Hiện tượng ăn mòn kim loại diễn ra phổ biến ngay cả trong điều kiện môi trường khác nhau. Trong đó, với môi trường nước biển ẩm ướt và có tính axit thì việc ăn mòn kim loại diễn ra nhanh chóng hơn. Do đó, các công trình máy móc, hay tàu thuyền thường sẽ có các giải pháp chống ăn mòn kim loại trong môi trường biển, nhằm gây ức chế quá trình ăn mòn kim loại, giảm thiểu các chi phí hư hại do nước biển gây ra.
Nguyên nhân gây ăn mòn kim loại trong nước biển
Trong nước biển có độ pH từ 7.2 – 8.6, điều này cho thấy đây là chất điện ly trung tính, có tính thông khí tốt. Với một lượng lớn muối hòa tan, natri clorua (NaCl), bị ion hóa làm cho nước biển trở thành chất dẫn gây ảnh hưởng lớn đến tốc độ ăn mòn và khả năng chống ăn mòn của kim loại gần biển và trong nước biển.
Với hàm lượng muối cao từ 1% – 4% (chủ yếu là các muối clorua và sunfat của natri, magie, canxi, kali), có khả năng phá huỷ mạnh màng thụ động trên bề mặt kim loại do chứa nhiều ion clorua. Các ion clorua gây ra sự phá vỡ tính thụ động gây ra rỗ, ăn mòn kẽ hở và vết nứt.
Các công trình hệ thống các resort, khách sạn ven biển hoặc các đường ống dẫn kim loại, hệ thống ống thuỷ lực, ống PCCC, ống dẫn dầu, dẫn khí gas phải luôn tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế và thi công. Bởi ăn mòn kim loại gây thiệt hại rất lớn cho các dự án đầu tư xây dựng, công trình công cộng và ngành dịch vụ hàng hải.
Cơ chế ăn mòn kim loại trong môi trường biển:
Ăn mòn kim loại trong nước biển xảy ra theo cơ chế điện hoá học, chủ yếu là sự khử phân cực oxy – là chất chính gây ăn mòn kim loại, kết hơp với sự khống chế catot động học. Thêm nữa, trong môi trường biển, hàm lượng clorua rất cao, gây xâm thực mạnh, ảnh hưởng lớn đến bề mặt các ống kim loại.
Quá trình đóng cặn vô cơ và các vi sinh vật biển đeo bám, phát triển, dẫn đến nguy cơ tắc nghẽn hệ thống ống dẫn, tải trọng của hệ thống ống bơm tăng nhanh, gia tăng quá trình ăn mòn và phá huỷ vật liệu. Dẫn đến tăng chi phí vận hành và bảo dưỡng, giảm tuổi thọ cho hệ thống ống chôn âm.
Cơ chế ăn mòn kim loại trong môi trường biển ảnh hưởng lớn đến tốc độ ăn mòn kim loại ngâm trong nước biển là oxy hòa tan, vận tốc và nhiệt độ.
Yếu tố ảnh hưởng của sự ăn mòn kim loại trên môi trường biển
Sau đây là các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn kim loại trong nước biển:
Hàm lượng Clorua:
Gây xâm thực mạnh, ảnh hưởng lớn đến bề mặt các ống kim loại, gây thiệt hại kinh tế
Độ mặn:
Độ mặn của nước biển là yếu tố chủ yếu gây ảnh hưởng lớn đến sự ăn mòn kim loại. Muối hoà tan trong nước biển là dung môi dẫn điện rất tốt, nên quá trình ăn mòn kim loại diễn ra mạnh mẽ.
Clorua có trong nước biển có thể phá vỡ màng oxit trên bề mặt kim loại, hình thành phức chất với các ion kim loại và tạo ra các ion hydro trong quá trình thuỷ phân. Do đó, độ axit của nước biển gia tăng kéo theo ăn mòn kim loại cục bộ tăng lên.
Độ dẫn điện:
Do nước biển luôn ở trạng thái ion hoá của muối nên việc ăn mòn kim loại là điều không thể tránh khỏi.
Oxy hoà tan:
Hàm lượng oxy hòa tan trong biển càng nhiều thì điện cực của kim loại trong biển càng cao, dẫn đến tốc độ ăn mòn của kim loại càng nhanh.
Độ pH:
Độ pH của nước biển trên bề mặt cao hơn và độ pH thay đổi theo mực nước biển theo khu vực riêng biệt. Nên sự ăn mòn kim loại trong nước biển ở bề mặt cao hơn nhiều do sự quang hợp của nước biển ở bề mặt.
Các tác động vật lý khác:
Quá trình đóng cặn vô cơ cà các vi sinh vật biển đeo bám, phát triển, dẫn đến nguy cơ tắc nghẽn hệ thống ống dẫn, tải trọng của hệ thống ống bơm tăng nhanh, gia tăng quá trình ăn mòn và phá huỷ vật liệu.
Các yếu tố ảnh hưởng khác như tốc độ dòng chảy, thuỷ triều, nhiệt độ khiến oxy hoà tan khuyếch tán nhanh hơn về phía cực âm và tăng tốc độ ăn mòn của kim loại.
Đặc tính ăn mòn kim loại trong nước biển:
Do tính chất hoá học và tính chất vật lý của kim loại không đồng nhất, nên các đặc tính ăn mòn kim loại trong nước biển được thể hiện theo đặc điểm của nước biển và tính chất ăn mòn khác nhau:
- Ăn mòn điện: Xảy ra khi nước biển có độ dẫn điện tốt tiếp xúc với các kim loại khác nhau, gây ra thiệt hại nặng nề.
- Ăn mòn cục bộ: Xảy ra do nước biển có hàm lượng clorua cao
- Ăn mòn theo cùng tiếp xúc: Xảy ra ở vùng khí quyển, cùng thuỷ triều, vùng ngâm, vùng văng và vùng biển. Ăn mòn kim loại trong những khu vực này khá đặc biệt, nhưng đáng chú ý nhất vẫn là vùng văng.
Phương pháp kiềm chế sự ăn mòn kim loại trong nước biển nào hiệu quả?
Hiện nay, để ức chế quá trình ăn mòn kim loại trong môi trường nước biển, có rất nhiều phương pháp khá hiệu quả bạn có thể nghĩ đến như:
Dùng phương pháp điện hóa:
Phương pháp điện hóa bằng cách dùng tấm kim loại khác nối với tấm kim loại cần bảo vệ ( có thể là kẽm). Khi thiết bị hoạt động, tấm kẽm sẽ bị ăn mòn và sẽ thay thế tấm kẽm khác sau một thời gian. Phương pháp này đòi hỏi sự quan sát kỹ các hóa chất trong trường tiếp xúc của kim loại, điều kiện nhiệt độ, áp suất,… để đưa ra được phương án tối ưu nhất.
Dùng chất chống ăn mòn:
Sử dụng chất chống ăn mòn để gây ức chế quá trình ăn mòn bề mặt kim loại. Với sự phát triển hiện nay thì người ta đã chế tạo ra được hàng trăm chất chống ăn mòn khác nhau. Điển hình như chất VCI – chất ức chế ăn mòn dễ bay hơi – Là chất giải phóng từ hợp chất chống ăn mòn trong không gian kín, bảo vệ các bề mặt kim loại tiếp xúc.
Ngày nay, chất VCI được ứng dụng sản xuất trong nhiều sản phẩm giúp chống ăn mòn hiệu quả như Màng chống gỉ Zerust VCI, túi chống gỉ Zerust VCI, Hộp chống han gỉ Zerust VCI, Viên chống gỉ Zerust VCI, Tấm xốp chống gỉ Zerust VCI,…
Dùng hợp kim chống rỉ:
Biện pháp chống ăn mòn kim loại này khá đắt tiền vì vậy việc sử dụng còn gặp nhiều hạn chế.
Dùng dầu chống gỉ
Dầu chống gỉ Zerust bao gồm các sản phẩm chống rỉ từ dung môi và dầu được thiết kế đặc biệt để bảo vệ kim loại đen, kim loại màu và đa kim. Sử dụng dầu chống gỉ Axxanol để bảo vệ bề mặt kim loại trần trong việc sản xuất, bảo quản và vận chuyển hàng hóa khỏi bị gỉ và ăn mòn.
Dùng sơn chống gỉ
Sơn chống gỉ được nghiên cứu và sản xuất để dùng trong việc bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn. Sơn ZRC giàu kẽm đạt 95% hàm lượng kẽm sau khi khô, bảo vệ kim loại nâng cao tuổi thọ kim loại thêm hàng chục năm.
Mỡ bôi trơn chống gỉ
Mỡ bôi trơn chống ăn mòn Zerust Axxanol lý tưởng để bảo vệ các bộ phận và thành phần kim loại trần của máy móc, thiết bị trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt và không khí muối. Mỡ chống gỉ có thể được sử dụng để bảo vệ các bộ phận trong quá trình vận hành hoặc lưu trữ lâu dài lên đến 1 năm ngoài trời và 2 năm trong nhà.
Màng chống rỉ VCI
Zerust VCI màng PE hay màng chống rỉ VCI là vật liệu dùng đóng gói các sản phẩm kim loại chuyên nghiệp để bảo vệ kim loại tránh rỉ sét hay các hiện tượng ăn mòn kim loại khác. Các phân tử Zerust VCI được tích hợp trong tấm PE hay tấm nilong sẽ khuyếc tán, bay hơi và thẩm thấu trên bề mặt kim loại.
Bảo vệ các chi tiết kim loại chống lại tác động từ môi trường xung quanh như hơi nước, muối, và các chất gây ô nhiễm khác. Màng zerust VCI vững chắc, chống rách nên có thể dùng để đóng gói khối máy móc lớn, không gian xử lý lớn thuận lợi cho việc lưu kho trong thời gian dài và vận chuyển đường biển mà không ảnh hưởng đến các đặc tính khác của kim loại.
Trên đây Hà Thành Equipment đã chia sẻ đến bạn đọc các thông tin cần thiết về vấn đề chống ăn mòn kim loại trên môi trường biển. Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào hãy liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ sớm nhất nhé!