Doğa Şartları ve Laboratuvar Testleri Arasındaki İlişkiler

Aralık 20, 2018, 1:06 pm
12 dakika

 

Çeviri: Umut Ergöz
Mütercim-Tercüman
Metaltek Teknoloji Laboratuvarı

 

 

Yazar: Tuncay Katırcı
Kimya Mühendisi
Lab. Müdürü 
Metaltek Teknoloji Laboratuvarı

Bu makale çelikler üzerine yapılan her tür kaplamaların maruz kaldığı doğa şartlarının, laboratuvar ortamlarında hızlandırılmış korozyon testleriyle nasıl ilişkilendirildiğini ve bu şekilde ürünlerin yaşam ömür öngörülerinin nasıl yapıldığının anlatılması için hazırlanmıştır.

Her üretici birçok farklı materyaller kullanarak değişik ürünler üretmekte ve bu ürünlerin satışını yapmaktadır. Üreticilerin en önemli istekleri, üretilen ürünlerinin pazarda yer bulması, başarılı bir performans sergilemesi ve markalarının yayılmasıdır. Başarılı bir performans ise önemli 2 parametreye göre değerlendirilir. Bunlardan birincisi ürünün muadillerine göre farklılıklar içererek kullanıcıya fonksiyonel açıdan kullanım kolaylıkları sağlaması ve uzun yıllar boyunca sağlam şekilde kalarak kullanım ömrünün uzun olmasıdır. Fonksiyonel açıdan pratiklik, fiyat, göze hoş gelme üreticinin kendi planlarına göre yürürken, uzun yıllar boyunca sağlam ürünler üretmek ise başka bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Burada sağlamlıktan kastedilen; metal, plastik, ahşap, vb. farklı malzemelerden üretilmiş ve özellikle doğal korozyon şartlarına dayanım için organik, inorganik, metalik ya da kimyasal dönüşüm kaplamaları ile kaplanmış ürünlerin ne derece bu şartlara dayanacak bir performans göstereceği olarak algılanmalıdır. Örneğin yaş ya da toz boya ile kaplanmış bir ürün kısa zamanda paslanırsa bu hem tüketiciyi hem de üreticiyi hiç mutlu etmeyecek bir durum olarak ortaya çıkacaktır. Bu makalede değişik sektörlerde çelikten üretilen kaplanmış ürünlerin özellikle korozyon yani paslanma açısından hangi doğal koşullar dikkate alınarak testlere alındığı, testlerin doğa koşullarını nasıl temsil ettiği, yapılan laboratuvar testlerindeki saatler ile gerçek yaşam süreleri ile arasındaki korelasyon hakkında bilgiler verilecektir.

Doğa koşullarını düşündüğümüzde aklımıza ilk gelenler sıcak- soğuk, nemli ortamlar, deniz etkisi, güneş etkisi, yağmur, rüzgâr, toz olabilir. Bunun yanı sıra korozyon etkisini arttıran diğer koşullara aşırı kirli gazlar yayan sanayi ortamları, değişik kimyasalların ürünlerle teması, yer altından geçen sistemlere toprak ve su mineralleri ile etkileşimini de ekleyebiliriz. Bunun dışında mekanik deformasyonların incelendiği nekanik dayanım testleri ve ağırlıkça çevresel testler kapsamında geçen sıcak-soğuk, şok sıcaklık ve nemli ortamlara dayanım testleri ise başka makalelere konu olabilir. Görüleceği üzere listede epey parametre var, acaba bizim ürünümüzde korozyon açısından hangi parametreler daha öncelikli diye düşünüyoruz. Burada üretici 2 noktayı dikkate alabilir. Birincisi, ürettiği ürünün Ar-Ge aşamasında yaptırmak kaydıyla, hangi koşullarda (kapalı ortam, açık atmosfer ortamı, sanayi bölgesi, deniz kenarı, toprak altı, yağmurlu bölge, nemli bölge ya da hepsi) çalışacağını ortaya koyarak, yaptıracağı testleri bu ortamları dikkate alarak ya da ilgili ürünün tüm dünyada kullanılan ve sağlaması gereken parametrelerin belirtildiği uluslararası standartları (ASTM, ISO, EN ISO, SAE, MIL, QUALICOAT, TS, IEC gibi) baz alarak, yapılması gerekli olan testler hususunda bilgiler alınabilinir. Bu ürün standartları online ortamlarda ilgili standart sitelerinden ücreti karşılığı rahatlıkla temin ediliyor. Bu standartlarda geçen testler ise yine benzer uluslararası test standartları esas olarak yerine getirilir. Burada dikkat edilmesi gereken bir husus da test standartlarında test sürelerinin bildirilmemesidir. Uluslararası test standartları sadece o testin hangi koşullarda (sıcaklık, nem, konsantrasyon, basınç, debi vb ), hangi tip test cihazları kullanılarak, hangi parametrelerin kayıt altına alınmasının, tekrarlanabilirlik ve uyarlık değerlerinin belirtildiği ve sonuçların nasıl raporlanmasının gerektiğini anlatan şartnamelerdir. Kısaca bir ürün standardı bir de test standardı mevcuttur. Bunları anlattıktan sonraki adım laboratuvar seçimi olacaktır.

Hangi laboratuvarlarda bu testler yaptırılmalı? Tüm dünyada izlenen yöntem şudur: Üretici ve tüketici arasındaki hakem, uluslararası akreditasyona sahip test laboratuvarlarıdır. Laboratuvar akreditasyonu EN ISO/IEC 17025-2017 versiyonuna göre tanımlanmaktadır. 4 yıl boyunca verilen ve her yıl ara denetimler ile kontrol edilen bu akreditasyona sahip olmak için; gerçek bir kalite sisteminin kurulması, uygun laboratuvar şartlarının sağlanması, gereken bilgi ve eğitime sahip test operatörleri, bağımsız ve gizlilik prensipleri gerekmektedir ve akreditasyon tüm bunları uygulayan tüzel kuruluşlara verilmektedir. Gerçekten de akreditasyon; buna uygun çalışan bir kalite sisteminin kurulması, işletilmesi, eğitimler, test cihazlarının bakımı, ara kontroller, kalibrasyon gerekleri, ölçüm belirsizliği çalışmaları gibi çok yoğun bir iş temposunu ve zorlukları içinde taşımaktadır. Ancak bu mesleğin gereğidir, yapılması gereken ve üretici için de gereken tam budur. Çoğu üretici firma kendi kalite bölümlerindeki laboratuvarlarda benzer testleri gerçekleştirmektedir. Ancak sonuçlardan emin olmak ve kendi test laboratuvarını değerlendirmek amacıyla tüm üreticilere akredite laboratuvarlarla koordine olarak çalışmaları önerilir. Çünkü burada amaç, ürün Ar-Ge aşamasında iken çıkabilecek sorunların tespit edilerek, pazara çıktığında markanın ve firmanın ekonomik olarak zarara uğramasını engellemek olmalıdır. Laboratuvarlarda yapılan hızlandırılmış korozyon testleri %100 doğru kabul edilemese bile gerçeğe çok yakın sonuçlar ürettiği de otoriteler tarafından kabul edilmektedir. Özellikle son yıllarda geliştirilen test cihazları, doğal hayata yatkınlığı çok başarılı şekilde yerine getirmektedir. Doğada 5-10 yıl sonrasında ortaya çıkabilecek sorunlar bu cihazlar ve hızlandırılmış korozyon yaşlandırma testleri yardımıyla üreticilere yön vermektedir.

Laboratuvarda ürünler üzerinde yapılması gereken bazı korozyon testlerini aşağıda gösterildiği gibi belirtebiliriz:
1.Tuzlu sis ortamlarına dayanım testi,
2.Döngüsel korozyon testleri (Nem, yağmur, sıcak ortamları içerir),
3.Nemli Ortamlara dayanım testleri,
4.SO2 içeren nemli ortamlara dayanım testleri
5.Su ve diğer kimyasallara Dayanım testleri,
6.Sıcak-Soğuk, Şok sıcaklık Dayanım testleri,
7.Sıcak-Soğuk Nemli ortamlara dayanım testleri,
8.Güneş ışığına (yağmur, nem ortamı) dayanım testleri,
9.Toz-su geçirimsizlik testleri IP testleri.

Burada yazılı ve laboratuvarlarda yapılan korozyon yaşlandırma test sürelerinin doğal koşullarla birebir eşitliği yoktur. Ancak sektörler bazında kabul edilmiş bazı yazılı olmayan kıyaslardan bahsedebiliriz. Örneğin otomotiv sektöründe 1000 saat üzeri yapılan korozyon testlerinin 5-15 yıl arası gerçek hayat dayanımlarını sağladığı hususunda ortak bir kanı vardır. Aralığın bu kadar açık olmasının sebebi makalede daha önce de belirtildiği üzere ürünün gerçek yaşamında bulunacağı ortamların korozyon açısından meydana getireceği risklerin farklı olması ile ilgilidir. Ankara’da bulunan bir otomobilin maruz kalacağı korozyon derecesi ile İstanbul’da ya da Antalya’da bulunan bir otomobilin maruz kalacağı korozyon dereceleri kesinlikle farklıdır. Denize yakın coğrafi bölgelerde, ortamda bulunan klor, yüksek nem ve yağmur nedeniyle korozyonun hızlanacağı inkâr edilemez bir gerçektir. Benzer şekilde güneş etkisi testlerinde de ürünün bulunduğu coğrafya ve iklim şartları da ürünün maruz kalacağı zorlayıcı şartları uzatabilir ya da kısaltabilir.

Korozyon sınıflandırmaları ile ilgili EN ISO 12944-2 standardında üreticilere bilgi vermesi açısından aşağıdaki tabloyu paylaşabilirim. Bu tabloda geçen kategorilere uygun testler ise EN ISO 12944-6 standardında geçmektedir.

(EN ISO 12944-2 Standard)
Table 1 — Atmospheric-corrosivity categories and examples of typical environments

Table 2 — Categories for water and soil

Boya ve kaplama üreticileri, ürünlerini, verilen testleri geçtikten sonra bir çelik alt tabaka üzerine kaplayarak, bir sonraki sayfada verilen tabloya göre derecelendirebilir.

(EN ISO 12944-6 Standard)
Table 1 — Test procedures for paint systems applied to carbon steel, hot dip galvanized steel or steel with thermal-sprayed metallic coating

Table 2 — Test procedures for paint systems applied to carbon steel, hot dip galvanized steel or steel with thermal-sprayed metallic coating

Bu makalede verilen bilgiler ile kocaman bir dünya olan laboratuvarcılık alanı ile gerçek yaşam parametrelerinin nasıl paralel gittiğine dair kısa ama gerekli bazı bilgileri vermeye çalıştım. Umarım bu bilgiler okuyucularımıza bir fayda sağlar.
Kaynaklar / References:
1-EN ISO 12944-2 -2017 Standardı
2-EN ISO 12944-6-2017 Standardı

  • (gizli tutulacaktır)