İnşaat, imalat veya mühendislik alanlarında koruyucu kaplama kullanıcıları için, dikkatle anlaşılması gereken tek bir korozyon boyutu vardır – hızlandırılmış korozyon testinin rolü ve sınırlamaları. On yıllar boyunca, sözde “tuz püskürtme testi”, kaplama performansı hakkında yanıltıcı bilgiler vermekte ve sonuçları, suni olarak gerçek dünyadakine göre daha olumlu sonuçlar veren ürünlerin pazarlama malzemelerinde belirgin bir özellik olarak kendini göstermektedir.
“Tuz püskürtme testi”nde yanlış olan nedir?
Öncelikle, test, özel bir malzeme veya kaplamanın kalite kontrolü ile ilgili bazı değerler içermektedir. Bu, testin esas olarak tasarlanma amacıdır ve bu amaçla bazı sanayi kuruluşları tarafından başarılı bir biçimde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, artık otomotiv sanayinde dahi büyük ölçüde terk edilmiştir.
“Tuz püskürtme testi”ndeki ciddi hatalı kullanım, farklı karakteristiklere sahip farklı malzemeleri veya kaplamaları kıyaslamak veya derecelendirmek için kullanılmasıdır. Özellikle, testin, boyaları metalik kaplamalar ile kıyaslama amacıyla kullanılması yanıltıcıdır. Farklı metalik kaplamaları kıyaslamak da aynı ölçüde yanıltıcıdır. Örneğin, çinko ve çinko alaşımlı kaplamalar (küçük miktarda magnezyum ve alüminyum ilave edilmiş olanlar gibi) arasındaki kıyaslamalar, gerçek saha performansına göre oldukça farklı karşılaştırmalı sonuçlar meydana çıkarabilir.
Aşağıdaki ifadeyi de içeren test ile ilgili uluslararası standarda (ISO 9227) rağmen, testi kullanarak malzeme kıyaslamaları yapmaya ne yazık ki halen devam edilmektedir:
“Tuz püskürtme uygulamasına dayanım ile bir başka ortamda korozyona dayanım arasında doğrudan ilişki nadiren mevcuttur,
çünkü koruyucu film oluşması gibi korozyonun ilerlemesini etkileyen bazı faktörler, karşılaşılan şartlara göre büyük ölçüde değişiklik gösterir. O nedenle, test sonuçları, bu malzemelerin kullanılabileceği tüm ortamlarda test edilen metal malzemelerin korozyona dayanıklılığı ile ilgili direk bir kılavuz olarak görülmemelidir.” 1
Bunun yerine, ISO 9227, tuz püskürtme testlerinin, yalnız, boya veya bazı metal kaplamalarda, kesiklikler, gözenekler ve hasarın hızlı analizinde kalite kontrol testi olarak uygun olduğunu öngörmektedir.
Çok sayıda meslektaş incelemesinden geçmiş çalışmalar, tuz püskürtme testinin kullanılması hakkında açık ve net uyarılarda bulunmuştur:
“Esasen, organik kaplama sistemlerinin performans seviyelerini derecelendirirken, standart tuz püskürtme testleri ile pratik deneyimden çıkan sonuçlar arasında varsa bile çok küçük bir korelasyon olduğu, uzun yıllardan beri kabul edilegelmektedir.” 2
“Tuz püskürtme, en yaygın kullanılan hızlandırılmış testtir. Deniz ortamlarında metalik kaplamaların test edilmesi için 50 yıl önce geliştirilmiştir. Bu testin, kaplamaların açık hava hizmet performansı için (tuzlu atmosferde bile) iyi bir gösterge teşkil etmediği gösterilmiş olmasına rağmen, kullanımı, kaplama sanayinde yerleşmiş durumdadır.” 3
“Bilinen ASTM B-117 tuz püskürtme testi, birkaç yüz saat içinde, soğuk haddelenmiş ve galvanize çeliğin kıyaslamasını vermektedir. Ne yazık ki, tuz püskürtme testi, kaplanmamış haddelenmiş sac levhaya göre galvanizlenmiş levhanın bilinen üstün korozyon dayanımını tespit etmesi mümkün değildir.” 4
“Tuz püskürtme, hızlı indirgeme sağlamaktadır, ancak açık hava maruziyetleri ile zayıf korelasyon ortaya koymaktadır; çoğu zaman açık havada görülenlerden farklı mekanizmalar ile indirgeme oluşturmaktadır ve nispeten zayıf hassasiyete sahiptir.” 3
Ne yazık ki, bu uyarılara rağmen, tuz püskürtme testi, yeni kaplamalar ve malzemelerin piyasaya tanıtılmasında iletişim amaçlı olarak halen kullanılmaktadır.
Tuz püskürtme testi neden yanıltıcı sonuçlar vermektedir?
“Tuz püskürtme testlerinin” gerçek korozyon performansını güvenilir biçimde tespit edememesinin sebeplerini anlamak için, test prosedürüne bakmak önemlidir. Testi yapılan numuneler, tuz içeren bir solüsyonun, 35°C de numuneler üzerine çok ince bir sis katmanı olarak püskürtüldüğü sıcaklık kontrollü bir bölmeye konur. Püskürtme sürekli yapılırken, numuneler sürekli ıslak olur ve o nedenle sürekli korozyona maruz kalır. Performans, tanımlanan yüzey paslanması seviyelerine ulaşmak üzere sayı saatleri kaydederek derecelendirilir. Test süreleri, bazı malzemeler için, 24 saat ile 1000 saat arasında değişir.
Tuz püskürtme testinin, gerçek dünyada maruziyet şartları ile korelasyon içinde olmamasının bazı çok açık sebepleri vardır:
- Test kuponlarının yüzeyi, gerçekte oluşmayan çevrimsel kuruma olmadan sürekli ıslaktır. Bu, çinko gibi metallerde, sahadaki gibi bir pasif film tabakası oluşmasını önler.
- Klorür muhtevası, çok yüksektir (normalde % 5 NaCl), ve farklı metaller ve metal bileşenleri için farklı hızlandırma faktörlerine sahip çok hızlandırılmış şartlar oluşmasına yol açar.
Bunlar, normal açık hava şartlarında maruziyet sırasında muhtemelen asla oluşmayan olağan dışı ve ağır şartlardır.
Tuz püskürtme testi, malzemelerin korozyona dayanımını başarılı biçimde kıyaslayamaz.
Gerçek açık hava şartlarında, metalik çinko kaplamaların iyi performansının, ıslaklık dönemleri arasında kurumaya dayandığı kabul edilmektedir. Kuruma çevrimi sırasında pasif ve nispeten stabil bir oksit ve/veya karbonat filmi geliştirme, galvanize kaplamaların mükemmel performansına katkı yapar. Tuz püskürtme testi sırasında sürekli ıslaklık, pasif oksit/karbonat tabakası gelişmesine imkan vermez. O nedenle, test, çinko kaplamalarının performansını suni olarak azaltır.
Boyanmış malzeme, tuz püskürtme testi kullanılarak değerlendirildiğinde, boyaların parçalanmasının yaygın sebebi olan ultraviyole ışığına maruziyet yoktur. Boyanmış çeliğin bozulmasının sebebi olan ana bozulma mekanizması, tuz püskürtme testinde bir şart olduğu için, bu ciddi bir kusurdur.
Farklı çinko kaplamaları çeşitlerini kıyaslarken, tuz püskürtme testi, benzer yanıltıcı sonuçlar verebilir. Örneğin, çinko kaplamaya az miktarda magnezyum veya alüminyum ilavesi, gerçek maruziyet şartlarından farklılık gösteren tuz püskürtme testi sonuçları oluşmasına yol açar.
İster çevresel ortamdan (deniz tuzu) ister bir çinko alaşımından olsun magnezyum iyonları, sodyum klorür mevcudiyetinde koruyucu korozyon ürünlerinin oluşumunu teşvik eder ve böylece korozyon oranlarının düşmesine yol açar. Bu, yüksek oranda ıslaklık ve yüksek klorür yükü içeren hızlandırılmış testlerde, çinko-magnezyum-alüminyum kaplamalarının suni olarak neden daha iyi performans gösterdiğini açıklamaktadır. Bu etki, örneğin deniz, atmosfer gibi bazı saha maruziyet testlerinde de ortaya çıkmaktadır; ancak tuz püskürtme test sonuçlarıyla gösterilene göre oldukça düşük seviyede bir iyileşme görülür.
Özet
Çelik malzeme için koruyucu kaplama seçiminde yol gösterici olmak üzere tuz püskürtme test sonuçlarının kullanılması, mühendislik topluluğunda halen ciddi bir problem olmaya devam ediyor. “Korozyon dünyasında” testin çok iyi bilinen sınırlamalarına rağmen, özellikleri görünürde olumlu sonuçlar ortaya çıkarabilecek kaplamaların kullanılmasının teşvik edilmesinde kullanılmaya devam etmektedir. Bu makalenin, bu tip hızlandırılmış test sınırlamalarına ilişkin bilimsel zemin için bir kavrayış oluşturması umulmaktadır. Hızlı ve kısa süreli bilginin çekiciliğine rağmen, uzun süreli maruziyet testinden elde edilen korozyon bilgileri ve gerçek yapılar veya kullanılmakta olan bileşenlerden elde edilen geçmiş olay bilgileri için ikame niteliğinde değildirler.
Referanslar:
- ISO 9227 “Suni atmosferde korozyon testleri – tuz püskürtme testleri”
- J S Skerry, A Alavi ve K I Lindgren; Koruyucu Organik Kaplamaların Çevresel ve Elektrokimyasal Test Metotmarı”; Kaplama Teknolojisinin J si, Cilt 60, No 765, sayfa 97.1988
- B Appleman, “Çevrimsel Hızlandırılmış Test: İyileştirilmiş Kaplama Performansı Değerlendirilme Görüşleri” J Koruyucu Kaplamalar & Astarlar s 71-79, Kasım 1989
- E Townsend “ Otomobil ve Çelik Sanayilerinde İyileştirilmiş Laboratuvar Korozyon Testi Geliştirme”; 4. Yıllık ESD Genişletilmiş Kaplama Konferansı, Dearborn, ABD 1994.
Bu doküman Swerea KIMAB AB’de Danışmanlık Hizmetleri ve Altyazılarda Korozyon Koordinatörü L.Sjögren’,n katkılarıyla hazırlanmıştır. Stockholm merkezli Swerea KIMAB, korozyon ve malzeme araştırmalarında lider enstitüdür. Yüzey teknolojisi, korozyon ve metallerin korozyondan koruması, korozyon testleri ve saha maruziyetleri, polimerlerin korozyonu ve malzeme analizleri ve metalografi uzmanlık alanıdır.
