Ngăn ngừa ăn mòn Galvanic: Các yếu tố và phương pháp

Ăn mòn điện hóa được thúc đẩy bởi sự khác biệt về điện thế giữa hai kim loại, dẫn đến sự ăn mòn của kim loại phản ứng mạnh hơn. Điều quan trọng là phải biết cách ngăn ngừa loại ăn mòn này để bảo vệ các cấu trúc kim loại và kéo dài tuổi thọ của chúng.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về các chiến lược hiệu quả để bảo vệ các thành phần kim loại của bạn khỏi sự ăn mòn điện hóa, giúp chúng luôn bền và chắc trong nhiều năm.

Ăn mòn điện hóa là gì?

Ăn mòn điện hóa xảy ra khi hai kim loại riêng biệt được kết nối điện trong sự hiện diện của chất lỏng dẫn điện. Trong tương tác này, một kim loại đóng vai trò là cực dương và mất electron thông qua quá trình oxy hóa, trong khi kim loại còn lại đóng vai trò là cực âm, nơi xảy ra quá trình khử và vẫn được bảo vệ khỏi sự ăn mòn.  

Điều kiện cần thiết cho sự ăn mòn điện hóa

• Sự có mặt của hai kim loại khác nhau: Cần có ít nhất hai kim loại khác nhau.
• Tiếp xúc điện: Các kim loại phải tiếp xúc điện trực tiếp với nhau.
• Chất điện giải: Chất điện giải, chẳng hạn như nước hoặc độ ẩm, là cần thiết để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình này.

Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn điện hóa

Sự khác biệt tiềm năng

Sự chênh lệch lớn hơn về điện thế điện hóa giữa hai kim loại dẫn đến tốc độ ăn mòn cao hơn cho anot. Khi một kim loại phản ứng nhiều hơn được ghép với một kim loại ít phản ứng hơn, kim loại phản ứng nhiều hơn sẽ bị ăn mòn với tốc độ nhanh hơn.

Các yếu tố môi trường

Các yếu tố như nhiệt độ và độ pH có thể đẩy nhanh hoặc làm chậm quá trình ăn mòn. Nhiệt độ cao hơn thường làm tăng tốc độ phản ứng, trong khi mức độ pH cực đoan có thể thúc đẩy hoặc ức chế sự ăn mòn tùy thuộc vào kim loại liên quan.

Tỷ lệ diện tích bề mặt

Kích thước của bề mặt kim loại rất quan trọng. Cụ thể, khi anode có diện tích bề mặt tương đối nhỏ hơn so với catod, nó có xu hướng hư hỏng nhanh hơn. Điều này là do diện tích nhỏ hơn tập trung các phản ứng điện hóa, dẫn đến hư hỏng nhanh hơn.

Làm thế nào để ngăn ngừa ăn mòn điện hóa?

Lựa chọn vật liệu

Để giảm thiểu nguy cơ ăn mòn điện hóa, điều quan trọng là phải chọn kim loại có điện thế điện hóa tương tự. Ví dụ, thép không gỉ và nhôm có thể có chênh lệch điện thế lớn, khiến chúng trở thành lựa chọn kém khi kết hợp với nhau. Việc chọn kim loại cùng họ hoặc có đặc tính tương thích có thể giúp ngăn ngừa ăn mòn.

Lớp phủ và rào chắn bảo vệ

Một phương pháp cực kỳ hiệu quả để chống ăn mòn là áp dụng các lớp bảo vệ trên bề mặt kim loại. Các lớp bảo vệ này ngăn không cho hơi ẩm và các chất có hại tiếp cận và làm hỏng kim loại bên dưới. Để duy trì chất lượng bảo vệ của chúng theo thời gian, điều quan trọng là phải duy trì các lớp phủ này và áp dụng lại khi cần thiết.

• Sơn thường được sử dụng để tạo ra lớp chắn chống ẩm. Chúng giúp bảo vệ bề mặt kim loại khỏi hóa chất và các yếu tố môi trường.
• Lớp phủ bột cung cấp lớp bảo vệ dày hơn, bền hơn. Chúng đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng ngoài trời, nơi chúng phải đối mặt với điều kiện khắc nghiệt.

Ngoài ra, sử dụng vật liệu cách điện để tách các kim loại không giống nhau sẽ làm giảm nguy cơ ăn mòn điện hóa. Bằng cách kết hợp lớp phủ bảo vệ với các kỹ thuật tách này, bạn có thể tăng cường đáng kể khả năng chống ăn mòn.

• Vòng đệm và ống lót bằng nhựa có thể được đặt giữa bu lông và bề mặt kim loại để ngăn ngừa tiếp xúc điện. Vật liệu phổ biến bao gồm nylon hoặc polyethylene.
• Gioăng cao su bạn làĐược gắn ở các mối nối và mặt bích, gioăng cao su tạo ra một rào cản ngăn không cho kim loại chạm vào nhau. Điều này đặc biệt hữu ích trong hệ thống đường ống.
• Ống cách nhiệt có thể được sử dụng xung quanh bu lông hoặc ốc vít để ngăn chúng tiếp xúc với các kim loại khác nhau.

Bảo vệ catốt

Bảo vệ catốt là một kỹ thuật hiệu quả được sử dụng để ngăn ngừa sự ăn mòn trên các kết cấu kim loại và chủ yếu có hai dạng: Hệ thống dòng điện cưỡng bức (ICS) và Hệ thống anode hy sinh.

• Hệ thống dòng điện ấn tượng (ICS)

Hệ thống dòng điện ấn tượng sử dụng nguồn điện bên ngoài để cung cấp dòng điện liên tục, giúp bảo vệ các cấu trúc kim loại khỏi bị ăn mòn. Bộ chỉnh lưu tạo ra dòng điện một chiều đi qua các anode trơ được đặt gần kim loại được bảo vệ. Quá trình này đảo ngược các phản ứng điện hóa, chuyển đổi hiệu quả kim loại thành catốt và giảm tốc độ ăn mòn.

Phương pháp này thường được sử dụng cho đường ống, bể chứa và tàu biển, đặc biệt là ở những khu vực có nguy cơ ăn mòn cao. Việc giám sát thường xuyên là điều cần thiết để đảm bảo mức dòng điện đủ và anot hoạt động bình thường.

• Hệ thống Anode hy sinh

Hệ thống Anode hy sinh bảo vệ các cấu trúc kim loại bằng cách gắn một kim loại phản ứng mạnh hơn, như kẽm hoặc magiê. Anode hy sinh này ăn mòn ưu tiên, bảo vệ kim loại bên dưới. Ý tưởng là anode sẽ bị ăn mòn trước, ngăn ngừa hư hỏng cho cấu trúc được bảo vệ.

Nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hàng hải, bao gồm thuyền và tàu, đường ống ngầm và bể chứa. Chúng cung cấp một chiến lược hiệu quả và tiết kiệm để ngăn ngừa ăn mòn. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải thực hiện kiểm tra thường xuyên và thay thế các anode hy sinh khi cần thiết, vì chúng sẽ dần bị mòn theo thời gian.

Kiểm soát điều kiện môi trường

Kiểm soát các điều kiện môi trường là rất quan trọng để làm chậm quá trình ăn mòn điện hóa. Một cách tiếp cận hiệu quả là quản lý nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xung quanh. Giảm độ ẩm có thể làm giảm đáng kể sự tiếp xúc với độ ẩm, đây là yếu tố chính trong quá trình ăn mòn.

Ngoài ra, sử dụng chất trám xung quanh các mối nối và kết nối có thể tạo ra một lớp bảo vệ. Các chất trám này ngăn hơi ẩm xâm nhập và giúp bảo vệ các thành phần nhạy cảm khỏi tiếp xúc với các yếu tố ăn mòn.

Kiểm tra định kỳ là điều cần thiết để quản lý ăn mòn hiệu quả. Đánh giá thường xuyên giúp phát hiện sớm các chỉ số ăn mòn, cho phép bạn giải quyết vấn đề kịp thời và ngăn ngừa thiệt hại lớn xảy ra.

Sử dụng chất ức chế ăn mòn

Chất ức chế ăn mòn là những chất có thể được đưa vào môi trường để giúp giảm tốc độ ăn mòn. Ví dụ, trong hệ thống nước làm mát, chất ức chế cụ thể có thể được thêm vào để tạo ra một lớp bảo vệ trên bề mặt kim loại. Lớp này giảm thiểu khả năng phản ứng của kim loại và làm chậm đáng kể quá trình ăn mòn, tăng tuổi thọ của thiết bị.

Các loại thép cần bảo vệ chống ăn mòn bằng mạ điện

Thép mạ kẽm: Khi kết hợp với các kim loại quý hơn như đồng hoặc thép không gỉ, lớp mạ kẽm trên thép mạ kẽm có thể bị ăn mòn nhanh hơn.

Thép Cacbon:Thép cacbon dễ bị ăn mòn khi tiếp xúc với thép không gỉ hoặc đồng, đặc biệt là trong điều kiện ẩm ướt hoặc thuận lợi.

Thép hợp kim thấp:Loại thép này cũng dễ bị ăn mòn nhanh hơn khi kết hợp với các kim loại như nhôm, đồng hoặc thép không gỉ.

Thép không gỉ:Mặc dù nhìn chung có khả năng chống ăn mòn, một số loại thép không gỉ như thép không gỉ 304 có thể bị ăn mòn khi tiếp xúc với thép cacbon trong môi trường ẩm ướt hoặc có muối.

Gang đúc: Gang có thể bị ăn mòn điện hóa khi tiếp xúc với các kim loại như thép không gỉ hoặc đồng, đặc biệt là trong điều kiện ẩm ướt hoặc ở vùng biển.

Thép mạ kẽm nhúng nóng tốt hơn cho ăn mòn điện hóa

Thép mạ kẽm nhúng nóng vẫn có thể bị ăn mòn điện hóa, nhưng nó có lớp kẽm dày hơn để bảo vệ. Độ dày bổ sung này làm cho nó hiệu quả hơn các phương pháp mạ kẽm khác trong môi trường ăn mòn nhẹ đến trung bình. Nếu cần bảo vệ mạnh hơn, nên sử dụng phụ kiện điện môi hoặc áp dụng lớp phủ bổ sung.

Nhóm Steel Pro sản phẩm thép mạ kẽm nhúng nóng có lớp phủ kẽm dày và đều, cung cấp khả năng bảo vệ vượt trội chống lại sự ăn mòn điện hóa. Chúng tôi cung cấp tùy chọn tùy chỉnh để biết độ dày lớp phủ và các phương pháp xử lý bổ sung dựa trên nhu cầu cụ thể của dự án.

Với khả năng kiểm soát chính xác quá trình mạ kẽm, Steel Pro đảm bảo vật liệu của bạn sẽ bền lâu cho dự án của bạn.