Sự ăn mòn kim loại là gì? 1 số loại ăn mòn kim loại

Sự ăn mòn kim loại thường gây tiêu hao nhiều kinh phí, thậm chí gây nguy hiểm cho các thiết bị, máy móc, công trình… Vậy khái niệm này là gì? Có những loại ăn mòn kim loại nào? Bài viết dưới đây sẽ giải đáp cho bạn.

Ăn mòn kim loại là gì?

Sự ăn mòn kim loại chính là quá trình chuyển hóa tự nhiên từ kim loại tinh khiết sang hình thái bền hơn về mặt hóa học. Quá trình này sẽ phá hủy vật liệu từ từ qua những phản ứng điện hóa, hóa học với môi trường xung quanh.

Sau khi tiếp xúc với nước, không khí hay môi trường có tính ăn mòn cao thì kim loại sẽ xảy ra nhiều phản ứng oxy hóa khử. Nó sẽ tạo thành lớp sản phẩm ăn mòn trên bề mặt có màu ố vàng hay còn gọi là gỉ sét.

Nói cách khác thì ăn mòn kim loại chính là phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.

Các loại ăn mòn kim loại

Trong sự ăn mòn kim loại thì có các loại ăn mòn cụ thể như:

Ăn mòn kim loại hóa học

Đây là kiểu ăn mòn do kim loại xảy ra phản ứng trực tiếp với các chất ở môi trường xung quanh. Ăn mòn kim loại xảy ra khi kim loại được để ở trong môi trường có chất oxi hóa mà kim loại có thể xảy ra phản ứng. Môi trường đó thường là: hơi nước, không khí, dung dịch axit…

Bản chất của ăn mòn kim loại hóa học là quá trình oxi hóa khử, trong đó kim loại là chất khử. Electron trong kim loại sẽ trực tiếp chuyển từ trong kim loại vào trong môi trường.

Ăn mòn kim loại điện hóa

Đây là quá trình oxi hóa khử. Kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch điện li, electron sẽ chuyển dời từ âm sang dương. Quá trình ăn mòn kim loại điện hóa được diễn ra khi có đầy đủ 3 điều kiện như sau:

• 2 điện cực phải khác nhau về bản chất
• Các điện cực phải có sự tiếp xúc trưc tiếp và gián tiếp qua dây dẫn
• Các điện cực cần phải cùng tiếp xúc với dung dịch điện li

Trong sự ăn mòn kim loại điện hóa thì electron của kim loại được chuyển từ cực của kim loại tính khử mạnh sang kim loại tính khử yếu. Rồi sau đó ra ngoài môi trường.

Một số hiện tượng và nguyên nhân gây ăn mòn kim loại

Thông thường, những loại máy móc, thiết bị, vật liệu kim loại… sau một thời gian làm việc sẽ dễ bị hoen gỉ hoặc hư hỏng. Việc máy móc bị hỏng và sự ăn mòn kim loại thường do nhiều nguyên nhân khác nhau như:

Những ổ trượt, bánh răng, con lăn… khi làm việc một thời gian dài sẽ dễ bị hư hỏng. Thậm chí là còn không thể tiếp tục làm việc được nữa. Các chi tiết bị thay đổi kích thước bởi bị mài mòn. Do lực ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc, kim loại bị hư hỏng do tác dụng của lực cơ học.

Các loại cửa lò, ống lửa trong nồi hơi… dễ bị hư hỏng, han gỉ sau làm việc một thời gian dài. Các chi tiết này thường bị phá hủy do có lớp oxit kim loại làm giảm các kích thước kết cấu của nó. Cho nên, sự ăn mòn kim loại lúc này là bởi tác dụng hoá học giữa oxy và không khí xảy ra ở nhiệt độ cao.

Những loại ống dẫn nước muối bằng kim loại, thùng chứa axit, vật liệu kim loại để trong không khí… dễ bị han gỉ sau khi dùng thời gian dài. Kim loại bị phá hủy ngoài sinh ra phản ứng hóa học còn sinh ra dòng điện chuyển động.

Tác dụng hóa học của nó có kèm theo sự sinh ra dòng điện trong kim loại, đó là tác dụng điện hóa. Trong 3 trường hợp trên thì thường hợp thứ 2 và thứ 3 được gọi là ăn mòn điện hóa.

Phương pháp bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn của hoá chất

Để có thể bảo vệ vật liệu khỏi sự ăn mòn kim loại, bạn có thể áp dụng một số phương pháp như sau:

Cách li kim loại với môi trường

Sử dụng các loại chất bền với môi trường để phủ lên bề mặt của kim loại, ví dụ:

• Sơn chống gỉ, dầu mỡ, tráng men, hợp chất polime hữu cơ
• Bề mặt kim loại cần bảo vệ mạ lên một số kim loại bền như: kẽm, niken, crom, thiếc, đồng
• Bóc lót bằng hỗn hợp Faolit hoặc bọc lót cao su, đây là 2 phương án được dùng nhiều nhất bởi chúng vừa dễ thi công lại vừa có độ chống ăn mòn cao.

Sử dụng hợp kim chống gỉ (hợp kim inox)

Các hợp kim không gỉ được chế tạo trong môi trường không khí, môi trường hòa chất. Tuy nhiên, việc sử dụng các loại hợp chất này còn hạn chế bởi những hợp kim không gỉ thường khá đắt tiền.

Sử dụng chất chống ăn mòn (chất kìm hãm)

Các loại chất chống ăn mòn cũng sẽ làm cho bề mặt kim loại thụ động hơn đối với môi trường ăn mòn. Các chất chống sự ăn mòn kim loại này thường được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp hóa chất.

Sử dụng phương pháp điện hóa

Bạn có thể nối kim loại cần bảo vệ với 1 kim loại khác có tính khử mạnh hơn. Nhưng để việc chống ăn mòn đạt hiệu quả cao thì bạn cần phải khảo sát kỹ các hóa chất trong môi trường tiếp xúc của kim loại. Ngoài ra còn có nhiều điều kiện khác về áp suất, nhiệt độ… rồi mới có phương án xử lý hữu hiệu.

Đó là thông tin cơ bản về sự ăn mòn kim loại, hy vọng sẽ giúp bạn đọc có thêm nhiều kiến thức hữu ích.