bài thuyết trình ăn mòn trong đất

Trong lòng đất, đặc biệt ở các khu công nghiệp có rất nhiều thiết bị chôn ngầm dưới đất: hệ thống ống dẫn nước, dẫn khí ga, cáp điện, đường ống dẫn nhiên liệu lỏng, xăng dầu… có thể bị ăn mòn làm giảm tuổi thọ của chúng và đôi khi còn làm giảm chất lượng sản phẩm nước (ô nhiễm nước, giảm chất lượng xăng dầu…).

Bài thuyết trình nhóm 3

MÔN:ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI

Người thực hiện :

I Ăn mòn trong đất

- Trong lòng đất, đặc biệt ở các khu công nghiệp có rất nhiều thiết bị chôn ngầm dưới đất: hệ thống ống dẫn nước, dẫn khí ga, cáp điện, đường ống dẫn nhiên liệu lỏng, xăng dầu…

có thể bị ăn mòn làm giảm tuổi thọ của chúng và đôi khi còn làm giảm chất lượng sản phẩm nước (ô nhiễm nước, giảm chất lượng xăng dầu…).

Một số hình ảnh ăn mòn trong đất

Ăn mòn trong đất có đặc điểm

 - Kim loại bị phá hủy ở dạng ăn mòn điểm, hố sâu, rỗ và chủ yếu ở mặt dưới của ống

 - Tốc độ phá huỷ các cấu kiện do ăn mòn phụ thuộc vào địa hình Ở những vị trí cao, khô ráo, không có các mỏ muối thì tốc độ ăn mòn kim

loại rất thấp.

 - Hiện tượng ăn mòn kim loại có tốc độ đáng

kể thường xảy ra ở những vùng ẩm, có tạp chất gồm các muối vô cơ, ví dụ vùng đất ẩm ven biển

 - Với pH = 5 đến 8 và nền đất ẩm, môi

trường axit có độ dẫn điện tốt, kim loại dễ dàng bị ăn mòn Trong cùng một điều kiện, đất cát gây ra ăn mòn cao hơn đất sét vì dễ dàng thông khí oxi Cần lưu ý rằng trong

môi trường đất, sự có mặt của vi sinh vật

cũng ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ ăn mòn.

 Sự ăn mòn kim loại trong môi trường đất là

ăn mòn điện hoá với catot khử oxi, đôi khi khử ion H+ nếu môi trường ăn mòn là axit

II Đất như chất điện ly có tính ăn mòn

Đất là các hệ mao dẫn,thường là hệ

keo mà các lổ của nó được làm đầy bởi không khí và ẩm có chứa các chất hóa học khác nhau nên có tính dẫn điện

ion Vì thế các kết cấu kim loại chôn

trong đất ẩm bị ăn mòn theo cơ chế

điện hóa học.

 Do cấu trúc của đất không đồng nhất cho nên sự thông khí không đều và thường gây

ra ăn mòn thông khí, khi đó nơi có nhiều oxi đóng vai trò là catot còn vùng ít oxi đóng vai trò là anot, phản ứng xảy ra phá huỷ kim loại.

 Dạng ăn mòn kim loại trong đất rất đa dạng, thường là ăn mòn cục bộ nên kim loại bị phá huỷ ở dạng ăn mòn điểm, hố sâu, dạng rỗ…

III Cơ chế ăn mòn kim loại dưới đất

 Trong đa số các trường hợp,trừ đất rất

khô,kim loại chôn dưới đất bị ăn mòn điện hóa học với sự khử phân cực oxy ( chất gây

ăn mòn là khí oxy).

 Sự vận chuyển oxy trong đất đến bề mặt kim loại được thực hiện bởi dòng chảy định hướng của pha khí hoặc pha lỏng, bởi sự

khuấy đối lưu của các pha này ,hoặc bởi sự khuếch tán oxy trong pha khí hay pha lỏng

 Trong đất rất chua, có thể xảy ra cả

sự phân cực hydro Không loại trừ khả năng kim loại bị ăn mòn do vi sinh vật có mặt trong đất ẩm.

Tốc độ ăn mòn trong những vùng đầm lầy hoặc ngập nước có thể đạt đến hoặc vượt qua tốc độ

đo được khi nhúng mẫu ngập trong nước có

thông khí

Trong thực tế, đôi khi phát hiện tốc độ

ăn mòn cao trong vùng ngập nước hoặc đầm lầy

có hàm lượng oxy hòa tan thấp Điều này có thể

là do ăn mòn vi sinh vật của loại vi khuẩn khử sunphat thường hiện diện trong các loại đất này

Điện thế oxy hóa khử đo được trong

môi trường trên điện cực Pt theo SHE

Khả năng thoát nước của đất sẽ thay

đổi tùy theo sự phân bố kích thước các hạt trong đất Đất thoát nước kém có kích thước hạt nhỏ, có khe hở giữa các hạt nên giữ nước dễ dàng Đất có thể được phân loại theo kết cấu phản ánh

sự phân bố kích thước các hạt trong

đất

IV Ảnh hưởng của các yếu tố khác đến sự

ăn mòn kim loại trong đất

1 Độ ẩm

Sự phụ thuộc của tốc độ ăn mòn kim loại vào độ ẩm của đất có dạng đường cong với

một cực đại.Vì tăng độ ẩm của đất làm dễ

dàng cho quá trình ano,làm giảm điện trở của

đất,nhưng lại làm khó khăn cho quá trình

catot ( làm giảm độ ngậm khí của đất, giảm

tốc độ khuếch tán oxy)

2 Độ thấm không khí của đất tăng sẽ gia tốc quá trình ăn mòn,vì làm dễ dàng quá trình catot Độ thấm không khí của đất phụ thuộc vào độ ẩm,thành phần đất và mật độ đất.

của kim loại sẽ tạo thành pin ăn mòn, trong đó kim loại ở vùng chứa nhiều không khí ( như cát) là điện cực catot, cnf kim loại ở vùng chứa ít không khí ( như đát sét) là điện cực anot bị ăn mòn.

Tính ăn mòn của đất tăng dần theo mức

độ giảm khả năng ngậm khí ( đồng nghĩa với giảm khả năng thoát nước của đất) theo dãy sau:

Tính ăn mòn của cát <của bùn<của đất sét

Sự kết hợp của cát, bùn và đất sét tạo thành đất mùn, là loại đất lý tưởng cho nông nghiệp Sự chuyển từ cát đến bùn rồi đến đất sét sẽ làm giảm khả năng thoát nước của đất, giữ nước trên bề mặt kim loại dễ dàng hơn nên làm tăng tính

ăn mòn của đất

 Tuy nhiên tính ăn mòn của đất không chỉ quyết định bởi khả năng thoát nước Đất thoát nước tốt nhưng ở trong khí hậu ẩm ướt, mưa nhiều sẽ chứa một lượng ẩm

đáng kể và do đó sẽ ăn mòn mạnh hơn Ngược lại, đất thoát nước kém, giàu đất sét, trong khí hậu khô có độ ẩm thấp sẽ không gây ăn mòn Điện trở suất của đất

là một đại lượng tổng hợp cho biết lượng

ẩm trong đất và các chất điện ly hòa tan trong đất

3 Điện trở của đất phụ thuộc vào độ ẩm,thành phần muối và cấu trúc đất Trong thực tế người thường chỉ

đo pH và độ dẫn điện của đất trong đa số trường hợp ( ph=5-8)

Điện trở xuất của đất càng thấp thì hoạt tính ăn mòn của đất càng cao

4 Độ axit (độ chua) của đất dao động trong giới hạn pH từ 9 đến 3., gia tốc ăn mòn

đó làm tăng độ hòa tan cảu sản phẩm ăn mòn thứ cấp và do sự khử khuẩn cực

catot của ion hydro ( ion H+ nhận e trên điện cực catot)

5 Tính không đồng nhất của đất về cấu

tạo,mật độ thành phần,độ ẩm,độ chua,dẫn đến sự xuất hiện pin ăn mòn macro tăng cường ăn mòn kim loại trong đất

6 Vi sinh vật có nhiều trong đất chúng gia tốc ăn mòn cục bộ các kim loại,đặc biệt là thép Nguy hiểm nhất là các vi khuẩn khử sunphat, chúng phát triển nhanh trong điều kiện rất ít không khí.

7 Nhiệt độ đất thường dao động từ -50 đến 50 độ C

Tốc độ ăn mòn kim loại trong đất tăng hàm số mũ theo nhiệt độ

Tăng độ ẩm của đất sẽ tăng tính xâm thực của nó.Tuy nhiên ẩm quá sẽ làm giảm tính xâm thực vì oxy khó thâm

nhập vào bề mặt lim loại.Đất cát xâm thực hơn đất sét.Đôi khi ta cũng gặp

đất axít (pH=3-4) hoặc kiềm 12).Các loại đất này có tính xâm thực rất cao

còn chịu ảnh hưởng của vi sinh vật và nhiệt độ nữa

V.Đặc điểm của quá trình ăn mòn trong đất.

khử oxy,trừ trường hợp đất rất

axít thì có thể là khử ion H+

có thể tạo ra các cặp pin ăn mòn

do thông khí oxy không đều

Hình thành cặp pin do thông khí không đều trong đất.Nơi oxy đến nhiều hơn sẽ

là catot.Còn nơi oxy khó đến sẽ là anot

và bị phá hủy,các vùng anot và catot có thể cách xa như hàng trăm mét,thậm chí hàng cây số

loại bị phá hủy ở dạng ăn mòn điểm,hố sâu,rỗ và chủ yếu ở mặt dưới của ống

Trong phần lớn các loại đất thì quá

trình ăn mòn xảy ra với sự kìm hãm

quá trình catot do khó vận chuyển oxy đến bề mặt kim loại.Trong đất xốp

cũng có thấy sự kìm hãm quá trình

anot.còn khi anot và catot xa nhau thì

có kìm hãm do điện trở

sắt chạy điện…các thiết bị ngầm trong đất cũng bị ăn mòn do dòng điện lạc