Để bảo vệ kim loại chống an mòn thì dùng phương pháp
Chương 9 PHƯƠNG PHÁP bảo vệ KIM LOẠI KHỎI ăn mònBạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.49 MB, 80 trang ) Chương IX. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI Chú ý đến sự thay đổi kích thước kết cấu do ăn mòn, do tạo thành sản phẩm ăn mòn; - Chú ý thay đổi kích thước kết cấu do có lớp phủ; - Cần định hướng chế tạo và sử dụng; - Lựa chọn vật liệu thích hợp. Chương IX. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI KHỎI ĂN MÒN 9.2 Lựa chọn vật liệu Độ bền ăn mòn của kim loại là một tính chất của hệ kim loại môi trường. Ví dụ: * Thép carbon bị ăn mòn trong dung dịch axit H2SO4 loãng: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ; - Thép carbon bị thụ động trong axit H2SO4 đặc, nguội (do tạo thành lớp sắt oxyt mỏng, khít, bám chặt lên bề mặt kim loại) - Thép carbon bị ăn mòn trong axit H2SO4 đặc, nóng: 2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4 )3 + 3SO2 + 6H2O Chương IX. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI KHỎI ĂN MÒN * Thép không gỉ thì rất nhạy cảm với sự ăn mòn bởi S (sulfur). Nhưng các hợp kim niken như :Inconel và Incoloy thì lại bền đối với sự ăn mòn bởi S. Loại ăn mòn galvanic nổi trội nhất trong các cặp pin: Thép không gỉ - Thép carbon; Hợp kim ni ken Thép carbon; Thép không gỉ (Stainless Steels ) - Thép hợp kim thấp (low alloy steels) trong những vùng ngoại vi đã loại khí Các loại thép không gỉ như: Duplex stainless steels/Super Duplex Stainless steels hầu như có độ bền cao đối với nhiều loại ăn mòn; Titanium, Zirconium bền trong tất cả các môi trường ăn mòn ở nhiệt độ cao; Đồng, hợp kim đồng, hợp kim niken: bền trong nước biển; Một vật liệu bền đối với sự nứt ăn mòn ứng lực có thể bị hỏng do giảm sức chịu đựng; Vật liệu khác bền ở ăn mòn nhiệt độ cao, có thể bị hỏng do ăn mòn pitting. Không có loại vật liệu nào là bền vững đối với tất cả các loại ăn mòn. Chương IX. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI KHỎI ĂN MÒN 9.3 Tạo lớp hàng rào trung gian 9.3.1. Ý nghĩa. Lớp bảo vệ hoặc lớp hàng rào trung gian trên vật liệu nhằm tránh tiếp xúc trực tiếp với môi trường sẽ nậng cao tuổi thọ của vật liệu và thiết bị. *Lớp hàng rào có thể là sơn, lớp phủ sơn hoặc lớp phủ kim loại. Cũng có cả những lớp vỏ phi kim loại, như: thủy tinh, epoxy, cao su Các lớp sơn có thể bị bong tróc khi phơi lâu dài trong khí quyển nóng và dưới ánh sáng mặt trời; Các lớp vỏ trên đường ống có thể bị hư hỏng về phương diện vật lý, bị nứt và phân lớp. Phương pháp tạo lớp hàng rào rẻ tiền và dễ áp dụng. Chương IX. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI KHỎI ĂN MÒN Chương IX. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI KHỎI ĂN MÒN PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ BỀ MẶT NỀN 1. TẨY DẦU MỠ (bằng kiềm, dung môi) 2. TẨY GỈ (hóa học, điện hóa, cơ học) 3. ĐÁNH BÓNG (cơ học, điện hóa) 4. CHE CHẮN (bằng băng dính, sơn, parafin, cao su, nhựa) 5. TẠO LỚP PHỦ GIA CÔNG BỀ MẶT CHI TIẾT TRƯỚC KHI SƠN, MẠ Phun cát: Phun cát khô dùng hạt mài SiC,Al2O3,SiO2 Căn cứ vào nguyên liệu, trạng thái bề mặt và yêu cầu gia công mà chọn hạt mài có độ hạt khác nhau Phun cát ướt giống như phun cát khô nhưng có nước lẫn vào hạt mài, tỷ lệ nước chiếm 65-80% Cần cho thêm phụ gia là chất ức chế ăn mòn để chống sự gỉ của sắt , thép khi phun cát ướt. TẨY GỈ BỀ MẶT CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Tẩy gỉ kim loại đen: Để làm sạch bề mặt chi tiết trước khi mạ phải tẩy gỉ Có thể dùng phương pháp hóa học hoặc điện hóa để tẩy gỉ Đối với kim loại đen được chia làm 4 loại: Thép cacbon thấp hay thép hợp kim thấp Thép cacbon cao Thép cường độ cao,thép lò xo Thép đúc hàm lượng cacbon cao * Gỉ gồm sắt III oxyt (Fe2O3), sắt từ oxyt (Fe3O4) và sắt II oxyt (FeO). Tẩy gỉ bằng phương pháp hóa học - dùng các axit không có tính oxy hóa + chất ức chế ăn mòn thép, như:Axit sunfuric loãng (10 15%); Axit clohydric (10-15%) ; Axit flohydric 5% hoặc axit citric 1,53% ở gần nhiệt độ sôi . Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O Fe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (xảy ra rất chậm) TẨY GỈ BỀ MẶT CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC TẨY GỈ BỀ MẶT CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Tẩy gỉ hóa học kim loại màu: Tẩy gỉ nhôm và hợp kim Al-Cu-Mn trong dung dịch kiềm NaOH (50-150g/l), nhiệt độ 45-800C, trong 1 phút. Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O 2Al+ 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 Nên tẩy gỉ hợp kim Al-Mg hoặc Al-Mg-Si trong dung dịch H2SO4(98%) 150ml/lit Nhiệt độ:800C.Thời gian:2-5phút Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 TẨY GỈ BỀ MẶT CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA * Tẩy gỉ bằng phương pháp điện hóa : a) Tẩy gỉ anot cho thép cacbon và thép hợp kim thấp :Nối chi tiết thép cần tẩy gỉ với cực dương nguồn điện 1 chiều. Cưc âm nguồn điện nối với tấm chì. Thành phần dung dịch (g/l):HCl (8-10) + NaCl (40-50)+ Chất ức chế ăn mòn thép.Danot = 5-10A/ dm2 . Nhiệt độ: 18-35oC. Thời gian: 5-10 phút. -Tại anot thép: 2H2O - 4e- 2H+ + O2 (Khí oxy đánh tơi lớp oxyt, giúp cho phản ứng hòa tan gỉ bằng axit dễ hơn). Tại catot chì: 2H+ + 2e- H2 TẨY GỈ BỀ MẶT CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA b)Tẩy gỉ catot thép cácbon: Nối chi tiết thép cần tẩy gỉ với cực âm nguồn điện 1 chiều. Cưc dương nối với tấm chì. Thành phần dung dịch (g/l):H2SO4 (50-60) + HCl (25-30) + NaCl (15-20) + Chất ức chế ăn mòn thép. Dcatot= 8-10A/ dm2 . Nhiệt độ: 60- 70oC. Thời gian: 10-15 phút (Không tẩy lâu để tránh giòn chi tiết do hydrô) -Tại anot chì: 2H2O - 4e- 2H+ + O2 Tại catot thép : H+ + e- H. Nguyên tử H khử một phần oxyt sắt ( 6H + Fe2O3 2Fe + 3H2O). Bọt khí hydro làm tơi lớp gỉ, giúp cho phản ứng hòa tan gỉ bởi axit dễ hơn. 5.2 Tẩy gỉ kim loại màu bằng phương pháp hóa học: Tẩy gỉ cho nhôm và hợp kim nhôm Nhôm hoặc hợp kim nhôm trước khi mạ cần phải tẩy lớp oxi hóa bằng gia công cơ khí hoặc tẩy bằng hóa học trong dung dịch H2SO4(98%)ml/l 100 CrO3(g/l) 35 Chương IX. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ KIM LOẠI KHỎI ĂN MÒN 9.3.2 Phương pháp tạo lớp phủ trên bề mặt vật liệu: Có 5 phương pháp chính để tạo lớp phủ trên bề mặt vật liệu là: Bằng công nghệ hóa học; Bằng công nghệ điện hóa; Nhúng trong kim loại nóng chảy; Phun phủ bề mặt; Kết tủa trong pha hơi. |