Hợp kim của kim loại nói chung hoặc sắt, gang, thép,… nói riêng khi tiếp xúc trực tiếp với oxy và độ ẩm trong khôngkhí một khoảng thời gian nhất định sẽ tạo thành phản ứng hoá học, sinh ra một chất mới gọi là oxit sắt.
Luôn có hai phản ứng khác nhau trong một quá trình ăn mòn:
1) Toàn bộ quá trình oxy hóa sắt:
2Fe —> 2Fe2+ + 4e-
2) Hiện tường giảm oxy:
O2 + 4e – + H2O —> 4OH –
Như vậy về phản ứng tổng thể là: 2Fe2+ + 4OH- —-> 2Fe(OH)2
Fe(OH)2 phản ứng hơn nữa với oxy tạo thành các oxit sắt : Fe2O3 (hematit, gỉ đỏ), Fe3O4 (từ tính, đen).
Rỉ sét là sự kết hợp của nguyên tử hidro trong nước và các nguyên tử khác dễ hình thành axit ăn mòn, khiến cho kim loại sắt dễ bị hư hỏng. Sắt là kim loại khá chắc chắn nhưng oxit sắt hay còn gọi là rỉ sét thì ngược lại. Chúng có nhiều màu khác nhau, thường là đỏ, đen hoặc nâu đỏ, hình thành khi sắt, thép bị ăn mòn, chuyển thành hợp chất có độ giòn, xốp và dễ vụn vỡ so với tính chất ban đầu ta thấy ở sắt. Tóm lại, để gây ra rỉ sét trên bề mặt kim loại, thì điều kiện cần có là phản ứng của sắt với oxy hòa tan trong chất điện phân, thường là nước mưa, nước ngưng tụ từ khí quyển với các tạp chất khác.
Vậy nguyên nhân gây rỉ sét các bề mặt của ống kim loại là gì? Tác hại và cách xử lí ngăn chặn rỉ sét ra sao?
MỤC LỤC:
- Tác nhân gây bệnh rỉ sét kim loại
- Tác hại và ảnh hưởng của rỉ sét trên bề mặt kim loại
- Phương pháp chống ăn mòn kim loại
1. Tác nhân gây bệnh rỉ sét kim loại
Ăn mòn kim loại đặc biệt đối với khu vực ven biển, do là khu vực đặc biệt với nhiều tác nhân hiện hữu có trong môi trường tự nhiên và các sự cố va đập cơ học do thi công hoặc vận chuyển. Ăn mòn kim loại gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng và tuổi thọ đường ống và là nguyên nhân chính gây ra hỏng hóc trong kết cấu xây dựng, dẫn đến thiệt hại về tài chính, rủi ro về an toàn và tác động đến môi trường.
Gỉ sắt có độ giòn và xốp, dang như một lớp bọt biển bám trên bề mặt các ống kim loại, lớp gỉ sắt này sẽ tăng thể tịch bề mặt lên khoảng 8 lần. Chúng có tính chất dễ dàng hấp thụ nước và độ ẩm trong không khí hoặc ở môi trường xung quanh. Sự xâm nhập của clorua và carbon dioxide từ môi trường sẽ phá vỡ lớp thụ động này và bắt đầu ăn mòn. Kết quả là sản phẩm ăn mòn có khối lượng lớn hơn thép tạo ra áp suất gây nứt và bong tróc dẫn đến kết cấu cuối cùng bị hỏng.
Sự ăn mòn của sắt và thép là một phản ứng điện hóa, nó có nghĩa là có sự trao đổi điện tử giữa kim loại bị oxy hóa và ăn mòn và oxy bị khử. Nguyên nhân chính làm sắt bị oxy hoá nhanh chóng trong không khí chính là độ ẩm cao. Có thể ngăn chặn rỉ sắt hoặc thép bằng cách loại bỏ những gì gây ra rỉ sét, tức là nước. Một kim loại được đặt trong môi trường khô ăn mòn ít hơn kim loại được đặt trong môi trường ẩm ướt, giống như bầu không khí và môi trường biển.
2. Tác hại và ảnh hưởng của rỉ sét trên bề mặt kim loại:
- Thiệt hại về kinh tế: Ăn mòn kim loại sẽ gây hỏng hóc cho các cấu trúc kim loại khiến các hợp kim kim loại nói chung hoặc sắt (gang, thép,…) nói riêng sẽ bị mất dần các tính chất quý của kim loại. có thể gây ra rất nhiều sự cố bất ngờ như rò rỉ hoá chất, khí độc, cháy, nổ
- Thiệt hại về thẩm mỹ: Vật liệu bị ăn mòn rất khó coi, phần kim loại bị ăn mòn sẽ có một độ giòn và xốp hơn phần kim loại không bị ăn mòn. Diện tích của phần kim loại bi rỉ sét hay còn gọi là oxit sắt sẽ tăng lên gấp 8 lần bình thường.
- Thiệt hại về cơ cấu hạ tầng: Khi bị rỉ sét, ống kim loại trở nên dễ vỡ, xuất hiện nhiều vết nứt, lỗ hỏng trên bề mặt. Nước, hoá chất hoặc khí gas từ ống dẫn có khả năng cao sẽ bị rò rỉ hoặc bị nhiễm các tạp chất vào bên trong.
- Thiệt hại về môi trường: Hao tốn chi phí do rò rỉ, hoá chất sẽ xâm nhập ra môi trường bên ngoài gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân. Rò rỉ khí gas có thể gây ô nhiễm không khí hoặc gây ra những vụ cháy, nổ khí gas vô cùng nguy hiểm.
3. Ngăn chặn ăn mòn kim loại như thế nào?
Làm thế nào để có thể ngăn chặn sự ăn mòn và rỉ sét của kim loại?
Trong vòng vài thập kỷ gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu và cho ra đời nhiều phương pháp và sản phẩm chống rỉ sét ăn mòn kim loại. Phương pháp thông dụng nhất là quấn, bọc hoặc khoác bảo vệ lên bề mặt ống kim loại một lớp bảo vệ đủ mạnh, bền bỉ và chắc chắn để cách li kim loại ra khỏi môi trường bằng 2 cách sau:
– Khử kim loại từ nước bằng cách phủ một lớp bọc bảo vệ chống ăn mòn
– Nếu kim loại nếu ngâm trong nước hoặc chôn trong đất áp dụng hệ thống bảo vệ chống ăn mòn Xunda P27 và Xunda T600
Cách quấn bảo vệ chống rỉ sét ống PCCC
Áp dụng một lớp phủ cách ly kim loại với môi trường và ngăn tiếp xúc với nước. Phương pháp phổ biến sử dụng cho ống kim loại chôn ngầm là hệ thống lớp phủ Sơn lót bitum Xunda P27 và Băng quấn bảo vệ chống ăn mòn Xunda T600 có tác dụng chống thấm nước, ngăn truyền hơi nước từ môi trường bên ngoài vào trong ống. Trong trường hợp đối với ống đã bị rỉ sét nhẹ, cần có phương pháp tẩy rỉ sét phù hợp trước khi sử dụng hệ thống bọc bảo vệ chống rỉ sét, chống ăn mòn kim loại.
Sau khi quấn, đường ống sẽ được bảo vệ chống ăn mòn hóa học vĩnh viễn, tuổi thọ ống tăng trên 50 năm. Sản phẩm được bảo hành lên đến 5 năm tính từ ngày cung cấp cho dự án. Là giải pháp về vật liệu bọc bảo vệ chống ăn mòn hệ thống đường ống kim loại phù hợp cho các công trình xây dựng và các dự án lớn, nhỏ khác tại Việt Nam. Hầu hết các nhà thầu thi công đã và đang chọn chúng tôi là đối tác tin cậy, cung cấp vật liệu bọc bảo vệ chống ăn mòn các hệ đường ống kim loại trong môi trường khắc nghiệt ở các công trình trọng điểm quốc gia như: Các dự án lọc hóa dầu, công trình dầu khí, Nhà máy hoá chất, Nhà xưởng, Căn hộ, các khu nghỉ dưỡng và resort sát biển,… Chuyên phủ bảo vệ các đường ống kim loại như: Khí, gas, nước, hóa chất.., đường ống trên dàn khoan dầu, các đường ống dẫn khí đốt, các hệ thống ống chữa cháy trong các nhà máy công nghiệp.
Bên cạnh đó, sản phẩm Xunda T600 được thiết kế 2 lớp: lớp keo trong được làm từ cao su bitum chống ăn mòn kim loại ép với lớp ngoài polyethylene chống va đập cơ học và môi trường bên ngoài lớp băng keo. Giúp ngăn chặn tuyệt đối mọi sự tiếp xúc, xâm nhập từ môi trường lên bề mặt kim loại.