Atmosferik korozyona dayanıklı çelik (yani hava koşullarına dayanıklı çelik), çeliğe belirli bir miktarda Cu, P, C veya Ni, Mo, Nb, Ti ve diğer alaşım elementleri eklenerek yapılan, iyi atmosferik korozyon direncine sahip düşük alaşımlı çelik anlamına gelir. Endüstriyel ve kırsal atmosferik ortamlarda, hava koşullarına dayanıklı çelik, alt tabaka yüzeyinde yoğun ve stabil bir oksit koruyucu film oluşumu nedeniyle atmosferik korozyona karşı mükemmel direnç gösterir, bu da aşındırıcı medyanın girişini engeller. Ancak, sıradan karbon çelik alt tabakasının yüzeyinde korozyonla oluşan pas tabakası yapısı gevşek ve mikro çatlaklara sahiptir, bu da alt tabaka çeliğini gerçekten koruyamaz.
Korozyon direnci mekanizması
Korozyon ürünlerinin korozyon süreci üzerindeki etkisinden, çeliğin atmosferik korozyonu, havadaki oksijenin bir su filmi varlığında pas tabakası aracılığıyla elektrokimyasal reaksiyonlara girdiği bir süreçtir. Pas tabakası, gevşek bir dış pas tabakası ve yoğun bir iç pas tabakasından oluşur ve çelikteki alaşım elementleri esas olarak iç pas tabakasının etkisiyle hareket eder. Hava koşullarına dayanıklı çeliğin korozyon ürünlerinde, Cu, P ve Cr'nin yoğun iç pas tabakalarında zenginleştiği gözlemlenebilir. Hava koşullarına dayanıklı çeliğin yüksek korozyon direnci, sadece iç pas tabakasının yüksek empedansı ile değil, aynı zamanda iç pas tabakasının yoğun ve ince tane boyutu ve Cu ve P'nin zenginleşmesi ile de ilişkilidir. Bu yoğun iç pas tabakasının varlığı, çeliğin elektrokimyasal davranışında, anod proses tarafından engellenen bir şekilde yansıtılır. Korozyon süreci sırasında yoğunluğunu kademeli olarak artırma süreci, daha uzun süre ve daha güçlü korozyon direnci özelliğini tam olarak açıklar.
Atmosferik korozyon
Küresel bir perspektiften bakıldığında, atmosferin ana bileşenleri büyük ölçüde değişmeden kalır. Deneysel ölçümlerle, hava hacimce yaklaşık %78 azot, %21 oksijen, %0.94 nadir gazlar, %0.03 karbondioksit ve %0.03 diğer gazlar ve safsızlıklardan oluşur. Doğal konum, iklim ve insan kaynaklı çevre kirliliği nedeniyle, atmosferin bileşimi karmaşık ve çeşitli hale gelmiştir ve bazı zararlı bileşenler kademeli bir artış eğilimi göstermektedir. Özellikle havadaki kükürt dioksit ve azot dioksitin neden olduğu küresel asit yağmuru, çelik malzemelerin korozyonunu artırır, doğal olarak oluşan kükürt dioksit ve azot dioksit olmamasına rağmen. Ancak, bu temel hava kirleticilerinin büyük çoğunluğu insan faaliyetleri tarafından üretilir. İnsanlar tarafından yayılan kükürt dioksit ve azot dioksit kirleticileri atmosfere girdikten sonra, suya kolayca çözünebilen ve asit yağmuru, asit karı vb. oluşturmak için yere geri dönen nitrik asit ve sülfürik asit gibi ikincil kirleticilere dönüşebilirler.
Atmosferdeki farklı türdeki safsızlıklar, çeliğin korozyon hızını farklı şekillerde etkiler. Endüstriyel atmosferdeki kükürt dioksit ve okyanus atmosferindeki tuz parçacıklarının çeliğin korozyon hızı üzerindeki etkisi en büyüktür ve saf kırsal atmosferik ortamda çeliğin korozyon hızı çok düşüktür. Çeliğin atmosferik korozyonu karmaşık bir sistemdir ve insan kaynaklı çevre kirliliğinin yanı sıra, korozyon hızı rüzgar hızı ve yönü, sıcaklık ve yağış, çiğ dönemi, güneş radyasyonu, mevsimsel değişiklikler ve hatta atmosferdeki doğal toz ile de ilişkilidir. Aynı dış koşullar altında bile, çeliğin arka tarafındaki korozyon hızı, yağmur suyunun birikmesi nedeniyle güneşli tarafa göre önemli ölçüde daha yüksektir.
Kullanım
Hava koşullarına dayanıklı çelik, mükemmel korozyon direnci nedeniyle binalar, araçlar, köprüler ve kuleler gibi çelik yapılarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Hava koşullarına dayanıklı çeliği kullanmanın üç ana yolu vardır: açıkta kullanım, kaplama kullanımı ve pas stabilizasyon tedavisinden sonra kullanım.
(1) Açıkta kullanım
Hava koşullarına dayanıklı çeliğin en yaygın kullanımı açıktır. 3 ila 10 yıllık kullanımın ardından, hava koşullarına dayanıklı çeliğin yüzeyindeki pas tabakası kademeli olarak stabilize olur, korozyon gelişimi yavaşlar ve görünüm güzel bir çikolata rengi alır.
Çeliğin kimyasal bileşimi, kullanım ortamı, yapısal detaylarda su tutma ve toz birikimi ve mekanik aşınma gibi faktörlerin etkisi nedeniyle, hava koşullarına dayanıklı çelikteki pas tabakasının stabilizasyon süreci etkilenir. Bu nedenle, yanlış kullanıldığında ve stabil pas tabakasının oluşum koşulları bozulduğunda, hava koşullarına dayanıklı çelik de ciddi korozyona uğrayacaktır.
(2) Boyama uygulaması
İnşaat, köprüler ve araçlar gibi birçok departmanda, hava koşullarına dayanıklı çelik, sıradan çelik gibi, çoğunlukla kaplama için kullanılır. Sıradan çelikle karşılaştırıldığında, kaplanmış hava koşullarına dayanıklı çelik son derece üstün korozyon direnci sergiler. Ancak, artan kullanım maliyetleri ve operasyonel prosedürler nedeniyle, büyük bileşenlerde boyama yaygın olarak kullanmak zordur.
(3) Stabilizasyon tedavisinden sonra kullanılır
Başlangıçta, hava koşullarına dayanıklı çeliğin stabil pas tabakasının oluşum sürecini kısaltmak için bileşenin yüzeyine bir tedavi uygulanır. Bu, hava koşullarına dayanıklı çeliğin kullanımının erken aşamasında sarı pas sıvısının asılı kalma olgusunu önleyebilir, kirliliği önleyebilir ve aynı zamanda stabil bir pas tabakası oluşturabilir. Açıkta kullanım, hava koşullarına dayanıklı çeliği kullanmanın ekonomik ve benzersiz bir yöntemi olmasına rağmen, pas tabakasının stabilizasyon sürecini doğal ortamda tamamlamak oldukça uzun bir zaman alır. Stabil pas tabakası oluşmadan önce, erken pas sıvısı asılı kalma ve çevrede uçan kirlilik sıkça meydana gelir.
