Korozyon hava araçlarında son derece önemli bir hasar çeşididir. Korozyon, uçakların aşırı yorulmasına (fatigue) ömürlerinin azalmasına ve bakım maliyetlerinin artmasına neden olur. Ayrıca korozyon nedeniyle sefere verilemeyen veya bakımı uzayan bir uçağın şirkete ve ülke ekonomisine zararı büyüktür. Uçakların bakımları doğru, eksiksiz ve kurallara uygun bir şekilde yapıldığı takdirde hem güvenli bir şekilde uçar hem de gelecek bakımlarda daha az maliyet ve işgücü gerektirir.
Uçak üreticileri uçakları dizayn ederken korozyona dayanıklı malzemeler seçmeye ve üretmeye gayret ederler. Her metalin kendine özgü özellikleri vardır; örneğin ısı iletkenliği, elektrik iletkenliği, elastikiyet, dayanıklılık, dövülgenlik, bükülebilme, kesilme, basma, burulma, gerilme ve ısıya karşı dayanım gibi. Metalürji mühendisleri kullanım şartları ve yerlerine göre bu metalleri bir araya getirerek (alaşımlandırarak) en uygun malzemeyi dizayn ederler.
Korozyon Nedir
Alaşımlı ve alaşımsız metallerin zamanla kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda bozulmasıdır. Metal malzemelerde eletron alış-verişi esnasında gözle görülmeyen bir enerji açığa çıkar bu enerji korozyon oluşumuna neden olur. Mesela demir bazlı metallerin paslanması, alüminyum, magnezyum gibi metallerin oksitlenmesi gibi. Kısaca metallerin doğadaki öz hallerine dönmeye çabalaması şeklinde de ifade edilebiliriz.
Korozyonun oluşabilmesi için üç etkenin bir arada olması gereklidir (Şekil:1)
1- Elektrolit: Su, nem, tuzlu su, bütün kimyasal sıvılar, Pislikler
2- Elektrik potansiyel farkı (Anot-Katot): İki farklı metal
3- İletkenlik: Metallerin birbirleriyle teması.
Korozyonun Oluşum Sebepleri:
Uçaklarda korozyonun oluşum sebeplerine bir çok örnek verebiliriz.
1- Üretim yöntemleri: Eğitim eksikliği, hatalı malzeme seçimi, uygun olmayan ve hatalı koruma yöntemleri, hatalı imalat yöntemleri, hatalı veya eksik uygulama prosedürleri.
2- Dizayn: Drenajların hatalı ve yetersiz olması, eksik yağlama noktaları, yetersiz ulaşım kapakları (Access door), uygun olmayan yöntemler, hatalı ve eksik korumalar, hatalı malzeme seçimi.
3- Lavabo, hidrolik, yakıt gibi kimyasal kaçaklar, Yangın söndürücüler, de-icing sıvıları, uygun olmayan uçak temizleme maddeleri.
4- Operasyon çevresi: Deniz sahili, çöl, tropikal bölgeler, volkanik bölgeler, endüstriyel sanayi bölgeleri, aşırı nemli bölgeler (yüksek sıcaklık ve yüksek nemin bir arada olması en az arzu edilen durumdur)
5- Taşınan Yükler: Hayvan ve su ürünleri taşıma, sıvı ve asitli gıdaların taşınması, cıva taşıma, kimyasal madde taşıma.
6- Hatalı ve Eksik Bakım: Eğitim ve tecrübe eksikliği, uygunsuz ve eksik temizlik, hatalı veya eksik prosedür kullanımı, yanlış malzeme kullanımı, uygunsuz tamir, kalitesiz çalışma, hatalı veya eksik koruma uygulama, yetersiz ve eksik korozyon kontrolu, yanlış takım ve teçhizat kullanımı, uçak bakımıyla uğraşan bizler için en önemli sorunlar diyebiliriz. Çünkü bir hata dizaynında da üretimde de veya başka etkilerle de olsa uçak bakımında en doğru şekilde tespit edilip kurallara uygun olarak giderilmek zorundadır.
7- Kullanılan Yakıt: yakıtın içerisindeki sudan dolayı oluşabilecek biyoljik bakteriler.
8- Uçakların kısa mesafeli iniş kalkışlarından dolayı yorulma ömürlerinin düşmesi ve çabuk yıpranmaları.
9- Uçakların yaşlanması, yorulma ömrünün ( fatigue life) azalması, stres görmesi.
10- Pist ve apronların olumsuz durumları: Tüm yabancı maddeler (FOD) ve kirlilik kaynakları.
Korozyon Çeşitleri:
Korozyonun tipine karar vermek çok önemlidir. Metallerde oluşan bütün çürümelere sadece korozyon demek yetersizdir ve bunun adlandırılması gerekir. Korozyonun çeşidini belirlemenin en kolay yolu oluşum sebeplerini ve nerede meydana geldiğini bilmek yeterlidir.Korozyonun tipini biliryorsak bu seferde sebebini veya nerede meydana geldiğini tahmin etmek çok kolaydır. Korozyon, metallerin dış yüzeyinde, iç yapısında, farklı metallerin bir araya gelmesinde, yorulma ve gerilme altında oluşur, ayrıca mikrobiyolojik etkilerle yakıt tanklarında da meydana gelir. Aşağıda korozyonun çeşitleri kısa şekillerle açıklanmıştır.
- A) Surface (Yüzey) Korozyon: Metal malzemelerin dış yüzeylerinde oluşan korozyonlardır. Oluşum sebeplerine göre çeşitlere ayrılır.
1- Pitting (Çukurcuk) Korozyonu: Yüzeyde başlayan bu tip korozyon yüzeyi oyarak tanecik yapısını takip ederek metal yapının içine doğru ilerler. Tespit edilmez ve önlem alınmaz ise zaman içerisinde çok tehlikeli boyutlara ulaşabilir.
Şekil 2: Lokasyonu: Seat Track, Sebebi: Kirli atıklarının yüzeyde elektro-kimyasal etkiyle metal malzemenin direncini azaltması.
2- Filiform Korozyon: Boyanın altında başlar ve ilerler. Nem boyanın altına girer ve koruma maddesini (Primer) savunmasız yakaladığında metali çürütmeye başlar . Boyanın kabarmasıyla kendini bellieder. Genellikle yüksek nemli (yaklaşık %75-80 nem ve üzeri) ortamlarda oluşur. Oluşum sebepleri: kullanılan koruma maddelerinin (Primer, alodine gibi), boyaların hatalı uygulanması ve uygulanan bölgenin iyi temizlenmemesi. Genellikle perçin çevrelerinde görülür. Hemen müdahale edilmezse ilerleyen korozyon pitting’e dönüşür.
Şekil 3: Lokasyon: Skin Plate Sebebi: Boyanın altına nem veya oksijen girerek primeri bozarak metal malzemeyi çürütmeye başlaması.
3- Crevice Korozyon (Oxygen Concenration Cell): Oksijen, nem veya suyun iki yapı veya parçanın arasına girmesiyle metal malzemeyi çürütür. Korozyon oluştuktan sonra parça veya yapıyı gererek kabartır ve bağlantı elemanlarını koparır.
Şekil 4: Lokasyon: Lap Join Sebebi: Suyun ve nemin iki gövde sacının arasına girmesiyle korozyonun oluşması
B) Disimillar Metal (Galvanic) Korozyon: İki farklı metalin bir arada bulumasından dolayı oluşan elektirik potansiyel farkıyla (anot-katod) meydana gelir.
Şekil 5: Lokasyon: Wing Skin Plate,Sebebi: İki farklı metal.
C) Intergranular (Taneler Arası) Ve Exfoliation (Yapraklanma) Korozyonu:
1- Intergranular Korozyon: Metal malzemelerin iç yapıların oluşan korozyondur. Gözle tespit edilemez. Oluşum sebepleri; malzemelerin hatalı ısıl işlemi, hatalı imalatı, parçaların montajında tanecik yönlerinin dikkate alınmaması gibi nedenlerdir.
Şekil 6: Lokasyon: Wing Skin Plate Sebebi: Malzemenin iç yapsındaki taneler arasında oluşan korozyon. Soldaki resimde korozyon gözle görülememektedir ancak NDT Ultrasonic kalınlık ölçümünden sonra orijinal kalınlığın 0.412” inc’den 0.180” inc’e (taralı kısım) tespit edilmiştir. Sağdaki resimde malzeme zımparalamayla (blend out) kaldırıldıktan sonra korozyon ortaya çıkmıştır.
2- Exfoliation (Yapraklanma) Korozyon: Metal malzemelerin iç yapısında (intergranular) oluşan korozyonun zaman içerisinde dışarı doğru yaprak yaprak kusmasıdır yani gözle görülebilir hale gelmesidir.
Şekil 7: Lokasyon: Center Fuel Tank upper skin panel. Sebebi: Malzemenin içyapısında oluşan korozyonun dışarı kusması.
D) Fatıgue (Yorulma) – Stress (Gerilme) Korozyon:
1- Fatıgue Korozyon: Uçakların Yorulma Ömrü (Fatigue Life) kalkış ve iniş (Flight Cycle) sayılarına bağlıdır tabi ki uçakların yaşını da göz ardı etmemek gerekir mesela; bir uçağın F/C düşük olmasına rağmen yaşının yüksek olmasından dolayı yorulma ömrü değişebilir. Uçaklar dizayn edilirken yapısal elemanların her inch karesine gelen yükler hesap edilir ve stress analizi (DTA) yapılarak Yorulma ömürleri belirlenir. Uçaklarda yorulma gerilimi her bölgeye göre farklılık gösterir örneğin yorulma geriliminin yoğun olduğu bölgelerden bir kaçı motor bağlantı bölgeleri, kanat bağlantı bölgeleri, pencere ve kapı çevreleridir.
Şekil 8: Lokasyon: Emergency Door lower cutout Sebebi: Uçağın yaşına da bağlı olarak F/C yüksek olmasından dolayı yorulma ömrünün azalması.
2- Stress (Gerilme) Korozyonu: Olağan dışı bir durumdan dolayı oluşan çatlaklar ve akabinde oluşan korozyon.
Şekil 9: Lokasyon: Ana İniş Takım Kapağı (MLG door) Sebebi: Kapağın ayarsız takılması akabinde yaşadığı sürekli stress den dolayı çatlak meydana gelmiş ve korozyona dönüşmüştür.
3- Frettıng (Aşınma) Korozyon: Hareketli ve titreşimli yüzeylerde iki metalin sürtünmesiyle oluşan korozyondur.
Şekil 10: Lokasyon: Pylon’un kanat bağlantı fitting. Sebebi: Pylon o bağlı olan Bushing in titreşim sonucunda yerinden çıkarak kanat bağlantı fitting inin yüzeyine sürtünmesi ile oluşmaktadır
4- Hydrogen Embrıttlement: Hidrojen atomlarının metal malzemenin yüzeyine veya içyapısına etki etmesi sonucunda gevrek ve kırılgan hale getirerek oluşan korozyondur. Metal yüzeyine hidrolik, cıva, asit gibi tehlikeli sıvıların veya ekzos çevrelerindeki gazların temas etmesi, malzemelerin üretimi sırasında iç yapısında hidrojen atomlarının kalması gibi nedenlerden dolayı oluşabilir.
Şekil 11: Lokasyon: APU (Auxlary Power Unit) ekzost duct Sebebi: Isının yüksek olduğu bu bölgeye Hidroliğin teması.
E) Microbial Korozyon: Yakıt tanklarının içerisinde oluşan mikrobiyolojik (bakteri, mantar, küf gibi) canlıların etkisi ile oluşan korozyondur.
Şekil 12: Lokasyon: Yakıt tankı kapağı.Sebebi: Yakıt içerisinde bulunan su üzerinde yoğunlaşmadan dolayı oluşan bakterilerin etkisi.