CHƯƠNG 5 ĂN MỊN TRONG MƠI TRƯỜNG KHÁC
5.1.5. Muối NaCl vàn ước biển
Các muối như NaCl khi hịa tan vào nước sẽ khơng ảnh hưởng đến pH. NaCl cĩ nhiều trong nước biển, nước mặn và nước từ các quá trình hĩa học.
Hình biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến tốc độ ăn mịn sắt trong dung dịch thơng khí ở nhiệt độ phịng
Sự tăng tốc độ ban đầu là do tăng độ dẫn dung dịch. Độ dẫn thấp chỉ cho phép ăn mịn xảy ra giữa các anốt và catốt đặt rất gần nhau, khi đĩ sản phẩm
phản ứng anốt cĩ khuynh hướng hạn chế phản ứng khử catốt của oxy. Độ dẫn cao hơn cho phép độ phân cực thấp hơn và dịng ăn mịn giữa anốt và catốt sẽ cao hơn. Tuy nhiên khi muối hịa tan nhiều hơn nữa thì độ tan của oxy giảm và tốc độ ăn mịn sẽ giảm đều sau khi đạt cực đại ở 3% NaCl. Các muối kim loại kiềm khác như KCl, LiCl, Na2SO4, KI, NaBr… đều cĩ ảnh hưởng tương tự như NaCl.
Dung dịch NaCl 3,5 % thường được sử dụng để mơ phỏng nước biển trong phịng thí nghiệm, tuy nhiên các dung dịch này thường xâm thực mạnh hơn nước biển tự nhiên nhất là đối với thép cacbon. Điều này là do trong nước biển tự nhiên cĩ chứa một lượng đáng kể Ca2+ và Mg2+. Phản ứng khử catốt của oxy hịa tan sẽ tạo mơi trường hơi kiềm trên bề mặt, dẫn đến kết tủa CaCO3 và Mg(OH)2 theo
Ca2+ + HCO3- + OH- → H2O + CaCO3 Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2
Các kết tủa này sẽ ức chế hơn nữa phản ứng khử catốt và sự ăn mịn. Tuy nhiên, sự khác nhau về nhiệt độ, hàm lượng oxy hịa tan, cường độ dịng, các sinh vật và chất ơ nhiễm cĩ thể làm tăng tốc độ ăn mịn trong nước biển. Hoạt động sinh học trong nước biển cũng ảnh hưởng đến sự ăn mịn do tạo hốc, axít, và sunphua.
Do đĩ, nước biển là một hệ hĩa học phức tạp bị ảnh hưởng bởi nồng độ và mức độ xâm nhập của oxy, độ mặn, nồng độ các ion cĩ mặt, hoạt động sinh học và chất ơ nhiễm. Các yếu tố này lại bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ sâu, và các dịng hải lưu. Việc lấy mẫu nước biển hoặc dùng nước biển tổng hợp sẽ khơng cho phép đánh giá một cách định lượng sự ăn mịn tại một vùng biển riêng biệt nào đĩ.
Hình sau biểu diễn tốc độ ăn mịn thép cacbon theo khoảng cách từ mặt nước biển. Tốc độ ăn mịn sẽ là cao nhất ở vùng mớm nước, ở đĩ oxy dễ xâm nhập và clo cĩ thể bị cơ đặc lại do sự sấy khơ lớp màng ẩm hình thành từ bụi và ngưng tụ nước biển. Ăn mịn thường thấp nhất ở vùng dưới bùn, tại đĩ oxy xâm nhập ít nhất. Tuy nhiên các vi khuẩn khử sunphat thường cĩ mặt trong bùn ven biển lại cĩ thể làm tăng tốc độăn mịn.