1. Các loại ăn mòn kim loại và các biện pháp chống ăn mòn kim loại
Các loại ăn mòn kim loại đã gây ra những thiệt hại gì cho kinh tế thế giới: Ăn mòn kim loại đã xảy ra hàng triệu năm trên trái đất và vẫn tiếp tục diễn ra cho đến ngày nay. Ăn mòn kim loại gây ra nhiều thiệt hại cho nền kinh tế xã hội toàn cầu như:
- Về an toàn: hư hỏng bất ngờ có thể gây ra cháy, nổ, rò rỉ khí độc và sập công trình
- Về sức khỏe: ô nhiễm do sản phẩm tạo ra từ thiết bị bị ăn mòn
- Gây cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên trong đó có các kim loại và nhiên liệu sử dụng để sản xuất kim loại.
- Thẩm mỹ: vật liệu bị ăn mòn rất khó coi.
Ăn mòn kim loại hàng năm tiêu tốn nhiều chi phí, thậm chí còn gây nguy hiểm cho các cấu kiện của các nhà máy và chủ đầu tư các công trình dân dụng, công nghiệp, nông nghiệp, viễn thông, điện lực, dầu khí, quân sự, quốc phòng và đặc biệt là các công trình ven biển. Theo như thống kê khối lượng kim loại bị ăn mòn trung bình hằng năm trên thế giới khoảng 10−30% khối lượng kim loại được sản xuất ra. Sự ăn mòn kim loại gây tổn thất lớn về nhiều mặt cho nền kinh tế và đời sống con người. Tuy nhiên, nếu hiểu rõ nguyên nhân gốc của vấn đề ăn mòn và các loại ăn mòn kim loại, chúng ta hoàn toàn có thể ngăn chặn và đẩy lùi ăn mòn. Bước đầu tiên để kiểm soát các chi phí này là phải hiểu rõ ăn mòn kim loại là gì, nguyên nhân dẫn đến ăn mòn và các loại ăn mòn kim loại.
1.1. Định nghĩa sự ăn mòn kim loại là gì?
Sự ăn mòn kim loại được hiểu là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh. Bản chất của ăn mòn kim loại là quá trình oxi hóa- khử. Các loại ăn mòn kim loại gồm có hai loại ăn mòn kim loại chính là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa:
2. Các loại ăn mòn kim loại
1. Theo cơ chế của quá trình ăn mòn.
– Ăn mòn hoá học: là quá trình ăn mòn do tác dụng hoá học giữa kim loại với môi trường.
– Ăn mòn điện hoá: là quá trình ăn mòn do tác dụng điện hoá học giữa kim loại với môi trường; phản ứng điện hóa xảy ra trên 2 vùng khác nhau của bề mặt kim loại: vùng anốt và vùng catốt. Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào điện thế điện cực của kim loại, môi trường ăn mòn, nhiệt độ …
2. Theo điều kiện của quá trình ăn mòn.
– Ăn mòn khí : ăn mòn kim loại trong khí thường xảy ra ở nhiệt độ cao.
– Ăn mòn khí quyển : ăn mòn kim loại trong khí quyển tự nhiên.
– Ăn mòn trong chất điện giải : ăn mòn kim loại xảy ra trong chất lỏng dẫn điện.
– Ăn mòn trong đất.
– Ăn mòn do dòng điện ngoài: ăn mòn điện hoá do tác dụng của dòng điện 1 chiều bên ngoài.
– Ăn mòn tiếp xúc: là dạng ăn mòn điện hoá gây ra do kim loại có điện thế khác nhau tiếp xúc với nhau.
– Ăn mòn do ứng suất: là dạng ăn mòn do tác dụng đồng thời của môi trường ăn mòn và ứng suất cơ học.
– Ăn mòn do sinh vật: trong một số môi trường do một số vi sinh vật hoạt động tiết ra những chất làm tăng quá trình ăn mòn.
3. Theo đặc trưng của dạng ăn mòn.
* Ăn mòn toàn bộ: trên toàn bộ bề mặt kim loại bị ăn mòn.
– Ăn mòn đều: tốc độ ăn mòn trên bề mặt kim loại như nhau.
– Ăn mòn không đều: tốc độ ăn mòn không đều nhau trên bề mặt kim loại.
– Ăn mòn chọn lựa: chỉ phá huỷ một pha nào đó trong cấu trúc hợp kim, hay một cấu tử nào đó của hợp kim.
* Ăn mòn cục bộ: chỉ một vài phần trên bề mặt kim loại bị ăn mòn.
– Ăn mòn vết: tạo thành những vết dài trên bề mặt kim loại.
– Ăn mòn hố: ăn mòn tạo thành hố có chỗ sâu, chỗ nông.
– Ăn mòn điểm: ăn mòn ở dạng điểm khác nhau đường kính là 0,1 – 1,2 mm .
– Ăn mòn dưới bề mặt: ăn mòn ban đầu trên bề mặt nhưng dần dần ưu tiên dưới bề mặt.
– Ăn mòn giữa các tinh thể: ăn mòn này rất nguy hiểm vì không thay đổi dạng bề mặt bên ngoài, nhưng làm giảm nhanh độ bền và độ dẻo của kim loại.
– Ăn mòn nứt: khi tác động đồng thời hai nhân tố là ăn mòn và cơ học. Kim loại không những nứt ở giữa các giới hạn hạt mà còn xuyên qua tinh thể.
Có nhiều yếu tố ảnh hướng đến quá trình ăn mòn kim loại, trong đó có 2 yếu tố chính ảnh hưởng trực tiếp đến sự ăn mòn của kim loại, đó là yếu tố môi trường và nhiệt độ:
– Yếu tố môi trường: Sự ăn mòn kim loại xảy ra tùy thuộc vào môi trường xung quanh. Cụ thể, kim loại sẽ dễ bị ăn mòn khi được đặt trong môi trường có oxy.
Ví dụ: Đinh sắt sẽ bị ăn mòn nhanh trong môi trường nước muối hay axit. Nhưng nếu đặt đinh sắt vào môi trường nước cất, đinh sắt sẽ không bị ăn mòn.
– Yếu tố nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao, tốc độ ăn mòn của kim loại càng nhanh
Một số biện pháp chống lại sự ăn mòn:
Dùng phương pháp điện hóa:
Phương pháp này là dùng một tấm kim loại khác nối với tấm kim lại cần được bảo vệ, đa số người ta hay dùng 1 tấm kẽm. Khi thiết bị hoạt động thì tấm kẽm bị ăn mòn dần, sau một thời gian người ta sẽ thay tấm kẽm khác.
Với phương pháp này thì đòi hỏi cần phải khảo sát kỹ các hóa chất trong trường tiếp xúc của kim loại, điều kiện nhiệt độ, áp suất,… rồi mới đưa ra được phương án tối ưu nhất.
Dùng hợp kim chống rỉ:
Biện pháp chống ăn mòn kim loại này khá đắ tiền vì vậy việc sử dụng còn gặp nhiều hạn chế.
Nhưng cách chống ăn mòn hiệu quả và kinh tế nhất là cách ly kim loại với các tác nhân gây ra ăn mòn kim loại. Tại Tín Tâm Trí chúng tôi cung cấp các giải pháp đa dạng cho việc cách ly bề mặt kim loại với môi trường như chất phủ chống ăn mòn, băng keo chống ăn mòn… cùng với việc thi công đơn giản, an toàn, thân thiện với môi trường và độ bền cao, không cần duy trì bảo dưỡng.