Đánh bóng công nghiệp
Ăn mòn là gì và 10 loại phổ biến nhất
Th3
Ăn mòn là một hiện tượng phá hủy trong đó bề mặt kim loại bị hư hỏng do các phản ứng hóa học hoặc điện hóa. Bản chất lan rộng của nó tác động đến hầu như tất cả các ngành công nghiệp – cơ sở hạ tầng, điện tử và ngành công nghiệp ô tô, để kể tên một số ngành.
Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về bản chất của ăn mòn, các loại ăn mòn và cách chống lại tác động của chúng.
Ăn mòn kim loại là gì?
Ăn mòn kim loại xảy ra khi bề mặt kim loại phản ứng với môi trường ăn mòn hoặc chịu các điều kiện bất lợi khác khiến bề mặt bị ăn mòn. Quá trình oxy hóa hoặc hình thành rỉ sét xảy ra trên bề mặt kim loại tiếp xúc và khiến vật liệu yếu đi theo thời gian, dẫn đến hư hỏng cấu trúc. Ăn mòn không chỉ xảy ra ở kim loại mà còn có thể xảy ra ở các vật liệu khác, chẳng hạn như polyme và gốm sứ. Tuy nhiên, đối với những vật liệu này, thuật ngữ thoái hóa phổ biến hơn.
Ăn mòn là một quá trình tự nhiên chuyển đổi kim loại tinh chế thành oxit kim loại ổn định hơn. Quá trình trao đổi electron diễn ra giữa kim loại và môi trường, trong đó kim loại mất electron trong quá trình này. Kim loại bị ăn mòn tự nhiên theo thời gian, nhưng loại môi trường mà vật liệu phải chịu có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn. Các kim loại ổn định, chẳng hạn như vàng và bạch kim, ít có khả năng bị ăn mòn do bản chất hóa học ổn định của chúng. Các hợp kim có chứa một số nguyên tố nhất định, chẳng hạn như sắt, dễ bị rỉ sét hơn khi tiếp xúc với không khí và độ ẩm.
Ăn mòn cục bộ tạo thành các vết nứt và rỗ, tuy nhiên, ăn mòn có thể lan rộng trên toàn bộ bề mặt kim loại. Ăn mòn trên bề mặt kim loại chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, chẳng hạn như mức độ axit trong môi trường, nhiệt độ, ứng suất cơ học và độ ẩm. Các yếu tố này có thể gây ra sự xuống cấp nhanh chóng của bề mặt kim loại hoặc đẩy nhanh quá trình ăn mòn, cuối cùng dẫn đến hỏng hóc.
Lớp phủ bảo vệ, mạ kẽm và xử lý nhiệt là những phương pháp chung để giảm nguy cơ ăn mòn. Tuy nhiên, ăn mòn vẫn có thể xảy ra trong các điều kiện cụ thể do bản chất phức tạp của nó.
Các loại ăn mòn
Có một số loại ăn mòn đều bị ảnh hưởng bởi nhiều cơ chế và điều kiện khác nhau. Hãy cùng khám phá từng loại và tìm hiểu cách chúng xảy ra.
Ăn mòn tổng thể
Ăn mòn tổng thể hoặc ăn mòn đồng đều là loại ăn mòn phổ biến nhất vì nó xảy ra trên toàn bộ bề mặt kim loại. Điều này thường xảy ra do không có lớp phủ bảo vệ, khiến kim loại tiếp xúc với các tác nhân ăn mòn. Các phản ứng điện hóa và hóa học xảy ra khiến kim loại hòa tan, cho phép kim loại mỏng đi khi tạo thành oxit.
Tiếp xúc liên tục với các tác nhân ăn mòn này cuối cùng sẽ hòa tan toàn bộ cấu trúc kim loại. Ví dụ về các kim loại bị ảnh hưởng bởi ăn mòn đồng đều là nhôm, sắt, chì, thép và kẽm. Loại ăn mòn này có thể dự đoán và phát hiện được bằng mắt thường vì nó có thể nhìn thấy dưới dạng rỉ sét trên toàn bộ bề mặt.
Ăn mòn rỗ
Ăn mòn rỗ là một loại ăn mòn cục bộ không thể đoán trước, trong đó các lỗ rỉ sét hình thành trên bề mặt kim loại. Các lỗ này phát triển thành các khoang hoặc lỗ, xuyên qua bề mặt theo hướng xuống dưới. Loại ăn mòn này là do các khuyết tật về cấu trúc, ứng dụng lớp phủ kém, không đồng nhất, độ ẩm hoặc hư hỏng lớp oxit bảo vệ của kim loại. Các giai đoạn đầu của ăn mòn rỗ có đường kính lỗ ≤20 µm.
Ăn mòn rỗ là một loại ăn mòn âm thầm vì chỉ một lượng nhỏ vật liệu trên bề mặt bị mất trong khi cấu trúc kim loại sâu bị hư hỏng. Hỏng hóc do rỗ có thể xảy ra đột ngột và thường gây ra hậu quả tàn khốc. Có thể quan sát thấy rỗ ở nhôm, hợp kim niken và thép. Bề mặt kim loại được đánh bóng có khả năng chống rỗ tốt hơn do diện tích bề mặt đồng đều hơn.
Ăn mòn khe
Ăn mòn khe là một loại ăn mòn cục bộ khác xảy ra tại các khe hoặc khu vực hạn chế, thường là giữa hai kim loại (thường thấy trong các cụm lắp ráp), kim loại và phi kim loại hoặc từ các mảnh vụn. Những khu vực hạn chế này thường cho phép tích tụ chất lỏng ăn mòn trong khi chỉ có nguồn cung cấp oxy hạn chế, điều này ngăn cản việc che chắn vật liệu. Sự mất cân bằng về mức độ pH làm cho chất lỏng bên trong các khe có tính axit, từ đó phá vỡ lớp oxit thụ động, khiến bề mặt dễ bị ăn mòn.
Rủi ro ăn mòn khe có thể giảm thông qua việc lắp ráp tốt hơn hoặc thiết kế mối nối trong đó loại bỏ các khoảng trống giữa các mối hàn và mối nối. Việc bảo vệ khỏi độ ẩm hoặc chất lỏng thúc đẩy môi trường điện phân có thể làm giảm thêm rủi ro của dạng ăn mòn này.
Ăn mòn điện hóa
Ăn mòn điện hóa hoặc ăn mòn lưỡng kim là một loại ăn mòn trong đó hai kim loại không giống nhau trong tiếp xúc vật lý và/hoặc tiếp xúc điện được đưa vào môi trường điện phân. Kim loại hoạt động (anot) bị ăn mòn nhanh hơn kim loại kia (catot) vốn ổn định hơn. Nó cũng có thể xảy ra ở kim loại tiếp xúc với chất điện phân có nồng độ khác nhau.
Ăn mòn điện hóa thường gặp ở tàu biển, nơi nước muối đóng vai trò là chất điện phân giữa hai kim loại không giống nhau. Nó cũng có thể xảy ra trong môi trường độc hại, chẳng hạn như khi xử lý kim loại nóng chảy hoặc trong phòng thí nghiệm hóa học.
Một anot hy sinh hoặc anot điện hóa hoạt động mạnh hơn phôi kim loại được sử dụng để ngăn ngừa/giảm ăn mòn điện hóa. Các anot tiêu hao này ngăn các kim loại chính bị oxy hóa bằng cách cung cấp electron của chúng, thay vào đó ăn mòn anot tiêu hao.
Trong trường hợp đồng, khi được kết nối với kim loại anốt hơn khi có chất điện phân, ăn mòn đồng có thể giảm đáng kể vì đồng đóng vai trò là catot trong chuỗi điện hóa.
Ăn mòn ma sát
Ăn mòn ma sát xảy ra khi hai kim loại tiếp xúc trải qua các chuyển động nhỏ do trượt và rung động. Những dao động này dẫn đến ma sát làm bong lớp màng oxit bảo vệ và cho phép các bề mặt gồ ghề trên kim loại mới tiếp xúc dính vào nhau. Mối liên kết này sau đó lại bị phá vỡ do rung động, gây ra sự tích tụ các mảnh vụn mài mòn.
Các mảnh vụn này và bề mặt kim loại mới tiếp xúc dễ bị oxy hóa. Vì các hạt không thể thoát khỏi tiếp xúc, chúng bắt đầu mài mòn thêm và oxy hóa tiếp theo, và quá trình này tiếp tục với khối lượng mài mòn tăng cao.
Các kim loại mềm phản ứng có khả năng chống ăn mòn thấp hơn vì lớp oxit dễ bị loại bỏ dưới tải trọng tuần hoàn và quá trình chuyển vật liệu diễn ra.
Ăn mòn giữa các hạt
Ăn mòn giữa các hạt là một dạng ăn mòn xảy ra tại hoặc liền kề ranh giới hạt kim loại. Ranh giới hạt hoạt động như một giao diện giữa các hạt trong vật liệu và được coi là những khiếm khuyết trong cấu trúc tinh thể của vật liệu. Những ranh giới hạt này là kết quả của sự phát triển không đồng đều hoặc tạp chất có trong hợp kim kim loại kết tinh. Mỗi hạt có thể thay đổi kích thước từ 1 µm đến 1 mm.
Ăn mòn giữa các hạt hoặc tấn công giữa các hạt thể hiện sự ăn mòn khi ranh giới hạt có sự khác biệt về phản ứng với hạt. Nó có thể xảy ra khi kim loại tiếp xúc với nhiệt độ cao (kết tủa cacbua) hoặc do hàn bị lỗi. Điều này làm giảm khả năng chống ăn mòn của vật liệu, khiến vật liệu dễ bị hư hỏng khi tiếp xúc với tác nhân ăn mòn.
Ăn mòn xói mòn
Ăn mòn xói mòn là một loại ăn mòn gây ra bởi chuyển động tương đối giữa bề mặt kim loại và chất lỏng ăn mòn. Chuyển động này dẫn đến mài mòn cơ học làm hỏng bề mặt và tạo ra các lỗ rỗng.
Chất lỏng thường chảy với vận tốc cao dọc theo bề mặt kim loại, hòa tan lớp oxit thụ động và loại bỏ nó khi chất lỏng di chuyển. Ăn mòn xói mòn chủ yếu xảy ra bên trong các ống kim loại được sử dụng để truyền chất lỏng ăn mòn làm hỏng bề mặt một cách chậm chạp.
Ăn mòn nhiệt độ cao
Ăn mòn nhiệt độ cao hoặc ăn mòn nóng xảy ra khi có sự kết hợp của nhiệt độ cao (< 400°C) và các chất gây ô nhiễm trong khí quyển. Một cuộc tấn công hóa học xảy ra khi các kim loại hoạt động ở nhiệt độ này phản ứng hóa học với các chất gây ô nhiễm ăn mòn.
Ăn mòn nhiệt độ cao thường xảy ra trong môi trường công nghiệp, nơi sử dụng lò nung và tua bin khí có chất gây ô nhiễm trong khí quyển và khí lưu huỳnh. Các chất gây ô nhiễm ăn mòn này cũng có thể để lại cặn tro và muối nóng chảy trong khi hoạt động. Các cơ chế làm mát và hợp kim chịu nhiệt được sử dụng để ngăn ngừa ăn mòn ở nhiệt độ cao.
Nứt do ăn mòn ứng suất (SCC)
Nứt ăn mòn ứng suất hoặc ăn mòn mỏi là do áp dụng ứng suất kéo vào vật liệu trong khi vật liệu ở trong môi trường ăn mòn. Nứt ăn mòn ứng suất có thể đặc biệt phổ biến khi ứng suất kéo đi kèm với nhiệt độ khắc nghiệt. Sự giãn nở và co lại của kim loại là kết quả của những thay đổi nhiệt độ này làm suy yếu tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của kim loại.
Các dấu hiệu ban đầu của nứt ăn mòn ứng suất là các vết nứt nhỏ trên bề mặt kim loại. Các vết nứt này cuối cùng phát triển theo thời gian, dẫn đến hỏng cấu trúc. Ăn mòn ứng suất có thể xảy ra trong các quy trình sản xuất, chẳng hạn như gia công và hàn, nhưng nó được đẩy nhanh hơn khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn. Ví dụ về điều này là thép không gỉ trong môi trường clorua và hợp kim đồng trong amoniac.
Ăn mòn do vi khuẩn
Ăn mòn do vi khuẩn, còn được gọi là ăn mòn do vi sinh vật (MIC), là một loại ăn mòn do sự hiện diện và hoạt động của vi sinh vật trên bề mặt kim loại. Các vi sinh vật này, bao gồm vi khuẩn, nấm và tảo, có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn trong kim loại và hợp kim trong nhiều môi trường khác nhau.
MIC là mối quan tâm đáng kể trong các ngành công nghiệp như dầu khí, hàng hải và quản lý nước thải vì nó có thể dẫn đến sự xuống cấp nhanh chóng của vật liệu. Một số sinh vật này có khả năng tiêu thụ dầu và bài tiết axit có thể gây ăn mòn các bình chứa được sử dụng để lưu trữ.
Ăn mòn do vi sinh vật có thể gây ra nhiều loại hư hỏng khác nhau, bao gồm rỗ, ăn mòn khe hở và nứt do ăn mòn ứng suất. Để ngăn ngừa điều này, dầu phải được làm sạch càng nhiều càng tốt để loại bỏ hàm lượng nước. Việc xả nước theo định kỳ từ các thùng nhiên liệu sau khi làm sạch cũng là điều cần thiết. Quản lý MIC hiệu quả cũng bao gồm việc theo dõi thường xuyên và sử dụng thuốc diệt khuẩn để kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn. Hiểu được các vi khuẩn cụ thể và điều kiện môi trường liên quan là chìa khóa để xây dựng các chiến lược phòng ngừa và kiểm soát có mục tiêu.
Cách ngăn ngừa ăn mòn
Ngăn ngừa các loại ăn mòn khác nhau là rất quan trọng trong việc duy trì chức năng và tuổi thọ của các cụm lắp ráp và thiết bị. Áp dụng xử lý bề mặt, lớp phủ bảo vệ hoặc hoàn thiện vật liệu là những biện pháp chủ động tuyệt vời để giảm tác động của ăn mòn.
Trong lĩnh vực quản lý nước thải, các rủi ro liên quan đến ăn mòn được giảm thiểu bằng cách sử dụng các hệ thống như lò phản ứng màng sinh học di động (Hệ thống MBBR). Các hệ thống cải tiến này sử dụng các chất mang màng sinh học cung cấp khả năng xử lý nước thải mạnh mẽ và tăng cường độ bền của các thành phần hệ thống ngập nước bằng cách giảm sự phổ biến của vi sinh vật.
Nhưng biện pháp đơn giản nhất trong số tất cả các biện pháp chống ăn mòn là sử dụng vật liệu chống ăn mòn trong môi trường không ăn mòn.
Tìm thiết bị, vật tư đánh bóng ở đâu uy tín, chất lượng
Hiện nay thiết bị, vật tư đánh bóng được phân phối với nhiều nhà sản xuất và giá cả khác nhau. Nếu bạn cần tìm mua cho mình thiết bị, vật tư đánh bóng hãy liên hệ với chúng tôi theo thông tin bên dưới để nhận được ưu đãi tốt nhất cũng như được tư vấn bởi những kỹ sư đánh bóng của chúng tôi:
Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống
Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Di động: 0906 988 447
Email: sales@lidinco.com
