Vấn đề ăn mòn kim loại xảy ra ở nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như dầu khí, hóa dầu, giao thông vận tải, chế tạo máy móc,… Ăn mòn kim loại đã gây ra nhiều thiệt hại và tác hại cho nền sản xuất xã hội.
1. Thiệt hại về kinh tế
Thiệt hại kinh tế do ăn mòn gây ra là rất đáng kinh ngạc. Theo thống kê sơ bộ trong nước, thiệt hại kinh tế do ăn mòn đã lên tới 280 tỷ nhân dân tệ, chiếm khoảng 4% tổng sản phẩm quốc dân (GNP). Nhìn vào ngành sản xuất dầu khí toàn cầu, theo ước tính của Hiệp hội kỹ sư ăn mòn quốc gia (NACE), tổng chi phí ăn mòn hàng năm trên toàn cầu là 1,3 tỷ đô la Mỹ, khoảng 8,6 tỷ RMB.
2. Ô nhiễm môi trường
Sự lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường do ăn mòn là vô cùng nghiêm trọng. Ăn mòn có thể gây ra một lượng lớn rỉ sét, khiến vật liệu kim loại bị hỏng sớm, đồng thời gây lãng phí nhiều tài nguyên và năng lượng. Các sản phẩm ăn mòn và bụi bẩn sẽ làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt và các thiết bị khác, gây lãng phí rất nhiều tấn than tiêu chuẩn. Các loại khí độc hại như SO2 được tạo ra khi đốt các loại than này đã làm trầm trọng thêm tình trạng ô nhiễm môi trường.
3. Rủi ro bảo mật
Năm 2011, một nhà máy hóa dầu nằm trong bể hồi lưu trên cùng của bộ khử khí của bộ phận phân đoạn khí bất ngờ phát nổ khiến 4 người chết, 1 người bị thương nặng, 6 người bị thương nhẹ và thiệt hại kinh tế trực tiếp là 8,69 triệu nhân dân tệ. Theo điều tra vụ tai nạn, nguyên nhân của vụ tai nạn là do ăn mòn ứng suất hydro sunfua, gây vỡ bể hồi lưu và gây ra vụ nổ.
Ăn mòn kim loại là gì?
Vật liệu kim loại bị hư hỏng do tác động của môi trường xung quanh, hiện tượng này gọi là hiện tượng ăn mòn kim loại (Metallic Corrosion).
Có mấy dạng ăn mòn kim loại?
Do sự phức tạp của các hiện tượng và cơ chế ăn mòn, tình hình và đặc điểm của sự ăn mòn kim loại rất khác nhau do sự khác biệt về vật liệu và các yếu tố môi trường, đó là trạng thái ứng suất. Vì vậy, có nhiều tiêu chuẩn và phương pháp phân loại, nhưng các cách phân loại ăn mòn phổ biến bao gồm phân loại theo cơ chế ăn mòn và phân loại theo hình thức ăn mòn.
Cách phân loại theo cơ chế ăn mòn?
Theo cơ chế ăn mòn có thể chia thành ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa:
Ăn mòn hóa học là hiện tượng ăn mòn kim loại do phản ứng hóa học trực tiếp giữa kim loại với chất không điện ly gây ra.
Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy do tương tác điện hóa giữa kim loại với dung dịch chất điện li gây ra.
Cách phân loại theo hình thức ăn mòn?
Theo phân loại dạng ăn mòn có thể chia thành ăn mòn chung và ăn mòn cục bộ:
Sự ăn mòn chung xảy ra trên toàn bộ bề mặt kim loại và nó có thể đồng đều hoặc không đồng đều.
Ăn mòn cục bộ tập trung ở một số vùng của kim loại, trong khi các bộ phận khác ít hoặc không bị ăn mòn. Có nhiều loại ăn mòn cục bộ, thường được chia thành các loại sau:
Ăn mòn điện hóa: Trong dung dịch điện phân, khi các kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau, kim loại có điện thế cao hơn sẽ thúc đẩy kim loại có điện thế thấp hơn tăng tốc độ ăn mòn;
Ăn mòn rỗ: Hư hỏng do ăn mòn chủ yếu tập trung ở một số điểm hoạt động, đường kính lỗ ăn mòn bằng hoặc nhỏ hơn độ sâu của lỗ ăn mòn, trường hợp nghiêm trọng có thể dẫn đến thủng thiết bị;
Ăn mòn kẽ hở: ăn mòn xảy ra ở các kẽ hở như tán đinh, mối nối ren, mối hàn và miếng đệm;
Ăn mòn giữa các hạt: Ăn mòn xảy ra dọc theo giữa các hạt, lực liên kết giữa các nguyên tử kim loại bị mất và độ bền cơ học của kim loại giảm mạnh. Thường không có thay đổi rõ ràng về bề ngoài của kim loại trước khi bị hư hại;
Ăn mòn do ứng suất: Sự cố nứt xảy ra và mở rộng với tốc độ đáng kể dưới tác động kết hợp của ứng suất kéo và môi trường ăn mòn; các loại phổ biến là nứt ăn mòn ứng suất sunfua và nứt ăn mòn ứng suất hydro sunfua.
Ăn mòn mỏi: Ăn mòn kim loại dưới tác động của môi trường ăn mòn và ứng suất xen kẽ.
Làm thế nào để giảm tác động của sự ăn mòn đối với ứng dụng trong quá trình ứng dụng thực tế?
1. Xác định dạng ăn mòn
Trong ứng dụng hiện trường, loại ăn mòn được đánh giá theo loại môi trường, áp suất, nhiệt độ, điều kiện môi trường và vị trí ăn mòn, và phương pháp chống ăn mòn thích hợp được chọn. Ví dụ, trong ngành dầu khí, các bộ phận van ống dụng cụ và đường ống quy trình chính sử dụng các sản phẩm làm bằng vật liệu khác nhau, có thể dẫn đến ăn mòn điện.
2. Lựa chọn vật liệu chống ăn mòn phù hợp.
Khi lựa chọn vật liệu, cần xem xét loại môi trường ăn mòn bên trong, áp suất và môi trường bên ngoài. Nếu môi trường vượt quá giới hạn nhiệt độ nhất định, không nên sử dụng thép không gỉ 316 trên biển.
3. Giảm vị trí có thể xảy ra ăn mòn kẽ hở.
Giảm tiếp xúc với các kim loại không tương thích. Ngoài khơi, nguy cơ ăn mòn kẽ hở rất cao khi ống kim loại và giá đỡ ống kim loại được sử dụng cùng nhau. Khi chọn vật liệu đỡ ống, nên chọn loại đỡ ống có miếng đệm.
Ăn mòn là một vấn đề tốn kém. Nếu loại ăn mòn và vị trí ăn mòn có thể được xác định nhanh chóng, nguy cơ tiềm ẩn có thể giảm đáng kể. Kỹ thuật viên có kiến thức chuyên môn thường có thể dự đoán nơi có thể xảy ra ăn mòn và chọn trước vật liệu kim loại thích hợp để tránh ăn mòn. Điều này sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất, tính toàn vẹn và bảo mật của các hệ thống sản xuất.
