Ức chế ăn mòn kim loại trong các nhà máy, công nghiệp hóa dầu
Khái quát:Theo báo cáo của NACE tại hội thảo về giải pháp kiểm soát ăn mòn trong công nghiệp tổ chức tại Việt Nam năm 2019, thiệt hại kinh tế do ăn mòn tiêu tốn hàng tỷ đô la mỗi năm. Ở Mỹ là 6,2% GDP, Trung Quốc: 3,34% GDP, Nhật Bản: 1,88% GDP. Hầu hết thiệt hại này là do ăn mòn sắt và thép. Khi tiếp xúc với hơi ẩm và oxy; sắt thép sẽ phản ứng, tạo ra oxit tương ứng. Oxit không bám chặt vào bề mặt kim loại, bong tróc, gây ăn mòn lỗ. Ăn mòn lỗ trên diện rộng làm cho kết cấu kim loại bị yếu và phân rã, gây hư hỏng.Có thể thấy rất rõ là gỉ sét/ăn mòn diễn ra nhanh hơn trong các điều kiện ẩm ướt. Tuy nhiên, có một vài nhân tố khác quyết định tốc độ ăn mòn. Ví dụ như sự xuất hiện của muối. Muối hòa tan làm tăng độ dẫn điện của dung dịch hình thành trên bề mặt kim loại, làm tăng tốc độ ăn mòn điện hóa. Ví dụ khác nữa là nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng cao.Sự hình thành gỉ sét là 1 quá trình phức tạp bắt đầu từ việc oxy hóa sắt thành các ion sắt 2 (iron “+2”).Fe → Fe+2 + 2 e-Trong chu trình phản ứng tiếp theo đòi hỏi có sự xuất hiện của cả nước và oxy. Các ion sắt 2 (+2) lại tiếp tục được oxy hóa để tạo thành các ixon sắt 3 (iron “+3”) ions.Fe+2 → Fe+3 + 1 e-Các electron được tạo ra từ các quá trình oxy hóa làm giảm oxy.O2 (g) + 2 H2O + 4e- → 4 OH-Các ion sắt 3 sau đó kết hợp với oxy để tạo ra sắt oxit, và được làm ẩm với lượng nước khác nhau.Nói một cách đơn giản: sắt + Oxy + nước = Hydrated Iron Oxide (gỉ sét)Các dạng ăn mòn khác có thể xảy ra trong các cấu kiện máy như ăn mòn do các axit hữu cơ. Các loại axit hữu cơ này có thể hình thành theo nhiều cách khác nhau và có thể là sản phẩm phụ của quá trình lão hóa dầu (oxy hóa). Chúng là các axit yếu so với các axit vô cơ nhưng vẫn thủy phân đủ mạnh để có thể làm hư hỏng hầu hết các kim loại.Ví dụ như axit acetic, là loại axit gây ăn mòn nhẹ với kim loại như sắt, magê và kẽm, tạo thành khí hydro và muối acetates:Fe + 2 CH3COOH → (CH3COO)2 Fe + 4H2Tóm tắt: Iron + Organic Acid = Iron Acetate + HydrogenBiện pháp chống ăn mòn tốt nhất là ngăn không cho kim loại tiếp xúc với nước, oxy hay axit. Trên thực tế, đây chính là cơ chế hoạt động của các chất ức chế ăn mòn. Các phụ gia này có tính phân cực cao trên các bề mặt kim loại.Chúng bám dính vào bề mặt kim loại, tạo thành lớp màng bảo vệ bề mặt kim loại. Hoạt động như lớp màng ngăn không cho kim loại tiếp xúc với bất kỳ tác nhân nào có thể gây ăn mòn. Một số hợp chất phổ biến gồm amine succinates và alkaline earth sulfanates.Việc đánh giá đặc tính chống ăn mòn của một loại dầu ức chế ăn mòn là rất khó và đôi khi mang tính chủ quan. Để có kết quả tốt nhất, phòng lab cần phải làm sạch hoặc phun cát mẫu thử, sau đó phủ dầu ức chế ăn mòn. Sau khi phủ, đưa mẫu thử vào điều kiện môi trường hình thành gỉ sét/ăn mòn để kiểm tra. Với bộ sản phẩm chống ăn mòn Nitohullmac XG series, nhà sản xuất Nitto Denko đã tiến hành thí nghiệm phun muối và thí nghiệm kháng tia UV cho 2 mẫu thử với thời gian 2000 giờ và 5000 giờ. Kết quả cho thấy phần mẫu thử được bảo vệ bằng bộ sản phẩm chống ăn mòn Nitohullmac XG series:Mẫu phun muối và test kháng UV+ Lớp ngoài cùng của băng cuốn không bị nứt, không bị chảy, vẫn bám dính tốt với bề mặt mẫu thử kim loại trong điều kiện nhiệt đột lên đến 90 độ C+ Lớp mỡ ức chế ăn mòn bên dưới lớp băng cuốn vẫn duy trì trạng thái ẩm;+ Bề mặt kim loại vẫn sáng bóng như mới và không hề bị ăn mòn,Từ kết quả trong phòng thí nghiệm và thực tế áp dụng, bộ sản phẩm chống ăn mòn Nitohullmac XG series có thể bảo vệ các cấu kiện kim loại khỏi ăn mòn với tuổi thọ lên đến 20 năm tùy thuộc vào điều kiện môi trường.
CÔNG TY TNHH VINA TRADE SYNERGY
GPKD số 0107475020 do Sở KH và ĐT TP Hà Nội cấp ngày 16/02/2016
Địa Chỉ: Thôn Yên Khê, X. Yên Thường, H. Gia Lâm, Tp. Hà Nội
Sự hình thành gỉ sét là 1 quá trình phức tạp bắt đầu từ việc oxy hóa sắt thành các ion sắt 2 (iron “+2”).
Fe → Fe+2 + 2 e-
Trong chu trình phản ứng tiếp theo đòi hỏi có sự xuất hiện của cả nước và oxy. Các ion sắt 2 (+2) lại tiếp tục được oxy hóa để tạo thành các ixon sắt 3 (iron “+3”) ions.
Fe+2 → Fe+3 + 1 e-
Các electron được tạo ra từ các quá trình oxy hóa làm giảm oxy.
O2 (g) + 2 H2O + 4e- → 4 OH-
Các ion sắt 3 sau đó kết hợp với oxy để tạo ra sắt oxit, và được làm ẩm với lượng nước khác nhau.
Nói một cách đơn giản: sắt + Oxy + nước = Hydrated Iron Oxide (gỉ sét)
Các dạng ăn mòn khác có thể xảy ra trong các cấu kiện máy như ăn mòn do các axit hữu cơ. Các loại axit hữu cơ này có thể hình thành theo nhiều cách khác nhau và có thể là sản phẩm phụ của quá trình lão hóa dầu (oxy hóa). Chúng là các axit yếu so với các axit vô cơ nhưng vẫn thủy phân đủ mạnh để có thể làm hư hỏng hầu hết các kim loại.
Ví dụ như axit acetic, là loại axit gây ăn mòn nhẹ với kim loại như sắt, magê và kẽm, tạo thành khí hydro và muối acetates:
Fe + 2 CH3COOH → (CH3COO)2 Fe + 4H2
Tóm tắt: Iron + Organic Acid = Iron Acetate + Hydrogen
Biện pháp chống ăn mòn tốt nhất là ngăn không cho kim loại tiếp xúc với nước, oxy hay axit. Trên thực tế, đây chính là cơ chế hoạt động của các chất ức chế ăn mòn. Các phụ gia này có tính phân cực cao trên các bề mặt kim loại.
Chúng bám dính vào bề mặt kim loại, tạo thành lớp màng bảo vệ bề mặt kim loại. Hoạt động như lớp màng ngăn không cho kim loại tiếp xúc với bất kỳ tác nhân nào có thể gây ăn mòn. Một số hợp chất phổ biến gồm amine succinates và alkaline earth sulfanates.
Việc đánh giá đặc tính chống ăn mòn của một loại dầu ức chế ăn mòn là rất khó và đôi khi mang tính chủ quan. Để có kết quả tốt nhất, phòng lab cần phải làm sạch hoặc phun cát mẫu thử, sau đó phủ dầu ức chế ăn mòn. Sau khi phủ, đưa mẫu thử vào điều kiện môi trường hình thành gỉ sét/ăn mòn để kiểm tra. Với bộ sản phẩm chống ăn mòn Nitohullmac XG series, nhà sản xuất Nitto Denko đã tiến hành thí nghiệm phun muối và thí nghiệm kháng tia UV cho 2 mẫu thử với thời gian 2000 giờ và 5000 giờ. Kết quả cho thấy phần mẫu thử được bảo vệ bằng bộ sản phẩm chống ăn mòn Nitohullmac XG series:
