Xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại: vật liệu và công nghệ

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

Để đảm bảo độ bền của các sản phẩm kim loại, người ta sử dụng phương pháp xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại. Quy trình này nhằm mục đích bảo vệ cấu trúc khỏi tác động của môi trường xâm thực và lượng mưa. Nhờ lớp phủ, bề mặt kim loại vẫn giữ được các đặc tính ban đầu, kể cả những nét thẩm mỹ.

Bản chất của quá trình

Ăn mòn là một quá trình tương tác điện hóa hoặc hóa học của kim loại với môi trường, do đó kim loại bị oxi hóa và phá hủy. Các chuyên gia cho rằng thiệt hại do ăn mòn trong lĩnh vực công nghiệp lên tới 4% tổng sản phẩm quốc dân của bất kỳ quốc gia nào. Sự ăn mòn xảy ra do tác động của oxy, nước lên kim loại, vì vậy cần xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại kịp thời. Công nghệ bao gồm xử lý bề mặt bằng một lớp mỏng kim loại, hợp kim kim loại hoặc hợp chất phi kim loại.

Tính năng xử lý

Do thực tế là kim loại bắt đầu phân hủy dưới tác động của môi trường xâm thực, sức mạnh và thể chấttính chất hóa học của sản phẩm kim loại. Và điều này ảnh hưởng đến việc giảm chức năng và độ bền của chúng. Ăn mòn góp phần làm hỏng thiết bị, phương tiện. Đó là lý do tại sao việc xử lý chống ăn mòn các kết cấu kim loại đóng một vai trò quan trọng, công nghệ không ngừng được hiện đại hóa và cải tiến.

Chế biến bên ngoài

Bề mặt bên ngoài của các sản phẩm kim loại tiếp xúc nhiều nhất với các yếu tố xâm thực. Để bảo vệ chúng, các phương pháp bảo vệ mang tính xây dựng được sử dụng. Chúng được sử dụng trong thiết kế và sản xuất sản phẩm ngay cả trước khi bắt đầu hoạt động tích cực của các phần tử kim loại. Các phương pháp kết cấu liên quan đến việc lựa chọn một vật liệu có thể chịu được môi trường. Đối với những mục đích này, thép có màng cứng, vật liệu polyme cao, gốm sứ và thủy tinh rất phù hợp. Ngoài ra, việc xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại đi kèm với các phương pháp vận hành hợp lý sản phẩm:

• loại bỏ các khe hở, vết nứt, kẽ hở có thể còn sót lại trong sản phẩm và qua đó hơi ẩm có thể xâm nhập vào bên trong;
• loại bỏ các khu vực có thể ứ đọng độ ẩm;
• bảo vệ bề mặt khỏi nước;
• đưa chất ức chế vào một môi trường hung hãn.

Phòng thủ bị động

Khi áp dụng các phương pháp bảo vệ thụ động, bề mặt kim loại được xử lý bằng một số loại lớp phủ, nhiệm vụ của nó là ngăn chặn sự tiếp xúc giữa kim loại và oxy hoặc kim loại và hơi ẩm. Kết thúc nàyXử lý chống ăn mòn các kết cấu kim loại được thực hiện. Vật liệu cho việc này được sử dụng hiện đại, với các đặc tính hiệu suất được cải thiện. Các lớp phủ này thực hiện một số chức năng:

• rào cản;
• tread;
• biến đổi;
• thụ động.

Bảo vệ hàng rào bao gồm sự cách ly cơ học của bề mặt kim loại. Thông thường, các công cụ như vậy được sử dụng để xử lý kim loại đen. Nhưng nếu tính toàn vẹn của màng bảo vệ bị phá vỡ, thì có thể xảy ra hiện tượng ăn mòn dưới màng.

Chất liệu gì?

Khi tiến hành xử lý chống ăn mòn các kết cấu kim loại, các phương tiện được lựa chọn rất cẩn thận. Để sơn hóa bề mặt, sơn và vecni được sử dụng có chứa axit photphat hoặc sắc tố cromat, làm chậm quá trình ăn mòn. Khi thi công lớp sơn lót thụ động, máy phun sẽ được sử dụng. Tùy thuộc vào số lượng thành phần trong các chế phẩm này, chúng có thể được sử dụng để xử lý cả kim loại đen và kim loại màu.

Xử lý thụ động cũng có thể hoạt động như một chất bảo vệ, nhưng trong trường hợp này, sơn được sử dụng có chứa hơn 86% bụi kim loại từ phần tử thu hồi cao so với bề mặt được xử lý. Trong hầu hết các trường hợp, khi xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại được sử dụng, các loại sơn được chọn có chứa bột kẽm phân tán cao. Công nghệ này được gọi là mạ kẽm lạnh làm tăng thời hạndịch vụ bề mặt kim loại và chống mài mòn.

Sơn và tráng men

Bảo vệ kết cấu kim loại dựa trên ba loại phương tiện:

• Sơn dễ thi công, đơn giản và có nhiều màu. Với sự trợ giúp của sơn, các cấu trúc kim loại có kích thước lớn và bất kỳ cấu hình nào đều có thể được xử lý.
• Lớp phủ chống ăn mòn nhựa dựa trên fluoroplast, nylon, PVC. Các chế phẩm này được đặc trưng bởi khả năng chống nước, axit và kiềm cao.
• Lớp phủ làm từ cao su được sử dụng khi xử lý chống ăn mòn bể chứa và kết cấu kim loại được thực hiện từ bên trong.

Phương pháp bảo vệ chủ động

Kim loại cần được bảo vệ đặc biệt, sử dụng các phương pháp tích cực. Khả năng chống các sản phẩm kim loại đối với các yếu tố bên ngoài đạt được:

• Mạ nhúng nóng các bộ phận: theo công nghệ này, bộ phận đầu tiên được tẩy dầu mỡ, sau đó được phun cát hoặc ăn mòn axit, kết quả là nó được phủ một lớp kẽm mỏng. Phản ứng hóa học tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt kim loại. Nó che chắn kim loại và bảo vệ nó khỏi độ ẩm. Thông thường, mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng để gia công các vật thể lớn - bồn chứa, bể chứa.
• Mạ kẽm điện hóa: phương pháp này liên quan đến việc chiết xuất khuếch tán các ion kẽm từ một dung dịch có tính axit nhẹ trong quá trình điện phân. Xử lý mạ kẽm của các cấu trúc kim loại được áp dụng để gia công phần cứng, các bộ phận cỡ vừa.
• Lớp mạ kẽm khuếch tán nhiệt: Trong công nghệ này, các nguyên tử kẽm xuyên qua bề mặt sắt dưới nhiệt độ cao. Lớp phủ bền và chống mài mòn, và phần gốc được lặp lại hoàn toàn, ngay cả khi bề mặt có khía hoặc dập nổi.

Xử lý chống ăn mòn cấu trúc kim loại có thể được thực hiện ngoài việc bảo vệ điện hóa.

Phương pháp hiện đại

Thông thường, lớp phủ sơn và vecni thường được sử dụng để bảo vệ bề mặt kim loại khỏi bị ăn mòn, vì chúng có giá cả phải chăng và dễ sử dụng hơn. Nhưng một lớp như vậy cần được cập nhật sau mỗi 5-7 năm, điều này rất tốn công sức và tốn kém. Và việc sử dụng các phương pháp điện hóa và điện hóa là quá đắt, mặc dù rỉ sét có thể bị lãng quên trong khoảng 50 năm.

Đó là lý do tại sao việc xử lý chống ăn mòn các cấu trúc kim loại ngày càng thường xuyên được thực hiện bằng cách sử dụng "cao su lỏng". Đây là vật liệu hai thành phần có khả năng bảo vệ bề mặt khỏi các tác động bên ngoài một cách đáng tin cậy và lâu dài. Việc sử dụng chất đàn hồi cho phép áp dụng một lớp màng liền mạch, được thi công bằng súng phun. Cao su nhanh chóng cứng lại trên bề mặt và không hình thành các vệt hay vết sưng. Hơn nữa, bạn có thể làm việc ngay cả với bề mặt kim loại ướt. Các nhà sản xuất các sản phẩm như vậy nói rằng lớp phủ như vậy có thể tồn tại khoảng 20 năm mà không làm mất đi các đặc tính ban đầu của nó.

Chuẩn bị bề mặt

Bảo vệ chống gỉ đáng tin cậy của kim loại chỉ có thể đạt được nếu bề mặt đã được chuẩn bị đúng cách. Bản thân thiết bị xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại không phức tạp nên việc sử dụng nó sẽ không gây ra bất kỳ vấn đề gì. Chuẩn bị bề mặt được thực hiện bằng cơ học hoặc hóa học. Phương pháp hóa học phổ biến hơn, vì phương pháp cơ học không thể cung cấp mức độ phù hợp của thiết bị bảo hộ. Nhưng bạn cần chọn một công nghệ phù hợp với lớp sơn đã chọn và các điều kiện để chúng hoạt động thêm.

Phosphating và tạo màu

Chuẩn bị bề mặt kim loại được thực hiện tùy thuộc vào loại kim loại. Chuẩn bị bề mặt của kim loại đen được thực hiện bằng cách photphat hóa, trong khi kim loại màu được xử lý bằng cả hai phương pháp. Nói chung, quá trình chuẩn bị hóa học của một bề mặt kim loại bao gồm một số giai đoạn:

• tẩy nhờn bề mặt;
• xả bằng nước uống;
• áp dụng một lớp chuyển đổi;
• tráng lại bằng nước uống;
• rửa lại bằng nước khử khoáng;
• thụ động.

Xử lý hóa học kim loại được thực hiện bằng các phương pháp phun (phun tia ở áp suất thấp), ngâm, phun tia hơi nước và tia nước. Hai phương pháp đầu tiên liên quan đến việc sử dụng các đơn vị đặc biệt để chuẩn bị bề mặt. Phương pháp được chọn theo chương trình sản xuất, cấu hình vàkích thước sản phẩm và nhiều yếu tố khác.

Xử lý đường ống

Xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại và đường ống dẫn được thực hiện theo đúng yêu cầu của tiêu chuẩn nhà nước. Quá trình xử lý có thể được thực hiện cho cả một đường ống đang hoạt động và trong quá trình tái tạo hoặc sửa chữa nó. Đường ống có thể được bảo vệ bằng các phương pháp chủ động và thụ động - nó được lựa chọn phù hợp với phương pháp đặt. Đối với các đường ống đặt trên mặt đất, vật liệu chịu được môi trường được sử dụng. Với phương pháp hoạt động, bề mặt bảo vệ được tạo ra với sự trợ giúp của các chất có thể bảo vệ điện hóa cho lớp phủ. Bảo vệ đường ống được thực hiện theo nhiều giai đoạn:

1. Đầu tiên, bề mặt của đường ống được thoát khỏi lớp phủ cách nhiệt, rỉ sét, cáu cặn và tất cả các chất gây ô nhiễm.
2. Vật liệu chống ăn mòn được phủ lên bề mặt đã làm sạch, đồng thời có thể tiến hành công việc ở nhiệt độ +5 độ và độ ẩm không quá 80%.

Sau khi xử lý xong, bạn cần kiểm tra kỹ đường ống để xác định các khuyết tật nếu có trên bề mặt. Các thiết bị đặc biệt xác định chất lượng của kết nối giữa bề mặt và lớp phủ, chất lượng của bản thân lớp phủ và độ dày của lớp màng khô của lớp phủ.

Bảo vệ chủ động và thụ động

Xử lý chống ăn mòn kết cấu kim loại, nguyên tắc phụ thuộc vào vật liệu được sử dụng, có thể được thực hiện với bảo vệ bề mặt chủ động và thụ động. Cả hai biến thểnhằm mục đích bảo vệ đường ống kim loại khỏi các tác nhân có hại từ môi trường. Và nếu nguồn nước nằm ở độ sâu lớn, cần phải bảo vệ kim loại không tiếp xúc với mặt đất. Nhờ các lớp sơn, vecni, men bảo vệ, một lớp màng chắn liên tục và rất bền được tạo ra để bảo vệ bề mặt khỏi những tác động tiêu cực từ môi trường bên ngoài.

Xử lý đường ống thường được thực hiện với vật liệu nhựa gốc bột. Chúng được áp dụng cho đường ống, được làm nóng trước đến một nhiệt độ nhất định.

Vì vậy, xử lý chống ăn mòn là cơ hội để ngăn ngừa rỉ sét trên bất kỳ bề mặt kim loại nào. Nhiều phương pháp và tùy chọn xử lý khác nhau đảm bảo rằng mọi thứ đều có thể được bảo vệ - từ đường ống và ô tô đến một bộ phận kim loại nhỏ.