Khảo sát sự ăn mòn và khả năng ức chế ăn mòn
của ion CrO
42-
và HPO
42-
đối với thép cacbon,
trong môi trờng NaCl bằng phơng pháp điện hóa Lại thị hoan
Bùi quang tuấn
phạm Tiến lâm
nguyễn thị mai
Bộ môn Hóa
Khoa Khoa học Cơ bản
Trờng Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Sự ăn mòn của thép CT3 trong môi trờng ăn mòn chứa ion Clo đợc nghiên
cứu bằng phơng pháp đo đờng cong phân cực điện hóa. Kết quả chỉ ra rằng ion Clo tác động
lớn tới sự ăn mòn của thép CT3. Nó kích thích cả phản ứng anod v phản ứng catod, nhng sự
tác động tới phản ứng anod mạnh hơn so với phản ứng catod. Các ion HPO
4
2-
v CrO
4
2-
có tác
động ức chế ăn mòn cho thép CT3 trong dung dịch NaCl 0,1M.


ức chế chống ăn mòn đối với thép CT3 trong môi trờng NaCl 0,1M của ion CrO
4
2-
và ion HPO
4
2-
.
II. Thực nghiệm
Các phép thí nghiệm đợc thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa Trờng Đại học Giao thông
Vận tải.
Trong quá trình thực nghiệm chúng tôi sử dụng các hóa chất: NaCl (PA), Na
2
HPO
4
.12H
2
O
(PA), K
2
CrO
4
(PA), nớc cất.
Trong các thí nghiệm chúng tôi sử dụng bình đo điện hóa ba điện cực: điện cực làm việc
thép CT3 có diện tích bề mặt 0,79cm
2
, xung quanh bọc epoxy, đợc mài bóng, khử mỡ và tẩy
gỉ, điện cực đối lới platin, điện cực so sánh Ag/AgCl, KCl.
Vật liệu làm điện cực thép CT3 có thành phần: Fe (99,406%), C (0,150%) S (0,037%), Mn
(0,420%) và Si ở dạng vết.
Các phép đo điện hóa đợc thực hiện trên máy đo điện hóa đa năng ghép nối máy tính

-2
1x10
-1
1x10
0
1x10
E-
V
i-A/cm2

Hình 1. Đờng cong phân cực của thép CT3 trong
dung dịch chứa ion clorua ở các nồng độ khác
nhau.
-1000
-900
-800
-700
-600
012345
log(1/C)
Corrosion Potential
(mV)
0.E+00
2.E-05
4.E-05
6.E-05
8.E-05
1.E-04
1.E-04
Corrosion current


Hình 3. Đờng phân cực thép CT3 trong nớc
biển ở các độ pha loãng khác nhau.
-1000
-900
-800
-700
-600
00.511.522.53
log(1/C)
Corrosion potential
(mV)
0.E+00
2.E-05
4.E-05
6.E-05
8.E-05
1.E-04
1.E-04
1.E-04
2.E-04
Corrosion current
density (A/cm2)
potential
current

Hình 4. Sự phụ thuộc của tốc độ ăn mòn v thế ăn
mòn vo độ pha loãng.
(1)
(5)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Độ pha loãng
(lần)
1 2 4 8 16 32 64 128 256 512
Mật độ dòng ăn
mòn(i.10
5
A/cm2)
14,10 7,18 5,30 4,19 4,02 2,18 1,40 1,07 0,70 0,71
Thế ăn mòn (mV)
-855 -863 -855 -853 -752 -750 -730 -716 -664 -645
Tốc độ ăn mòn
(mm/năm)
1,65 0,83 0,62 0,49 0,47 0,26 0,17 0,13 0,08 0,083
Các kết quả thực nghiệm trên cho thấy ion clorua có ảnh hởng rất lớn đến tốc độ ăn mòn
thép CT3. Theo [4] thép CT3 không bền ăn mòn trong môi trờng NaCl nồng độ lớn hơn 10
-4
M
(tốc độ ăn mòn >0,15mm/năm).
2. Khả năng ức chế ăn mòn thép CT3 trong dung dịch NaCl 0.1M của ion HPO
4
2-
Trên cơ sở đo phân cực điện cực thép CT3 trong dung dịch NaCl 0,1M có mặt Na
2
HPO
4
với
những nồng độ khác nhau, cho phép chúng tôi đánh giá ảnh hởng của ion HPO
4
2-

2-
.
0
20
40
60
80
100
0123456
log(1/C)
Z(%)
-1200
-1100
-1000
-900
-800
-700
Corrosion
Potential (mV)
Z(%)
Corrosion
p
otential

Hình 6. ảnh hởng của nồng độ ion HPO
4
2-
đến
hiệu quả bảo vệ, thế ăn mòn.
Hiệu quả bảo vệ (Z) đợc tính theo công thức (*)

-6
Mật độ dòng ăn
mòn (i.10
5
A/cm2)
7,84 6,87 5,88 5,50 5,44 5,95 6,49
Thế ăn mòn(mV) -855 -899 -894 -898 -882 -896 -893
Tốc độ ăn mòn
(mm/năm)
0,921 0,808 0,691 0,646 0,639 0,699 0,762
Z(%) 0,00 12,37 25,00 29,85 30,61 24,11 17,22
CT 2
Bảng 3 và hình 6 cho thấy, ion HPO
4
2-
có tác dụng ức chế sự ăn mòn thép CT3 trong dung
dịch NaCl 0,1M. Đờng phân cực hình 5 cho thấy ion HPO
4
2-
có tác dụng ức chế phản ứng catôt
mạnh hơn phản ứng atôt. Kết quả này giải thích cho sự giảm thế ăn mòn thép CT3 khi có mặt
ion HPO
4
2-
trong dung dịch NaCl 0,1M so với khi không có mặt nó. 3. Khả năng ức chế ăn mòn thép CT3 tron dung dịch NaCl 0,1M của ion CrO
4
2-

E-
V
i-A/cm2

Hình 7. Đờng phân cực điện cực thép CT3 trong
dungdịch NaCl 0,1M có v không có mặt ion CrO
4
2-
.
-1200
-1100
-1000
-900
-800
-700
01234567
log(1/C)
Corosion potential
(mV)
0
20
40
60
80
100
Z(%)
Potential
Z (%)

Hình 6. ảnh hởng của nồng độ ion CrO

-3
1x10
-4
1x10
-5
1x10
-6
Mật độ dòng ăn
mòn (i.10
5
A/cm2)
7,98 7,51 7,01 5,09 4,57 4,93 5,14 5,04
Thế ăn mòn (mV) -840 -876 -867 -857 -882 -890 -908 -900
Tốc độ ăn mòn
(mm/năm)
0,93 0,92 0,91 0,60 0,54 0,58 0,60 0,59
Z(%) 0,00 5,89 12,16 36,17 42,73 38,22 35,59 36,84
CT 2Theo các kết quả đã công bố [7] các ion CrO
4
2-
và ion HPO
4
2-
có hiệu quả bảo vệ chống ăn
mòn đối với thép trong dung dịch Na
2
SO

(42%) và ion HPO
4
2-
(30%) không cao.
Bài báo đợc hoàn thành dới sự tài trợ của đề tài cấp Trờng mã số: T2007-CB-55,56. Tài liệu tham khảo
[1]. Đo Quang Liêm, Nguyễn Văn Tam, Trịnh Xuân Sén, Phạm Bá Đức (2006), Nghiên cứu khả năng
chống ăn mòn của các hợp chất ancolamin và kali iodua đối với thép CT3 trong môi trờng axit HCl, Tạp
chí hóa học, T.44(4), tr. 475-479.
CT 2
[2]. Lê Quang Tuấn, Phạm Thị Thu, Nguyễn Xuân Trờng, Nguyễn Đức Hùng, ảnh hởng của khí quyển
nông thôn, biển, đô thị Việt Nam đến ăn mòn thép CT3, Tuyển tập các công trình khoa học hội nghị toàn
quốc điện hóa và ứng dụng, Hà Nội, 2006.
[3]. Nguyễn Thị Phơng Thoa, Nguyễn Thái Hong, áp dụng phơng pháp tổng trở nghiên cứu ảnh hởng
của ion sulfate lên tính chất ăn mòn thép trong nớc biển, Tuyển tập báo cáo toàn văn Hội nghị điện hóa
và ứng dụng, Hà Nội, 2001.
[4]. Alanin Galerie, Nguyễn Văn T, ăn mòn và bảo vệ vật liệu, NXB KHKT, 2002
[5]. Ismaeel Andijani, AC impedance study on the corrosion behavior of carbon steel in deaerated chloride
solution, 6th Saudi Engineering Conference, KFUPM, Dhahran, Saudi Arabia on 14-17 Dec, 2002.
[6]. V.I.Pokhmurskyi, I.M.Zin, S.B.Lyon, M.C.simmonds (2004), Inhibiton of steel and galvanised steel
corrosion by zinc and calcium ions in presence of phosphate, Corrosion engineering, science and
technology, Vol.39. No.2,p167-173.
[7]. ..Poe (1977), , .
Ă