Yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại
Sự ăn mòn kim loại là gì?
Kim loại là vật liệu quen thuộc trong cả đời sống và sản xuất, được sử dụng trong mọi lĩnh vực từ xây dựng, giao thông đến gia dụng, y tế. Tuy nhiên, một trong những vấn đề lớn nhất khiến kim loại bị giảm tuổi thọ và mất tính thẩm mỹ chính là sự ăn mòn. Hiện tượng này không chỉ gây hư hỏng thiết bị mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn nghiêm trọng nếu không được kiểm soát.
Hiểu rõ yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại là chìa khóa để có thể lựa chọn giải pháp bảo vệ phù hợp, tiết kiệm chi phí và kéo dài tuổi thọ cho sản phẩm kim loại.
Ăn mòn kim loại là quá trình kim loại bị phá hủy dần dưới tác động của môi trường xung quanh như không khí, nước, hóa chất… Quá trình này thường xảy ra theo cơ chế điện hóa học hoặc hóa học, làm kim loại bị oxy hóa, mất đi đặc tính ban đầu như độ bền, tính dẫn điện hay độ sáng bóng.
Ví dụ dễ thấy nhất là hiện tượng sắt bị gỉ sau một thời gian tiếp xúc với không khí ẩm. Không chỉ là vấn đề thẩm mỹ, gỉ sắt khiến vật liệu yếu đi, dễ gãy và có thể dẫn đến tai nạn nếu dùng trong kết cấu chịu lực.
Thép bị ăn mòn trong môi trường biển
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại
Sự ăn mòn kim loại không xảy ra một cách ngẫu nhiên mà chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố khác nhau. Dưới đây là những nhóm yếu tố chính:
Bản chất của kim loại
Đặc tính hóa học và cấu trúc của kim loại quyết định rất lớn đến mức độ bị ăn mòn.
Kim loại hoạt động mạnh như Natri (Na), Magie (Mg), Nhôm (Al) dễ bị oxy hóa hơn kim loại quý như Vàng (Au), Bạch kim (Pt).
Kim loại nguyên chất thường có khả năng chống ăn mòn tốt hơn hợp kim, tuy nhiên trong thực tế, hợp kim lại có thể được thiết kế để tăng cường tính chống ăn mòn.
Một ví dụ thực tế là thép không gỉ – một hợp kim chứa sắt, crom và niken – có khả năng chống gỉ sét tốt hơn so với sắt thông thường.
Môi trường xung quanh
Đây là yếu tố quan trọng hàng đầu ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và mức độ ăn mòn.
Độ ẩm cao và nhiệt độ cao tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng oxy hóa xảy ra nhanh hơn.
Môi trường axit hoặc bazơ mạnh làm tăng khả năng ăn mòn điện hóa.
Sự hiện diện của muối, điển hình là trong môi trường nước biển, là nguyên nhân làm tăng đáng kể tốc độ ăn mòn.
Thực tế cho thấy các công trình kim loại tại vùng ven biển thường phải đối mặt với hiện tượng rỉ sét nghiêm trọng hơn so với khu vực đất liền.
Điện thế và tiếp xúc giữa các kim loại
Khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc nhau trong dung dịch dẫn điện (như nước có muối), sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Kim loại có thế điện cực thấp hơn sẽ bị ăn mòn trước.
Ví dụ: khi sắt và đồng tiếp xúc nhau trong môi trường ẩm, sắt sẽ bị ăn mòn nhanh chóng do nó có điện thế thấp hơn đồng.
Hình dạng và cấu trúc bề mặt
Kim loại có bề mặt không đồng đều, nhiều vết nứt, lỗ li ti sẽ có nguy cơ bị ăn mòn cao hơn vì các vùng này giữ ẩm và dễ tích tụ bụi bẩn, tạo điều kiện cho phản ứng ăn mòn xảy ra.
Bề mặt được đánh bóng, làm sạch tốt sẽ hạn chế sự hình thành của tế bào điện hóa và từ đó giảm thiểu sự ăn mòn.
>> Xem thêm: Cách tái chế chai nhựa thành chậu hoa
Thí nghiệm ăn mòn điện hóa giữa sắt và đồng
Ảnh hưởng của ăn mòn kim loại trong thực tế
Hiện tượng ăn mòn không chỉ là vấn đề kỹ thuật mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế, an toàn và môi trường.
Thiệt hại kinh tế: Theo thống kê, chi phí do ăn mòn gây ra chiếm khoảng 3–5% GDP của một quốc gia. Việc thay thế, sửa chữa các thiết bị kim loại bị hỏng tốn kém cả về vật tư và nhân công.
Nguy cơ tai nạn: Trong công trình xây dựng, hệ thống dẫn dầu, dẫn khí, ăn mòn kim loại có thể dẫn đến vỡ đường ống, sập kết cấu, gây hậu quả nghiêm trọng.
Ô nhiễm môi trường: Các sản phẩm phụ từ quá trình ăn mòn như gỉ sắt có thể làm ô nhiễm nguồn nước, đất và ảnh hưởng đến sinh vật xung quanh.
Biện pháp sơn phủ để bảo vệ bề mặt kim loại
Biện pháp hạn chế sự ăn mòn kim loại
Sau khi hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại, ta có thể áp dụng nhiều giải pháp để phòng tránh và hạn chế hiện tượng này:
Bảo vệ bề mặt
Sơn phủ bề mặt là biện pháp phổ biến giúp ngăn kim loại tiếp xúc trực tiếp với môi trường ăn mòn.
Phủ lớp mạ như mạ kẽm, mạ crom cũng giúp tăng khả năng chống gỉ.
Sử dụng vật liệu chống ăn mòn
Trong các công trình đặc thù (hóa chất, biển, hầm mỏ…), nên sử dụng kim loại hoặc hợp kim có tính chống ăn mòn tốt như inox, hợp kim titan…
Bảo trì thường xuyên
Việc vệ sinh định kỳ, kiểm tra và sửa chữa kịp thời các chi tiết bị hư hỏng sẽ giúp kéo dài tuổi thọ kim loại và hạn chế ăn mòn phát triển.
Sử dụng phương pháp điện hóa
Điện cực hy sinh là biện pháp sử dụng kim loại hoạt động hơn để “hy sinh”, giúp bảo vệ kim loại cần giữ.
Phân cực điện áp để ngăn dòng electron gây ăn mòn điện hóa.
Hiện tượng ăn mòn kim loại là một quá trình tự nhiên nhưng gây ra hậu quả không nhỏ nếu không được kiểm soát. Việc hiểu rõ yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại sẽ giúp chúng ta chủ động hơn trong khâu thiết kế, lựa chọn vật liệu cũng như bảo trì hệ thống. Từ đó, vừa bảo vệ tài sản, vừa đảm bảo an toàn cho con người và môi trường xung quanh.
Đừng chờ đến khi thiết bị gỉ sét hoặc hư hỏng nặng mới bắt đầu xử lý. Hãy áp dụng ngay các biện pháp phòng ngừa hiệu quả để giữ gìn vẻ đẹp và độ bền cho vật liệu kim loại của bạn.
>> Xem thêm sản phẩm: Giá ống nhựa đen hdpe
