Yüksek hızlı döngüsel akışlar, endüstriyel sistemlerde (borular, pompalar, türbinler) malzemelerin korozyon davranışını önemli ölçüde etkileyen, mekanik ve kimyasal etkilerin birleşimi olan dinamik bir süreçtir. Bu ortamlar, özellikle koruyucu oksit tabakalarının sürekliliğini bozarak korozyon hızını ciddi oranda artırır. 

Wikipedia +1

Yüksek Hızlı Akışın Korozyon Üzerindeki Etkileri

Yüksek hızlı akışkanlar, korozyon mekanizmalarını şu şekillerde değiştirir:

• Akış Hızlandırmalı Korozyon (FAC - Flow-Accelerated Corrosion): Metal yüzeyindeki koruyucu demir oksit tabakasının () hızlı akan su veya buhar içerisinde çözünmesi sürecidir.

• Erozyon Korozyonu (E-C): Akışkan içindeki katı parçacıkların veya kabarcıkların, koruyucu filmi mekanik olarak sıyırarak alttaki metali korozif ortama maruz bırakmasıdır.

• Kavitasyon: Yüksek hızlarda oluşan düşük basınçlı gaz kabarcıklarının, basıncın arttığı bölgelerde patlayarak metal yüzeyinde oyuklar (çukurcuklar) oluşturmasıdır.

• Türbülanslı Akış: Boru dirsekleri, vanalar ve daralan bölgelerde oluşan türbülans, korozyonun yerel olarak çok yüksek hızlara ulaşmasına neden olur. 

  ScienceDirect.com +5

Elektrokimyasal Davranış Üzerindeki Etkiler

Yüksek hızlı akış, malzeme/elektrolit ara yüzeyindeki elektrokimyasal süreçleri hızlandırır:

• Kütle Transferinin Hızlanması: Yüksek hız, korozyon ürünlerinin (metal iyonlarının) metal yüzeyinden uzaklaştırılmasını ve korozif ajanların yüzeye taşınmasını hızlandırır.

• Difüzyon Sınır Tabakasının İncelmesi: Akışkan hızı arttıkça, yüzeydeki difüzyon sınır tabakası incelir. Bu durum, anodik çözünme reaksiyonlarını (metal kaybını) doğrudan hızlandırır.

• Pasivasyonun Bozulması: Paslanmaz çelik gibi malzemelerin oluşturduğu pasif (koruyucu) tabakalar, yüksek hızın getirdiği yüksek kesme gerilmesi (shear stress) ile kırılabilir veya mekanik olarak sökülebilir.

• Galvanik Korozyon: Farklı metallerin bir arada olduğu sistemlerde, akışın etkisiyle daha aktif olan metalin potansiyeli değişerek korozyon hızı artabilir. 

  PubMed Central (PMC) (.gov) +2

Etkileyen Faktörler ve Hasar Biçimleri

• Malzeme Bileşimi: Karbon çelikleri ve düşük alaşımlı çelikler, paslanmaz çeliklere göre yüksek hızlı akışta korozyona (FAC) daha duyarlıdır.

• Sıcaklık: Genellikle sıcaklık arttıkça korozyon hızı da artar, ancak 150-170 °C civarında maksimum FAC oranları gözlemlenebilir.

• pH ve Oksijen Seviyesi: Düşük pH (asidik) ve düşük çözünmüş oksijen seviyeleri FAC oranını artırır. Oksijenin varlığı, karbon çeliklerinde pasivasyonu artırarak FAC'ı azaltabilir.

• Hasar Görünümü: Erozyon korozyonu genellikle akış yönünde uzanan, pürüzsüz, dalgalı veya at nalı şeklinde çukurlar oluşturur. 

  Wikipedia +4

Yüksek hızlı akışlı sistemlerde korozyon, sadece kimyasal bir olay değil, aynı zamanda akışkanlar dinamiği ile elektrokimyasal reaksiyonların sinerjik bir sonucudur.