Deniz Boyaları “Korozyon ve Anti-Fouling”

Haziran 12, 2018, 2:35 pm
15 dakika
Korozyon

 

Deniz kaplamaları (marine coatings), deniz taşıtlarını tuzlu veya tatlı sudan gelen maddelerden koruyan koruyucu kaplamalardır.
Bir deniz kaplaması, spesifik fonksiyonel özelliklere sahiptir, bu nedenle uygulandığı yüzeylere üstün koruma sağlamaktadır.

Deniz kaplamaları, deniz taşıtlarını korozyondan, aşınmadan ve su içinde yaşayan çeşitli organizmalardan korur. Dünya deniz
kaplama pazarının 2020 yılına kadar yaklaşık 12 milyar ABD doları olacağı tahmin ediliyor.

Deniz ortamında, çukur korozyon ve bakteriyel korozyon meydana gelebilir. Deniz korozyonu deniz taşıtları ve kullanım ömürleri
üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Deniz korozyonuna karşı her yıl milyarlarca dolar harcanıyor. Bu nedenle, deniz ortamı için
uygun kaplama seçimi ile etkili korozyon kontrol stratejileri seçilmelidir. Deniz kaplamaları, deniz taşıtlarının ve diğer taşıyıcıların,
su hattının üstünde ve altında korunması için özel bir işleve sahiptir. Deniz kaplamalı yüzeyler kolayca temizlenebilir.

Bu yazıda, korozyon kavramını ve anti-korozyon kaplamaları açıklamaya çalıştık. Yazımızın son bölümünde de, deniz
kaplamalarının diğer önemli bir konusu olan anti-fouling kaplamalara, yani su içinde yaşayan organizmaların gemilere tutunmasını
önleyen kaplama türlerine değindik.

Korozyon
Korozyon, ister toprak, ister su, ister toprak olsun, yeryüzü koşullarıyla temas eden tüm metallere (gemiler dahil) ciddi bir tehdit
oluşturur.

Metal Korozyonun Nedenleri
Pas
Pas, elektroliz korozyonuna kıyasla çok düşük agresiftir. Sadece havada yüzde 10 veya daha fazla nem olduğunda mevcuttur.
Tüm elektroliz nedenleri ortadan kaldırıldıktan sonra pas, boya veya kaplama ile kolayca önlenir.

Galvanik
Galvanik korozyon, elektroliz korozyonuna kıyasla çok daha düşük agresiftir. Galvanik korozyon, su veya atmosferik nem gibi
iletken bir ortamda iki farklı metal arasındaki doğal voltajdan kaynaklanır.

Elektroliz
Elektroliz, pas veya galvanik korozyondan birkaç kat daha fazla agresiftir. Topraktan farklı bir gerilime sahip olan tüm elektrik ve
elektronikler tarafından üretilir, tesisattan toprağa, diğer gemilere veya tesisatlara doğru akım olarak akar. Bir iletkende elektrolize
neden olan bir gemi, yakındaki diğer gemileri de paslandıracaktır. Elektroliz korozyonu sadece akım olarak ölçülebilir ve daha
sonra elimine edilir.

Korozyon Kontrolü Ne Demektir?
Korozyon kontrolü; toprak, metal, beton, su, kum ve betonda korozyonun kontrol edilmesi için çeşitli alanlarda uygulanan
önlemleri ifade eder. Bu, endüstriler tarafından korozyon sorunlarını gereksinimlerine göre çözmek için kullanılabilecek farklı
korozyon izleme ve kontrol tekniklerinden oluşmaktadır. Bu gibi önlemlerle, korozyonun zararlı etkileri ve olumsuz sonuçları
önlenebilir.

Korozyon sayısız çevre sorunlarına yol açabilir. Örneğin, gemiler, tanker ve boru hatları genellikle korozyonun tehlikeli etkilerine
maruz kalmaktadır. Aşınmış su sistemleri içme suyunu kirletebilir. Bunlar çevreye ve insanoğluna yönelik tehdit oluşturmaktadır,
bu nedenle korozyonun zararlı etkilerini önlemek için etkili korozyon kontrol yöntemleri uygulanmalıdır.

Korozyon Çeşitli Şekillerde Kontrol Edilebilir
Katodik koruma (CP): Bu teknoloji, gaz boru hatları ve depolama tankları gibi yapılarda korozyona karşı koymak için doğru akımı
kullanır. Bu, korozyon oluşumunu önlemeye yardımcı olur ve hatta daha da kötüye gitmesini engeller.

Kaplamalar: Bunlar, korozyonla mücadele için ana araçlar olarak hizmet eder. En yüksek düzeyde ve en uygun maliyetli korozyon
korumasını sağlamak için genellikle CP ile kombinasyon halinde uygulanırlar.

Korozyon inhibitörleri: Bunlar, belirli bir ortama yerleştirildiğinde, metal gibi belirli malzemeler için o ortamın  korozyon hızını
azaltan maddelerdir. Bunlar, ekipman ömrünü uzatabilir, arızaları ve sistem kapanmalarını önleyebilir. Korozyon inhibitörleri ayrıca
ısı transfer kaybını, kirlenmeyi önleyebilir ve estetik görünümü koruyabilir.

Malzeme seçimi: Bu, özel alaşımlar, plastik ve paslanmaz çelik gibi korozyona dayanıklı malzemelerin seçilmesi anlamına gelir.

Korozyon İnhibitörü Nasıl Çalışır?
Korozyon inibitörü yani önleyici, küçük bir konsantrasyonda bir ortama eklendiğinde, bu ortama maruz kalan bir metalin korozyon
hızını etkili bir şekilde azaltan bir maddedir. Anodik inhibitörler, katodik inhibitörler, karışık inhibitörler gibi üç tip korozyon
inhibitörü vardır.

Korozyon önleme genellikle üç genel mekanizmanın bir veya daha fazlasıyla elde edilir. İnhibitör molekülü, metal yüzeyde, kendi
başına veya metalik iyonlarla birlikte ince bir koruyucu film oluşturarak, kimyasal çözme işlemiyle adsorbe edilir. İnhibitör, bir
metalin kendi koruyucu metal oksit filmlerini oluşturmasına ve böylece direncini artırmasına neden olur.

Uygulama için korozyon inhibitörünü seçerken, aşağıdaki gibi birkaç şeyin dikkate alınması gerekir:
• Korunacak malzemeler,
• Uygulama şekli (daldırma, sprey, fırça vb.),
• Gerekli koruma türü (süreç, depolama veya nakliye sırasında),
• İstenen kaplama kalıntısının tipi ve kalınlığı,
• Depolama, paketleme ve / veya nakliye koşulları (sıcaklık, nem mevsim şartları),
• Sonraki süreçlerle etkileşim,
• Çevresel, sağlık ve güvenlik gereksinimleri,
• Ürün türü (yağ / çözücü veya su bazlı).

Korozyon

 

Korozyon

 

Korozyon inhibitör verimliliğinin değerlendirilmesi için elektrokimyasal yöntemler rutin olarak kullanılmaktadır. Elektrokimyasal
yöntemlerin avantajları, kısa süreli ölçüm süreleri ve korozyon koruma stratejilerinin tasarımında ve yeni inhibitörlerin tasarımında
yardımcı olan mekanik bilgilerdir.

Korozyon Direnci Nedir?
Korozyon direnci, malzemeyi korozyona uğratabilecek olumsuz elemanlarla reaksiyona karşı bir malzemenin sağladığı direnci
ifade eder. Çeşitli özellikler, korozyon direnci oranlarına bağlı olarak bu özelliği kendilerine özgü olarak taşırlar. Alternatif olarak
boyama, kaplama, sıcak daldırma galvanizleme veya bu yöntemlerin bir kombinasyonu vasıstasıyla korozyona karşı koymak için
bazı yöntemler veya işlemler kullanılabilir.

Korozyon, malzemenin ortamda bulunan maddelerin elektronları kaybetmesine neden olan maddeler tarafından oksitlendiği bir
süreçtir. Korozyon direnci, bir metalin bağlanma enerjisini tutma ve malzemenin böyle bir ortama maruz kalması durumunda ortaya
çıkabilecek olan bozulma ve kimyasal bozulmaya dayanma kapasitesidir. Genellikle korozyona karşı direnç, korozyon oranı
açısından ifade edilir ve yılda milimetre veya “milleri” olarak ölçülür. Korozyona karşı direncin bu ölçümleri belirli bir ortamda
tanımlanmış çalışma koşullarında, basınç, sıcaklık ve akışkan hızında alınır.

İçsel korozyon direncinin yanı sıra, bir metalin korozyona karşı direnci, katodik koruma, kaplama, boyama ve korozyon önleyici gibi
farklı yöntemler uygulanarak artırılabilir. Tüm ortamları birden kapsayacak korozyona dayanıklı malzeme yoktur. Malzemeler
yaşayacakları çevreye uygun olmalıdır. Metaller için korozyon dirençleri tahmin edilir ve belirli bir ortamda bir metalin
sürdürülebilirliğini kontrol etmek için veriler kullanılır.

Koruyucu kaplamalar, en yaygın kullanılan korozyon kontrol tekniğidir. Esasen koruyucu kaplama malzemeleri, korozyona karşı
hassas olan yüzeyleri ayırmak için bir araçtır. Başka bir yöntem olan katodik koruma, korozyondan sorumlu olan elektrokimyasal
hücrelerin doğal hareketine müdahale eder. Katodik koruma, suya batırılmış veya toprağa maruz kalan yüzeylerin korozyonuna
karşı etkili bir şekilde kullanılabilir. Korozyon direnci, korozyon kontrolü için malzeme seçerken dikkate alınması gereken önemli
bir faktördür. Korozyona en dirençli malzemeler, korozyonun termodinamik olarak elverişsiz olduğu malzemelerdir.

Korozyon

Bazı metaller, korozyonları termodinamik açıdan elverişli olmasına rağmen, doğal olarak yavaş reaksiyon kinetiğine sahiptir. Bunlar
çinko, magnezyum ve kadmiyum gibi metalleri içerir. Bu nedenle, bir malzemenin korozyona karşı koruma yöntemleri, korozyon
direnci kategorisine yer almaktadır.

Korozyon kontolünün yanı sıra, deniz kaplamalarında diğer kritik konu, deniz taşıtlarının üzerine tutunan organizmlardır. Bu noktada,
anti-fouling kaplamlar devreye girmektedir.

Anti-Fouling Paint Ne Anlama Geliyor?
Anti-fouling boya, bir deniz aracının gövdesine ve pervanelerine uygulanan özel bir kaplamadır. Kaplama, midyeler, balçık, yosun
ve yosun otu gibi deniz organizmalarının büyümesini yavaşlatmak için kullanılır. Anti-kirlenmeye ek olarak, kaplama metal
gövdelerde ve pervanelerde korozyonu önler. Aynı zamanda, teknenin gövdesinden geçen su akışını da iyileştirir, hızlandırır.
Anti-fouling boya, alt boya olarak da bilinir.

Anti-fouling boya, metal gövdelere uygulandığında iki amaca hizmet eder; korozyonunyanı sıra gövdeye mikroskopik deniz
hayvanlarının, bitkilerinin yerleşmesini ve büyümesini önler. Korozyon ve kirlenme kavramları, kötü korozyon direncinin boya
filminin bozulmasına yol açması ve dolayısıyla kirlenme önleyici özelliklerin kaybına neden olması yüzünden, birbiriyle ilişkilidir.

Tipik anti-kirlenme boyası, boyaya bir biyosit veya bir toksin içerir; bu, herhangi bir eklenmiş organizmayı zehirlemek ve
başkalarının boyaya yapışmasını önlemek için gövdeyi çevreleyen alana salınır. Kirlenme önleyici boyaların dört temel maddesi;
biyosit, reçine, çözücü ve pigmenttir.

Kirlenme önleyici boyaların üç ana kategorisi:
• Yumuşak taban boyası – Daha ılık iklimlere kıyasla büyüme potansiyelinin daha düşük olduğu daha soğuk sularda kullanılan orta
derecede etkili bakır esaslı bir kaplamadır. En ucuz kaplamadır.
• Sert alt boya – Sert kirlenme önleyici boya daha fazla biyosit (bakır oksit) içerir, bu da onu daha etkili fakat daha pahalı hale getirir.
Sert bir yüzey sunar ve yarış teknelerinindipleri için iyi yüzeyler sağlar.
• Ablatif anti-fouling boya – Dış yüzeydeki aşınmaya rağmen, kalan katmanlarda hala biyosit miktarını korumak için tasarlanmıştır.
Birçok ortam için uygundur ve tek mevsim ya da birden fazla mevsim seçeneği vardır.

Yazımızın sonunda, kirlenme önleyici boyayı seçerken dikkat edilecek etkenleri kısaca özetleyelim. Bunlar; geminin taze, tuzlu,
soğuk veya ılık suda kullanılması, gövde malzemesin çelik, ahşap veya fiberglas olup olmadığı, teknenin hızlı veya yavaş olması ve
gövdedeki boya ile uyumluluk olarak maddelenebilir. Kirlenmenin ve korozyonun önlenmesi, geminin ömrünü uzatır, verimliliği
artırır, işletme maliyetlerini azaltır, deniz kazalarını ve pahalı onarımları önler.

Kaynakça
• JE Breakell, M Siegwart, K Foster, D Marshall, M Hodgson, R Cottis, S Lyon (2005). Management of Accelerated Low Water
Corrosion in Steel Maritime Structures, Volume 634 of CIRIA Series, ISBN 0-86017-634-7.
• [Fundamentals of corrosion – Mechanisms, Causes and Preventative Methods]. Philip A. Schweitzer, Taylor and Francis Group,
LLC (2010).
• Gerhardus H. Koch, MichielP.H.Brongers, Neil G. Thompson, Y. Paul Virmani and Joe H. Payer. Corrosion Costs and Preventive
Strategies In The United States – report by CC Technologies Laboratories, Inc. to Federal Highway Administration (FHWA),
September 2001.
• “NACE Corrosion Costs Study”. Cor-Pro.com. NACE. Retrieved 16 June 2014.
• “Coating Systems For Underwater Hull Surfaces”. NSTCenter. Naval Surface Treatment Center. Retrieved 2016-07-03.
• Dafforn, Katherine A.; Lewis, John A.; Johnston, Emma L. (2011). “Antifouling strategies: History and regulation, ecological
impacts and mitigation”. Marine Pollution Bulletin. 62.
• “Focus on IMO – Anti-fouling systems” (PDF). International Maritime Organisation.

  • (gizli tutulacaktır)