ScienceDirect
152. Introduction to Linear Polarization Resistance (LPR) Monitoring
153. Linear Polarization Resistance and Corrosion Rate
154. A comparison of methods for corrosion inhibitor assessment: Mild …
155. osha.gov/maritime/guidance/shipyard-guidance
156. SSPC-SP 10 Near-White Metal Blast Cleaning (NACE NO. 2)
157. [PDF] SURFACE PREPARATION STANDARD NO. 3
158. SSPC-SP 3 Power Tool Cleaning – API Inspection
159. [PDF] SURFACE PREPARATION AND APPLICATION GUIDE – Tnemec
160. Steel Pickling – HCl Process Facilities and Hydrochloric Acid …
161. Environmental Protection Agency § 63.1159 – GovInfo
162. Removing Rust | Products Finishing
163. [PDF] AC 43.13-1B – Acceptable Methods, Techniques, and Practices …
164. Conservation Treatments – the Society for Historical Archaeology
165. [PDF] AC 43-4B – Advisory Circular
166. glavin.net/wp-content/uploads/2020/03/SSPC-SP-10-Near-White-Blast.pdf
167. Factors Affecting Inservice Cracking of Weld Zone in Corrosive Service
168. Ultrasonic Testing (UT): A Versatile Method for NDT Inspections
169. [PDF] the-effect-of-repair-welds-on-service-performance.pdf
170. Experimental and numerical investigation of repaired pipeline by …
171. The Rehabilitation and Repair of Steel Bridges
172. [PDF] Corrosion Control for Aircraft – Advisory Circular
173. usbr.gov/power/data/fist/fist4_5/FIST%204-5%20Final%20(8-22-2013
174. Economic Impact | Corrosion – NACE IMPACT Report
175. From Rust to Risk: Global Campaign Urges Action on $2.5 Trillion …
176. Corrosion Cost and Preventive Strategies in the United States [Final …
177. [PDF] Corrosion Costs and Preventive Strategies In the United States
178. [PDF] collapse of us 35 highway bridge, point pleasant, west virginia …
179. Silver Bridge – WV Department of Transportation
180. (PDF) 20 Years on lessons learned from Piper Alpha. The evolution …
181. [PDF] A Post-Mortem Analysis of the Piper Alpha Accid..
182. Current Downhole Corrosion Control Solutions and Trends in the Oil …
183. rosap.ntl.bts.gov/view/dot/39217/dot_39217_DS1.pdf
184. A Critical Analysis on the Current Design Criteria for Cathodic …
185. [PDF] RETROFIT CATHODIC PROTECTION OF MARINE PIPELINES …
186. [PDF] Materials and Methods for Corrosion Control of Reinforced and …
187. [PDF] PERFORMANCE OF ADMIXTURES INTENDED TO RESIST …
188. ISO 12944-5:2018 – Protective paint systems
189. [PDF] Standard Recommended Practice Control of External Corrosion on …
190. [PDF] NACE Standards and Specifications Related Oil Natural Gas …
191. Life-Cycle Cost Analysis – American Galvanizers Association
192. [PDF] THE CONCEPT OF LIFE CYCLE COSTING FOR THE CORROSION …
193. Smart sensing coatings for early warning of degradations: A review
194. Nanomaterial advanced smart coatings: Emerging trends shaping …
195. web.mit.edu/roylance/www/Hihara_Degradation.pdf
196. Hydrolytic Degradation and Erosion of Polyester Biomaterials
197. Degradability of Polymers for Implantable Biomedical Devices – PMC
198. Degradation of Polymer Materials in the Environment and Its Impact …
199. Effects of chemical and morphological structure on biodegradability …
200. Chlorinated Water Induced Aging of Pipe Grade Polypropylene …
201. Electrochemical Behavior and Interfacial Delamination of a Polymer …
202. Lifetime Prediction Methods for Degradable Polymeric Materials—A …
203. D543 Standard Practices for Evaluating the Resistance of Plastics to …
204. [PDF] Ion-Exchange Processes and Mechanisms in Glasses – OSTI
205. [PDF] Molecular mechanisms for corrosion of silica and silicate glasses
206. [PDF] High-Level Waste Borosilicate Glass, A Compendium of Corrosion …
207. Flake formation and composition in soda-lime-silica and borosilicate …
208. [PDF] A Critical Review of Ion Exchange in Nuclear Waste Glasses to …
209. [PDF] The Dissolution Behavior of Borosilicate Glasses in Far-From … – OSTI
210. Effect of composition on the corrosion behavior of 24 statistically …
211. Factors Affecting the Chemical Durability of Glass Used in the …
212. [PDF] EFFECT OF GLASS COMPOSITION ON WASTE FORM DURABILITY
213. The Product Consistency Test (PCT): How and Why it Was Developed
214. Impact of Chemical Corrosion on Mechanical Properties of … – NIH
215. [PDF] Glass Surface Treatments: Commercial Processes Used in Glass …
216. [PDF] Chemical durability of nuclear waste glasses, Journal of Materials …