Phân loại ăn mòn như thế nào?

Thứ năm, 27/05/2021, 21:51 GMT+7

Ăn mòn thông dụng

Ăn mòn thông dụng là loại ăn mòn phổ biến và cũng được gọi là ăn mòn đồng đều, tại đó các phản ứng điện hóa (trong môi trường không khí ẩm hoặc nước) xảy ra đồng đều trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc trên phạm vi rộng.

phan_loai_an_mon

Một mảnh thép, khi được phóng to, sẽ thấy đầy những lỗ rỗng và các bất thường. Nếu chúng ta nhìn vào thép qua một kính hiển vi, chúng ta cũng có thể thấy được thép có chứa các loại tạp chất hoặc tinh thể khác. 1 tấm thép sẽ bao gồm vô số các phần tử điện cực nhỏ.

Với sự phân bố dày đặc của các chất phản ứng catốt & anốt, quá trình điện hóa diễn ra một cách đồng nhất và không có vị trí hoặc khu vực ưu tiên nào. Các catốt và a nốt xuất hiện ngẫu nhiên và thay đổi theo thời gian. Kết quả cuối cùng là độ dày vật liệu bị mất đồng đều hoặc ít hơn.
Một sự tấn công ăn mòn sẽ dẫn đến việc mất đi độ dày vật liệu theo thời gian. Sự tiêu giảm vật liệu được diễn giải như sự mất đi khối lượng trên một đơn vị diện tích hoặc thời gian, ví dụ mm/năm.

Tốc độ ăn mòn có thể được tính toán từ dữ liệu ăn mòn. Ví dụ một tốc độ ăn mòn 0.13mm/năm sẽ dẫn đến việc tiêu giảm vật liệu là 1.52 trong khoảng thời gian 12 năm. Mức cho phép ăn mòn 1.59mm thường đủ để cung cấp cho 12 năm hoạt động trong quá trình tiếp xúc, hoặc là 25 năm đối với bồn chứa.
Ngoài ra, sự ăn mòn thông dụng có thể được tính toán hoặc dự đoán bằng cách sử dụng phần mềm mô hình hóa độ ăn mòn được bán trên mạng internet.

Ăn mòn điện hóa
Ăn mòn điện hóa là một phản ứng điện hóa giữa 2 kim loại khác nhau cùng hiện diện trong một chất điện phân và một đường nối electron. Nó xảy ra khi 2 kim loại khác nhau này tiếp xúc nhau.
2 kim loại hoặc hợp kim khác nhau có các điện thế điện hóa khác nhau, và khi 2 hoặc nhiều kim loại tiếp xúc nhau trong môi trường điện phân, một kim loại sẽ trở thành cực dương và cái khác là cực âm.


Cực dương và cực âm

Mức độ ăn mòn lưỡng kim phụ thuộc vào kết nối điện từ và khác nhau trong từng trường hợp. Về tổng quan, những yếu tố sau sẽ ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn điện hóa:

Giá trị hiệu điện thế giữa 2 kim loại hoặc hợp kim (tham khảo dãy điện hóa)

Diện tích bề mặt của cực âm và cực dương.

Khi diện tích bề mặt của kim loại bền (cực âm) lớn hơn so với kim loại tích cực còn lại (cực dương), tỷ lệ không tương thích xuất hiện. Việc này sẽ tạo ra sự gia tăng ăn mòn trên cực dương. Ngược lại, diện tích cực dương lớn và cực âm nhỏ sẽ gây ra ít hơn.

Một vùng ăn mòn có thể được so sánh với một mạch điện. Sự gia tăng điện trở sẽ giảm dòng điện và do đó, giảm tốc độ ăn mòn. 
Ngoài ra, sự ăn mòn thông dụng có thể được tính toán hoặc dự đoán bằng cách sử dụng phần mềm mô hình hóa độ ăn mòn được bán trên mạng internet.
Dãy diện hóa

Sử dụng dãy điện hóa và đo độ nhạy.

Dãy điện hóa

Môi trường: nước biển

Những thông tin gì có thể có trong dãy điện hóa?

Sự khác nhau về điện thế có thể cho chúng ta biết 2 loại kim loại nào sẽ ăn mòn nếu chúng nối với nhau:

Kim loại càng âm sẽ ăn mòn dần

Kim loại càng dương sẽ được bảo vệ như cực âm.

Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào điện thế giữa 2 kim loại:

Hiệu điện thế càng lớn, độ ăn mòn càng cao

Quy tắc ngón tay cái: có thể bỏ qua nếu hiệu điện thế nhỏ hơn 50mV.
Hộp nối điện được treo vào một thanh sắt lớn

Lớp Mạ kẽm trên tay vịn đã yếu đi nhanh chóng khi cố gắng bảo vệ hộp công tắc bằng kim loại đúc, được liên kết điện hóa qua bát bu-lông.

 

Ăn mòn rỗ

Ăn mòn rỗ là một loại ăn mòn cục bộ trên vật liệu mà thường được bảo vệ bởi 1 lớp thụ động. Loại ăn mòn này đặc biệt xảy ra ở các kim loại thụ động như thép không gỉ hoặc nhôm.

Dưới điều kiện bình thường, các vật liệu này được bảo vệ bởi một lớp  oxít hình thành trên bề mặt do oxy trong không khí hay chất điện phân. Lớp thụ động này có thể bị hỏng do tác động cơ học hoặc bởi các ion tích cực trong chất điện phân (ví dụ như nước biển).

Việc này dẫn đến một vài lỗ hổng nhỏ, rồi trở thành cực dương trong khi một khu vực rộng lớn khác có thể trở thành cực âm, tạo thành một vùng ăn mòn điện hóa cục bộ. Sự ăn mòn mãnh liệt bắt đầu diễn ra bên dưới bề mặt và sau đó sẽ đi sâu vào trong vật liệu, và tốc độ tấn công có thể sẽ trở nên rất cao.  
Rỗ là một trong những loại ăn mòn âm thầm nhất. Nó khiến cho thiết bị bị hỏng rất nhanh với chỉ 1 phần giảm rất nhỏ khối lượng trong toàn bộ kết cấu.

Thép không gỉ: rỗ omega

Mặt cắt dọc qua điểm rỗ trên ống (dưới sự phóng to gấp 10 lần)

Ăn mòn khe hẹp
Ăn mòn khe hẹp là một dạng ăn mòn cục bộ, xảy ra trên những phần mở hẹp, không gian giữa 2 bề mặt kim loại hoặc giữa bề mặt kim loại và 1 bề mặt phi kim, như hình mô tả bên dưới.

Lượng oxy tập trung trong những khoảng không nhỏ hẹp thấp hơn phần tiếp xúc tự do với kim loại. Phản ứng  anốt thì không cần oxy, do đó kim loại bị mất trong các khe hẹp trong khi phản ứng catốt xảy ra ở ngoài, nơi oxy có dồi dào.

Một số ví dụ về các khe hẹp là mặt bích, khoang, vòng đệm, đầu ống cuộn, khớp ren, vòng chữ O, ron và khớp nối  

Ăn mòn do ứng suất nội
Ăn mòn do ứng suất nội (SCC) là sự kết hợp giữa lực căng và một sự ăn mòn với kết quả là sự hư hỏng vật liệu rất nhanh chóng. Ứng suất có thể tùy thuộc vào tải trọng làm việc, ứng suất dư từ quá trình sản xuất, hoặc sự kết hợp cả hai.

Các vết nứt hình thành từ những sự kết hợp này thì thường khó phát hiện và khi có cơ hội phát triển, chúng có thể dẫn đến những hư hỏng đột ngột và nặng nề.
Những vật liệu nhất định có thể thể hiện sự nhạy cảm đối với SCC trong môi trường clorit là thép không gỉ ox-tê-nít chứa chrom và niken và một số hợp kim nhôm. Về tổng quan thì độ nhạy với SCC tăng lên khi nhiệt độ tăng. Đối với một số sự kết hợp hợp kim/môi trường, nhiệt độ an toàn có thể xác định được, dưới nhiệt độ đó thì độ nhạy với SCC gần như bằng 0.

Ống thép không gỉ cách điện được sử dụng trong việc vận chuyển nước sạch hoặc nước biển ở nhiệt độ xấp xỉ 600C thì đặc biệt nhạy cảm với SCC. Thông thường, các ống thép không gỉ được thổi sạch bằng hạt phi kim mịn và sau đó được sơn một lớp sơn epoxy hoặc lớp tương tự.

Ăn mòn xói mòn
Ăn mòn xói mòn là một loại ăn mòn xảy ra khi kim loại tiếp xúc với sự mài mòn cơ học và môi trường ăn mòn cùng một lúc. Chất lỏng hoặc khí chảy với tốc độ cao trong đường ống có thể gây ra hiện tượng Ăn mòn xói mòn do dòng chảy hỗn loạn trong đường ống. Sau đó, sự hỗn loạn làm cho các lớp bảo vệ bề mặt bị mòn hoặc bị hư hỏng, dẫn đến vật liệu nền tiếp xúc với vận tốc ăn mòn cục bộ rất cao.

Ăn mòn xói mòn có thể xảy ra trên hầu hết các kim loại, nhưng các kim loại mềm hơn đặc biệt dễ bị hình thức ăn mòn này. Ví dụ: hợp kim đồng, đồng thau và nhôm nguyên chất
Một vài yếu tố có thể dẫn đến ăn mòn xói mòn là:

Kết cấu thiết kế không hợp lý, làm thay đổi đột ngột bên trong ống hoặc mối nối, làm mất đi sự lưu thông trơn tru trên bề mặt kim loại. 

Vận tốc dòng chảy vượt quá vận tốc định mức (ví dụ 1m/s đối với hợp kim đồng) 

Một khe hẹp làm cho chất lỏng chảy ra ngoài hình dạng của dòng chảy

Sự hiện diện của một sản phẩm ăn mòn hoặc các vật cản làm gián đoạn dòng chảy. 
Các góc cạnh và đường dẫn tạo ra sự hỗn loạn, dẫn đến Ăn mòn xói mòn.


Ăn mòn chọn lọc

Ăn mòn chọn lọc, thực chất là một dạng ăn mòn điện hóa. Loại ăn mòn này khiến một trong những nguyên tố trong hợp kim bị ưu tiên tấn công. Sự ăn mòn có thể cục bộ hoặc đồng đều trên toàn bộ bề mặt. Vì một trong các yếu tố đã được loại bỏ có chọn lọc, điều này để lại một vật liệu xốp có độ bền cơ học thấp hoặc không có.
Ví dụ về ăn mòn chọn lọc là khử kẽm của đồng thau và khử nhôm của một số hợp kim nhôm-đồng thau nhất định. Đồng thau là hợp kim của kẽm và đồng. Một số hợp kim đồng thau dễ bị ăn mòn chọn lọc khi tiếp xúc với nước biển. Điều này dễ dàng được nhận ra vì hợp kim có màu đồng đỏ, tức là trái ngược với màu vàng ban đầu.

Các vùng bị khử kẽm thì xốp và yếu về mặt cơ học và có thể dẫn đến vỡ đột ngột khi hợp kim tiếp xúc với các tác động vật lý.

Ví dụ về ăn mòn chọn lọc

Khử kẽm của một van đồng thau

Ăn mòn vi sinh 

Ở biển, bùn và đất sẽ luôn tồn tại các loại vi khuẩn khác nhau. Trong những điều kiện nhất định, chúng có thể tham gia vào quá trình ăn mòn bằng cách kích thích quá trình catốt. Các cơ chế đằng sau điều này rất phức tạp và sẽ không được giải quyết ở đây. Ăn mòn vi sinh (vi sinh, kỵ khí, v.v.) được tìm thấy trong các bể chứa dầu, bể dằn, và trên các cấu trúc / vật thể bị chôn vùi trong bùn biển (ví dụ như đường ống).

Những điều kiện kích thích ăn mòn vi sinh là:

Nước đọng

Dinh dưỡng đầy đủ cho vi sinh vật

Sulphat (cho vi khuẩn khử sun phát - SRB)

Nhiệt độ thích hợp (20-400C)

Kim loại thứ nhất mất đi do vi khuẩn khử sun phát (SRB) dưới lớp sơn

Các vết rộp sơn bị loại bỏ cho thấy vết rỗ sâu và mất thép do SRB

Ăn mòn do độ mỏi 

Ăn mòn này cũng là một dạng hư hỏng xảy ra do tác động tổng hợp của môi trường ăn mòn và ứng suất vật lý. Gần như tất cả các cấu trúc kỹ thuật đều trải qua một số dạng ứng suất khác nhau và tiếp xúc với môi trường có hại trong thời gian sử dụng của chúng. Ăn mòn này thường thấy liên quan đến các biến dạng và rung động gây ra khi giảm kích thước vật liệu với thép cường độ cao được sử dụng.
Độ mỏi này gây nứt vật liệu và kết quả cuối cùng có thể là vật liệu bị phá hủy toàn bộ. Có thể dùng kính hiển vi để đánh giá bề mặt của vết đứt gãy, và các đường được gọi là "vân" có thể được quan sát trên phần nhẵn của bề mặt. Các vân này có cùng độ cong về điểm xuất phát.

 Như hình bên dưới, vùng an toàn nằm trên đường chấm. Trong trường hợp này, vật liệu được đề cập có khả năng chịu được mọi sự kết hợp của tải trọng và chu kỳ động trong môi trường không ăn mòn. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn, vật liệu đó sẽ bị vỡ sau một số chu kỳ động nhất định. Điều này được biểu thị bằng đường cong đi vào vùng nguy hiểm bên dưới đường chấm trong hình.

Ý kiến của bạn
  • Hỗ trợ
    Thi công
    0935.118.118
    0968.488.488
    Bán hàng
    0948.482.482
    0832.108.108
  • Bảng giá
  • Yêu cầu tư vấn