Nội dung
- I. Phương pháp ngăn ngừa ăn mòn nước biển
- II. Ăn mòn do khí quyển
- III. Trường hợp ăn mòn do khí quyển theo từng môi trường sử dụng
- IV.Ăn mòn do vi sinh vật (Microbial Corrosion, Microbiologically Influenced Corosion)
- V. Thép không gỉ bị ăn mòn do nhiệt độ cao
- VI. Yếu tố ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu chính
- VII. Thép không gỉ siêu chống ăn mòn
I. Phương pháp ngăn ngừa ăn mòn nước biển
– Chọn vật liệu thép sử dụng trong nước biển: Duplex, Siêu Australia
– Thiết kế sao cho không bị ứ đọng nước biển và làm cho vận tốc dòng chảy nhanh nhất có thể
– Thường xuyên loại bỏ tạp chất
– Trong trường hợp thiết bị ngưng hoạt động thì thực hiện rửa bằng nước ngọt
II. Ăn mòn do khí quyển
Nhân tố gây ăn mòn do khí quyển được phát sinh bởi các hạt có tính ăn mòn trong bầu khí quyển lắng tụ trên tấm thép không gỉ như lưu huỳnh, Nitơ, Clorua, Cacbon,... và dễ phát sinh trong khu vực khu công nghiệp bị ô nhiễm nặng.
Các dạng ăn mòn do khí quyển
– Pitting do tiếp xúc với chất kết tủa
– Pitting do nước bị đọng hoặc ở phần khó tẩy rửa – Ăn mòn khe ở phần khe hở
– Ăn mòn khe ở phần khe hở
Phương pháp ngăn ngừa
– Vệ sinh định kỳ
– Chọn vật liệu phù hợp với môi trường
– Xử lý bề mặt vật liệu: Bề mặt càng mịn màng càng ít bị ăn mòn
III. Trường hợp ăn mòn do khí quyển theo từng môi trường sử dụng
– Pitting do tiếp xúc với Chất kết tủa
– Pitting do nước bị đọng hoặc ở phần khó tẩy rửa
– Ăn mòn khe ở phần khe hở
IV.Ăn mòn do vi sinh vật (Microbial Corrosion, Microbiologically Influenced Corosion)
Ăn mòn do vi sinh vật là ăn mòn gây ra bởi phân nhóm vi khuẩn, vi trùng... cư trú trên bề mặt kim loại tạo thành khe hở trên bề mặt kim loại hoặc làm thay đổi đặc tính của bề mặt và gây ra ăn mòn kim loại.
Cơ chế phát sinh ăn mòn MIC
Sulfate Reduction Bacteria: Vi khuẩn Sunphat. SRB là vi khuẩn có tính kỵ khí, khử Sunphat thành muối Sunphit và gây ảnh hưởng tới phản ứng cực dương và cực âm phát sinh trên bề mặt sắt. + Phản ứng cực dương: 8H2O= 8H+ + 8(OH)“,4Fe+ 8H+ = 4Fe2+ + 8H
- Phản ứng cực âm: H2SO4 + 8H = H2S+ 4H2O
- Sản phẩm ăn mòn: Fe2+ + H2S = FeS+ 2H+, 3Fe2+ +6(OH) = 3Fe(OH),
Làm ôxy hóa hợp chất có chứa Sulfur–Oxidizing Bacteria Sulfur hoặc Sulfur và tạo thành axit Sulfuric: 25 + 30, + 2H,0 = 2H,SO4
Hoạt động nhiều trong môi trường pH thấp và làm tăng nồng độ axit sunfuric trong khu vực cục bộ của kim loại đang tiếp xúc với môi trường theo như phản ứng trên, do đó gián tiếp tham gia vào ăn mòn.
Yếu tố ảnh hưởng MIC
– Nhiệt độ: Nhạy nhất trong khoảng 10°C ~ 50°C
– Vận tốc dòng chảy: MIC phát sinh khi vi sinh vật hình thành lớp màng trên bề mặt kim loại nên nếu vận tốc dòng chảy càng lớn thì sẽ giảm thiểu được khả năng hình thành lớp màng vi sinh vật.
– pH: Phạm vi của pH hoạt động khác nhau tùy theo chủng loại vi sinh vật
– Độ sạch của nước: Càng nhiều chất tích tụ thì càng phát sinh nhiều MIC
Phương pháp phân biệt MIC
– Phân tích sản phẩm ăn mòn: Tồn tại sản phẩm ăn mòn Blacksulfide, chủ yếu là FeS – Phân tích bề mặt ăn mòn: Có tồn tại hợp chất Fe, Mn, tồn tại nhiều C, S, P Bacterial slime (Exopolymer) hay không.
– Phương pháp vật lý: Loại bỏ lớp màng vi sinh vật trên bề mặt, vật lắng, Scale..
– Phương pháp hóa học: Loại bỏ lớp màng vi sinh vật, sản phẩm ăn mòn bằng phương pháp hóa học
– Xử lý Biocide: Loại bỏ bằng thuốc sát khuẩn
Ăn mòn do thổ nhưỡng
Nhân tố gây ra ăn mòn thổ nhưỡng
– Nhân tố ăn mòn bên trong thổ nhưỡng: Yếu tố vật lý học, hóa học, sinh học.
– Thành phần nước bên trong thổ nhưỡng.
Yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn do thổ nhưỡng
– Độ dẫn điện: Nếu thổ nhưỡng Có độ dẫn điện lớn thì khả năng ăn mòn càng lớn
– Ảnh hưởng của Clo: C, pH
– Ôxy: Nơi CÓ lượng ôxy nhiều là cực âm, nơi có lượng ôxy ít là cực dương
Ví dụ: Phần trên của pipe bị chôn vùi Có lượng ôxy nhiều nên trở thành cực âm, phần dưới lượng ôxy tương đối ít nên là cực dương nên phần dưới của pipe Có nhiều đoạn bị ăn mòn trước.
Phương pháp ngăn ngừa ăn mòn thổ nhưỡng
– Cần chọn vật liệu phù hợp sau khi phân tích kỹ đối với phần đất trước khi chôn lấp
– Phương pháp phủ bề mặt: Metallic Coating, Cement mortar
– Thêm vào thành phần hóa chất: Làm trung tính thổ nhưỡng
– Cải tiến xử lý thoát nước
– Thay đổi thổ nhưỡng
V. Thép không gỉ bị ăn mòn do nhiệt độ cao
Sự ăn mòn do nhiệt độ cao của thép không gỉ phát sinh chủ yếu ở lò hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, Ống khói... Trường hợp ăn mòn do nhiệt độ cao tiêu biểu được chia ra thành ăn mòn do phản ứng giữa kim loại với khí nhiệt độ cao và ăn mòn do dung dịch nước ở nhiệt độ và áp suất cao. Ở đây ăn mòn do dung dịch nhiệt độ và áp suất cao bị ảnh hưởng bởi phản ứng điện hóa và là nguyên lý tương tự với ion ăn mòn các loại thép thường đã được miêu tả ở trang trước. Ăn mòn do phản ứng giữa kim loại với khí ở nhiệt độ cao là ăn mòn gây ra bởi muội than và hơi nước khi nhiệt luyện nguyên liệu...
Tùy theo phương pháp nhiệt luyện và bản chất của kim loại hình thành các phân tử thể rắn, lỏng, khí có thể ngưng tụ... Trong số đó, những tạp chất nào đó sẽ bị tích tụ trên bề mặt kim loại, làm giảm hiệu quả của thiết bị tao đổi nhiệt, đồng thời làm tăng áp suất của khí cũng như làm phát sinh ăn mòn nghiêm trọng tùy theo từng trường hợp.
Hình bên dưới là hình ảnh xuất hiện trong trường hợp ăn mòn của lò đốt nhỏ. Ở phần xuất hiện khí thải thuộc khu vực lò đốt nhiệt độ cao, một lượng lớn bụi bị tích tụ và có thể xảy ra ăn mòn nghiêm trọng trong vòng mấy tháng hoạt động. Chủ yếu, ăn mòn như thế này là do tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài nên độ nhạy cảm xảy ra nghiêm trọng (hình bên dưới) và trong thành phần bụi có lượng lớn lưu huỳnh nên gây ra ăn mòn nghiêm trọng.
Kết quả phân tích phân tích quang phổ muội than tan trong nước đối với từng nhiên liệu sử dụng
VI. Yếu tố ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu chính
Sulfur: Khí đã ôxy hóa (SO, SO) tạo thành H2SO, (axit sulfuric) và thông thường ở khu vực nhiệt độ thấp (dưới 260°C) thì xảy ra ăn mòn toàn diện, ở khu vực nhiệt độ cao xảy ra ăn mòn cục bộ.
Chlorine: Khí C, phản ứng với H2O sẽ tạo thành HC làm phát sinh ăn mòn cục bộ, rất nguy hiểm.
Lựa chọn thép
Phải lựa chọn sử dụng nguyên liệu thích hợp với nhiệt độ và nhiên liệu như dưới môi trường nhiệt độ cao Có chứa Sulfur, Cl thì thép 304 sẽ không phù hợp, loại thay thế phù hợp là thép 309S, 310S, 317. Tuy nhiên, trường hợp phản ảnh đầy đủ điểm cần cân nhắc trong phần thiết kế thì loại thép 316L Grade cũng được phán đoán có khả năng sử dụng. Nhưng ở nhiệt độ đủ cao trên 900oC thì cần thép siêu chịu nhiệt hoặc thép hợp kim Ni... Do đó, hãy lưu ý và cân nhắc dữ liệu tham khảo dưới đây.
Nhiệt độ giới hạn sử dụng theo gia nhiệt liên tục và gia nhiệt lặp lại
VII. Thép không gỉ siêu chống ăn mòn
Dựa vào ứng dụng khái niệm Maintenace Free (Không bảo dưỡng và đáp ứng yêu cầu khắt khe nhất môi trường sử dụng khắc nhiệt, gần đây thép không gỉ siêu chống ăn mòn hầu như không phát sinh ăn mòn dù trong môi trường ăn mòn cao đang dần được phát triển. Chủ yếu là loại hợp kim cao và phần lớn có sự tham gia của Mo Với N. Được khuyến khích sử dụng cho thiết bị hàng hải, thiết bị khử lưu huỳnh, nhà máy điện hạt nhân và trong lĩnh vực hóa chất.
Giá trị PRE (Pitting Resistance Equivalent) đánh giá khả năng kháng đối với Pitting trong những chỉ số đánh giá khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ, nếu trên 30 thì nó thuộc loại này và đặc biệt nếu giá trị PRE trên 40 thì đưỢC gọi là thép không gỉ siêu việt (Super Stainless Steel).
Theo sổ tay thép không gỉ- Hiệp hội thép Việt Nam
