Ăn mòn kim loại và chống ăn mòn kim loại

Xem thêm: |Nitohullmac XG | No. 59 Series Ăn mòn kim loại là một vấn đề nguy hiểm và cực kì tốn kém. Ăn mòn có thể khiến các tòa nhà, những cây cầu sụp đổ, làm gẫy đường ống dẫn dầu, rò rỉ ở các nhà máy hóa chất, các đường ống nước. Loại ăn mòn phổ biến nhất là ăn mòn do các phản ứng điện hóa. Quá trình điện hóa có khả năng bẻ gãy liên kết trong các hợp chất hóa học thành các nguyên tố hoặc tạo ra các hợp chất mới, là quá trình mang tính phá hoại hoặc có ích. Ăn mòn là hệ quả dễ thấy nhất của các phản ứng điện hóa xảy ra giữa kim loại và các vật chất có trong môi trường xung quanh. Các điểm tiếp điện bị ăn mòn có thể có thể gây hỏa hoạn và nhiều vấn đề khác, vật liệu cấy ghép y học bị ăn mòn có thể gây nhiễm trùng máu, ô nhiễm không khí có thể gây ăn mòn phá hoại các tác phẩm nghệ thuật thế giới. Ăn mòn thách thức công tác xử lý rác thải hạt nhân, loại rác phải được chứa trong các thùng chứa kín trong hàng chục ngàn năm. Loại ăn mòn phổ biến nhất là ăn mòn do các phản ứng điện hóa. Ăn mòn xảy ra khi hầu hết các nguyên tử trên bề mặt một cấu kiện kim loại bị ô xi hóa, phá hủy toàn bộ bề mặt cấu kiện. Hầu hết các kim loại đều dễ bị ô xi hóa: do kim loại có xu hướng mất các electron cho ô xi (và các nguyên tố khác) trong môi trường không khí hay môi trường nước. Khi ô xi bị giảm số ô xi hóa (nhận e), nó hình thành nên ô xít kim loại tương ứng. Khi quá trình ô xi hóa khử diễn ra ở các loại kim loại khác nhau và có tiếp xúc với nhau, quá trình ăn mòn này được gọi là ăn mòn điện ly. Ăn mòn điện ly thường xảy ra trong các thiết bị điện, nước và hơi ẩm bị thu hút vào khu vực giữa hai điểm tiếp xúc mang điện và tạo ra một hiệu điện thế. Kết quả là hình thành một pin điện hóa giữa chúng. Ví dụ với một kết cấu kim loại như Tượng Nữ Thần Tự Do. Bức tượng trông khỏe khoắn và bền vững. Nhưng cũng như bất kì một vật thể kim loại khác, nó cũng không bền vững mãi khi phản ứng với các chất tồn tại ở môi trường xung quanh và bị phá hủy dần. Đôi khi, sự phá hủy này là vô hại và thậm chí có ích: lớp phủ màu xanh nhạt bao ngoài bức tượng đồng bảo vệ nó khỏi sự phá hủy của thời tiết. Tuy nhiên phía bên trong bức tượng, ăn mòn đã trở nên trầm trọng sau nhiều năm. Khung sắt của tượng và lớp vỏ đồng đóng vai trò như hai điện cực của một cục pin lớn, vì thế gần nửa khung sắt của bức tượng đã bị ăn mòn vào năm 1986, kỉ niệm 100 năm khánh thành bức tượng.

Ăn mòn tự nhiên

Một số kim loại có đặc tính kháng ăn mòn thụ động hay là kháng ăn mòn tự nhiên. Điều này xảy ra khi kim loại phản ứng với ô xi trong không khí. Kết quả là một màng mỏng ô xít ngăn kim loại không bị tiếp tục ăn mòn nữa. Lớp màng ô xít hình thành trên mặt đồng và tính chất kháng thời tiết của các thành phần đúc vỏ bức tượng đồng là một ví dụ. Nếu lớp màng này bị phá hủy do sức ép lên kết cấu –trên một cây cầu chẳng hạn hoặc vết xước, thì việc bảo vệ ăn mòn không có tác dụng nữa. Trong các trường hợp đó, vật liệu có thể lại được tái lập lớp bảo vệ chống ăn mòn thụ động, nhưng nếu không tái lập được, thì chỉ một số điểm của cấu kiện bị ăn mòn. Sau đó việc phá hủy thường trở nên nghiêm trọng hơn vì ăn mòn tập trung vào những điểm này. Ăn mòn có hại có thể được ngăn chặn theo nhiều cách. Các dòng điện có thể tạo thành màng chống ăn mòn thụ động trên mặt các kim loại không tạo được lớp màng ô xít. Một số kim loại ổn định hơn trong một số môi trường cụ thể nào đó, và các nhà khoa học đã phát minh ra các hợp kim như thép không rỉ để nâng cao khả năng kháng ăn mòn trong một số trường hợp đặc biệt. Một số kim loại được xử lý laze để tạo ra a non-crystalline structure, có thể chống ăn mòn. Trong công nghiệp mạ, sắt và thép được phủ kẽm hoạt tính, phương pháp giúp hình thành một cục pin trong đó kẽm sẽ được mài mòn thay vì sắt. Các kim loại khác được bảo vệ bằng cách mạ điện với một chất trơ hoặc kim loại có khả năng kháng ăn mòn thụ động. Phủ màng phi kim như nhựa, composite, sơn, dầu cũng có thể chống ăn mòn. Ngoài các biện pháp trên, tập đoàn Nitto Denko, Nhật Bản đã nghiên cứu và cho ra đời bộ sản phẩm chống ăn mòn kim loại Nithullmac XG series cho các cấu kiện ngoài trời và trong nhà máy và No.59 Series cho các cấu kiện dưới nước biển và chôn ngầm dựa trên cơ chế ức chế ăn mòn kim loại. Bộ sản phẩm gồm 4 lớp bảo vệ, với lớp mỡ lót trong cùng có tác dụng trung hòa và ức chế phát triển ăn mòn, sét trám khe tạo phẳng, băng cuốn bảo vệ mỡ lót và sơn phủ, tạo thành một hệ kín kháng tia UV, chống thấm, ngăn ngừa sự xâm nhập của oxy, nước mưa và các tạp chất gây ăn mòn khác. Tổng hợp bởi VTS team. Nguồn: https://www.electrochem.org/corrosion-science