Nội dung chính
Ăn mòn kim loại là gì ? Làm thế nào để ngăn ngừa ăn mòn ?
Ăn mòn là một trong những đối thủ lớn nhất mà kim loại phải đối mặt. Đó là một sự xuất hiện tự nhiên do phản ứng của kim loại với các yếu tố môi trường.
Ăn mòn có thể ảnh hưởng đến vẻ ngoài của kim loại và thậm chí tệ hơn là ảnh hưởng đến hiệu suất về độ bền và khả năng chịu tải. Thật may mắn, có những phương pháp chống ăn mòn hiệu quả có thể kéo dài tuổi thọ của các thiết bị kim loại lên đến 200%.
Không phải tất cả các phương pháp chống ăn mòn đều như nhau. Điều quan trọng là phải chọn đúng phương pháp dựa trên từng kim loại và các yếu tố môi trường ảnh hưởng nhất định.
Xem thêm:
Nguyên nhân gây ra sự ăn mòn
Kim loại bị ăn mòn khi nó phản ứng với một chất khác như oxy, hydro, dòng điện… hoặc thậm chí là bụi bẩn và vi khuẩn. Ăn mòn cũng có thể xảy ra khi các kim loại như thép bị đặt dưới áp suất quá lớn khiến vật liệu bị nứt.
Loại ăn mòn sắt phổ biến nhất xảy ra khi nó tiếp xúc với oxy và sự có mặt của nước, tạo ra một oxit sắt màu đỏ thường được gọi là gỉ. Gỉ cũng có thể ảnh hưởng đến các hợp kim sắt như thép. Quá trình gỉ sắt cũng có thể xảy ra khi sắt phản ứng với clorua trong môi trường thiếu oxy.
Các loại ăn mòn:
Ăn mòn đồng nhất
Đây là dạng ăn mòn phổ biến nhất, thường xảy ra đồng đều trên các diện tích lớn của bề mặt vật liệu.
Ăn mòn rỗ
Một trong những dạng ăn mòn mạnh nhất, rỗ có thể khó dự đoán, phát hiện hoặc đặc trưng. Loại ăn mòn cục bộ này xảy ra khi một điểm cực dương hoặc cực âm cục bộ tạo thành ô ăn mòn với bề mặt xung quanh. Loại ăn mòn này có thể tạo ra một lỗ hoặc khoang thường xuyên qua vật liệu theo hướng thẳng đứng xuống từ bề mặt.
Ăn mòn rỗ có thể do hư hỏng hoặc vỡ màng oxit hoặc lớp phủ bảo vệ và cũng có thể do sự không đồng nhất trong cấu trúc của kim loại. Dạng ăn mòn nguy hiểm này có thể khiến cấu trúc bị hỏng mặc dù lượng kim loại mất đi tương đối thấp.
Đường nứt ăn mòn
Dạng ăn mòn này xảy ra ở những nơi hạn chế oxy như dưới vòng đệm hoặc đầu bu lông. Sự ăn mòn cục bộ này thường là kết quả của sự chênh lệch nồng độ ion giữa hai khu vực kim loại. Môi trường vi mô bị ứ đọng ngăn cản sự lưu thông của oxy, làm ngừng quá trình tái thụ động và gây ra sự tích tụ của dung dịch ứ đọng làm cân bằng độ pH rời khỏi mức trung tính.
Sự mất cân bằng giữa đường nứt và phần còn lại của vật liệu góp phần vào tốc độ ăn mòn cao. Ăn mòn kẽ hở có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn ăn mòn rỗ, nhưng có thể được giảm thiểu bằng cách thiết kế mối nối thích hợp.
Sự ăn mòn liên vùng
Ăn mòn giữa các hạt xảy ra khi các tạp chất xuất hiện ở các ranh giới hạt hình thành trong quá trình đông đặc của hợp kim. Nó cũng có thể được gây ra bởi sự làm giàu hoặc cạn kiệt của một nguyên tố hợp kim ở ranh giới hạt. Loại ăn mòn này xảy ra dọc theo hoặc tiếp giáp với các hạt, ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của kim loại mặc dù phần lớn vật liệu không bị ảnh hưởng.
Cracking ăn mòn ứng suất (SCC)
Vết nứt do ăn mòn do ứng suất đề cập đến sự phát triển của các vết nứt do môi trường ăn mòn có thể dẫn đến hỏng kim loại dẻo khi chịu ứng suất kéo, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. Loại ăn mòn này phổ biến hơn giữa các hợp kim so với kim loại nguyên chất và phụ thuộc vào môi trường hóa học cụ thể, theo đó chỉ cần nồng độ nhỏ của các hóa chất hoạt tính là có thể gây nứt vỡ.
Sự ăn mòn điện
Dạng ăn mòn này xảy ra khi hai kim loại khác nhau có tiếp xúc vật lý hoặc điện được ngâm trong một chất điện phân chung (chẳng hạn như nước muối) hoặc khi một kim loại tiếp xúc với các nồng độ chất điện ly khác nhau. Trường hợp hai kim loại được ngâm với nhau, được gọi là cặp đôi mạ, kim loại hoạt động hơn (cực dương) ăn mòn nhanh hơn kim loại quý hơn (cực âm).
Một số phương pháp chống ăn mòn kim loại phổ biến hiện nay
Một trong những cách chống ăn mòn hiệu quả nhất là sử dụng các kim loại không dễ bị ăn mòn như nhôm và thép không gỉ. Ngoài ra có thể áp dụng một số phương pháp dưới đây để ngăn ngừa sự ăn mòn:
Lớp phủ bảo vệ
Một lớp sơn mới sẽ nâng cao vẻ ngoài của cấu trúc kim loại và ngăn ngừa sự ăn mòn. Tuy nhiên, không phải loại sơn nào cũng có tác dụng chống ăn mòn. Sơn cao su là loại sơn hiệu quả nhất vì chúng hoạt động như một rào cản ngăn cấu trúc hóa học của kim loại tương tác với các hợp chất môi trường như nước và oxy dẫn đến ăn mòn.
Ngoài ra, phủ một lớp bột cũng là phương pháp dùng để chống ăn mòn hiệu quả. Lớp bột phủ trên bề mặt kim loại được nung nóng để tạo thành một lớp màng bảo vệ mịn. Các loại bột được sử dụng phổ biến nhất là nylon, urethane, polyester, epoxy và acrylic. Đối với các tấm kim loại được phủ lớp polyme cũng có thể giúp ngăn chặn sự ăn mòn ở mức độ nào đó và cũng che giấu sự không hoàn hảo do tiếp xúc với các con lăn trong quá trình sản xuất tại nhà máy.
Mạ kim loại
Về mặt lý thuyết, xi mạ cũng gần tương tự như sơn. Thay vì sơn, một lớp kim loại mỏng được phủ lên kim loại để ngăn ngừa sự ăn mòn. Lớp phủ kim loại không những giúp chống ăn mòn mà có thể tăng thêm vẻ thẩm mỹ.
Có bốn loại mạ kim loại:
-
Mạ điện – Một lớp kim loại mỏng như crom hoặc niken được lắng đọng trong kim loại nền trong bể điện phân.
-
Mạ cơ học – Nó liên quan đến việc hàn nguội bột kim loại với vật liệu nền.
-
Electroless – Phương pháp này sử dụng phản ứng hóa học để tạo lớp phủ kim loại như niken hoặc coban vào kim loại chính. Phương pháp này không yêu cầu dòng điện để hoàn thành.
-
Nhúng nóng – Đó là một kỹ thuật phủ đơn giản, yêu cầu bề mặt phải được ngâm trong bể nóng chảy của kim loại bảo vệ, tạo thành một lớp bảo vệ mỏng xung quanh kim loại nền.
Chất ức chế ăn mòn
Chất ức chế ăn mòn là một dung môi hóa học được áp dụng trong một môi trường nhất định để giảm tốc độ ăn mòn. Chất ức chế giúp kim loại chịu tác động của môi trường cụ thể đó hoặc triệt tiêu các quá trình điện hóa dẫn đến ăn mòn, chẳng hạn như không khí hoặc nước.
Các biện pháp theo điều kiện môi trường
Môi trường đóng một vai trò quan trọng trong quá trình ăn mòn. Bằng cách kiểm soát môi trường, bạn có thể ngăn chặn hoặc giảm tốc độ ăn mòn. Có cả phương pháp đơn giản và phức tạp mà bạn có thể thử.
Các biện pháp đơn giản bao gồm giảm tiếp xúc với độ ẩm trong khi các giải pháp thay thế phức tạp bao gồm kiểm soát nồng độ oxi, lưu huỳnh hoặc clo trong môi trường xung quanh kim loại.
Sửa đổi thiết kế
Thiết kế có lưu ý đến sự ăn mòn có thể giúp ức chế quá trình này và kéo dài tuổi thọ vật liệu. Những điều chỉnh đơn giản như tránh các vết nứt ở bền mặt kim loại có thể giữ nước hoặc không khí chuyển động tự do có thể giúp ngăn ngừa sự ăn mòn. Điều quan trọng nữa là bảo trì thường xuyên đây là phương pháp ngăn ngừa ăn mòn được áp dụng phổ biến.
Một trong những cách tốt nhất để ngăn ngừa ăn mòn là lập kế hoạch trước. Có phương pháp chống ăn mòn hiệu quả có thể kéo dài tuổi thọ và giữ được vẻ thẩm mỹ.
Hãy theo dõi Fanpage Inox Đại Dương để nhận thêm các thông tin mặt hàng về thép không gỉ nhé !
Ban biên tập: Đại Dương