Giáo trình Điện Hóa Học chương 9: Ăn mòn và bảo vệ kim loại

Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại khi chúng tiếp xúc với môi trường xung quanh, hiện tượng ăn mòn là quá trình chuyển kim loại thành trạng thái oxi hóa (ion). Phân loại ăn mòn kim loại thành 3 loại : ăn mòn hóa học, ăn mòn sinh học, ăn mòn điện hóa. Chỉ tiêu ăn mòn được chia làm hai loại: chỉ tiêu định tính và chỉ tiêu định lượng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điện Hóa Học chương 9: Ăn mòn và bảo vệ kim loại Ch−¬ng Ch−¬ng 9 ¡n ¡n mßn vµ b¶o vÖ kim lo¹i 9.1. ¡n mßn kim lo¹i 9.1.1. §Þnh nghÜa vµ ph©n lo¹i ¨n mßn kim lo¹i a- §Þnh nghÜa: ¡n mßn kim lo¹i lµ sù ph¸ huû kim lo¹i khi chóng tiÕp xóc víi m«i tr−êng xung quanh. HiÖn t−îng ¨n mßn lµ qu¸ tr×nh chuyÓn kim lo¹i thµnh tr¹ng th¸i oxi ho¸ (ion). b- Ph©n lo¹i ¨n mßn kim lo¹i: Tuú theo c¬ chÕ x¶y ra qu¸ tr×nh ¨n mßn, ng−êi ta chia hiÖn t−îng ¨n mßn kim lo¹i ra lµm 3 lo¹i: ¨n mßn ho¸ häc, ¨n mßn sinh häc vµ ¨n mßn ®iÖn hãa. * ¡n mßn ho¸ häc: Lµ sù ¨n mßn kim lo¹i do qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c cña bÒ mÆt kim lo¹i víi m«i tr−êng xung quanh, x¶y ra theo c¬ chÕ cña c¸c ph¶n øng ho¸ häc dÞ thÓ, nghÜa lµ ph¶n øng chuyÓn kim lo¹i thµnh ion chØ x¶y ra ë cïng mét giai ®o¹n. Qu¸ tr×nh ¨n mßn ho¸ häc cã thÓ x¶y ra trong m«i tr−êng khÝ kh« (SO2, CO2, H2S, O2...) ë nhiÖt ®é cao hoÆc trong m«i tr−êng c¸c chÊt kh«ng ®iÖn li d¹ng láng (nh− sù ¨n mßn thiÕt bÞ, èng dÉn nhiªn liÖu láng cã lÉn c¸c hîp chÊt l−u huúnh). * ¡n mßn sinh häc: Lµ sù ¨n mßn kim lo¹i g©y ra do t¸c ®éng cña mét sè vi sinh vËt cã trong m«i tr−êng ®Êt, n−íc... * ¡n mßn ®iÖn ho¸: Lµ sù ¨n mßn kim lo¹i do t−¬ng t¸c cña bÒ mÆt víi m«i tr−êng xung quanh, x¶y ra theo c¬ chÕ ®iÖn ho¸, tu©n theo c¸c qui luËt cña ®éng häc ®iÖn ho¸. ¡n mßn ®iÖn ho¸ x¶y ra theo hai qu¸ tr×nh kÌm nhau sau ®©y: - Qu¸ tr×nh an«t lµ qu¸ tr×nh chuyÓn kim lo¹i vµo dung dÞch ë d¹ng c¸c ion hy®rat ho¸. - Qu¸ tr×nh cat«t lµ qu¸ tr×nh nhËn electron tõ kim lo¹i cña c¸c chÊt khö cùc. §èi víi c¸c kim lo¹i tinh khiÕt vµ ®ång nhÊt ph¶n øng an«t vµ cat«t cña ¨n mßn kim lo¹i x¶y ra trªn cïng mét diÖn tÝch bÒ mÆt. §èi víi kim lo¹i kh«ng ®ång nhÊt hoÆc kh«ng tinh khiÕt, ph¶n øng cat«t vµ an«t cña ¨n mßn ®iÖn ho¸ x¶y ra ë hai vïng kh¸c nhau trªn bÒ mÆt kim lo¹i. H×nh 9.1. Qu¸ tr×nh ¨n mßn hãa häc (a) vµ ®iÖn hãa kim lo¹i (b) H×nh 116 9.1.2. Caïc chè tiãu âaïnh giaï mæïc âäü àn moìn: * Caïc chè tiãu àn moìn âæåüc chia laìm hai loaûi: chè tiãu âënh tênh vaì chè tiãu âënh læåüng. - Âënh tênh quaï trçnh àn moìn nhàòm så bäü phán loaûi hiãûn tæåüng, xem xeït nguyãn nhán vaì âàûc tênh cuía quaï trçnh àn moìn thäng qua quan saït bàòng màõt thæåìng, bàòng kênh hiãøn vi. - Âënh læåüng àn moìn bao gäöm: + Täúc âäü àn moìn khäúi læåüng (Pkl): Täúc âäü àn moìn khäúi læåüng kim loaûi âæåüc xem laì khäúi læåüng kim loaûi bë máút âi do àn moìn tênh trãn mäüt âån vë diãûn têch bãö màût, trong mäüt âån vë thåìi gian: m1 − m 2 (9.1) (g/cm2.ngay) Pkl = S .t m 1, m2 : khäúi læåüng kim loaûi træåïc vaì sau khi bë àn moìn (g); S : diãûn têch bãö màût kim loaûi (cm2); t : thåìi gian (ngaìy); + Täúc âäü thám nháûp (Ptn): Täúc âäü thám nháûp (Ptn) laì chiãöu sáu trung bçnh tênh tæì bãö màût ban âáöu cuía kim loaûi bë àn moìn sau mäüt nàm: Pkl . 365 (cm/nàm hoàûc mm/nàm) ((9.2) Ptn = ρ ρ : laì khäúi læåüng riãng cuía kim loaûi (g/cm3) + Ngoaìi ra, täúc âäü àn moìn coï thãø âæåüc âo bàòng máût âäü doìng àn moìn iam hoàûc theo thãø têch khê hiârä thoaït ra.. * Dæûa vaìo täúc âäü thám nháûp Ptn ngæåìi ta chia kim loaûi thaình 3 nhoïm: 1. Nhoïm caïc kim loaûi coï Ptn < 0,125 mm/nàm âæåüc coi laì ráút bãön àn moìn. 1. 2. Nhoïm caïc kim loaûi coï Ptn = 0,125 - 1,25 mm/nàm âæåüc coi laì kim loaûi bãön àn 2. moìn trung bçnh. 3. Nhoïm caïc kim loaûi coï Ptn > 1,25 mm/nàm âæåüc coi laì khäng bãön àn moìn. 3. Tæång æïng, ngæåìi ta cuîng chia täúc âäü àn moìn thaình 3 loaûi: cháûm, trung bçnh vaì nhanh. Caïch phán loaûi naìy chè mang tênh tæång âäúi vç coìn phuû thuäüc vaìo quan hãû giæîa baín cháút cuía váût liãûu vaì hoaût tênh cuía mäi træåìng. 117 Vê duû: mäüt kim loaûi âæåüc coi laì khäng bãön àn moìn trong næåïc ngoüt, nhæng våïi cuìng täúc âäü àn moìn áúy trong næåïc biãøn laûi âæåüc xem laì khaï bãön. * Täúc âäü àn moìn khäúi læåüng ( Pkl) tè lãû thuáûn våïi máût âäü doìng àn moìn (iam) theo âënh luáût Faraday: iam (9.3) 2 ...