Ăn mòn bảo vệ kim loại môi trường khí Đề tài: Ăn mòn sắt trong môi  trường khí quyển Nhóm I.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĂN MÒN KIM LOẠI NỘI DUNG II.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĂN MÒN KHÍ QUYỂN KIM LOẠI III.CƠ CHẾ ĂN MÒN SẮT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN IV.BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN SẮT TRONG KHÍ QUYỂN V.TÌM HIỂU VỀ CỘT SẮT DELHI I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĂN MÒN KIM LOẠI  Ăn  mòn  kim  loại trong môi trường khí quyển là  sự  suy  giảm  các  tính  năng  hoặc  sự  phá  hủy  vật  liệu  kim  loại  dưới  tác  động  của  các  yếu  tố  môi  trường khí quyển như nhiệt độ, độ  ẩm, tạp chất  khí quyển, các điều kiện khí hậu….    là  một  quá  trình  tự  nhiên,  xảy  ra  do  sự  hình  thành  các  vi  pin  ăn  mòn  trên  bề  mặt  kim  loại  giữa  vùng  anot  (có  trạng  thái  năng  lượng  cao  hơn)  và  vùng  catot  (có  trạng  thái  năng  lượng  thấp hơn), vì vậy nó mang bản chất điện hóa.  giai đoạn trình ăn mòn kim loại  Nông thôn Phân  Loại KHÍ QUYỂN Biển Thành phố  và khu công  nghiệp II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĂN MÒN KHÍ QUYỂN KIM LOẠI  Nhiệt ẩm - yếu tố quan trọng ăn mòn khí - Thời gian lưu ẩm (Time of Wetness - TOW) TOW tính thời gian mà bề mặt kim loại tồn màng dung dịch điện ly mỏng - đủ “ướt” pin ăn mòn hoạt động trình AMKQ xảy - Khi độ ẩm tương đối RH > 80 %, trình ăn mòn xảy khí - Nhiệt độ ảnh hưởng đến trình ăn mòn kim loại phức tạp không đơn giản theo chiều Sự tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng điện hoá trình khuếch tán  Chế độ mưa Mưa góp phần tạo nên màng dung dịch bề mặt kim loại, nhiên, ảnh hưởng mưa đến AMKQ phức tạp - Nước mưa rửa trôi chất xâm thực tác nhân gây ăn mòn sa lắng bề mặt kim loại dạng khô (drydeposition) - Mưa axit lại mang đến bề mặt kim loại các ion gây ăn mòn dạng ướt (wet deposition) H+, SO42-, Cl-…, đồng thời, nước mưa rửa trôi hòa tan sản phẩm ăn mòn, làm giảm tính bảo vệ lớp sản phẩm bề mặt Ảnh hưởng nhiễm bẩn khí  Khí NOx, SOx Các khí SOx NOx khí thải công nghiệp chủ yếu gây AMKQ - SO2 tạo nên môi trường axit (pH < 4,5) gia tăng tốc độ trình AMKL - NO2 phản ứng pha khí với gốc hyđrôxyl tạo thành axit nitric (HNO3) tác nhân gây ăn mòn  Ăn mòn môi trường có khí NOx Đioxit nitơ (NO2) sinh chủ yếu cháy nhiệt độ cao, ôxit nitơ (NO) nhanh chóng bị ôxy hoá ôzôn tạo thành NO2 Nitơ đioxit hoàn toàn không tan nước, có phần nhỏ phản ứng pha khí với gốc hyđrôxyl tạo thành axit nitric (HNO3), axit tan tốt nước tác nhân gây ăn mòn Fe + H+ + NO3- → Fe3+ + NO + H2O Fe3+ + Fe → Fe2+ Ăn mòn môi trường có Cl- Thép không gỉ hợp kim thép với Cr từ 13-26% Trạng thái bị oxi hoá crom thường crôm ôxit(III) Khi crôm hợp kim thép tiếp xúc với không khí lớp Crom III oxit mỏng xuất bề mặt vật liệu; lớp mỏng đến mức thấy mắt thường, có nghĩa bề mặt kim loại sáng bóng Tuy nhiên, chúng lại hoàn toàn không tác dụng với nước không khí nên bảo vệ lớp thép bên dưới.Tuy nhiên có mặt ion Cl- xảy trình kết hợp ion Cl tạo Cl2 có phá hủy màng Cr2O3 bên IV BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN SẮT TRONG KHÍ QUYỂN Lựa chọn hợp kim bền môi trường a)Thép không gỉ Thép  không  gỉ hay  còn  gọi  là inox (inốc,  bắt  nguồn  từ  tiếng  Pháp: inox) là  một  dạng hợp  kim  của  sắt chứa  tối  thiểu  10,5%  crom.  Nó  ít  bị  biến  màu  hay  bị  ăn  mòn  như  thép  thông  thường  khác.  Vật liệu này cũng có thể gọi là thép chống ăn mòn.  Thông  thường,  có  nhiều  cách  khác  nhau  để  ứng  dụng  inox  cho  những  bề  mặt  khác  nhau  để  tăng  tuổi thọ của vật dụng. Trong  đời sống, chúng xuất  hiện  ở  khắp  nơi  như  những  lưỡi  dao  cắt  hoặc  dây  đeo đồng hồ b)Thép hợp kim thấp độ bền cao (HSLA) Thép  hợp  kim  thấp  có  độ  bền  cao  (Tiếng  Anh:  High  Strength  Low  Alloy  Steel;  thường  được  viết  tắt  là  HSLA)  là  một  loại  thép  hợp  kim  có  nhiều  tính năng cao hơn hơn thép hợp kim thông thường  mà  trước  hết  là  có  độ  bền  cao  hơn  (σ  >  300÷320  MPa)  trong  khi  các  chỉ  tiêu  cơ  tính  khác  vẫn  đảm  bảo yêu cầu của thép xây dựng HSLA là vật liệu bền và chịu uốn, cứng hơn các  loại  thép  carbon,  thường  có  khả  năng  chống  được  sự ôxi hoá tốt hơn thép carbon thông thường. Tuy  nhiên,  thép  này  thiếu  đặc  tính  dễ  uốn  khi  so  với  thép mềm Có nhiều loại thép HSLA khác với giá khoảng từ 500-800 USD/tấn (thép cacbon thường có giá nằm khoảng 400-550USD/tấn) Cách ly môi trường a) Sơn phủ Lớp sơn phủ bảo vệ tạo lớp chắn (barrier) cách ly kim loại với môi trường lớp bảo vệ bị hỏng ẩm thâm nhập ăn mòn công vào bên lớp sơn gây phồng rộp ăn mòn nên có tuổi thọ thấp vài năm - Với loại sơn sử dụng nhiều thị trường Benzo- ALKYD giá thành cho 1m2 diện tích cần bảo vệ nằm khoảng từ 140,000VND đến 450,000VND thời gian bảo vệ 60 tháng (theo nhà sản xuất) b) Phương pháp mạ Lớp mạ catốt lớp mạ sử dụng kim loại có điện dương Fe Lớp mạ anốt lớp mạ sử dụng kim loại có điện âm Fe Thay đổi môi trường  Bao gói Bao bì dùng chất làm khô: - Silicagel - Nhôm hoạt tính  Điều chỉnh khí Các vấn đề không lường trước phát sinh thay đổi nhiệt độ dẫn đến ngưng tụ ẩm chi tiết thép, chất gây ô nhiễm Các cố loại thường khắc phục việc nhận dạng loại bỏ chất nguyên nhân gây  Điều chỉnh RH Hầu hết ăn mòn khí ngăn ngừa việc trì RH 60% V TÌM HIỂU VỀ CỘT SẮT DELHI Cột sắt Delhi tạo từ kỷ thứ IV thời nhà vua Chandragupta II (từ năm 375 đến năm 413) - Chứa 98% sắt nguyên chất 98% Fe không bị ăn mòn ta??? Tỷ lệ phốt-pho phân tích 1%, cao nhiều so với tỷ lệ phốt-pho loại sắt đại ngày nay, vốn 0,05 Chính hàm lượng phốt-pho cao đóng vai trò chất xúc tác, thúc đẩy phản ứng tạo nên chất bảo vệ nói  Vì cần xem xét điều kiện làm việc theo thực tế để lựa chọn phương pháp bảo vệ kim loạivà vật liệu cho tốt Nó đơn giản rẻ nhiều  Các phương pháp bảo vệ kim loại tốt có sẵn để ngăn ngừa tất hình thức ăn mòn khí  Việc sửa chữa phần bị ăn mòn khó đắt tiền tốt nên ngăn ngừa trước THANK YOU !!!! [...]... vật liệu kim loại, nó gia tang tốc độ ăn mòn kim loại và là tác nhân gây ăn mòn lỗ Ion Cl- cũng làm tăng độ dẫn điện của lớp ẩm/dung dịch trên bề mặt kim loại, phá huỷ lớp màng bảo vệ, do đó làm tăng tốc độ ăn mòn III CƠ CHẾ ĂN MÒN SẮT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN 1 Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm 2. Ăn mòn trong môi trường có khí SO2 SO2 + H2O + 1/2O2 → H2SO4 2H2SO4 + 2Fe + O2 → 2FeSO4 +2H2O ... trong nước, chỉ có một phần nhỏ phản ứng trong pha khí với gốc hyđrôxyl và tạo thành axit nitric (HNO3), axit này tan rất tốt trong nước và là tác nhân gây ăn mòn Fe + H+ + NO3- → Fe3+ + NO + H2O Fe3+ + Fe → Fe2+ 3 Ăn mòn trong môi trường có Cl- Thép không gỉ là hợp kim của thép với Cr từ 13-26% Trạng thái bị oxi hoá của crom thường là crôm ôxit(III) Khi crôm trong hợp kim thép tiếp xúc với không khí. .. (c) miêu tả các kết quả thu  được bằng việc tiếp xúc  của một mẫu trước khi bị  ăn mòn với SO2 (và do đó  nó bị nhiễm sunfat) đến  một không khí,  không khí SO2. Đường cong  (d) tương ứng với một loại  thử nghiệm như (c), ngoại  trừ mẫu đã được rửa sạch  bằng nước trước khi thử  nghiệm ăn mòn  2 Ăn mòn trong môi trường có khí NOx Đioxit nitơ (NO2) được sinh ra chủ yếu là do sự cháy ở nhiệt độ cao, khi... với nước và không khí nên bảo vệ được lớp thép bên dưới.Tuy nhiên khi có mặt ion Cl- xảy ra quá trình kết hợp của các ion Cl tạo ra Cl2 và có sự phá hủy màng Cr2O3 bên ngoài IV BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN SẮT TRONG KHÍ QUYỂN 1 Lựa chọn hợp kim bền môi trường a)Thép không gỉ Thép  không  gỉ hay  còn  gọi  là inox (inốc,  bắt  nguồn  từ  tiếng  Pháp: inox) là  một  dạng hợp  kim  của  sắt chứa  tối  thiểu ... rất nhiều loại thép HSLA khác nhau với giá trong khoảng từ 500-800 USD/tấn (thép cacbon thường có giá nằm trong khoảng 400-550USD/tấn) 2 Cách ly môi trường a) Sơn phủ Lớp sơn phủ bảo vệ tạo một lớp màn chắn (barrier) cách ly kim loại với môi trường nhưng khi lớp bảo vệ này bị hỏng thì hơi ẩm thâm nhập và ăn mòn tấn công vào bên dưới lớp sơn gây phồng rộp và ăn mòn nên có tuổi thọ thấp chỉ vài năm -... chỉnh khí quyển Các vấn đề không lường trước đôi khi phát sinh do sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến sự ngưng tụ ẩm trên các chi tiết thép, hoặc do các chất gây ô nhiễm Các sự cố loại này thường khắc phục chỉ bằng việc nhận dạng và loại bỏ các chất là nguyên nhân gây ra nó  Điều chỉnh RH Hầu hết các ăn mòn do khí quyển có thể được ngăn ngừa bằng việc duy trì RH ở dưới 60% V TÌM HIỂU VỀ CỘT SẮT DELHI Cột sắt. .. phương pháp bảo vệ kim loạivà vật liệu sao cho tốt nhất Nó đơn giản và rẻ hơn nhiều  Các phương pháp bảo vệ kim loại tốt có sẵn để ngăn ngừa tất cả các hình thức ăn mòn do khí quyển  Việc sửa chữa các phần bị ăn mòn là rất khó và đắt tiền vì vậy tốt nhất là nên ngăn ngừa trước THANK YOU !!!! ... dạng hợp  kim  của  sắt chứa  tối  thiểu  10,5%  crom.  Nó  ít  bị  biến  màu  hay  bị  ăn mòn như  thép  thông  thường  khác.  Vật liệu này cũng có thể gọi là thép chống ăn mòn.   Thông  thường,  có  nhiều  cách  khác  nhau  để  ứng  dụng  inox  cho  những  bề  mặt  khác  nhau  để  tăng  tuổi thọ của vật dụng. Trong đời sống, chúng xuất  hiện  ở  khắp  nơi  như  những  lưỡi  dao  cắt  hoặc  dây ... CỘT SẮT DELHI Cột sắt Delhi được tạo ra từ thế kỷ thứ IV dưới thời nhà vua Chandragupta II (từ năm 375 đến năm 413) - Chứa 98% sắt nguyên chất 98% Fe tại sao không bị ăn mòn vậy ta??? Tỷ lệ phốt-pho phân tích được hơn 1%, cao hơn rất nhiều so với tỷ lệ phốt-pho trong các loại sắt hiện đại ngày nay, vốn chỉ dưới 0,05 Chính hàm lượng phốt-pho cao này đã đóng vai trò như chất xúc tác, thúc đẩy các phản... loại sơn đang được sử dụng nhiều trên thị trường Benzo- ALKYD giá thành cho mỗi 1m2 diện tích cần bảo vệ nằm trong khoảng từ 140,000VND đến 450,000VND thời gian bảo vệ là 60 tháng (theo nhà sản xuất) b) Phương pháp mạ Lớp mạ catốt là lớp mạ sử dụng kim loại có điện thế dương hơn Fe Lớp mạ anốt là lớp mạ sử dụng kim loại có điện thế âm hơn Fe 3 Thay đổi môi trường  Bao gói Bao bì có thể dùng các chất