Bài giảng Những đặc điểm ăn mòn khí quyển

Chương 5: Những đặc điểm ăn mòn khí quyển • 3. Phân loại ăn mòn . • Dựa theo môi trường • 1. Ăn mòn trong khí : ôxy, khí sunfuarơ, khí H2S,... 2. Ăn mòn trong không khí : Ăn mòn trong không khí ướt, ăn mòn trong không khí ẩm, ăn mòn trong không khí khô. 3. Ăn mòn trong đất. 4. Ăn mòn trong chất lỏng (kiềm, axit, muối,... • 4. Phân loại mức độ chịu ăn mòn của vật liệu Các dạng ăn mòn bề mặt a/ ăn mòn đều, b/ ăn mòn không đều, c/ ăn mòn lựa chọn, d/ ăn mòn giữa các tinh thể • II.CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI TRONG KHÔNG KHÍ • BIỆN PHÁP CHỐNG RỈ SÉT & ĂN MÒN TRUYỀN THỐNG Sơn phủ bảo vệ: Lớp sơn phủ bảo vệ tạo một lớp màn chắn (barrier) cách ly kim loại với môi trường nhưng khi lớp bảo vệ này bị hỏng thì hơi ẩm thâm nhập và ăn mòn tấn công vào bên dưới lớp sơn gây phồng rộp và ăn mòn nên có tuổi thọ thấp chỉ vài năm. • Sơn làm việc vì chúng làm chậm sự ăn mòn bằng cách giảm tỉ lệ hiện tại của dòng chảy trong quá trình ăn mòn điện sinh hóa học. Như vậy, sơn là 1 chi phí có hiệu quả, biện pháp để bảo đảm sự bảo vệ từ việc ăn mòn. • Đối với các công trình bị ngập nước hay chôn trong đất thì kết hợp thêm biện pháp chống ăn mòn catốt (cathodic protection). Biện pháp này đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới như các giàn khoan biển, cầu cảng, hệ thống bồn bể đường ống đều có hệ thống chống mòn catốt. • Chống ăn mòn catốt là sử dụng bản chất của quá trình ăn mòn điện hóa để xây dựng thành một hệ gồm catốt (kim loại cần bảo vệ) và anốt. • Anốt được chọn nhưMg, Al, Zn làm vật liệu hy sinh thay thế cho sắt thép cần bảo vệ vì các kim loại này đều đứng trước Fe trong bảng tuần hoàn hóa học. • Trong hệ luôn tồn tại dòng điện một chiều đi qua giữa anốt và catốt, xuất phát từ sự chênh lệch điện thế giữa hai kim loại khác nhau trong môi trường tồn tại dung dịch điện phân là nước hoặc do bị áp đặt từ nguồn điện một chiều bên ngoài. • Phương pháp mạ kẽm nhúng nóng. Dạng chống ăn mòn catốt phổ biến nhất, được ứng dụng rộng rãi hiện nay như: trụ điện chiếu sáng, cầu cảng, tháp điện lực, ống nước… Các kết cấu kim loại sau khi đã được làm sạch bằng axit, hóa chất… được đưa vào các bể kẽm được nung nóng chảy ở nhiệt độ cao hình thành nên một màng chắn bao bọc kim loại. Lớp bảo vệ này chịu va đập, không thấm nước, chống tia cực tím… • PHƯƠNG PHÁP MẠ KẼM LẠNH (ZINC- RICH COLD GALVANIZING COATING) • Mạ kẽm lạnh là phủ lên bềmặt kim loại một lớp kẽm lỏng tương tự như sơn ở nhiệt độ môi trường bình thường, • bằng cách dùng áp lực khí nén thổi dung dịch kẽm lỏng thành chùm các hạt kẽm bắn vào bề mặt kim loại đã vệ sinh sạch bề mặt. • Trong dung dịch kẽm có chất gắn liên kết và các phụ gia giúp cho kẽm bám chặt vào bề mặt kim loại và khô cứng trong vài giờ tương tự như các loại sơn truyền thống. • Lớp phủ kẽm sau khi khô cung cấp hai chức năng bảo vệ: • thứ nhất là chức năng bảo vệ thụ động (passive protection) là lớp màng chắn bảo vệ kim loại như các loại sơn truyền thống; • thứ hai là bảo vệ chủ động (active protection) tức chức năng chống ăn mòn catốt (Cathodic protection), chức năng này có ở lớp phủ bảo vệ bằng mạ kẽm nhúng nóng (hot-dip galvanizing). PHOSPHAT HÓA BỀMẶT KIM LOẠI BẰNG HÓA CHẤT • Phosphat hoá là một trong những phương pháp rất có hiệu quả để bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn trong môi trường xâm thực và trong không khí. • Vật liệu được phosphat hoá sẽ được phủ lên trên bề mặt một lớp phi kim loại, không dẫn điện (điện áp từ 300- 1.000V mới có thể đánh thủng được lớp phosphat này). Dựa vào đặc tính này người ta mới ứng dụng làm máy biến thế (các lá sắt, lõi mô tơ). • Lớp phosphat Mangan, kẽm được hình thành từ các muối có trong dung dịch Mn(H2PO4)2, Zn(H2PO4)2, Fe(H2PO4)2 vv…),có khả năng ngậm dầu tốt. Lớp Phosphat này không những có khả năng được lớp màng bảo vệ tốt. • Các phương pháp khác • Dùng các kim loại dễ bị thụ động( Cr, Al, Ti, Ni…) để chế tạo các thép, hộp kim dễ thụ động hóa, hoặc dung các kim loại làm phụ gia Catot( Cu, Cr,) có tác dụng thụ động của thép cacbon trong quá trình ăn mòn trong không khí. • Đưa các chất màu có tác dụng gây thụ động hóa kim loại vào thành phần của lớp sơn chống ăn mòn • Giảm độ dẫn điện của lớp màng ẩm trên bề mặt kim loại bằng cách giảm hàm lượng khí hoạt động, giảm hàm lượng bụi và hàm lượng muối trong không khí ở khu vực cần bảo vệ kim loại. • Giảm khả năng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt kim loại bằng cách sấy nóng không khí vùng bao quanh kim loại, làm sạch bề mặt kim loại để giảm khả năng ngưng tụ mao quản. • Bao phủ bề mặt kim loại bằng các lớp bao phủ phi kim hoặc các lớp bao phủ kim loại hoặc các lớp bao phủ là hợp chất hóa học. • Bảo vệ ngắn hạn các chi tiết, kết cấu giữa các nguyên công chế tạo hoặc khi bao quản, vận chuyển … các thành phẩm thì người ta còn dung các lớp ngăn cách tạm thời như dầu, mở, vadolin kỉ thuật, parapin trung tính… bao phủ trên bề mặt kim loại. • Sử dụng các chất làm chậm ăn mòn: dung các chất làm chậm ăn mòn loại tiếp xúc NaNO2 bằng cách hòa tan thành dung dịch rồi quét lên bề mặt kim loại cần bảo vệ hay dung các chất làm chậm ăn mòn loại bay hơi dùng ở dạng bột để trong bao, bọc kín chi tiết bảo vệ, hoặc quét dung dịch các chất đó lên các bao bì bảo quản và vận chuyển.