Ăn mòn rỗ: nguyên nhân. Phương pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Ăn mòn là sự phá hủy bề mặt của vật liệu do quá trình oxy hóa khử tích cực đi qua. Sự phá hủy các lớp của vật liệu dẫn đến giảm độ bền, độ dẫn điện, tăng độ giòn và ức chế các tính chất khác của kim loại.

Trong quá trình vận hành các sản phẩm kim loại, chúng phải chịu nhiều loại tác động phá hủy khác nhau, trong đó nổi bật là ăn mòn rỗ. Cô ấy là người nguy hiểm và khó đoán nhất.

Rỗ

Trên bề mặt của các sản phẩm kim loại, bạn thường có thể nhận thấy những vết lõm nhỏ, những chấm màu nâu hoặc nâu. Các nhà khoa học gọi những điểm như vậy là rỗ, và quá trình xuất hiện của chúng được gọi là ăn mòn rỗ. Nó xuất hiện trên bề mặt của các vật liệu tiếp xúc với nước biển, các dung dịch chứa nhiều muối khác nhau, môi trường xâm thực về mặt hóa học và nhận thấy các yếu tố tiêu cực khác.

Ăn mòn rỗ chỉ ảnh hưởng đến kim loại và hợp kim thụ động, nó phát triển chủ yếu ở lớp chống ăn mòn hoặc ở những nơi có nhiều khuyết tật khác nhau. "Loét điểm" có thể cản trở công việc của cácsản phẩm: từ màng mỏng và vi mạch đến cốt liệu có thành dày. Ngoài ra, sự xuất hiện của chúng góp phần hình thành các vết nứt do ăn mòn, làm giảm đáng kể các đặc tính cụ thể của vật liệu.

Kế hoạch phá hủy kim loại

Để kích hoạt ăn mòn rỗ, sự hiện diện của hai chất phản ứng là cần thiết - chất hoạt hóa và chất thụ động. Các anion clo, brom, iot thường đóng vai trò là chất hoạt hóa - chúng được tìm thấy trong hầu hết các môi trường mà các sản phẩm kim loại được vận hành. Chúng được hấp thụ trên bề mặt kim loại và tạo thành phức chất hòa tan với các thành phần của nó.

Nước hoặc một nhóm hydroxyl thường hoạt động như một chất thụ động. Quá trình tiêu hủy tự diễn ra theo sơ đồ sau:

1. Các ion hoạt hóa được hấp phụ trên bề mặt của màng bảo vệ (oxit).
2. Có một quá trình thay thế các ion oxy bằng các ion hoạt hóa quá trình.
3. Một lượng lớn các ion hòa tan được hình thành, làm cho màng phân hủy.

Do đó, sự khác biệt tiềm ẩn phát sinh trên bề mặt vật liệu, dẫn đến sự xuất hiện của các dòng điện cục bộ và quá trình cực dương bạo lực được kích hoạt. Đồng thời, các ion hoạt hóa di chuyển đến các trung tâm phá hủy, do đó quá trình ăn mòn rỗ diễn ra.

Các loại ăn mòn rỗ

Kiểu ăn mòn rỗ thay đổi tùy theo điều kiện môi trường, chủ yếu là nhiệt độ, độ chua, thành phần hóa học của các chất. Dưới tác động của các yếu tố này, hình dạng thay đổi,kích thước của các hố và vị trí của chúng. Vì vậy, theo kích thước, sự phá hủy điểm được phân biệt:

• siêu nhỏ - kích thước chấm nhỏ hơn 0,1 mm;
• thông thường - đường kính của các lỗ thay đổi từ 0,1 đến 1 mm;
• loét khi hình thành đường kính vượt quá 1 mm.

Tùy thuộc vào vị trí, ăn mòn rỗ có thể mở hoặc đóng. Trong trường hợp đầu tiên, hầu như không thể phát hiện ra dấu vết của sự phá hủy - cần phải sử dụng các thiết bị đặc biệt. Loại ăn mòn này rất thường dẫn đến sự cố.

Lớp gỉ sét lộ ra ngoài có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Thường các vết rỗ hợp lại thành một hình đơn lẻ. Trong trường hợp này, sự phá hủy vật liệu không xảy ra theo chiều sâu mà theo chiều rộng, gây ra các khuyết tật trên diện tích lớn.

Hình dạng hố

Hình dạng của rỗ phụ thuộc vào các khoảng trống bên trong mạng tinh thể, chúng được hình thành ở giai đoạn đầu của quá trình ăn mòn. Các dạng phổ biến nhất của hình dạng không đều - chúng xuất hiện trên bề mặt của thép không gỉ, hợp kim thấp và thép cacbon, hợp kim nhôm, crom, niken, sắt.

Loét bán cầu được hình thành do quá trình tiêu biến đẳng hướng. Quá trình này tương tự như đánh bóng bằng điện. Điều này phần nào giải thích phần đáy sáng bóng của các hốc hình bán nguyệt. Các sản phẩm dễ bị phá hủy nhất là titan, nhôm, niken và coban, cũng như các cấu trúc tantali. Gần giống hình thứcăn mòn rỗ thép không gỉ.

Bên cạnh đó, vết rỗ có thể đa diện và nhiều mặt. Các "vết loét" thuộc loại sau rất thường kết hợp với nhau, dẫn đến gãy bán cầu lớn.

Lý do xuất hiện

Nguyên nhân chính của ăn mòn rỗ là do vi phạm công nghệ sản xuất và tác động cơ học lên vật liệu. Do vi phạm công nghệ đúc, các tạp chất khác nhau xuất hiện trong kim loại, vi phạm cấu trúc của nó. Loại bao gồm phổ biến nhất có thể được gọi là quy mô nhà máy.

Do tác động cơ học, hiện tượng ăn mòn rỗ rất thường bắt đầu phát triển trên bề mặt sản phẩm. Lý do cho điều này nằm ở sự phá hủy lớp màng bảo vệ phía trên, sự vi phạm cấu trúc bên trong và sự xuất hiện của các ranh giới hạt trên bề mặt. Yếu tố phổ biến nhất kích hoạt quá trình có thể được gọi là tác động động, dẫn đến sự xuất hiện của các vết nứt nhỏ.

Ăn mòn rỗ kim loại phát triển nhanh hơn trên bề mặt gồ ghề, cũng như dưới tác động của môi trường xâm thực - nước biển, dung dịch axit.

Phương pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn rỗ

Để bảo vệ các sản phẩm kim loại khỏi bị ăn mòn rỗ, ba phương pháp chính được sử dụng:

1. Thanh lý hệ thống kín sử dụng dung dịch các hợp chất kiềm, sunfat, cromat.
2. Việc đưa các thành phần có khả năng chống rỉ rỗ cao vào thành phần của vật liệu - molypden,crom, silicon.
3. Sử dụng công nghệ cực âm và cực dương để tạo lớp bảo vệ.

Tất cả các phương pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn chỉ được áp dụng trong sản xuất vì chúng đòi hỏi thiết bị công nghệ cao và đầu tư lớn. Trong cuộc sống hàng ngày, không thể loại bỏ hoàn toàn nguy cơ bị rỗ. Chỉ có thể làm suy yếu ảnh hưởng của các yếu tố tác động tiêu cực thông qua:

• lớp phủ chống ăn mòn;
• cải thiện điều kiện hoạt động của sản phẩm;
• giảm mức độ axit của môi trường mà vật liệu tiếp xúc.

Nhưng phương pháp hiệu quả và hợp túi tiền nhất là đánh bóng toàn diện: bằng cách giảm độ nhám bề mặt, bạn đồng thời tăng khả năng chống ăn mòn của nó. Nhưng để có hiệu quả tốt nhất, tốt hơn hết bạn nên sử dụng đồng thời tất cả các phương pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn.