Ăn mòn trong môi trường nước

Ăn mòn trong môi trường nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM ĂN MÒN KIM LOẠI TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ăn mòn trong môi trường nước Thực trạng Biện pháp NỘI DUNG Những đặc trưng của môi trường biển  Thành phần và những tính chất hóa lý của nước biển đa dạng phức tạp theo từng vùng.  Chứa khoảng 30-40g muối tan và khoảng vài chục mg các chất ở dạng huyền phù. Khối lượng muối trong nước biển thay đổi theo vị trí địa lý của các vùng này, vùng khác, theo mùa  Độ muối lớn của nước biển đóng vai trò quan trọng cho tính chất dẫn điện của nước biển, điện trở của nước biển khoảng 20Ω.cm, giá trị này nhỏ hơn một nghìn lần so với nước ngọt.  Sự thay đổi nhiệt độ của nước biển là một tham số ảnh hưởng hầu như toàn bộ các tham số như độ hòa tan của các khí, hoạt động của các vi sinh vật hoặc sự cân bằng hóa học.  Áp suất thủy tĩnh. Sự thay đổi áp suất theo độ sâu là 1atm/10m. Sự thay đổi này ảnh hưởng rất nhiều đến nhiệt độ và sự hòa tan của oxy.  Hoạt động của các vi sinh vật ảnh hưởng đến pH, nồng độ CO2, O2 hòa tan thông qua quá trình quang hợp, hô hấp.  Dòng chảy của biển, sự tạo cặn trên bề mặt và những tham số khác làm tăng cường cho quá trình ăn mòn. Ăn mòn pin galvanique Ăn mòn sinh học Ăn mòn vết và ăn mòn lỗ Cơ chế ăn mòn kim loại trong môi trường biển S ự d ẫ n đ i ệ n t ố t c ủ a m ô i t r ư ờ n g b i ể n D o h à m l ư ợ n g C l - t r o n g n ư ớ c b i ể n D o h o ạ t đ ộ n g v i s i n h v ậ t . Ăn mòn pin galvanique Sự ăn mòn kim loại pin galvanique là sự ăn mòn do tạo thành pin giữa các kim loại mà những đặc tính điện hóa khác nhau trong một môi trường. Ăn mòn vết, ăn mòn lỗ: Hai kiểu ăn mòn này xảy ra rất phổ biến trong môi trường biển do hàm lượng Cl- trong biển rất lớn. Kiểu ăn mòn vết xảy ra thông thường đối với kim loại thụ động bởi màng oxit mỏng trên bề mặt, sự ăn mòn này gây ra bởi những ion đặc trưng, đặc biệt là ion Cl- và tạo thành những vết rất nhỏ vài chục micromet. Ăn mòn lỗ là những trường hợp sự tấn công chọn lựa vào những vị trí khe, vết nứt của kim loại, dung dịch không thể trao đổi với môi trường, oxy trong vùng này nhanh chóng bị tiêu thụ, sự hòa tan anode của kim loại sẽ dẫn đến sự tích tụ các ion kim loại và chúng sẽ phải được cân bằng điện với sự dịch chuyển của ion đến từ bên ngoài lỗ. Ăn mòn vết và ăn mòn lỗ Phá hủy sinh vật: Là sự thay đổi toàn bộ tính chất lý hóa, cơ học của kim loại dưới tác dụng của các vi sinh vật như các vi khuẩn, nấm, mốc, tảo. Ăn mòn - Xói mòn: Ăn mòn xói mòn được phân biệt thành hai loại, ăn mòn mài mòn là sự phá hủy cơ học do sự có mặt của những hạt dạng huyền phù. Ăn mòn xâm thực là kết quả của sự xâm thực những bọt khí trên bề mặt. Ăn mòn sinh học Vùng nước bắn: Vùng chìm trong nước biển: Vù ng trầ m tích (cặ n): Sự ăn mòn phụ thuộc vào vùng tiếp xúc Vùng tiếp xúc với không khí: Vùng nước thủy triều: Nước biển Vùng này có thể xảy ra quá trình ăn mòn do phản ứng kim loại với oxy của không khí. Khi độ ẩm và nồng độ của một vài chất ô nhiễm trong không khí cho phép tạo thành một chất điện phân trên bề mặt, cơ chế giống với cơ chế của sự ăn mòn trong môi trường nước Vùng tiếp xúc với không khí: [...]... kim có điện thế thấp hơn điện thế của kim loại cần bảo vệ trong môi trường ăn mòn + vật liệu chế tạo anot thường làm bằng kẽm, nhôm, hợp kim của nhôm và kẽm Chống ăn mòn hóa học 1 Tạo hợp kim bền nhiệt : Đưa vào thành phần kim loại gốc các nguyên tố tạo thà h hợp kim có tính chịu nhiệt cao, làm tăng khả năng chống ăn mòn hóa học của KL trong môi trường khí ở nhiệt độ cao Ví dụ: + Hợp kim gốc Fe chứa 8-10%... pháp điện hóa 2 Chống ăn mòn hóa học - Tạo hợp kim bền nhiệt - Sử dụng lớp phủ bảo vệ - Tổ hợp các phương pháp bảo vệ Chống ăn mòn điện hóa 1 Lựa chọn vật liệu kim loại thích hợp Sử dụng các kim loại có tính chống ăn mòn cao : kim loại đen ( Mn, Cr, ), thép không gỉ, titan và các hợp kim của titan Chống ăn mòn điện hóa 2 Xử lý môi trường để bảo vệ kim loại - Loại trừ các cấu tử ăn mòn: giảm độ ẩm, đưa... vùng tiếp xúc thường xuyên với nước biển, sự ăn mòn mạnh xảy ra ngay tại vùng ranh giới tạo mức nước thấp nhất vì một pin ăn mòn tạo thành với phần trên của công trình Pin này được mang tên là pin thông gió, phần trên nằm trong vùng thủy triều tiếp xúc với môi trường nhiều không khí, tạo nên cathode nơi xảy ra quá trình khử của O2 Phần nằm ngay phía dưới (vùng ngập trong nước biển) tạo thành anode, nơi... công trình bị chôn vùi trong biển Vùng này không đơn giản là quá trình tích tụ những vật liệu rắn từ trong nước, mà trong vùng này còn xảy ra rất nhiều quá trình chuyển hóa liên quan đến hoạt động của các vi sinh vật và những dòng trao đổi vật liệu giữa vùng trầm tích và nước biển Biện pháp chống ăn mòn 1 Chống ăn mòn điện hóa: - Lựa chọn vật liệu kim loại thích hợp - Xử lý môi trường để bảo vệ kim...Vùng nước bắn: Vùng này nằm ngay trên vùng tiếp giáp với mực nước biển Đối với những kim loại không thụ động, như thép carbon, thép hợp kim yếu, thì sự ăn mòn trong vùng này rất mạnh Vùng nước thủy triều: Vùng nằm giữa mức cao và mức thấp thủy triều Kim loại nằm trong vùng tiếp xúc khi thủy triều lên và không tiếp xúc khi thủy triều xuống Vùng chìm trong nước biển: Đây là vùng tiếp... về trung tính, giảm nồng độ - Sử dụng chất ức chế bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn: + Chất ức chế gây thụ động: NaOH, Na2CO3,các muối photphat,silicat,borat,… + Chất ức chế hấp phụ không gây thụ động - Khử oxy hoặc khử ngậm khí trong nước: tách nhiệt ( nhiệt độ cao oxy hòa tan giảm), trộn nước với các khí không chứa oxy Chống ăn mòn điện hóa 3 Sử dụng lớp sơn phủ: Các loại sơn thường sử dụng: KG, KL,…... kim loại lên bề mặt kim loại: + phủ bằng cách nhúng vào kim loại nóng chảy + mạ điện - Lớp phủ vô cơ +Lớp photphat hóa + Oxi hóa điện hóa kim loại - Lớp phủ hữu cơ : sơn, vecni Chống ăn mòn điện hóa Sơn giàu kẽm Chống ăn mòn điện hóa 4 Phương pháp điện hóa: - Bảo vệ catot bằng dòng ngoài : Kim loại cần được bảo vệ, các đường ống dẫn nhiên liệu dưới đất, vỏ tàu biển được nối với cực âm của nguồn điện... với kim loại gốc là Fe khi bị oxi hóa tạo thành oxit kép FeCr2O4 có tính bảo vệ cao Chống ăn mòn hóa học 2 Sử dụng lớp phủ bảo vệ : Có thể bao phủ bằng KL hoặc phi kim bằng nhiều phương pháp: khuếch tán nhiệt, hàn đắp, bọc kim loại, phun kim loại, mạ, tráng men chịu nhiệt, gốm… Phủ khuếch tán nhiệt Chống ăn mòn hóa học 3.Tổ hợp các phương pháp bảo vệ Kết hợp giữa sơn phủ với bảo vệ bằng protecto hoặc... vệ Kết hợp giữa sơn phủ với bảo vệ bằng protecto hoặc bằng dòng điện ngoài - Phương pháp oxy hóa hoặc photphat hóa thường sử dụng làm lớp nền cho sơn phủ - Ngoài ra, người ta còn phối hợp các vật liệu trong kết cấu bảo vệ để đạt được hiệu quả sử dụng hợp lí và kinh tế nhất . mặt và những tham số khác làm tăng cường cho quá trình ăn mòn. Ăn mòn pin galvanique Ăn mòn sinh học Ăn mòn vết và ăn mòn lỗ Cơ chế ăn mòn kim loại trong môi trường biển S ự d ẫ n đ i ệ n . TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM ĂN MÒN KIM LOẠI TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ăn mòn trong môi trường nước Thực trạng Biện pháp NỘI DUNG Những đặc trưng của môi trường biển  Thành. v ậ t . Ăn mòn pin galvanique Sự ăn mòn kim loại pin galvanique là sự ăn mòn do tạo thành pin giữa các kim loại mà những đặc tính điện hóa khác nhau trong một môi trường. Ăn mòn vết, ăn mòn lỗ: