Ăn mòn và các giải pháp kiểm tra ăn mòn

Infographic về ăn mòn

Ăn mòn trong các công trình công nghiệp

Ăn mòn kim loại là hiện tượng tự phá huỷ của các vật liệu kim loại do tác dụng hoá học hoặc tác dụng điện hoá giữa kim loại và môi trường bên ngoài. Các loại ăn mòn chính bao gồm ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá.

Ăn mòn hoá học

Là quá trình phá huỷ kim loại do tác dụng hoá học của môi trường với kim loại. Vì vậy ăn mòn hoá học chỉ xảy ra trong môi trường các chất điện ly dạng lỏng và môi trường không khí. Cũng có thể định nghĩa ăn mòn 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.

Ăn mòn điện hóa

Ăn mòn điện hoá là quá trình ăn mòn mà trong đó có phát sinh ra dòng điện. Vì vậy quá trình ăn mòn kim loại do điện hoá chỉ xảy ra khi kim loại tiếp xúc với môi trường điện ly mà dung môi là nước. Cũng có thể hiểu Ăn mòn điện hoá là sự ăn mòn do phản ứng điện hoá xảy ra ở 2 vùng khác nhau trên bề mặt kim loại. Quá trình ăn mòn điện hoá có phát sinh dòng điện tử chuyển động trong kim loại và dòng các ion chuyển động trong dung dịch điện ly theo một hướng nhất định từ vùng điện cực này đến vùng điện cực khác của kim loại. Tốc độ ăn mòn điện hoá xảy ra khá mãnh liệt so với ăn mòn hoá học.

Các dạng ăn mòn chính và nguyên nhân

Dạng ăn mònVật liệuNguyên nhânKiểm soátGhi chú
Ăn mòn đều/đồng nhấtKim loại trong môi trường không khíKhông khí Nhiệt độSơn phủ, mạ nóngChi phí ăn mòn dạng này chiếm khoảng 50% tổng số ăn mòn Ít khi dẫn tới các sự cố
Ăn mòn giữa mạng tinh thểHợp kim, Thép không gỉ Ni-Cr, Axit chứa các thành phần oxi hóa, Acit hữu cơ nóng, Nước chứa hàm lượng Cl caoNhiệt độ  Xử lý nhiệt khi sản xuất Hàn khi sản xuấtGiảm tính bền và tính dẻo Ăn mòn mạnh có thể dẫn đến hỏng hóc
Ăn mòn điện hóaTiếp xúc giữa hai loại vật liệu, ví dụ Fe và Cu, thép carbon và thép không gỉKim loại trong dung dịch điện hóaThiết kế loại trừ Vật liệu đinh tán/kết nối Bọc vật liệuHậu quả có thể kiểm soát, gây hư hại trong thời gian dài
Ăn mòn (gây) nứtTiếp xúc giữa kim loại/kim loại/phi kim tạo thành điện cực, nhôm và thép không gỉ trong nước mặnKhoảng hở (<3mm) tạo thành điện cực Lắng đọng trong dòng chảyThiết kế loại trừ Vật liệu đệm Thoát nước tốtHậu quả có thể kiểm soát, gây hư hại trong thời gian dài
Ăn mòn pittingThép không gỉ và nhôm trong môi trường Cl, BrBề mặt bất thường Ion Cl và Br Hợp chất hóa học Nhiệt độKiểm tra điều kiện bề mặt Kiểm tra khi hàn Vật liệu đầu vào PREN (Lựa chọn vật liệu) CPT (Nhiệt độ ăn mòn pitting)Hư hại có thể dẫn đến hỏng hóc Nguyên nhân thứ 2 dẫn đến các hư hại
Ăn mòn ma sát/xói mònThép carbon, thép không gỉ khi có dòng chảyGia tăng tốc độ ăn mòn khi dòng chảy kết hợp bóc các lớp mỏng bị ăn mòn bên ngoàiLưu ý dòng chảy ăn mòn, các vị trí ăn mòn tại khớp nối, ống congHư hại có thể dẫn đến hỏng hóc
Ăn mòn (do) nứt mỏi/SSC/HE-SSC/MICThép không gỉ, thép carbon Môi trường pH cao (>9,3) – 600~750mV – Nhạy với nhiệt độ Môi trường pH trung tính (5,5-7,5) Không có điện thế Không nhạy với nhiệt độ  Cấu trúc tế vi Nhiệt độ Ứng suất dư pH thích hợp Ion Cl, H2SKiểm soát cấu trúc tế vi khi chế tạo Kiểm soát H2S và nhiệt độ Nhiệt độ hoạt độngNguyên nhân lớn nhất dẫn đến hư hại SCC có thể xuất hiện trong ống dẫn khí và dung dịch  
Ăn mòn sinh họcKim loại trong môi trường -Vi khuẩn ăn sulphua -Vi khuẩn oxi hóa Fe/Mn -Vi khuẩn tạo axit hữu cơ  Nước mưa pH 6~8 Điện thế từ -42mV ~ 820mV Nhiệt độ từ 20-45OCLớp phủ hữu cơ Làm sạch Chất diệt khuẩnKhoảng hơn 1 tỷ USD (tại Mỹ) hàng năm cho chất diệt khuẩn chống lại MIC

Giải pháp kiểm tra ăn mòn

Kiểm tra Phased Array

Lập bản đồ ăn mòn độ phân giải cao và vùng quét rộng

  • Bản đồ chính xác cho chiều dày còn lại của chi tiết
  • Vùng quét rộng và thời gian kiểm tra nhanh
  • Dữ liệu có thể dễ dàng được chuyển sang các dạng khác, sẵn sàng cho phân tích chuyên sâu hơn

Thông tin thêm

Kiểm tra dòng xoáy mảng pha Eddy Current Array

Bản đồ ăn mòn trên và gần bề mặt

  • Phát hiện các ăn mòn khó như ăn mòn do chịu mỏi (SCC), ăn mòn bề mặt hoặc dưới bề mặt hay các lớp nhôm bên dưới.
  • Không cần loại bỏ lớp sơn; tiết kiệm thời gian
  • Phương pháp an toàn, không có hóa chất độc hại

Thông tin thêm

Siêu âm Time-of-Flight Diffraction (TOFD)

Kiểm tra ăn mòn dưới chân mối hàn theo ASME VIII Division 1 và 2 hay các hư hỏng do ăn mòn

Thông tin thêm

Sóng dẫn hướng Guided Wave

Khảo sát hay giám sát ăn mòn đường ống từ khoảng cách xa

  • Tăng năng suất bằng cách khảo sát từ xa các vị trí ăn mòn trên ống và xác định các vị trí có khả năng bị ăn mòn nhiều
  • Làm việc với các ống có lớp phủ, bảo ôn, chôn dưới đất hay khó tiếp cận toàn bộ chiều dài, qua đó làm giảm chi phí kiểm tra
  • Kiểm tra 100% thành ống
  • Các sản phẩm kiểm tra Sóng dẫn hướng của Olympus

Thông tin thêm

Kiểm tra quang phổ phát xạ X-Ray và quan phổ nhiễu xạ X-ray (XRF và XRD)

Thiết bị cơ động cho cả XRF và XRD

  • XRF cung cấp khả năng phân tích nguyên tố vật liệu và xác định vật liệu cho các chi tiết quan trọng ngay trên công trường
  • XRD, với dòng máy cơ động của Olympus, cho phép xác định vật liệu theo cấu trúc tinh thể học, qua đó xác định phạm vi và tốc độ ăn mòn cũng như nguyên nhân của ăn mòn để đưa ra các giải pháp chống ăn mòn cho tương lai
  • Các sản phẩm XRF và XRD của Olympus

Thông tin thêm

Siêu âm truyền thống

Ăn mòn dưới bề mặt không bằng phẳng sử dụng EMAT

  • Đo ăn mòn dưới bề mặt lớp oxit không bằng phẳng bên ngoài
  • Không yêu cầu chất tiếp âm
  • Có thể sử dụng với các bề mặt nhiệt độ cao

Thông tin thêm

  • Các thiết bị siêu âm của Olympus
  • Công nghệ và kỹ thuật kiểm tra siêu âm

Siêu âm truyền thống

Đo chiều dày còn lại của chi tiết

  • Sử dụng các miếng nêm trễ đặc biệt và làm việc trên các bề mặt tới 260° C (500° F)
  • Sử dụng bộ mã hóa vị trí và gá đầu dò để tạo hình ảnh B-scans cho một dải chiều dài
  • Có thể sử dụng cho nồi hơi và đánh giá các lớp oxit bên trong

Thông tin thêm

Kiểm tra hình ảnh từ xa

Đo lường Stereo 3D đưa ra quyết định nhanh và chính xác

  • Hình ảnh trực tiếp thông qua thiết bị quan sát Video để kiểm tra các vị trí khó tiếp cận
  • Tăng cường khả năng phát hiện với hình ảnh sắc nét, màu sắc trung thực
  • Đo lường 3D stereo đưa ra kích thước ngay khi quan sát
  • Các sản phẩm kiểm tra hình ảnh từ xa của Olympus      

Thông tin thêm