Tiểu luận: Phụ gia chống ăn mòn

Ăn mòn kim loại là hiện tượng tự ăn mòn và phá huỷ bề mặt dần dần của các vật liệu kim loại do tác dụng hoá học hoặc tác dụng điện hoá giữa kim loại với môi trường bên ngoài. 1. Cấu tạo của kim loại và ảnh hưởng của nó đến quá trình ăn mòn: Cấu tạo của kim loại có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình ăn mòn kim loại. Ở điều kiện bình thường kim loại và hợp kim đều ở trạng thái rắn, có ánh kim, dẫn nhiệt, dẫn điện, tính công nghệ tốt,…
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận:Phụ gia chống ăn mòn Phụ gia chống ăn mòn Đỗ Ngọc Tú-09400146 Tiểu luận Phụ gia chống ăn mòn 1 =============================================== Phụ gia cho nhiên liệu dầu khí TS Nguyễn Hữu Lương Phụ gia chống ăn mòn Đỗ Ngọc Tú-09400146 I.KHÁI NIỆM ĂN MÒN Ăn mòn kim loại là hiện tượng tự ăn mòn và phá huỷ bề mặt dần dần của các vật liệu kim loại do tác dụng hoá học hoặc tác dụng điện hoá giữa kim loại với môi trường bên ngoài. 1. Cấu tạo của kim loại và ảnh hưởng của nó đến quá trình ăn mòn: Cấu tạo của kim loại có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình ăn mòn kim loại. Ở điều kiện bình thường kim loại và hợp kim đều ở trạng thái rắn, có ánh kim, dẫn nhiệt, dẫn điện, tính công nghệ tốt,… Kim loại có cấu tạo mạng tinh thể, các nguyên tủ được sắp xếp theo một thứ tự nhất định. Giữa chúng có khoảng cách. Các ion nguyên tử trong kim loại không chuyển động hỗn loạn mà nó chỉ dao động xung quanh một vị trí cân bằng. Mối liên kết trong kim loại về bản chất thì giống mối liên kết cộng hoá trị. Nhưng có điểm khác là các điện tử hoá trị trong kim loại không chỉ dùng riêng cho 1 cặp liên kết đứng gần nhau mμ dùng chung cho toàn bộ khối kim loại. Các điện tử hoá trị sau khi tách khỏi nguyên tử kim loại thì chuyển động hỗn loạn, nó đi từ quỹ đạo của nguyên tử này sang quỹ đạo của nguyên tử khác tạo thμnh lớp mây điện tử. Mối liên kết đặc biệt đó gọi là liên kết kim loại. Tuy nhiên trong kim loại còn tồn tại dạng liên kết cộng hoá trị. Hai dạng này có khả năng chuyển hoá cho nhau. 2. Sự ăn mòn kim loại Ăn mòn kim loại là hiện tượng tự ăn mòn và phá huỷ bề mặt dần dần của các vật liệu kim loại do tác dụng hoá học hoặc tác dụng điện hoá giữa kim loại với môi trường bên ngoài. Khái niệm gỉ kim loại chỉ dùng cho sự ăn mòn sắt hay hợp kim trên cơ sở sắt với sự tạo thành sản phẩm ăn mòn chủ yếu gồm hydroxýt bị hydrat hoá. Khả năng phát sinh ăn mòn phụ thuộc nhiều yếu tố của vật liệu kim loại, tính chất môi trường, nhiệt độ, thời gian, áp lực. II.PHÂN LOẠI ĂN MÒN: 1 – Dựa theo quá trình ăn mòn ăn mòn được chia ra: 1.1. Ăn mòn hoá học 1.2. Ăn mòn điện hoá. 2- Dựa theo môi trường: Tuỳ theo môi trường người ta chia ra: 1. Ăn mòn trong khí : ôxy, khí sunfuarơ, khí H2S,…2. Ăn mòn trong không khí : Ăn mòn trong không khí ướt, ăn mòn trongkhông khí ẩm, ăn mòn trong không khí khô.3. Ăn mòn trong đất.4. Ăn mòn trong chất lỏng (kiềm, axit, muối,… 2 =============================================== Phụ gia cho nhiên liệu dầu khí TS Nguyễn Hữu Lương Phụ gia chống ăn mòn Đỗ Ngọc Tú-09400146 Như vậy : Dạng ăn mòn xâm thực là do sự chuyển động tiếp xúc giữa các bề mặt vật rắn và dòng chuyển động của các chất lỏng, chất khí. (ăn mòn hoá học); Dạng ăn mòn do tiếp xúc với các môi chất như a xit, bazơ và có tác nhân điện gọi là ăn mòn điện hoá . Kim loại đen: như thép, gang bị ăn mòn mạnh nhất. Thang ăn mòn được xếp theo bảng sau : 3. Phân loại mức độ chịu ăn mòn của vật liệu Bảng 01:Phân loại mức độ ăn mòn kim loại Đa số kim loại đều bị ăn mòn (bị rỉ) khi tiếp xúc với môi trường , một số rất ít bị rỉ hạn chế hoặc lớp rỉ có khả năng tự bảo vệ lấy nó. Khả năng phát sinh ăn mòn phụ thuộc nhiều yếu tố: loại kim loại, tính chất môi trường, nhiệt độ, thời gian, áp lực. Ví dụ: • Mg: bị gỉ nhanh trong không khí, nhưng không rỉ trong môi trường nước biển • Al: có khả năng chống gỉ ở môi trường không khí, nhưng dễ bị phá huỷ ở môi trường kiềm. • Cr: chống gỉ đối với axít vô cơ nhưng dễ gỉ trong axit hữu cơ ( axit axetíc,H2S…) • Thép Cr – Ni: Có khả năng chịu được môi trường axit chua. • Zn ( kẽm): Chống gỉ tốt môi trường nước lạnh, nhưng ở nhiệt độ lớn hơn 60 độ (T0>600 ) thì dễ bị gỉ. Cấu trúc của gỉ cũng khác nhau: gỉ vùng, gỉ bề mặt, gỉ ngầm, gỉ tự bong, gỉ bền… 3 =============================================== Phụ gia cho nhiên liệu dầu khí TS Nguyễn Hữu Lương Phụ gia chống ăn mòn Đỗ Ngọc Tú-09400146 Các dạng ăn mòn bề mặt a/ ăn mòn đều, b/ ăn mòn không đều, c/ ăn mòn lựa chọn, d/ ăn mòn giữa các tinh thể. A- Ăn mòn hoá học: Do môi trường mà kim loại tiếp xúc, có nhiều yếu tố ( nước ẩm, 02, N2, sulfít…) gây ra các phản ứng hoá học hay liên kết hoá học. Là sự ăn mòn kim loại do tác dụng đơn thuần của phản ứng hoá học giữa vật liệu kim loại với môi trường xung quanh có chứa chất xâm thực (O2, S2, Cl2,…) Hay nói cách khác là quá trình ăn mòn hoá học xảy ra trong môi trường khí và trong các môi trường các chất không điện ly dạng lỏng (chủ yếu là ăn mòn các thiết bị, ống dẫn các nhiên liệu lỏng lẫn các hợp chất sunfua,… Các chất không điện ly : Brôm lỏng, lưu huỳnh nóng chảy, dung môi hữu cơ như benzen, nhiên liệu lỏng : dầu hoả, xăng, dầu khoáng… Ví dụ : • Brôm lỏng tác dụng với nhiều kim loại ở nhiệt độ thường. Đặc biệt nó phá huỷ rất mạnh đối với thép các bon, Ti. Với Ni, thì yếu với nhôm thì phá huỷ chậm. • Lưu huỳnh nóng chảy : phá huỷ mạnh với Cu, Sn, Pb ; thép các bon và Ti phá huỷ chậm. • Ăn mòn do không khí chủ yếu là do quá trình ôxy hoá kim loại ở nhiệt độ cao. Ví dụ: Hiện tượng ôxy hoá của thép và gang 4 =============================================== Phụ gia cho nhiên liệu dầu khí TS Nguyễn Hữu Lương Phụ gia chống ăn mòn Đỗ Ngọc Tú-09400146 O2 + Fe ⇒ FeO + O2 => Fe3O4 + O2 => Fe2O3 Hiện tượng mất các bon của thép và gang : Fe3C + 1/2 O2 = 3Fe + CO Fe3C + CO2 = 3 Fe + 2 CO Fe3C + H2O = 3 Fe + CO + H2 Quá trình mất các bon sẽ làm giảm độ cứng, độ chịu mài mòn và giảm giới hạn đàn hồi. Nhôm (Al) là nguyên tố hợp kim tốt nhất dùn ...