Chương VII. Ảnh hưởng của các yếu tố cơ học
đến ăn mòn điện hóa kim loại
Phân loại
Các chi tiết của dụng cụ công nghiệp hóa học, các cấu trúc của máy
bay, các cột và các ống dẫn trong công nghiệp dầu khí, các đường ray
xe lửa, các thiết bị làm việc ở áp suất cao… đều bị tác dụng của ăn
mòn điện hóa - cơ học.
Năm 1967, cầu treo trên sông Ohio (Mỹ) bị gãy; năm 1988 cầu treo
trên sông Alger (vùng Địa trung hải) bị sập đổ, đều do tác động đồng
thời của khí xâm thực và tác dụng cơ học.
Phân loại: Có 5 trường hợp ăn mòn nứt rạn dưới tác dụng của sức
căng cơ học: * Ăn mòn chịu ứng lực; * Ăn mòn rạn nứt;* Ăn mòn mệt
mỏi;Ăn mòn do khí xâm thực; * Ăn mòn do xói mòn.
CÁC DẠNG ĂN MÒN CÓ
LIÊN QUAN ĐẾN PHÁ HỦY
CƠ HỌC
Chương VII. Ảnh hưởng của các yếu tố cơ học
đến ăn mòn điện hóa kim loại
6.1 Ăn mòn kim loại chịu ứng lực.Ứng suất cơ học làm giảm độ bền nhiệt
động học của kim loại, làm biến dạng kim loại, làm rạn nứt màng bảo vệ trên
kim loại. Ví dụ,khu vực bị kéo căng nhất của vỏ tàu thủy bị nước biển ăn mòn
mạnh nhất.
Cơ chế: a) Nơi nào kim loại bị tác động cơ học kết hợp với ăn mòn sẽ bị biến
dạng về cấu trúc;
b) Sư nứt xuyên qua tinh thể do ứng lực đàn hồi gây ra làm tăng tốc độ ăn
mòn;
c) Các cấu tử môi trường hấp phụ lên chỗ mà ứng suất đạt đến giới hạn, làm
giảm độ bền liên kết trong mạng lưới kim loại;
d) Hydro lọt sâu vào kim loại, hấp phụ nhiều ở đầu vết nứt, làm ứng suất cục
bộ tăng, thúc đẩy vết nứt phát triển mạnh.


trong dung dịch hỗn hợp (NaOH + NaCl 3,5% ) có pH =10), độ axit
đo được trong vết rạn nứt giảm đến pH = 3,8
6.2.2 Ảnh hưởng của thành phần thép và môi trường đến ăn mòn
rạn nứt:* Các nguyên tố nâng cao độ bền chống ăn mòn rạn nứt của
thép là: Niken, carbon.
•
Các nguyên tố làm giảm độ bền chống ăn mòn rạn nứt của thép là:
Mangan, molipđen, nitơ.
•
Các ion clorua Cl- làm tăng đáng kể tốc độ ăn mòn nứt rạn của thép
, đặc biệt khi nồng độ oxy hòa tan trong dung dịch tăng lên.
Chương VII. Ảnh hưởng của các yếu tố cơ học
đến ăn mòn điện hóa kim loại
6.2.3 Bảo vệ thép chống ăn mòn rạn nứt
Ăn mòn rạn nứt do sự kết hợp của ăn mòn điện hóa + tác động cơ học bên
ngoài ( hoặc + ứng suất cơ học bên trong kim loại).
a) Giảm ứng suất (sức căng) bên trong:
•)
bằng nhiệt luyện;
•)
thay đổi trạng thái lớp bề mặt ( như ni tơ hóa thép, mạ crôm khuếch tán,
mạ điện niken; phủ nhôm lên thép ở nhiệt độ 510oC);
•)
hợp kim hóa thép với hàm lượng Ni 45% được thép có độ bền ăn mòn rạn
nứt cao nhất;
•)
xử lý thép trong chân không để giảm hàm lượng ni tơ đến 0,008% và
carbon đến 0,01% cho khả năng chống ăn mòn rạn nứt rất cao.
Chương VII. Ảnh hưởng của các yếu tố cơ học
đến ăn mòn điện hóa kim loại

Khi di chuyển với tốc độ lớn, chất lỏng có tính xâm thực (như
nước biển) hình thành các vùng áp suất thấp dưới dạng bọt khí. Bề
mặt kim loại bị phá hủy do các va chạm thủy động học xung động
trong quá trình lấp đầy các bọt khí bằng chất lỏng (nước). Sự ăn
mòn khí xâm thực có thể phá hủy cục bộ mạnh, tạo thành các hang
hốc sâu trong miền khí xâm thực.
Chương VII. Ảnh hưởng của các yếu tố cơ học
đến ăn mòn điện hóa kim loại
*Sự ăn mòn khí xâm thực thường xảy ra đối với chong chóng tàu
thủy, vỏ làm lạnh của máy phát điện diezen,các bơm ly tâm,các
tuabin thủy động. Ăn mòn khí xâm thực có thể xem như ăn mòn
mệt mỏi vi mô, vì dưới tác dụng của va chạm xung động và ăn
mòn bởi chất điện phân, bề mặt kim loại có thể bị rạn nứt , xé rách.
•
Phương pháp nâng cao độ bền chống ăn mòn khí xâm thực:
- Tăng độ cứng lớp bề mặt bằng cách hợp kim hóa thép bởi crom
(đến 90% Cr);
- Bảo vệ catot thép để ngăn chặn sự ăn mòn khí xâm thực;
- Che phủ bề mặt thép bằng nhựa tổng hợp (polyme) .
Chương VII. Ảnh hưởng của các yếu tố cơ học
đến ăn mòn điện hóa kim loại
6.5 Ăn mòn xói mòn là sự phá hủy bề mặt kim loại do tác dụng đồng thời
của sự mài mòn bởi vật rắn và sự ăn mòn điện hóa bởi môi trường. Ăn
mòn xói mòn không chỉ phá hủy cơ học màng bảo vệ kim loại (màng hấp
phụ chất ức chế ăn mòn, màng oxyt), mà còn thúc đẩy sự ăn mòn điện hóa
kim loại. Một trong những dạng ăn mòn xói mòn mạnh là sự ăn mòn do va
đập của nước biển chứa cát hoặc các hạt rắn khác với bề mặt kim loại.
•
Bảo vệ kim loại chống ăn mòn xói mòn bằng các cách sau:
- Dùng lớp phủ (phot phat hóa, cromat hóa) để giảm hệ số ma sát;