Trước khi lướt qua tổng quan về chất ức chế ăn mòn hay còn gọi là vật liệu chống ăn mòn kim loại là gì? Chất ức chế ăn mòn hoạt động ra sao? Lợi ích khi sử dụng chất ức chế ăn mòn như thế nào? Cần hiểu rõ về khái niệm ăn mòn và nguyên nhân dẫn đến ăn mòn trên bề mặt các đường ống dẫn kim loại hiện nay.
Ăn mòn kim loại dưới tác động của môi trường
MỤC LỤC:
- Ăn mòn kim loại là gì?
- Nguyên nhân dẫn đến ăn mòn kim loại
- Chất ức chế ăn mòn kim loại
- Phương pháp bảo vệ chống ăn mòn hiệu quả
Ăn mòn là gì?
Ăn mòn kim loại là sự phá hủy hoặc hư hỏng tự nhiên của các chi tiết bằng kim loại, máy móc dùng trong các nhà máy hoá chất, hay thiết bị của lò đốt, các loại ống chôn ngầm, ống sử dụng trong lĩnh vực phòng cháy chữa cháy, ống thuỷ lực, ống dẫn khí gas,… bằng nhiều hình thức tác động khác nhau (có dòng điện) hay (thuần) hóa học (không có dòng điện) của môi trường xung quanh. Nhiều hợp kim dễ dàng bị ăn mòn khi chỉ cần tiếp xúc với hơi ẩm và nhiệt độ của môi trường luôn tác động thất thường lên bề mặt tiếp xúc.
Có nhiều loại ăn mòn kim loại khác nhau như : ăn mòn hoá học, ăn mòn điện hoá, ăn mòn khí quyển, ăn mòn đồng đều,…mà chủ yếu nhất là hai dạng ăn mòn hoá học và điện hoá. Vì:
– Ăn mòn hoá học: được biết đến như một quá trình hư hỏng tự nhiên của các thành phần kim loại dưới tác động của môi trường. Ăn mòn hóa học còn gọi là ăn mòn khô, do phản ứng hóa học của kim loại với môi trường xung quanh chứa chất xâm thực như ôxy, clo, lưu huỳnh.
– Ăn mòn điện hoá: là sự phá huỷ dần dần của chất (thường là kim loại) thông qua phản ứng điện hoá giữa kim loại và môi trường. Ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn phổ biến nhất, gây tác hại nhất và được nghiên cứu nhiều nhất, là sự ăn mòn kim loại trong môi trường chất điện giải (điện phân, điện ly) trong đó sự ôxy hóa (hòa tan, phá hủy) của nguyên tử kim loại, sự khử của chất ôxy hóa không phải xảy ra chỉ trong một phản ứng trực tiếp, là quá trình diễn biến phức tạp, song có thể coi rằng trong quá trình này kim loại hoạt động như một pin hay vi pin (ta gọi là pin ăn mòn cục bộ). Nói chung bản thân các kim loại và các tạp chất, tổ chức chứa trong chúng có điện thế điện cực khác nhau, cho nên khi nhúng vào trong dung dịch điện giải chúng tạo nên các vi pin, tùy thuộc hiệu số điện thế giữa các cực và số lượng vi pin mà tốc độ ăn mòn có thể nhanh hay chậm. Khi tiếp súc với dung dịch điện giải, các ion kim loại có xu hướng chuyển vào dung dịch và do đó để lại những điện tử thừa trong kim loại. Trên lớp bề mặt kim loại xuất hiện lớp điện tích kép và có điện thế nhất định gọi là điện thế điện cực
Làm sạch bề mặt kim loại bị ăn mòn dưới tác động của môi trường
Nguyên nhân dẫn đến ăn mòn kim loại
Với điều kiện môi trường khí hậu đặc thù ở Việt Nam là nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều, các vật liệu và phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kim loại truyền thống như sử dụng lớp phủ bảo vệ bằng cách quấn nhiều lớp vải bố, sau đó quét lớp bitum chống ăn mòn lên bề mặt lớp phủ. Trên thực tế, phương pháp này chỉ có tác dụng tạm thời, chỉ có thể tăng tuổi thọ cho đường ống lên từ 2 đến 5 năm.
Về cơ bản, bề mặt của sắt, thép không phải dạng mặt phẳng kín. Chúng có rất nhiều kẻ hở tạo điều kiện tuyệt vời dẫn đến hiện tượng oxy hoá kim loại, do tiếp xúc trực tiếp với không khí và độ ẩm gây nên tình trạng rỉ sét. Nếu chỉ dùng phương pháp phủ truyền thống lên bề mặt kim loại bằng vải bố hoặc sơn không chuyên dụng. Hiện tượng này tạo ra các bong bóng cứng dưới lớp sơn, dẫn đến bong tróc sau đó ăn mòn và phá huỷ hết các kết cấu kim loại. Kết quả là đường ồng xuất hiện các điểm rỗ, hố và chủ yếu tập trung ở phía dưới đường ống.
Nguyên nhân dẫn dến ăn mòn kim loại
Chất ức chế ăn mòn kim loại là gì?
Chất ức chế ăn mòn kim loại được định nghĩa là chất chống lại sự ăn mòn khi được thêm vào môi trường với nồng độ nhỏ.
Chức năng ức chế ăn mòn theo một hoặc nhiều cơ chế sau:
- Bằng cách hấp phụ dưới dạng màng mỏng trên bề mặt vật liệu bị ăn mòn
- Bằng cách tạo ra sản phẩm ăn mòn dày
- Bằng cách tạo thành một màng thụ động trên bề mặt kim loại
- Bằng cách thay đổi các đặc tính của môi trường bằng cách tạo ra các chất kết tủa bảo vệ hoặc bằng cách loại bỏ hoặc vô hiệu hóa thành phần ăn mòn.
Nếu ăn mòn được xem là hệ quả của một tế bào điện hóa bao gồm cực dương, cực âm, chất điện phân và chất dẫn điện tử, các chất ức chế làm chậm sự ăn mòn bởi
- Tăng độ phân cực của cực dương
- Tăng độ phân cực của cực âm
- Tăng điện trở của mạch điện phân kết quả từ sự hình thành của một lớp kết tủa trên bề mặt kim loại.
Phân cực làm cho cực âm nhiều cực dương hơn và cực dương nhiều cực âm hơn. Các chất ức chế rơi vào một số lớp. Các chất ức chế ăn mòn quan trọng nhất là thụ động, catốt, hữu cơ, gây kết tủa và ức chế ăn mòn hơi.
Chất ức chế ăn mòn kim loại chuyện biệt sử dụng cho các đường ống
Phương pháp bảo vệ chống ăn mòn hiệu quả
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 mạnh hơn phủ hoặc sơn lên bề mặt các vật kim loại như ống chôn ngầm, ống phòng cháy chữa cháy, ống thuỷ lực,… Đặc biệt là sử dụng chất ức chế như sơn lót chống ăn mòn kết hợp với băng keo chống ăn mòn chuyên dụng sẽ là phương pháp hiệu quả để ngăn chặn các tác động của môi trường xâm nhập lên bề mặt kim loại. Lớp băng keo dày, có đặc tính nổi bật cho kim loại hạn chế tất cả các rủi ro ăn mòn trong một thời gian dài. Tạo nên một hệ thống bảo vệ chống ăn mòn hữu hiệu, dễ dàng thi công với giá thành phải chăng.
Đặc tính nổi bật của băng keo chồng ăn mòn XUNDA T600:
- Chống va đập cơ học mạnh
- Ngăn chặn quá trình truyền hơi
- Khả năng chống xói mòn tuyệt vời
- Bảo vệ ức chế ăn mòn lên đến trên 50 năm
- Tính chất phù hợp tốt và chiều dày đồng nhất
- Cách nhiệt hiệu quả
- Tương thích với chất nền sắt thép dẻo, FBE, PE, ống nhựa
- Đạt tiêu chuẩn ASTM D 1000, EN 12068 và các tiêu chuẩn quốc tế khác.
Sơn lót XUNDA P27 bao gồm nhựa polyme gốc butyl hòa tan trong dung môi hữu cơ. Chất kết dính lỏng cung cấp độ kết dính cao giữa bề mặt ống và băng keo. Nó có thể được sử dụng bằng cọ tay hoặc máy phun.
Đặc tính nổi bật của sơn lót Xunda P27:
- Nhanh khô
- Độ bám dính tốt
- Chịu được kiềm, axit và muối
- Chịu được quá trình oxy hóa kéo dài
- Tạo bề mặt đồng đều
- Được sử dụng với băng keo Xunda T600, T700
Sử dụng vật liệu chống ăn mòn kim loại cho hệ thống ống gas
Bên cạnh đó, một vài phương pháp bảo vệ chống ăn mòn khác thường bị bỏ qua là sửa đổi môi trường hoạt động của kim loại. Sử dụng san lấp có chọn lọc xung quanh cấu trúc chôn, sử dụng chất ức chế ăn mòn trong nhà máy điện hoặc trong hệ thống làm mát động cơ và hệ thống ống dẫn cấp thoát nước là tất cả các ví dụ về việc sử dụng phương pháp kiểm soát ăn mòn này. Mặc dù được sử dụng tốt nhất trong giai đoạn thiết kế, trong một số trường hợp, các hành động được thực hiện để khắc phục các sự cố ăn mòn thông qua thay đổi môi trường có thể được thực hiện sau khi hệ thống được xây dựng. 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.
