Trường ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Hóa Học
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Nghành khai thác và chế biến dầu khí là một nghành quan trọng trong
nền kinh tế quốc dân. Việc khai thác và vận chuyển phần lớn dựa vào các hệ
thống ống dẫn từ ngoài khơi vào đất liền. Nó đóng vai trò như mạch máu
lưu thông cho dàn khai thác và nhà máy chế biến. Do đó việc vận hành và
đảm bảo vận hành thông suốt cho hệ thống là một yêu cầu bức thiết. Một
nguyên nhân gây đau đầu các kỹ sư vận hành là sự ăn mòn. Việc bảo vệ và
phát hiện hiện tượng ăn mòn là yêu cầu số một.
Trong đề tài tiểu luận này nhóm nêu ra những nguyên nhân chủ yếu và các
biện pháp chống ăn mòn.gồm 3 chương:
Chương 1: Tìm hiểu chung về ăn mòn
Chương 2: Phân loại ăn mòn
Chương 3: Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Kim Loại 1 Th.S Nguyễn Thị Thanh Châu
Trường ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Hóa Học
CHƯƠNG 1
TÌM HIỂU CHUNG VỀ ĂN MÒN
Trước tiên, chúng ta có thể hiểu ăn mòn kim loại là sự tự phá huỷ kim
loại do tác dụng hoá học và điện hoá học của nó với môi trường bên ngoài.
Hoặc một định nghĩa ăn mòn kim loại là sự phá huỷ tự phát các kim loại gây
ra bởi các quá trình hoá học hoặc điện hoá học xảy ra trên bề mặt kim loại
tiếp xúc với môi trường ngoài (vd. khí quyển, nước biển, môi trường phản
ứng, vv.).
Dạng ăn mòn kim loại phổ biến nhất là gỉ sắt. Gỉ sắt (có thành phần
Fe
2
O
3
.nH

CHƯƠNG 2
PHÂN LOẠI ĂN MÒN
2.1. Theo vị trí của quá trình ăn mòn
Hiện tượng ăn mòn đường ống được chia làm 2 loại là ăn mòn bên
trong và ăn mòn bên ngoài.
- Quá trình ăn mòn bên trong phụ thuộc vào việc hoạt động của
đường ống, được chia thành những loại sau :
+ Ăn mòn ngọt: Gây ra bởi sự hiện diện của carbondioxide tan
trong lưu chất, hay còn gọi là ăn mòn carbonic acid, chủ yếu là ăn mòn cục
bộ và ăn mòn lỗ.
+ Ăn mòn chua: Do hydrogen sulphide, quá trình này có thể gây ra
hỏng hóc rất nhanh do làm nứt lớp thép của đường ống.
+ Nước trong đường ống: Quá trình ăn mòn do oxygen và nước.
+ Ăn mòn do sinh vật: Do quá trình phát triển của sinh vật trong
đường ống.
- Quá trình ăn mòn bên ngoài chủ yếu là quá trình ăn mòn điện hoá.
2.2 Theo hình thái
- Ăn mòn cục bộ: Dạng ăn mòn rất thông thường, nó là quá trình ăn
mòn diễn ra do những biến đổi của điều kiện môi trường. Quá trình này dễ
khống chế và ngăn chặn. Tuy nhiên có thể khó khăn trong việc xác định vị
trí đo đạc.
- Ăn mòn lỗ: Sự khác biệt giữa ăn mòn cục bộ và ăn mòn lỗ đôi khi
gây nhầm lẫn. Ăn mòn lỗ thật sự là do những vị trí ăn mòn cô lập hoàn toàn,
phần lớn kim loại xung quang không bị ảnh hưởng. Đối với thép carbon,
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Kim Loại 3 Th.S Nguyễn Thị Thanh Châu
Trường ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Hóa Học
những lỗ này có khuynh hướng lớn lên theo hình bán cầu và vài lỗ chồng
lên nhau tạo ra vùng ăn mòn lớn hình vỏ sò. Đối với thép hợp kim chống ăn
mòn, những lỗ này thường có đường kính nhỏ nhưng ăn sâu và thường tạo
thành cụm.

trí lớp film bị phá vỡ quá trình ăn mòn diễn ra nhanh hơn nhiều so với
những khu vực có lớp film ổn định.
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Kim Loại 4 Th.S Nguyễn Thị Thanh Châu
Trường ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Hóa Học
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn ngọt:
- Lượng nước hiện diện trong dầu, khí
- Diện tích kim loại tiếp xúc với nước
- Hiện diện của H
2
S
- Hàm lượng muối chlorite (hàm lượng muối lớn làm tăng tốc độ ăn mòn
nhưng nhanh chóng được bão hoà).
Đối với hệ dầu - nước: Khi tỷ lệ nước trong dầu ít, và vận tốc di chuyển
của dầu đủ lớn, nước bị cuốn theo dòng chảy của dầu và không thấm ướt bề
mặt thép nên không xảy ra quá trình ăn mòn. Khi vận tốc thấp hơn giá trị
định mức, nước và dầu tách rời và bắt đầu xảy ra sự ăn mòn.Vận tốc này có
thể ướt tính dựa trên nhiều yếu tố như sức căng bề mặt của dầu và nước, độ
nhớt… đối với phần lớn loại dầu thô, vận tốc này khoảng 0,8m/s.
Lượng nước giới hạn có thể mang theo dầu trước khi trở thành pha liên
tục được ước tính tuỳ theo loại và bản chất của dầu, khoảng 20-30% nước
trong dầu thì không tạo ra quá trình ăn mòn.
Đối với hệ khí - lỏng: Trên 60
0
C sự hiện diện của CO
2
dẫn đến sự hình
thành lớp carbonate bảo vệ, ngăn chặn quá trình ăn mòn tiếp diễn, tuy nhiên
lớp này dễ bị xói mòn, nếu tốc độ xói mòn thấp, thép sẽ tạo ra lớp carbonate
khác để thay thế. Tuy nhiên khi vận tốc xói mòn cao, lớp carbonate thay thế
không hình thành kịp thời, quá trình ăn mòn xảy ra, hiện tượng này

các sulphide rắn này trở thành cực dương so với sắt và hình thành quá trình
ăn mòn điện hoá khi cùng bám trên bề mặt. Mỗi phân tử sắt sulphide chỉ có
tính chất phá huỷ đối với một khối lượng nhất định kim loại, sau khi hết số
đó chúng trở nên hoạt động. Điều này được giải thích một phần dựa trên sự
hấp thụ H
2
vào mạng tinh thể sulphide, và một phần dựa trên sự hình thành
hydroxyt bọc lớp sulphide.
Trong lưu chất chua có nồng độ kim loại nặng thấp, hydrogen sulphide
phản ứng với kim loại trên bề mặt hình thành lớp màn sulphide. Lớp film
này có tác dụng ngăn chặn được sự ăn mòn tiếp tục đối với các kim loại bên
trong, tuy nhiên nếu lớp film bị tróc và để lộ kim loại, tại đó sẽ hình thành
một pin galvanic với cực âm là phần kim loại bị lộ ra, cực dương là toàn bộ
phần lớp film sulphide, làm tốc độ ăn mòn diễn ra rất nhanh, lớp film mới
không có khả năng tạo thành.
Trong môi truờng chua nhẹ, lớp film được tạo thành từ hỗn hợp
siderite và sắt sulphide, phần % của sắt sulphide trong hỗn hợp tăng dần khi
nồng độ hydrogen sulphide tăng và đạt 100% khi nồng độ hydrogen
sulphide đạt 100ppm, và tại nồng độ này các dạng ăn mòn khác như nứt gãy
do hydrogen hay tạo bọt trở nên nghiêm trọng. Khi nồng độ sulphide thấp
nó có khả năng làm giảm ăn mòn ngọt do tăng sự dẻo dai của lớp siderite,
khả năng bảo vệ này được đánh giá tốt ở nhiệt độ cao, tuy nhiên điều đó
không đáng tin cậy và có thể dẫn đến ăn mòn lỗ. Những yếu tố ảnh hưởng
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Kim Loại 6 Th.S Nguyễn Thị Thanh Châu
Trường ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Hóa Học
đến sự ổn định của lớp film bao gồm nồng độ muối, chu kỳ nhiệt độ và cấu
trúc kim loại.
Nứt do ứng suất ăn mòn của Hydrogen sulphide: Sulphide stress
corrosion cracking (SSCC) là một dạng nứt do ứng suất ăn mòn. SSCC hình
thành do tác động làm dòn cứng kim loại của hydro, nó kết hợp tác động của

Trường ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Hóa Học
hải giảm áp suất hoạt động để giảm thiểu tốc độ ăn mòn.
- Ăn mòn do nước trong đường ống: Nước thường được bơm vào
mỏ dầu để bảo đảm áp suất, đồng thời hỗ trợ trong việc hướng dầu đến mỏ
sản xuất. Thành phần ăn mòn chính trong nước biển là oxy, nếu sử dụng
nước ngầm thì không có oxy, tuy nhiên có thể có CO
2
hoặc H
2
S và có thể
dẫn đến ăn mòn ngọt hay ăn mòn chua như phần trên.
Sản phẩm từ quá trình ăn mòn thép thường rất nhiều và có thể bịt kín
phần bơm nước vào mỏ, oxy được loại bỏ khỏi nước nhằm giảm thiểu quá
trình ăn mòn. Nếu mỏ có dư khí có thể loại bỏ khí bằng phương pháp tách
khí (gas stripping) hoặc có thể loại bỏ khí bằng phương pháp cơ học. Đối
với quá trình dùng khí tách khí, nước và khí cho chảy ngược chiều nhau.
Phương pháp này có hiệu quả cao trong việc loại bỏ oxy nhưng có thể dẫn
đến việc acid hoá nước nếu carbondioxyt bị hấp phụ nhiều. Trong các biện
pháp loại khí bằng cơ học, nước được bơm vào áp suất chân không, quá
trình này ít hiệu quả hơn so với phương pháp tách khí và đòi hỏi sự hỗ trợ
xử lý hoá học (những chất tách oxy như amonium bisulphide NH
4
HS).
Nước biển thường được tách khí để giảm thiểu oxy, nồng độ mong
muốn từ 5-10ppb, tuy nhiên ở một mức thấp như vậy tốc độ ăn mòn vẫn
diễn ra rất nhanh.
- Ăn mòn do vi sinh vật: Đường ống dẫn dầu và nước có thể chịu sự ăn
mòn từ quá trình phát triển của vi khuẩn khử sulphate (SRB: sulphate
reducing bacteria). Loại vi khuẩn này phát triển cùng với nhiều loại vi
khuẩn khác. SRB là một loại vi khuẩn yếm khí, nó tận dụng nguồn acid béo