ASTM G71 Elektrolitlerde Galvanik Korozyon Testlerinin Yürütülmesi ve Değerlendirilmesi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM G71 Elektrolitlerde galvanik korozyon testlerinin yürütülmesi ve değerlendirilmesine ilişkin standart kılavuz” standardı, düşük akış koşullarında bir elektrolit içinde elektriksel temas halindeki iki farklı metalin davranışını karakterize etmek için galvanik korozyon testlerinin yapılması ve değerlendirilmesini kapsar. Bu standart, dövme veya dökme metallere ve alaşımlara uyarlanabilir.

Bu kılavuz, bir elektrolit içindeki galvanik çiftlerin davranışını karakterize etmek için malzeme seçimi, numune hazırlama, test ortamı, maruz kalma yöntemi ve sonuçların değerlendirilmesi yöntemini kapsar.

Bu kılavuzun amacı, erozyon-korozyon veya kavitasyona neden olacak kadar yüksek akış hızına sahip olmayan bir elektrolit içinde elektriksel temas halindeki metallerin galvanik korozyonu hakkında bilgi sağlamaktır.

ASTM G71 standardında, iletken elektrolitlere maruz kalan farklı metaller arasındaki galvanik korozyonu değerlendiren laboratuvar ve saha testlerinin tasarlanması, gerçekleştirilmesi ve yorumlanması için önerilen prosedürler açıklanmaktadır. Bu standart, mühendislerin uygun test yöntemlerini seçmelerine, numuneleri hazırlamalarına, çevresel koşulları kontrol etmelerine, galvanik akımı ölçmelerine ve ortaya çıkan korozyon davranışını yorumlamalarına yardımcı olur.

ASTM G71 standardı şu sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır:

• Otomotiv
• Havacılık ve uzay
• Denizcilik mühendisliği
• Petrol ve gaz
• Kimyasal işleme
• İnşaat
• Elektronik
• Yenilenebilir enerji

Bu standardın önerileri, farklı metallerin nemli veya aşındırıcı ortamlarda bir araya getirildiği her durumda değerlidir.

Galvanik korozyon şu durumlarda meydana gelir:

• İki farklı metal elektriksel olarak birbirine bağlandığında
• Her iki metal de aynı elektrolite (su, deniz suyu, nem, tuz çözeltisi gibi) maruz kaldığında
• Aralarında elektriksel potansiyel farkı olduğunda

Bu koşullar altında,

• Daha az soylu metal anot olur
• Daha soylu metal katot olur
• Anodik metal hızlandırılmış bir oranda korozyona uğrar

Örnekler şunlardır:

• Paslanmaz çeliğe bağlı alüminyum
• Alüminyum yapılarda çelik bağlantı elemanları
• Galvanik çeliğe bağlı bakır borular
• Çelikle birleştirilmiş magnezyum bileşenleri

Galvanik korozyonu anlamak çok önemlidir çünkü genellikle homojen korozyon önemli hale gelmeden çok önce lokalize arızalara neden olur.

ASTM G71 standardı mühendislere şu konularda yardımcı olur:

• Metallerin galvanik uyumluluğunu değerlendirmek
• Malzeme kombinasyonlarını karşılaştırmak
• Galvanik akımı ölçmek
• Korozyon şiddetini tahmin etmek
• Çevresel etkileri incelemek
• Kaplamaları ve koruyucu sistemleri değerlendirmek
• Ürün geliştirme sırasında malzeme seçimini desteklemek

ASTM G71 standardı geçme / kalma kriterlerini tanımlamaz. Bunun yerine, güvenilir korozyon verileri üretmek için bilimsel olarak kabul görmüş yöntemler sunar. Bu standart şunları kapsar:

• Laboratuvar galvanik korozyon testi
• Saha maruz kalma testi
• Elektrokimyasal ölçümler
• Galvanik akım izleme
• Ağırlık kaybı ölçümleri
• Korozyon potansiyeli ölçümleri
• Çevresel simülasyon
• Test numunesi hazırlama
• Veri yorumlama

ASTM G71 standardı şunlar için geçerlidir:

• Metaller
• Metalik kaplamalar
• Yüzey işlem görmüş metaller
• Bağlantı elemanları
• Kaynaklı bağlantılar
• Mekanik aksamlar

Galvanik korozyonun şiddeti, etkileşim halinde olan çeşitli faktörlere bağlıdır:

• Elektrot potansiyeli farkı: Daha büyük bir potansiyel farkı genellikle galvanik akımı artırır. Örneğin,
  • Magnezyum-çelik: Çok yüksek risk
  • Alüminyum-çelik: Orta risk
  • Paslanmaz çelik-titanyum: Düşük risk
• Elektrolit iletkenliği: Yüksek iletkenliğe sahip elektrolitler korozyonu artırır. Örneğin,
  • Deniz suyu
  • Yol tuzu
  • Endüstriyel soğutma suyu

Düşük iletkenlikli ortamlar genellikle galvanik saldırıyı azaltır.

• Alan oranı: Bu standartta tartışılan en önemli kavramlardan biri katot-anot alan oranıdır:
  • Büyük katot + küçük anot: Çok şiddetli korozyon
  • Küçük katot + büyük anot: Çok daha düşük korozyon oranı

Örneğin,

• Alüminyum panelde küçük çelik perçin
• Küçük alüminyum brakete bağlı büyük paslanmaz çelik plaka

İkinci örnek çok daha büyük galvanik risk oluşturmaktadır.

• Sıcaklık: Daha yüksek sıcaklıklar genellikle şunları artırır:
  • Reaksiyon hızları
  • Elektrolit iletkenliği
  • Korozyon akımı
• Oksijen bulunabilirliği: Çözünmüş oksijen katodik reaksiyonları destekler. Yetersiz havalandırılmış ortamlar, oksijen açısından zengin ortamlara göre farklı korozyon mekanizmaları üretebilir.

ASTM G71 standardı, çeşitli test yöntemleri ele almaktadır:

• Daldırma testleri: Numuneler şu çözeltilere daldırılır:
  • Sodyum klorür çözeltileri
  • Yapay deniz suyu
  • Endüstriyel proses sıvıları
  • Tatlı su
  • Soğutma suyu

Bağlı metaller, maruz kalma süresi boyunca elektriksel olarak bağlı kalır.

• Elektrokimyasal ölçümler: Bu standart, şu ölçümlerin yapılmasını önermektedir:
  • Galvanik akım
  • Galvanik potansiyel
  • Açık devre potansiyeli
  • Polarizasyon davranışı

Bu ölçümler, korozyon aktivitesi hakkında nicel bilgi sağlar.

• Ağırlık kaybı testi: Korozyon oranı şu yöntemlerle belirlenebilir:
  • Numunelerin temizlenmesi
  • Maruz kalmadan önce kütlenin ölçülmesi
  • Maruz kaldıktan sonra kütlenin ölçülmesi
  • Malzeme kaybının hesaplanması

Ağırlık kaybı, uzun vadeli korozyonu değerlendirmek için en güvenilir yöntemlerden biridir.

• Saha maruziyeti: Laboratuvar testleri, gerçek hizmet ortamlarını doğru bir şekilde temsil etmeyebilir. Bu nedenle ASTM G71 standardı, mümkün olduğunda saha testlerini teşvik etmektedir. Örneğin,
  • Deniz yapıları
  • Açık deniz platformları
  • Köprüler
  • Otomotiv bileşenleri
  • Uçak aksamları

Güvenilir sonuçlar, tutarlı numune hazırlığı gerektirir. Önemli hususlar şunlardır:

• Yüzey işlemi
• Temizleme işlemleri
• Yüzey pürüzlülüğü
• Boyutlar
• Metal bileşimi
• Elektrik bağlantı kalitesi
• Kenar hazırlığı

Kötü numune hazırlığı, korozyon sonuçlarını önemli ölçüde etkileyebilir.

ASTM G71 standardı, çevresel değişkenler açısından şunların kontrol edilmesini önerir:

• Elektrolit kimyası
• Tuz konsantrasyonu
• pH değeri
• Sıcaklık
• Çözünmüş oksijen
• Akış hızı
• Maruz kalma süresi
• Nem (atmosferik testler için)

Çevresel tutarlılık, test sonuçlarının tekrarlanabilirliğini ve yeniden üretilebilirliğini artırır.

ASTM G71 standardı kapsamında yaygın ölçümler şunlardır:

• Galvanik akım
• Korozyon potansiyeli
• Ağırlık kaybı
• Korozyon oranı
• Yüzey görünümü
• Çukur derinliği
• Çatlak korozyonu
• Yerel saldırı
• Korozyon ürünü oluşumu

ASTM G71 standardı, galvanik akımın tek başına hizmet ömrünü tahmin etmek için kullanılmaması gerektiğini vurgular. Mühendisler sonuçları şunlarla birlikte değerlendirmelidir:

• Çevresel koşullar
• Malzeme geometrisi
• Alan oranları
• Yüzey durumu
• Maruz kalma süresi
• Korozyon morfolojisi
• Mekanik yükleme
• Koruyucu kaplamalar

ASTM G71 standardı şu alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır:

• Otomotiv:
  • Alüminyum gövde panelleri
  • Çelik bağlantı elemanları
  • Akü muhafazaları
  • Elektrikli araç şasileri
  • Soğutma sistemleri
• Havacılık ve uzay:
  • Alüminyum alaşımları
  • Titanyum yapılar
  • Kompozit-metal bağlantılar
  • İniş takımı düzenekleri
• Denizcilik:
  • Gemi gövdeleri
  • Pervaneler
  • Açık deniz platformları
  • Deniz suyu boruları
  • Bağlantı elemanları
• İnşaat:
  • Yapısal çelik
  • Çatı sistemleri
  • Perde duvarlar
  • Çapalar
  • Köprüler
• Petrol ve gaz:
  • Boru hatları
  • Isı eşanjörleri
  • Vanalar
  • Basınçlı kaplar
  • Açık deniz ekipmanları

ASTM G71 standardı, şunlar dahil olmak üzere diğer korozyon standartlarıyla birlikte sıklıkla kullanılır:

• ASTM G1 Korozyon test numunelerinin hazırlanması, temizlenmesi ve değerlendirilmesi
• ASTM G3 Elektrokimyasal ölçüm teknikleri
• ASTM G5 Potansiyodinamik polarizasyon testi
• ASTM G31 Laboratuvar daldırma korozyon testi
• ASTM G44 Klorür içeren ortamlarda metallerin alternatif daldırma testi
• ASTM G59 Polarizasyon direnci ölçümleri
• ASTM G102 Elektrokimyasal ölçümlerden korozyon oranlarının hesaplanması

Bu standartlar birlikte, korozyon değerlendirmesi için kapsamlı bir çerçeve sağlar.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere ASTM G71 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.