Trong lòng đất, đặc biệt là ở các khu công nghiệp có rất nhiều thiết bị chôn ngầm như hệ thống các ống dẫn nước, khí gas, nhiên liệu lỏng, xăng dầu hoặc cáp điện ngầm,…Theo thời gian, dưới tác động của môi trường xung quanh những vật liệu này rất dễ bị ăn mòn, làm giảm tuổi thọ và giảm chất lượng sản phẩm. Gây ra hiện tượng rò rỉ hoá chất, khí độc,… ảnh hưởng đến sản xuất, kinh tế và cả đời sống người dân như ô nhiểm nguồn nước, rò rỉ các chất hoá học, nhiên liệu lỏng, xăng dầu và cả khí gas. Kết quả của sự ăn mòn các ống thép trong long đất là những tạp chất trên bề mặt của các đường ống kim loại thường được gọi là gỉ, một sản phẩm màu đỏ/đen được tạo thành bởi các oxit sắt khác nhau.
Đường ống kim loại chôn ngầm trong lòng đất
CÁC DẠNG ĂN MÒN TRONG ĐẤT CHỦ YẾU
- Dạng ăn mòn điểm: kim loại thường bị phá huỷ, tạo thành các điểm, hố sâu, rỗ và chủ yếu ở các vị trí mặt dưới của ống.
- Dạng ăn mòn theo địa hình: ở những vị trí cao, khô ráo, không có sự xuất hiện của các mỏ muối thì tốc độ ăn mòn của kim loại rất thấp.
- Dạng ăn mòn với tốc độ đáng kể: thường xảy ra ở các vùng ẩm, có tạp chất gồm muối vô cơ hoặc vùng đất ẩm cận biển.
- Dạng phụ thuộc pH: với chỉ số từ 5 đến 8 kết hợp với nền đất ẩm, môi trường axit có độ dẫn điện tốt. Trong một vài điều kiện, đất cát tạo nên môi trường có tính ăn mòn cao hơn đất sét vì dễ dàng thông khí oxy.
- Dạng ăn mòn điện hoá với catot khử oxy, đôi khi sẽ khử ion H+ nếu môi trường ăn mòn có tính axit cao.
Bề mặt ống kim loại bị ăn mòn điểm
Đất được ví như một chất điện ly, có tính ăn mòn và tính dẫn điện ion vì cấu trúc của đất bao gồm các lỗ hỏng, thường được làm đầy bởi không khí và độ ẩm có chứa đa dạng chất hoá học nên gây ra vấn đề dẫn điện ion. Vì vậy, có thể dễ dàng nhận thấy các vật liệu kim loại chôn âm trong lòng đất ẩm thường bị ăn mòn theo cơ chế điện hoá học.
Do cấu trúc không đồng nhất trong đất dẫn đến việc thông khí không đều, xảy ra hiện tượng ăn mòn trong không khí. Tạo ra sự phá huỷ kim loại khi catot – nơi nhiều oxy phản ứng với anot – vùng ít oxy.
Sự ăn mòn của đường ống kim loại chôn sâu dưới mặt đất rất đa dạng, thường gặp dạng ăn mòn cục bộ trên kim loại bị phá huỷ dưới hình thức điểm, hố sâu hoặc rỗ,
CƠ CHẾ ĂN MÒN ĐƯỜNG ỐNG KIM LOẠI CHÔN NGẦM
- Trong vô số trường hợp, ngoại trừ đất quá khô, ống kim loại như sắt, thép bị ăn mòn điện hoá học với sự khử phân cực oxy – chất ăn mòn kim loại chủ yếu
- Phụ thuộc vào sự di chuyển của oxy trong đất đến bề mặt kim loại được thực hiện bởi dòng chảy định hướng của pha khí hoặc pha lỏng dưới tác động của sự khuếch tán oxy trong pha khí hay pha lỏng.
- Sự phân sự hydro có thể xảy ra trong đất có tính chua cao, không ngoại trù khả năng kim loại bị ăn mòn do tác động của vi sinh vật có mặt trong đất ẩm.
Cơ chế ăn mòn của đường ống kim loại chôn ngầm
ĐỘ ĂN MÒN CỦA ĐẤT
- Đất có độ ẩm, nồng độ muối hoà tan và tính axit cao là môi trường lý tưởng gây ra sự ăn mòn mạnh nhất. Tuy nhiên, thành phần đất lại ít ảnh hưởng đến tính ăn mòn này.
- Các vùng đất ngập nước hoặc đầm lầy thường chứa hàm lượng oxy hoà tan thấp, điều này có thể do ăn mòn vi sinh vật của loại vi khuẩn khử sunfat thường có trong loại đất này. Tốc độ ăn mòn trong những vùng đầm lầy hoặc ngập nước có thể đạt hoặc vượt qua tốc độ đo được khi nhúng mẫu ngập nước có thông khí.
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHÁC ĐẾN SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI TRONG ĐẤT
- Độ ẩm: độ ẩm của đất sẽ có dạng đường cong với một cực đại. Vì khi tăng độ ẩm của đất sẽ làm dễ dàng cho quá trình anot, giảm điện trở của đất, nhưng lại gây khó khăn cho quá trình catot.
- Độ thấm không khí: độ thấm không khí trong đất tăng sẽ gia tốc qúa trình ăn mòn do quá trình catot được dễ dàng hoá. Thường phụ thuộc vào độ ẩm, thành phần đất và mật độ đất.
- Khả năng ngậm khí: Tính ăn mòn của đất sẽ tăng dần theo mức độ giảm khả năng ngậm khí, đồng nghĩa với việc giảm khả năng thoát nước của đất (nhưng vần tuỳ thuộc vào loại đất bị tác động).
- Vi sinh vật và nhiệt độ của môi trường xung quanh.
Các yếu tố phụ ảnh hưởng đến ăn mòn kim loại chôn âm trong lòng đất
Việc sử dụng những chất bền vững, chống lại tác động của môi trường như dầu mỡ, sơn, mạ,… hay bằng các kim loại có tính hoạt động hơn phủ hoặc sơn lên bề mặt các ống chôn ngầm, ống phòng cháy chữa cháy, ống thuỷ lực,… là phương pháp được sử dụng chủ yếu nhằm ngăn chặn sự ăn mòn kim loại chôn âm trong lòng đất.
Băng quấn chống ăn mòn Xunda T600 và lớp sơn lót chống ăn mòn Xunda P27 sẽ ngăn chặn được các tác động của môi trường xâm nhập lên bề mặt kim loại. Lớp băng keo có tuổi thọ cao giúp cho kim loại chống các rủi ro ăn mòn trong một thời gian dài. Nên xác định cẩn thận và đặc tính của các vấn đề ăn mòn thường sẽ tiết lộ cơ hội thay đổi môi trường để kiểm soát ăn mòn.
Sử dụng băng keo chống ăn mòn ngăn chặn sự ăn mòn kim loại
Hiện tại, chất ức chế ăn mòn sử dụng thông dụng là mỡ khoáng Petro Paste kết hợp với băng quấn vải mỡ chống ăn mòn Xunda T900 được làm từ vải không dệt tẩm mỡ khoáng bảo hòa và silic trơ. Hệ thống băng quấn này có tác dụng biến môi trường xung quanh bề mặt kim loại thành môi trường không gây ăn mòn, mặc khác hệ thống băng quấn mỡ Xunda T900 còn có khả năng ngăn tác động của môi trường bên ngoài vào bề mặt kim loại.
