ReferenciasĐể biết cách tránh ăn mòn, điều quan trọng là phải biết ăn mòn là gì và tại sao nó xảy ra. Ăn mòn là quá trình tự nhiên trong đó kim loại dần dần bị hư hỏng do phản ứng điện hóa (hoặc hóa học) với môi trường của nó.
Các phản ứng này khiến các kim loại tinh chế tìm cách đạt được dạng ổn định hơn hoặc năng lượng bên trong thấp hơn, thường là các phiên bản oxit, hydroxit hoặc sulfua của chúng (đây là lý do tại sao kim loại được cho là bị oxy hóa). Ăn mòn cũng xảy ra trong các vật liệu phi kim loại như gốm sứ và polyme, nhưng nó khác và thường được gọi là sự xuống cấp.
Ăn mòn là một quá trình thù địch của con người, vì những hư hỏng này làm biến chất vật liệu, thay đổi màu sắc và làm chúng yếu đi, tăng khả năng bị vỡ và tăng chi phí sửa chữa và thay thế vật liệu tương tự.
Vì lý do này, có rất nhiều lĩnh vực trong khoa học vật liệu được dành riêng cho việc ngăn chặn hiện tượng này, chẳng hạn như kỹ thuật ăn mòn. Các phương pháp ngăn ngừa ăn mòn rất đa dạng và sẽ phụ thuộc vào vật liệu bị ảnh hưởng.
Phương pháp tránh ăn mòn
Đầu tiên, cần phải lưu ý rằng không phải tất cả các kim loại đều ăn mòn với tốc độ như nhau, và một số có đặc điểm là hoàn toàn không bị ăn mòn tự nhiên, như trong trường hợp thép không gỉ, vàng và bạch kim.
Điều này xảy ra bởi vì có những vật liệu mà sự ăn mòn không thuận lợi về mặt nhiệt động lực học (nghĩa là chúng không đạt được độ ổn định cao hơn với các quá trình dẫn đến điều này) hoặc bởi vì chúng có động học phản ứng chậm đến mức các hiệu ứng ăn mòn cần có thời gian để thể hiện.
Mặc dù vậy, đối với các yếu tố bị ăn mòn, có một loạt phương pháp để ngăn chặn quá trình tự nhiên này và giúp chúng có tuổi thọ cao hơn:
Mạ kẽm
Đây là phương pháp chống ăn mòn trong đó hợp kim của sắt và thép được phủ một lớp kẽm mỏng. Mục tiêu của phương pháp này là làm cho các nguyên tử kẽm của lớp phủ phản ứng với các phân tử không khí, oxy hóa và làm chậm sự ăn mòn của phần chúng bao phủ.
Phương pháp luận này biến kẽm thành một cực dương mạ hoặc cực dương hy sinh, khiến nó bị suy thoái do ăn mòn để tiết kiệm vật liệu có giá trị hơn.
Mạ có thể đạt được bằng cách nhúng các bộ phận kim loại trong kẽm nóng chảy ở nhiệt độ cao, cũng như trong các lớp mỏng hơn đạt được với quá trình mạ điện.
Phương pháp thứ hai là phương pháp bảo vệ tốt nhất, vì kẽm được liên kết với kim loại bằng các quá trình điện hóa chứ không chỉ bằng các quá trình cơ học như ngâm.
Sơn và phủ
Việc áp dụng sơn, tấm kim loại và tráng men là một cách khác để thêm một lớp bảo vệ cho kim loại dễ bị ăn mòn. Các chất hoặc lớp này tạo ra một lớp ngăn cách vật liệu chống ăn mòn xen kẽ giữa môi trường có hại và vật liệu cấu trúc.
Các lớp phủ khác có các đặc tính cụ thể khiến chúng trở thành chất ức chế ăn mòn hoặc chất chống ăn mòn. Chúng được thêm vào chất lỏng hoặc chất khí trước tiên, và sau đó chúng được thêm vào như một lớp trên kim loại.
Các hợp chất hóa học này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là trong các đường ống vận chuyển chất lỏng; Hơn nữa, chúng có thể được thêm vào nước và chất làm mát để đảm bảo rằng chúng không gây ăn mòn cho thiết bị và đường ống mà chúng đi qua.
Anodizing
Nó là một thủ tục thụ động điện phân; tức là, quá trình hình thành một lớp màng hơi trơ trên bề mặt của một nguyên tố kim loại. Quá trình này được sử dụng để tăng độ dày của lớp oxit tự nhiên mà vật liệu này có trên bề mặt của nó.
Quá trình này có lợi thế lớn là không chỉ tăng cường bảo vệ chống ăn mòn và ma sát, mà còn tạo độ bám dính cho các lớp sơn và keo cao hơn so với vật liệu trần.
Mặc dù đã trải qua những thay đổi và phát triển theo thời gian, quá trình này thường được thực hiện bằng cách đưa một vật bằng nhôm vào dung dịch điện phân và cho dòng điện một chiều chạy qua nó.
Dòng điện này sẽ làm cho cực dương nhôm giải phóng hydro và oxy, tạo ra oxit nhôm sẽ liên kết với nó để tăng độ dày của lớp bề mặt.
Anodization tạo ra những thay đổi trong kết cấu vi mô của bề mặt và trong cấu trúc tinh thể của kim loại, gây ra độ xốp cao được tạo ra trong đó.
Do đó, mặc dù cải thiện độ bền và khả năng chống ăn mòn của kim loại, nó cũng có thể làm cho kim loại trở nên giòn hơn, ngoài việc giảm khả năng chịu nhiệt độ cao.
Màng sinh học
Màng sinh học là các nhóm vi sinh vật tụ họp thành một lớp trên bề mặt, hoạt động giống như hydrogel nhưng vẫn đại diện cho một cộng đồng vi khuẩn hoặc các vi sinh vật khác đang sống.
Mặc dù những thành tạo này thường đi kèm với sự ăn mòn, nhưng trong những năm gần đây đã có sự phát triển trong việc sử dụng màng sinh học vi khuẩn để bảo vệ kim loại trong môi trường ăn mòn cao.
Ngoài ra, các màng sinh học có đặc tính kháng khuẩn đã được phát hiện, ngăn chặn tác động của vi khuẩn khử sunfat.
Hệ thống dòng điện đặt vào
Trong những cấu trúc rất lớn hoặc nơi có điện trở suất đối với chất điện phân cao, các cực dương điện không thể tạo ra đủ dòng điện để bảo vệ toàn bộ bề mặt, do đó, một hệ thống bảo vệ catốt bằng dòng điện ấn tượng được sử dụng.
Các hệ thống này bao gồm các cực dương được kết nối với nguồn điện một chiều, chủ yếu là bộ chỉnh lưu biến áp được kết nối với nguồn điện xoay chiều.
Phương pháp này được sử dụng chủ yếu trong tàu chở hàng và các tàu khác, đòi hỏi mức độ bảo vệ cao trên diện tích bề mặt lớn hơn của cấu trúc của chúng, chẳng hạn như chân vịt, bánh lái và các bộ phận khác phụ thuộc vào điều hướng.
Original text
Referencias
- Wikipedia. (s.f.). Corrosion. Obtenido de en.wikipedia.org
- Balance, T. (s.f.). Corrosion Protection for Metals. Obtenido de thebalance.com
- Eoncoat. (s.f.). Corrosion Prevention Methods. Obtenido de eoncoat.com
- MetalSuperMarkets. (s.f.). How to Prevent Corrosion. Obtenido de metalsupermarkets.com
- Corrosionpedia. (s.f.). Impressed Current Cathodic Protection (ICCP). Obtenido de corrosionpedia.com