SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 13
Baixar para ler offline
Page 1 of 13
Tên môn học: CHỐNG ĂN MÒN CÔNG TRÌNH BIỂN
Chương 1: Hiện tượng ăn mòn và giải pháp chống ăn mòn
cho các công trình biển
1.1. Mở đầu
* Trong tự nhiên kim loại tồn tại dưới dạng quặng hoặc hợp chất.
Trong luyện kim quặng (hoặc hợp chất) được chế biến thành kim loại.
2 3 2Fe O C Nangluong Fe CO   
* Định nghĩa:
Sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hóa học của các chất trong môi
trường xung quanh gọi là sự ăn mòn kim loại
Kết quả là kim loại sẽ bị oxi hóa thành các ion dương bởi các quá trình hóa học
hoặc điện hóa và sẽ mất đi những tính chất quý báu của kim loại.
n
M M ne
 
Nguyên tử kim loại M bị oxi hóa thành ion dương (kim loại có tính khử).
* Ăn mòn là một xu hướng tự nhiên của vật liệu để trở về trạng thái nhiệt động ổn
định nhất của nó. Quá trình này thường có hại cho vật liệu.
Kiểm soát ăn mòn (corrosion control) để ngăn chặn suy giảm có ba cách tổng
quát: kiểm soát môi trường, thiết kế các vật liệu và thiết kế một rào cản giữa vật chất
và môi trường của nó. Một cách tiếp cận điển hình cho chương trình kiểm soát ăn
mòn áp dụng cho ngành công nghiệp dầu khí có thể được nhìn thấy trong hình 1.
Page 2 of 13
Hình 1. Sơ đồ kiểm soát ăn mòn điển hình
1.2. Tính chất hoá lý và sinh vật của môi trường Biển gây ăn mòn cho các vật
liệu xây dựng
Các khu vực tác động của môi trường biển (Hình 2):
1. Khu vực khí quyển (Marine Atmosphere);
2. Vùng nước bắn (Splash Zone);
3. Khu vực thủy triều lên xuống (Tidal Zone);
4. Vùng ngập nước thường xuyên (Quiescent
Seawater);
5. Vùng đất đáy biển (Ocean Bottom)
Hình 2. Các khu vực tác động của
môi trường biển
Page 3 of 13
Sự ăn mòn vật liệu có thể thay đổi tùy theo vị trí và điều kiện tiếp xúc của vật liệu, người
ta phân biệt các vùng khác nhau:
- Vùng tiếp xúc với không khí: Vùng này có thể xảy ra quá trình ăn mòn do phản ứng
kim loại với oxy của không khí. Khi độ ẩm và nồng độ của một vài chất ô nhiễm trong không khí
cho phép tạo thành một chất điện phân trên bề mặt, cơ chế giống với cơ chế của sự ăn mòn
trong môi trường nước.
- Vùng nước bắn: Vùng này nằm ngay trên vùng tiếp giáp với mực nước biển. Đối với
những kim loại không thụ động, như thép carbon, thép hợp kim yếu, thì sự ăn mòn trong vùng
này rất mạnh.
- Vùng nước thủy triều: Là vùng nằm giữa mức cao và mức thấp thủy triều. Kim loại
nằm trong vùng tiếp xúc khi thủy triều lên và không tiếp xúc khi thủy triều xuống.
- Vùng chìm trong nước biển: Đây là vùng tiếp xúc thường xuyên với nước biển, sự ăn
mòn mạnh xảy ra ngay tại vùng ranh giới tạo mức nước thấp nhất vì một pin ăn mòn tạo thành
với phần trên của công trình. Pin này được mang tên là pin thông gió, phần trên nằm trong
vùng thủy triều tiếp xúc với môi trường nhiều không khí, tạo nên cathode nơi xảy ra quá trình
khử của O2. Phần nằm ngay phía dưới (vùng ngập trong nước biển) tạo thành anode, nơi xảy
ra quá trình oxy hóa kim loại.
- Vùng trầm tích (cặn): Vùng này rất phức tạp, tương ứng với phần công trình bị chôn vùi
trong biển. Vùng này không đơn giản là quá trình tích tụ những vật liệu rắn từ trong nước, mà
trong vùng này còn xảy ra rất nhiều quá trình chuyển hóa liên quan đến hoạt động của các vi
sinh vật và những dòng trao đổi vật liệu giữa vùng trầm tích và nước biển.
Tốc độ ăn mòn của các vùng này được biểu diễn trên sơ đồ sau (Hình 3).
Hình 3. Tốc độ ăn mòn thép so với mặt nước biển (mils/năm)
High Tide Level - Mực nước triều cao; Low Tide Level - Mực nước triều thấp;
Mud Line - mặt đáy biển; 1000 mils = 1 inch = 2,54cm
Page 4 of 13
Nước biển chứa 11 nguyên tố cơ bản trong đó khí Clo (1,9x107
microgram/l)
dưới dạng ion (Cl-) và Natri (1,08 x 107
microgram/l) dưới dạng ion (Na+
) là nhiều nhất.
Sinh vật biển với độ PH từ 6 đến 10 có thể làm tăng tốc độ ăn mòn. Các hoạt
động trao đổi chất của sinh vật biển bám ảnh hưởng đến ăn mòn trong nước biển bằng
cách làm cho phản ứng ở anode và cathode.
1.3. Các dạng ăn mòn
Căn cứ vào môi trường và cơ chế của sự ăn mòn kim loại, người ta phân thành
hai dạng chính: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.
1) Ăn mòn hóa học
Ăn mòn hóa học là sự phá hủy kim loại do kim loại phản ứng hóa học với chất
khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao.
Bản chất của ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các electron
của kim loại được chuyển trực tiếp sang môi trường tác dụng.
Đặc điểm của ăn mòn hóa học là không phát sinh dòng điện (không có các điện
cực) và nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh.
Sự ăn mòn hóa học thường xảy ra ở các thiết bị của lò đốt, các chi tiết của động
cơ đốt trong hoặc các thiết bị tiếp xúc với hơi nước và khí ô xy ở nhiệt độ cao. Thí dụ:
0
t
2 3 4 23Fe+4H O Fe O 4H  
0
t
2 32Fe 3Cl 2FeCl 
0
t
2 3 43Fe+2O Fe O
Trong không khí: 4Al + 3O
2
= Al
2
O
3.
2) Ăn mòn điện hóa
Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại do hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất
điện li tạo nên dòng điện.
Thí dụ: phần vỏ tàu biển chìm trong nước, ống dẫn đặt trong lòng đất, kim loại
tiếp xúc với không khí ẩm... Do vậy, ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn kim loại phổ biến
và nghiêm trọng nhất.
a) Các điều kiện ăn mòn điện hóa: Điều kiện cần và đủ là (Hình 4):
Page 5 of 13
- Các điện cực phải khác chất nhau: có thể là cặp kim loại khác nhau, cặp kim
loại - phi kim (C), cặp kim loại - hợp chất hóa học (xêmentit). Trong đó kim loại có tính
khử mạnh hơn sẽ là cực âm. Như vậy kim loại nguyên chất khó bị ăn mòn.
- Các điện cực phải tiếp xúc với nhau (hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn)
- Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch điện li
Hình 4. Pin điện
b) Cơ chế ăn mòn điện hóa : Gang hoặc thép là những hợp kim của Fe và C, trong đó
cực âm là những tinh thể Fe, cực dương là những tinh thể C. Các điện cực này tiếp xúc
trực tiếp với nhau và với một dung dịch điện li phủ ngoài là không khí ẩm, vì hơi nước
trong không khí hoà tan 1 số oxit axit như 2SO , 2CO , 2H S. Phương trình phản ứng
như sau:
2 2 3CO H O HCO H 
 
2H O H OH 
 2 2 3SO H O HSO H 
 
 Cơ chế ăn mòn điện hoá
Xét cơ chế ăn mòn vật bằng gang hoặc thép:
* Cực âm (Fe):
Tại đây tiếp tục xảy ra phản ứng hóa học giữa các chất trong dung dịch với các
ion sắt.
* Cực dương(C, C3Fe):
Như vậy, vật bị ăn mòn theo kiểu điện hóa:
- Ở cực âm (Fe): Các nguyên tử Fe bị oxi hóa.
o 2
2 3
Fe 2e Fe
Fe 1e Fe

 
 
 
Các ion Fe này tan vào dung dịch điện li trong đó đã có một lượng không khí oxi, tại
đây chúng bị oxi hóa tiếp.
Page 6 of 13
- Ở cực dương (C, C3Fe): Các ion hiđro của dung dịch điện li di chuyển đến cực
dương, tại đây chúng bị khử thành hiđro tự do, sau đó thoát ra khỏi dung dịch điện li.
Xảy ra quá trình khử: 22H 2e H
  (môi trường a xít)
2 22H O O 4e 4OH   (môi trường kiềm, trung tính)
Các tinh thể Fe lần lượt bị oxi hóa từ ngoài vào trong. Sau một thời gian, vật
bằng gang (thép) sẽ bị ăn mòn hết.
c) Bản chất của ăn mòn điện hóa: là quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện
cực. Ở cực âm xảy ra quá trình oxi hóa kim loại, ở cực dương xảy ra quá trình khử các
ion (nếu dung dịch điện li là axit).
 Là một quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt các điện cực, có phát sinh ra
dòng điện.
 Cực âm:
+ Là kim loại mạnh nhất trong vật liệu.
+ Tại đây xảy ra quá trình oxi hoá kim loại.
 Cực dương:
+ Là phần còn lại của vật liệu.
+ Tại đây xảy ra quá trình khử các ion hoặc nước
Mặc dù chỉ có một cơ chế cơ bản của sự ăn mòn của pin điện hóa, có nhiều hình
thức ăn mòn các loại hình ăn mòn có thể xảy ra. Mỗi hình thức ăn mòn có một thỏa
thuận cụ thể của các cực dương và cathodes và sự ăn mòn xảy ra có một vị
trí cụ thể và mô hình. Mỗi hình thức ăn mòn có thể được kiểm soát một cách hiệu
quả trong quá trình thiết kế nếu nó được dự đoán trước. Bằng cách hiểu các hình
thức khác nhau của ăn mòn, các điều kiện theo đó chúng xảy ra, và cách thức chúng
được định lượng, có thể giải quyết và kiểm soát ăn mòn.
Các loại ăn mòn quan trọng nhất :
 Uniform Corrosion
 Concentration Cell Corrosion.
 Intergranular Corrosion
 Atmospheric Corrosion
 Erosion Corrosion
• ăn mòn đều
• ăn mòn rỗ tập trung
• ăn mòn giữa các hạt
• ăn mòn khí quyển
• ăn mòn do xói
• ăn mòn kiểu gặm nhấm
Page 7 of 13
 Fretting Corrosion
 Formicary Corrosion
 Microbiological Corrosion - MIC
 Galvanic Corrosion or Bimetallic Corrosion
 Pitting Corrosion - Crevice Corrosion
 Stress Corrosion Cracking
 Cavitation Corrosion
 Hydrogen Embrittlement
 Corrosion Fatigue
• ăn mòn kiểu tổ kiến
• ăn mòn vi sinh vật
• ăn mòn pin điện hay ăn
mòn lưỡng kim
• ăn mòn rỗ - ăn mòn kẽ hở
• ăn mòn do nứt bởi ứng suất
• ăn mòn do sủi bọt
• ăn mòn do hidrô tạo nên tính dòn
• ăn mòn do mỏi
1.4. Lựa chọn vật liệu xây dựng cho các công trình Biển
+ DnV_os-c101_2011-04, Section 10. DESIGN OF OFFSHORE STEEL
STRUCTURES, GENERAL (LRFD METHOD) - APRIL 2011
+ OFFSHORE STANDARD DNV-OS-C502 - OFFSHORE CONCRETE
STRUCTURES - JULY 2004
1.5. Giải pháp chống ăn mòn cho các loại công trình biển và đường ống
1) Cách li kim loại với môi trường (Phương pháp bảo vệ bề mặt)
Dùng những chất bền vững với môi trường để phủ ngoài mặt những vật bằng
kim loại.
Những chất phủ ngoài thường dùng là:
a. Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, men, hợp chất polime...
b. Một số kim loại như Crom, niken, đồng, kẽm, thiếc....(phương pháp tráng hoặc
mạ điện)
c. Một số hợp chất hóa học bền vững như oxit kim loại, photphat kim loại
(phương pháp tạo màng)
2) Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inôc)
Chế tạo những hợp kim không gỉ như Fe - Cr - Ni trong môi trường không khí,
môi trường hóa chất.
3) Dùng chất chống ăn mòn
Thêm một lượng nhỏ chất chống ăn mòn vào dung dịch axit có thể làm giảm tốc
Page 8 of 13
độ ăn mòn kim loại xuống hàng trăm lần
4) Cấu tạo kết cấu hợp lý:
- Loại bỏ ứng suất, đặc biệt ứng suất cục bộ không cần thiết.
- Cấu tạo kết cấu để tránh tạo dòng xoáy tạo nên ăn mòn cục bộ
5) Dùng phương pháp điện hóa
Người ta nối kim loại này với kim loại khác có tính khử mạnh hơn. Tức là biến
kim loại cần bảo vệ thành catốt.
Phương pháp bảo vệ ca-tốt có thể đạt được theo hai cách:
- bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh, hoặc
- bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài (dòng điện cưỡng bức - impressed
current)
Các nguyên tắc bảo vệ ca-tốt là: kim loại cần được bảo vệ được nối với anode
bên ngoài và có một dòng điện một chiều đi qua sao cho tất cả bề mặt của kim loại cần
được bảo vệ trở thành ca-tốt và do đó không bị ăn mòn.
Anode bên ngoài có thể là anode pin điện hóa, khi mà dòng điện là kết quả của
sự khác nhau về thế điện cực của 2 kim loại, hoặc là anode với dòng điện ngoài
(impressed curent) tức là dòng điện một chiều được tạo bởi bộ cấp nguồn bên ngoài.
Hình 5. Sự ăn mòn của lưỡng kim
Anode và cathode trong một quá trình ăn mòn có thể được hai kim loại khác
nhau kết nối với nhau tạo thành một cặp lưỡng kim, hoặc, tiếp xúc mặt với nhau.
Quá trình ăn mòn này ban đầu gây ra bởi:
Page 9 of 13
- Sự khác nhau về điện thế tự nhiên trong các cặp lưỡng kim.
- Sự thay đổi của bề mặt của các kim loại trong trạng thái luyện kim.
- Môi trường cục bộ khác nhau, chẳng hạn như các thay đổi trong việc cung cấp
oxy trên bề mặt (các khu vực oxy giàu trở thành cathode và các khu vực bị cạn
kiệt oxy trở thành cực dương).
1.6. Đặc điểm môi trường biển Việt Nam và các giải pháp chống ăn mòn cho
công trình Biển
Khí hậu việt nam có 3 đặc điểm, đó là:
+ tính nhiệt đới, bao gồm nhiệt độ trung bình năm,lượng bức xạ, cân bằng nhiệt...
+ tính ẩm (lượng mưa trung bình năm, độ ẩm);
+ tính gió mùa (gồm có gió mùa mùa hạ từ tháng 5 đến tháng 10, và gió mùa mùa
đông từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau).
Lãnh thổ Việt Nam nằm trọn trong vùng nhiệt đới, và nằm ở rìa phía đông nam
của phần châu Á lục địa, giáp với biển Đông nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của kiểu khí
hậu gió mùa.
Việt Nam có ba miền khí hậu chủ yếu, bao gồm: miền khí hậu phía Bắc, miền khí
hậu phía Nam, miền khí hậu Trung và Nam Trung Bộ. Miền Bắc có 4 mùa rõ rệt thì
miền Nam chỉ có 2 mùa mưa và mùa khô.
Miền Bắc Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với bốn mùa xuân, hè, thu, đông
rõ rệt. Mùa xuân miền Bắc bắt đầu từ tháng 2 cho đến hết gần tháng 4, là mùa đẹp nhất
trong năm. Mùa hè từ tháng 4 đến tháng 9, vào mùa này thì nhiệt độ trong ngày khá
nóng và mưa nhiều. Tháng nóng nhất thường là vào tháng 6. Tháng 5 đến tháng 8 là
tháng có mưa nhiều nhất trong năm. Mùa thu chỉ vỏn vẹn trong hai tháng 9 và 10. Thu
miền Bắc rất đẹp, trời trong xanh, không khí mát mẻ. Mùa đông thường vào tháng 11
đến tháng 2 năm sau, mùa này khí hậu lạnh và hanh khô.
Miền Nam Việt Nam gồm khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ. Miền này có khí hậu
nhiệt đới gió mùa điển hình với hai mùa: mùa khô và mùa mưa (mùa mưa từ tháng 4-5
đến tháng 10-11, mùa khô từ tháng 12 đến hết tháng 3 năm sau). Quanh năm, nhiệt độ
của miền này cao. Khí hậu miền này ít biến động nhiều trong năm.
Khí hậu miền Trung Việt Nam thì được chia ra làm hai vùng khí hậu là Bắc Trung
Bộ và vùng khí hậu Duyên Hải Nam Trung Bộ. Vùng Bắc Trung Bộ là vùng Bắc đèo Hải
Vân, về mùa đông do bị ảnh hưởng gió mùa Đông Bắc cộng thêm bị dãy núi Trường
Sơn tương đối cao ở phía Tây (dãy Phong Nha - Kẽ Bàng) và phía Nam (tại đèo Hải
Page 10 of 13
Vân trên dãy Bạch Mã) chắn ở cuối hướng gió mùa Đông Bắc. Nên vì vậy vùng này
thường lạnh nhiều vào Đông và thường kèm theo mưa nhiều, do gió mùa thổi theo
đúng hướng Đông Bắc mang theo hơi nước từ biển vào, hơi khác biệt với thời tiết khô
hanh của miền Bắc cùng trong mùa đông. Về mùa Hè, lúc này do không còn hơi nước
nên gió mùa Tây Nam gây ra thời tiết khô nóng (có khi tới > 40 °C, độ ẩm không khí
thấp), gió này gọi là gió Lào. Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ là vùng đồng bằng ven
biển Nam Trung Bộ phía Nam đèo Hải Vân nóng quanh năm.
Khí quyển trên biển và ven biển thường chứa nồng độ cao các chất xâm thực
cùng các điều kiện khô ướt thay đổi do mưa và gió mùa.
Các đặc điểm chung của khí hậu ven biển Việt Nam:
* Bức xạ mặt trời:
Việt Nam nằm trong vành đai nội chí tuyến nên bức xạ mặt trời nhận được trên vùng
ven biển khá lớn từ 100-150 kcal/cm2
. Lượng nhiệt bức xạ tăng dần từ Bắc vào Nam và
đạt cao nhất ở cực Nam Trung bộ. Với lượng bức xạ cao như vậy đã thúc đẩy quá trình
bốc hơi nước biển đem theo ion Cl-
vào trong khí quyển.
* Nhiệt độ không khí:
Vùng biển nước ta có nhiệt độ không khí tương đối cao, trung bình từ 22,5 ¸ 22,7o
C,
tăng dần từ Bắc vào Nam. Miền Bắc có 2 ¸ 3 tháng mùa đông, nhiệt độ dưới 20o
C. Miền
Nam nhiệt độ cao đều quanh năm, biên độ dao động 3-7o
C.
* Độ ẩm không khí:
Độ ẩm tương đối của không khí ở mức cao so với các vùng biển khác trên thế giới, dao
động trung bình từ 75 ¸ 80%. Cụ thể:
Vùng ven biển Bắc bộ và Bắc Trung bộ : 83 ¸ 86%;
Vùng ven biển Trung và Nam Trung bộ: 75 ¸ 82%;
Vùng ven biển Nam bộ: 80 ¸ 84%.
* Thời gian ẩm ướt bề mặt:
Tổng thời gian ẩm ướt bề mặt kết cấu ở một số địa phương vùng ven biển Việt Nam
được xác định theo công thức (1), trình bày trên hình 2:
Tướt = Tmưa + T sương mù + T nồm + T kéo dài ẩm (1)
trong đó:
Tướt : Tổng thời gian ẩm ướt bề mặt, h
Tmưa : Thời gian mưa, h
Page 11 of 13
T sương mù : Thời gian sương mù, h
T nồm : Thời gian nồm, h
T kéo dài ẩm : Thời gian kéo dài ẩm tính từ sau khi mưa hoặc sương mù cho đến
khi màng nước còn đọng lại bay hơi hoàn toàn, h.
Thời gian gây ướt bề mặt kết cấu ở vùng ven biển các tỉnh Miền Bắc tập trung vào mùa
xuân, còn các tỉnh Miền Nam tập trung vào các tháng mưa mùa hạ và chỉ bằng khoảng
50% so với Miền Bắc.
Hình 6. Tổng thời gian ướt bề mặt kết cấu công trình vùng ven biển Việt Nam
Hình 7. Phân bố nồng độ ion Cl-
trong không khí theo cự ly cách mép nước
* Tốc độ gió:
Vận tốc gió trung bình ở vùng biển là không lớn nhưng hàng năm thường có các đợt
gió lớn như bão, lốc, gió mùa Đông Bắc, gió mùa Tây Nam. Tốc độ cực đại có thể đạt
tới 140 km/h. Hướng gió thịnh hành là Đông Bắc, Đông Nam và Tây Nam.
Page 12 of 13
Các hướng gió này đều thổi từ biển vào mang theo các chất xâm thực và có thể gây
ảnh hưởng sâu vào trong đất liền tới trên 20 ¸ 30 km.
* Hàm lượng ion Cl -
trong không khí:
Hàm lượng muối phân tán trong không khí sát mép nước tại các Trạm đo ở các tỉnh
Miền Bắc dao động từ 0,4 ¸ 1,3 mgCl-
/m3
. ở miền Nam, giá trị này là 1,3 ¸ 2,0 mgCl-
/m3
.
Nồng độ ion Cl-
giảm mạnh ở cự ly 200¸ 250 m tính từ mép nước biển, sau đó tiếp tục
giảm dần khi đi sâu vào trong đất liền, hình 3.
+ Vùng ven biển Miền Bắc ảnh hưởng của khí quyển biển vào sâu trong đất liền trung
bình 20 km, có thể tới trên 30 km .
+ Vùng ven biển Miền Nam ảnh hưởng của khí quyển biển trung bình 20 km, có thể còn
sâu hơn, tới 50 km.
Nước biển của các đại dương trên thế giới thường chứa khoảng 3,5% các muối hoà
tan: 2,73% NaCl ; 0,32% MgCl2 ; 0,22% MgSO4 ; 0,13% CaSO4; 0,02% KHCO3 và một
lượng nhỏ CO2 và O2 hoà tan, pH » 8,0. Do vậy, nước biển của các đại dương mang
tính xâm thực mạnh tới bê tông & BTCT.
Theo tài liệu [3], nước biển Việt Nam có thành phần hoá học, độ mặn và tính xâm thực
tương đương các đại dương khác trên thế giới, riêng vùng gần bờ có suy giảm chút ít
do ảnh hưởng của các con sông chảy ra biển ( xem bảng 1 và bảng 2).
Bảng 1.Thành phần hóa của nước biển Việt nam và trên thế giới
Chỉ tiêu Đơn vị Vùng biển
Hòn gai
Vùng biển
Hải phòng
Biển Bắc Mỹ Biển Bantíc
pH - 7,8 - 8,4 7,5 - 8,3 7,5 8,0
Cl-
g/l 6,5 - 18,0 9,0 - 18,0 18,0 19,0
Na+
g/l - - 12,0 10,5
SO4
2-
g/l 1,4 - 2,5 0,002 - 2,2 2,6 2,6
Mg2+
g/l 0,2 - 1,2 0,002 - 1,1 1,4 1,3
Page 13 of 13
Bảng 2. Độ mặn nước biển tầng mặt trong vùng biển Việt nam, %
Tháng Trung
Trạm Mùa đông Mùa hè bình
năm
XII I II VI VII VIII
Cửa Ông 29,2 30,0 30,4 25,3 23,4 21,3 26,6
Hòn gai 30,8 31,5 31,6 31,2 30,8 29,3 30,9
Hòn Dấu 26,3 28,1 28,1 17,1 11,9 10,9 21,2
Văn Lý 25,9 18,3 29,5 25,4 20,1 19,0 24,4
Cửa Tùng 22,8 27,2 29,3 31,8 31,3 31,7 17,4
Sơn Trà 8,7 17,6 22,8 - 21,2 26,9 -
Vũng tàu 30,4 33,1 34,7 29,8 29,8 27,6 30,1
Bạch long
vĩ
32,7 33,3 33,6 33,5 32,6 32,0 33,0
Trường sa 32,9 33,1 33,0 33,4 33,0 32,8 33,1
Các yếu tố môi trường biển tạo nên môi trường xâm thực mạnh đối với kết cấu
kim loại.
Các giải pháp chống ăn mòn cho công trình biển: sơn phủ và phương pháp bảo
vệ catốt.

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Chương 2. am k2
Chương 2. am k2Chương 2. am k2
Chương 2. am k2Anh Anh
 
22 hoa hoc phuc chat
22 hoa hoc phuc chat22 hoa hoc phuc chat
22 hoa hoc phuc chatTăng Trâm
 
Chuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muối
Chuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muốiChuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muối
Chuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muốiPhát Lê
 
Vatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhthe
Vatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhtheVatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhthe
Vatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhtheKhoa Huỹnhuan
 
Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)
Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)
Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)Thuần Nguyễn
 
liên kết VB Valence bond
liên kết VB  Valence bond liên kết VB  Valence bond
liên kết VB Valence bond Tran Duc thanh
 
Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967
Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967
Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967Minh Tân Đinh Hoàng
 
Toán cao-cấp-1
Toán cao-cấp-1Toán cao-cấp-1
Toán cao-cấp-1Gia_Bang
 
Sự lai hóa orbital
Sự lai hóa orbitalSự lai hóa orbital
Sự lai hóa orbitaldaodinh8
 
Chuẩn độ tạo phức
Chuẩn độ tạo phứcChuẩn độ tạo phức
Chuẩn độ tạo phứcNguyen Ha
 

Mais procurados (20)

Chương 2. am k2
Chương 2. am k2Chương 2. am k2
Chương 2. am k2
 
Sơn phủ chống ăn mòn
Sơn phủ chống ăn mòn Sơn phủ chống ăn mòn
Sơn phủ chống ăn mòn
 
22 hoa hoc phuc chat
22 hoa hoc phuc chat22 hoa hoc phuc chat
22 hoa hoc phuc chat
 
An mon kim loai -
An mon kim loai - An mon kim loai -
An mon kim loai -
 
Pin dien hoa va the dien cuc
Pin dien hoa va the dien cucPin dien hoa va the dien cuc
Pin dien hoa va the dien cuc
 
Kim loại chuyển tiếp
Kim loại chuyển tiếp Kim loại chuyển tiếp
Kim loại chuyển tiếp
 
Chuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muối
Chuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muốiChuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muối
Chuyên đề kim loại tác dụng với dung dịch muối
 
Vatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhthe
Vatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhtheVatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhthe
Vatlieucokhi 1 - lienketnguyentu va cautrucvatrantinhthe
 
Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)
Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)
Giao trinh hoa phan tich(khong chuyen)
 
liên kết VB Valence bond
liên kết VB  Valence bond liên kết VB  Valence bond
liên kết VB Valence bond
 
2. bai tap ve ky thuat
2. bai tap ve ky thuat2. bai tap ve ky thuat
2. bai tap ve ky thuat
 
Bao ve nhom chuc trong tong hop huu co
Bao ve nhom chuc trong tong hop huu coBao ve nhom chuc trong tong hop huu co
Bao ve nhom chuc trong tong hop huu co
 
Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967
Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967
Ly thuyet nhom cho vat ly chat ran.5967
 
Toán cao-cấp-1
Toán cao-cấp-1Toán cao-cấp-1
Toán cao-cấp-1
 
Cau truc tinh the cua vat lieu ran
Cau truc tinh the cua vat lieu ranCau truc tinh the cua vat lieu ran
Cau truc tinh the cua vat lieu ran
 
Sự lai hóa orbital
Sự lai hóa orbitalSự lai hóa orbital
Sự lai hóa orbital
 
Đề tài: Ứng dụng công nghệ tường trong đất có neo vào xây dựng
Đề tài: Ứng dụng công nghệ tường trong đất có neo vào xây dựngĐề tài: Ứng dụng công nghệ tường trong đất có neo vào xây dựng
Đề tài: Ứng dụng công nghệ tường trong đất có neo vào xây dựng
 
Chuong 7 do ben vung va su keo tu cua he keo
Chuong 7 do ben vung va su keo tu cua he keoChuong 7 do ben vung va su keo tu cua he keo
Chuong 7 do ben vung va su keo tu cua he keo
 
Luận văn: Chế tạo vật liệu keo zno bằng phương pháp thủy nhiệt
Luận văn: Chế tạo vật liệu keo zno bằng phương pháp thủy nhiệtLuận văn: Chế tạo vật liệu keo zno bằng phương pháp thủy nhiệt
Luận văn: Chế tạo vật liệu keo zno bằng phương pháp thủy nhiệt
 
Chuẩn độ tạo phức
Chuẩn độ tạo phứcChuẩn độ tạo phức
Chuẩn độ tạo phức
 

Semelhante a Chương 1. an mon kim loai 2014

Ict_du an ca nhan_hongan
Ict_du an ca nhan_honganIct_du an ca nhan_hongan
Ict_du an ca nhan_honganHongAnBuiNu
 
Bài 23 sự ăn mòn kim loại
Bài 23   sự ăn mòn kim loạiBài 23   sự ăn mòn kim loại
Bài 23 sự ăn mòn kim loạiLong Vu
 
TUẦN 1_ Câu 2.pptx
TUẦN 1_ Câu 2.pptxTUẦN 1_ Câu 2.pptx
TUẦN 1_ Câu 2.pptxchasimp
 
Giáo trình công nghệ kim loại 2.pdf
Giáo trình công nghệ kim loại 2.pdfGiáo trình công nghệ kim loại 2.pdf
Giáo trình công nghệ kim loại 2.pdfMan_Ebook
 
Bai nhom co dong loan
Bai nhom co dong loanBai nhom co dong loan
Bai nhom co dong loanvoikoi3101
 
ôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschool
ôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschoolôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschool
ôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschoolMaiThy64
 
CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014
CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014
CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014Hoàng Thái Việt
 
Xu ly chat thai ran_1239345237035.doc
Xu ly chat thai ran_1239345237035.docXu ly chat thai ran_1239345237035.doc
Xu ly chat thai ran_1239345237035.docNguyenHoangHaiChau1
 
Chong an mon duong ong
Chong an mon duong ongChong an mon duong ong
Chong an mon duong ongDuy Vu
 
Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)
Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)
Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)jackjohn45
 

Semelhante a Chương 1. an mon kim loai 2014 (20)

Ict_du an ca nhan_hongan
Ict_du an ca nhan_honganIct_du an ca nhan_hongan
Ict_du an ca nhan_hongan
 
Slide
SlideSlide
Slide
 
Chuong1
Chuong1Chuong1
Chuong1
 
Bài 23 sự ăn mòn kim loại
Bài 23   sự ăn mòn kim loạiBài 23   sự ăn mòn kim loại
Bài 23 sự ăn mòn kim loại
 
Chương 3
Chương 3Chương 3
Chương 3
 
TUẦN 1_ Câu 2.pptx
TUẦN 1_ Câu 2.pptxTUẦN 1_ Câu 2.pptx
TUẦN 1_ Câu 2.pptx
 
Bai trinh chieu
Bai trinh chieuBai trinh chieu
Bai trinh chieu
 
Giáo trình công nghệ kim loại 2.pdf
Giáo trình công nghệ kim loại 2.pdfGiáo trình công nghệ kim loại 2.pdf
Giáo trình công nghệ kim loại 2.pdf
 
Bai nhom co dong loan
Bai nhom co dong loanBai nhom co dong loan
Bai nhom co dong loan
 
Dacn
DacnDacn
Dacn
 
Giao trinh ktbt
Giao trinh ktbtGiao trinh ktbt
Giao trinh ktbt
 
Cong nghe kim loai
Cong nghe kim loaiCong nghe kim loai
Cong nghe kim loai
 
ôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschool
ôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschoolôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschool
ôn tập GK II khoa học tự nhiên 6 vinschool
 
CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014
CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014
CHUYEN DE DAI CUONG KIM LOAI ON THI DAI HOC 2013 - 2014
 
Vat lieu dai cuong tim hieu ve thuy tinh
Vat lieu dai cuong tim hieu ve thuy tinhVat lieu dai cuong tim hieu ve thuy tinh
Vat lieu dai cuong tim hieu ve thuy tinh
 
Xu ly chat thai ran_1239345237035.doc
Xu ly chat thai ran_1239345237035.docXu ly chat thai ran_1239345237035.doc
Xu ly chat thai ran_1239345237035.doc
 
Chong an mon duong ong
Chong an mon duong ongChong an mon duong ong
Chong an mon duong ong
 
Ma crom
Ma cromMa crom
Ma crom
 
Biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậuBiến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu
 
Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)
Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)
Tinh luyện chân không (vacuum metallurgy, vacuum refinement)
 

Mais de Anh Anh

Hướng dẫn sacs đồ án cố định 1
Hướng dẫn sacs   đồ án cố định 1Hướng dẫn sacs   đồ án cố định 1
Hướng dẫn sacs đồ án cố định 1Anh Anh
 
Bai giang CTB cố định 1
Bai giang CTB cố định 1Bai giang CTB cố định 1
Bai giang CTB cố định 1Anh Anh
 
Bài giảng ctb mềm và PTN 2014
Bài giảng ctb mềm và PTN 2014Bài giảng ctb mềm và PTN 2014
Bài giảng ctb mềm và PTN 2014Anh Anh
 
Những hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxd
Những hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxdNhững hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxd
Những hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxdAnh Anh
 
Đề Thi Nền Móng DHXD
Đề Thi Nền Móng DHXDĐề Thi Nền Móng DHXD
Đề Thi Nền Móng DHXDAnh Anh
 
Câu hỏi bảo vê đồ án nền móng
Câu hỏi bảo vê đồ án nền móngCâu hỏi bảo vê đồ án nền móng
Câu hỏi bảo vê đồ án nền móngAnh Anh
 
Btl động lực học ctb
Btl động lực học ctbBtl động lực học ctb
Btl động lực học ctbAnh Anh
 
đồ án Bêtông cốt thép1
đồ án Bêtông cốt thép1đồ án Bêtông cốt thép1
đồ án Bêtông cốt thép1Anh Anh
 
Tính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1) gs nguyen dinh cong
Tính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1)   gs nguyen dinh congTính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1)   gs nguyen dinh cong
Tính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1) gs nguyen dinh congAnh Anh
 
Giáo trình btct phần cấu kiện cơ bản
Giáo trình btct   phần cấu kiện cơ bảnGiáo trình btct   phần cấu kiện cơ bản
Giáo trình btct phần cấu kiện cơ bảnAnh Anh
 
hệ thống công thức trong cơ học đất
hệ thống công thức trong cơ học đấthệ thống công thức trong cơ học đất
hệ thống công thức trong cơ học đấtAnh Anh
 
sổ tay thực hành kết cấu công trình vũ mạnh hùng
sổ tay thực hành kết cấu công trình   vũ mạnh hùngsổ tay thực hành kết cấu công trình   vũ mạnh hùng
sổ tay thực hành kết cấu công trình vũ mạnh hùngAnh Anh
 
Ban ve mn tren nen tn va mc
Ban ve mn tren nen tn va mcBan ve mn tren nen tn va mc
Ban ve mn tren nen tn va mcAnh Anh
 
Ban ve mn gia co dem cat va coc cat
Ban ve mn gia co dem cat va coc catBan ve mn gia co dem cat va coc cat
Ban ve mn gia co dem cat va coc catAnh Anh
 
Tm hd da nen mong
Tm hd da nen mongTm hd da nen mong
Tm hd da nen mongAnh Anh
 
Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2Anh Anh
 
Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2Anh Anh
 
Rp b401 cathodic protection design-2005
Rp b401 cathodic protection design-2005Rp b401 cathodic protection design-2005
Rp b401 cathodic protection design-2005Anh Anh
 
Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1
Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1
Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1Anh Anh
 
Alanode cow2imprev10302webrev1 a4
Alanode cow2imprev10302webrev1 a4Alanode cow2imprev10302webrev1 a4
Alanode cow2imprev10302webrev1 a4Anh Anh
 

Mais de Anh Anh (20)

Hướng dẫn sacs đồ án cố định 1
Hướng dẫn sacs   đồ án cố định 1Hướng dẫn sacs   đồ án cố định 1
Hướng dẫn sacs đồ án cố định 1
 
Bai giang CTB cố định 1
Bai giang CTB cố định 1Bai giang CTB cố định 1
Bai giang CTB cố định 1
 
Bài giảng ctb mềm và PTN 2014
Bài giảng ctb mềm và PTN 2014Bài giảng ctb mềm và PTN 2014
Bài giảng ctb mềm và PTN 2014
 
Những hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxd
Những hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxdNhững hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxd
Những hình ảnh thực tập ở vĩnh phúc 2 tuần. k57 đhxd
 
Đề Thi Nền Móng DHXD
Đề Thi Nền Móng DHXDĐề Thi Nền Móng DHXD
Đề Thi Nền Móng DHXD
 
Câu hỏi bảo vê đồ án nền móng
Câu hỏi bảo vê đồ án nền móngCâu hỏi bảo vê đồ án nền móng
Câu hỏi bảo vê đồ án nền móng
 
Btl động lực học ctb
Btl động lực học ctbBtl động lực học ctb
Btl động lực học ctb
 
đồ án Bêtông cốt thép1
đồ án Bêtông cốt thép1đồ án Bêtông cốt thép1
đồ án Bêtông cốt thép1
 
Tính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1) gs nguyen dinh cong
Tính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1)   gs nguyen dinh congTính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1)   gs nguyen dinh cong
Tính toán thực hành cấu kiện btct (tap 1) gs nguyen dinh cong
 
Giáo trình btct phần cấu kiện cơ bản
Giáo trình btct   phần cấu kiện cơ bảnGiáo trình btct   phần cấu kiện cơ bản
Giáo trình btct phần cấu kiện cơ bản
 
hệ thống công thức trong cơ học đất
hệ thống công thức trong cơ học đấthệ thống công thức trong cơ học đất
hệ thống công thức trong cơ học đất
 
sổ tay thực hành kết cấu công trình vũ mạnh hùng
sổ tay thực hành kết cấu công trình   vũ mạnh hùngsổ tay thực hành kết cấu công trình   vũ mạnh hùng
sổ tay thực hành kết cấu công trình vũ mạnh hùng
 
Ban ve mn tren nen tn va mc
Ban ve mn tren nen tn va mcBan ve mn tren nen tn va mc
Ban ve mn tren nen tn va mc
 
Ban ve mn gia co dem cat va coc cat
Ban ve mn gia co dem cat va coc catBan ve mn gia co dem cat va coc cat
Ban ve mn gia co dem cat va coc cat
 
Tm hd da nen mong
Tm hd da nen mongTm hd da nen mong
Tm hd da nen mong
 
Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2
 
Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2Nguy n trunganh-939557_57cb2
Nguy n trunganh-939557_57cb2
 
Rp b401 cathodic protection design-2005
Rp b401 cathodic protection design-2005Rp b401 cathodic protection design-2005
Rp b401 cathodic protection design-2005
 
Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1
Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1
Afa bracelet anodes_sheet_2_rigid_pipe_b1_rev1
 
Alanode cow2imprev10302webrev1 a4
Alanode cow2imprev10302webrev1 a4Alanode cow2imprev10302webrev1 a4
Alanode cow2imprev10302webrev1 a4
 

Chương 1. an mon kim loai 2014

  • 1. Page 1 of 13 Tên môn học: CHỐNG ĂN MÒN CÔNG TRÌNH BIỂN Chương 1: Hiện tượng ăn mòn và giải pháp chống ăn mòn cho các công trình biển 1.1. Mở đầu * Trong tự nhiên kim loại tồn tại dưới dạng quặng hoặc hợp chất. Trong luyện kim quặng (hoặc hợp chất) được chế biến thành kim loại. 2 3 2Fe O C Nangluong Fe CO    * Định nghĩa: Sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hóa học của các chất trong môi trường xung quanh gọi là sự ăn mòn kim loại Kết quả là kim loại sẽ bị oxi hóa thành các ion dương bởi các quá trình hóa học hoặc điện hóa và sẽ mất đi những tính chất quý báu của kim loại. n M M ne   Nguyên tử kim loại M bị oxi hóa thành ion dương (kim loại có tính khử). * Ăn mòn là một xu hướng tự nhiên của vật liệu để trở về trạng thái nhiệt động ổn định nhất của nó. Quá trình này thường có hại cho vật liệu. Kiểm soát ăn mòn (corrosion control) để ngăn chặn suy giảm có ba cách tổng quát: kiểm soát môi trường, thiết kế các vật liệu và thiết kế một rào cản giữa vật chất và môi trường của nó. Một cách tiếp cận điển hình cho chương trình kiểm soát ăn mòn áp dụng cho ngành công nghiệp dầu khí có thể được nhìn thấy trong hình 1.
  • 2. Page 2 of 13 Hình 1. Sơ đồ kiểm soát ăn mòn điển hình 1.2. Tính chất hoá lý và sinh vật của môi trường Biển gây ăn mòn cho các vật liệu xây dựng Các khu vực tác động của môi trường biển (Hình 2): 1. Khu vực khí quyển (Marine Atmosphere); 2. Vùng nước bắn (Splash Zone); 3. Khu vực thủy triều lên xuống (Tidal Zone); 4. Vùng ngập nước thường xuyên (Quiescent Seawater); 5. Vùng đất đáy biển (Ocean Bottom) Hình 2. Các khu vực tác động của môi trường biển
  • 3. Page 3 of 13 Sự ăn mòn vật liệu có thể thay đổi tùy theo vị trí và điều kiện tiếp xúc của vật liệu, người ta phân biệt các vùng khác nhau: - Vùng tiếp xúc với không khí: Vùng này có thể xảy ra quá trình ăn mòn do phản ứng kim loại với oxy của không khí. Khi độ ẩm và nồng độ của một vài chất ô nhiễm trong không khí cho phép tạo thành một chất điện phân trên bề mặt, cơ chế giống với cơ chế của sự ăn mòn trong môi trường nước. - Vùng nước bắn: Vùng này nằm ngay trên vùng tiếp giáp với mực nước biển. Đối với những kim loại không thụ động, như thép carbon, thép hợp kim yếu, thì sự ăn mòn trong vùng này rất mạnh. - Vùng nước thủy triều: Là vùng nằm giữa mức cao và mức thấp thủy triều. Kim loại nằm trong vùng tiếp xúc khi thủy triều lên và không tiếp xúc khi thủy triều xuống. - Vùng chìm trong nước biển: Đây là vùng tiếp xúc thường xuyên với nước biển, sự ăn mòn mạnh xảy ra ngay tại vùng ranh giới tạo mức nước thấp nhất vì một pin ăn mòn tạo thành với phần trên của công trình. Pin này được mang tên là pin thông gió, phần trên nằm trong vùng thủy triều tiếp xúc với môi trường nhiều không khí, tạo nên cathode nơi xảy ra quá trình khử của O2. Phần nằm ngay phía dưới (vùng ngập trong nước biển) tạo thành anode, nơi xảy ra quá trình oxy hóa kim loại. - Vùng trầm tích (cặn): Vùng này rất phức tạp, tương ứng với phần công trình bị chôn vùi trong biển. Vùng này không đơn giản là quá trình tích tụ những vật liệu rắn từ trong nước, mà trong vùng này còn xảy ra rất nhiều quá trình chuyển hóa liên quan đến hoạt động của các vi sinh vật và những dòng trao đổi vật liệu giữa vùng trầm tích và nước biển. Tốc độ ăn mòn của các vùng này được biểu diễn trên sơ đồ sau (Hình 3). Hình 3. Tốc độ ăn mòn thép so với mặt nước biển (mils/năm) High Tide Level - Mực nước triều cao; Low Tide Level - Mực nước triều thấp; Mud Line - mặt đáy biển; 1000 mils = 1 inch = 2,54cm
  • 4. Page 4 of 13 Nước biển chứa 11 nguyên tố cơ bản trong đó khí Clo (1,9x107 microgram/l) dưới dạng ion (Cl-) và Natri (1,08 x 107 microgram/l) dưới dạng ion (Na+ ) là nhiều nhất. Sinh vật biển với độ PH từ 6 đến 10 có thể làm tăng tốc độ ăn mòn. Các hoạt động trao đổi chất của sinh vật biển bám ảnh hưởng đến ăn mòn trong nước biển bằng cách làm cho phản ứng ở anode và cathode. 1.3. Các dạng ăn mòn Căn cứ vào môi trường và cơ chế của sự ăn mòn kim loại, người ta phân thành hai dạng chính: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa. 1) Ăn mòn hóa học Ăn mòn hóa học là sự phá hủy kim loại do kim loại phản ứng hóa học với chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao. Bản chất của ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp sang môi trường tác dụng. Đặc điểm của ăn mòn hóa học là không phát sinh dòng điện (không có các điện cực) và nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh. Sự ăn mòn hóa học thường xảy ra ở các thiết bị của lò đốt, các chi tiết của động cơ đốt trong hoặc các thiết bị tiếp xúc với hơi nước và khí ô xy ở nhiệt độ cao. Thí dụ: 0 t 2 3 4 23Fe+4H O Fe O 4H   0 t 2 32Fe 3Cl 2FeCl  0 t 2 3 43Fe+2O Fe O Trong không khí: 4Al + 3O 2 = Al 2 O 3. 2) Ăn mòn điện hóa Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại do hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện. Thí dụ: phần vỏ tàu biển chìm trong nước, ống dẫn đặt trong lòng đất, kim loại tiếp xúc với không khí ẩm... Do vậy, ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn kim loại phổ biến và nghiêm trọng nhất. a) Các điều kiện ăn mòn điện hóa: Điều kiện cần và đủ là (Hình 4):
  • 5. Page 5 of 13 - Các điện cực phải khác chất nhau: có thể là cặp kim loại khác nhau, cặp kim loại - phi kim (C), cặp kim loại - hợp chất hóa học (xêmentit). Trong đó kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ là cực âm. Như vậy kim loại nguyên chất khó bị ăn mòn. - Các điện cực phải tiếp xúc với nhau (hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn) - Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch điện li Hình 4. Pin điện b) Cơ chế ăn mòn điện hóa : Gang hoặc thép là những hợp kim của Fe và C, trong đó cực âm là những tinh thể Fe, cực dương là những tinh thể C. Các điện cực này tiếp xúc trực tiếp với nhau và với một dung dịch điện li phủ ngoài là không khí ẩm, vì hơi nước trong không khí hoà tan 1 số oxit axit như 2SO , 2CO , 2H S. Phương trình phản ứng như sau: 2 2 3CO H O HCO H    2H O H OH   2 2 3SO H O HSO H     Cơ chế ăn mòn điện hoá Xét cơ chế ăn mòn vật bằng gang hoặc thép: * Cực âm (Fe): Tại đây tiếp tục xảy ra phản ứng hóa học giữa các chất trong dung dịch với các ion sắt. * Cực dương(C, C3Fe): Như vậy, vật bị ăn mòn theo kiểu điện hóa: - Ở cực âm (Fe): Các nguyên tử Fe bị oxi hóa. o 2 2 3 Fe 2e Fe Fe 1e Fe        Các ion Fe này tan vào dung dịch điện li trong đó đã có một lượng không khí oxi, tại đây chúng bị oxi hóa tiếp.
  • 6. Page 6 of 13 - Ở cực dương (C, C3Fe): Các ion hiđro của dung dịch điện li di chuyển đến cực dương, tại đây chúng bị khử thành hiđro tự do, sau đó thoát ra khỏi dung dịch điện li. Xảy ra quá trình khử: 22H 2e H   (môi trường a xít) 2 22H O O 4e 4OH   (môi trường kiềm, trung tính) Các tinh thể Fe lần lượt bị oxi hóa từ ngoài vào trong. Sau một thời gian, vật bằng gang (thép) sẽ bị ăn mòn hết. c) Bản chất của ăn mòn điện hóa: là quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện cực. Ở cực âm xảy ra quá trình oxi hóa kim loại, ở cực dương xảy ra quá trình khử các ion (nếu dung dịch điện li là axit).  Là một quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt các điện cực, có phát sinh ra dòng điện.  Cực âm: + Là kim loại mạnh nhất trong vật liệu. + Tại đây xảy ra quá trình oxi hoá kim loại.  Cực dương: + Là phần còn lại của vật liệu. + Tại đây xảy ra quá trình khử các ion hoặc nước Mặc dù chỉ có một cơ chế cơ bản của sự ăn mòn của pin điện hóa, có nhiều hình thức ăn mòn các loại hình ăn mòn có thể xảy ra. Mỗi hình thức ăn mòn có một thỏa thuận cụ thể của các cực dương và cathodes và sự ăn mòn xảy ra có một vị trí cụ thể và mô hình. Mỗi hình thức ăn mòn có thể được kiểm soát một cách hiệu quả trong quá trình thiết kế nếu nó được dự đoán trước. Bằng cách hiểu các hình thức khác nhau của ăn mòn, các điều kiện theo đó chúng xảy ra, và cách thức chúng được định lượng, có thể giải quyết và kiểm soát ăn mòn. Các loại ăn mòn quan trọng nhất :  Uniform Corrosion  Concentration Cell Corrosion.  Intergranular Corrosion  Atmospheric Corrosion  Erosion Corrosion • ăn mòn đều • ăn mòn rỗ tập trung • ăn mòn giữa các hạt • ăn mòn khí quyển • ăn mòn do xói • ăn mòn kiểu gặm nhấm
  • 7. Page 7 of 13  Fretting Corrosion  Formicary Corrosion  Microbiological Corrosion - MIC  Galvanic Corrosion or Bimetallic Corrosion  Pitting Corrosion - Crevice Corrosion  Stress Corrosion Cracking  Cavitation Corrosion  Hydrogen Embrittlement  Corrosion Fatigue • ăn mòn kiểu tổ kiến • ăn mòn vi sinh vật • ăn mòn pin điện hay ăn mòn lưỡng kim • ăn mòn rỗ - ăn mòn kẽ hở • ăn mòn do nứt bởi ứng suất • ăn mòn do sủi bọt • ăn mòn do hidrô tạo nên tính dòn • ăn mòn do mỏi 1.4. Lựa chọn vật liệu xây dựng cho các công trình Biển + DnV_os-c101_2011-04, Section 10. DESIGN OF OFFSHORE STEEL STRUCTURES, GENERAL (LRFD METHOD) - APRIL 2011 + OFFSHORE STANDARD DNV-OS-C502 - OFFSHORE CONCRETE STRUCTURES - JULY 2004 1.5. Giải pháp chống ăn mòn cho các loại công trình biển và đường ống 1) Cách li kim loại với môi trường (Phương pháp bảo vệ bề mặt) Dùng những chất bền vững với môi trường để phủ ngoài mặt những vật bằng kim loại. Những chất phủ ngoài thường dùng là: a. Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, men, hợp chất polime... b. Một số kim loại như Crom, niken, đồng, kẽm, thiếc....(phương pháp tráng hoặc mạ điện) c. Một số hợp chất hóa học bền vững như oxit kim loại, photphat kim loại (phương pháp tạo màng) 2) Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inôc) Chế tạo những hợp kim không gỉ như Fe - Cr - Ni trong môi trường không khí, môi trường hóa chất. 3) Dùng chất chống ăn mòn Thêm một lượng nhỏ chất chống ăn mòn vào dung dịch axit có thể làm giảm tốc
  • 8. Page 8 of 13 độ ăn mòn kim loại xuống hàng trăm lần 4) Cấu tạo kết cấu hợp lý: - Loại bỏ ứng suất, đặc biệt ứng suất cục bộ không cần thiết. - Cấu tạo kết cấu để tránh tạo dòng xoáy tạo nên ăn mòn cục bộ 5) Dùng phương pháp điện hóa Người ta nối kim loại này với kim loại khác có tính khử mạnh hơn. Tức là biến kim loại cần bảo vệ thành catốt. Phương pháp bảo vệ ca-tốt có thể đạt được theo hai cách: - bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh, hoặc - bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài (dòng điện cưỡng bức - impressed current) Các nguyên tắc bảo vệ ca-tốt là: kim loại cần được bảo vệ được nối với anode bên ngoài và có một dòng điện một chiều đi qua sao cho tất cả bề mặt của kim loại cần được bảo vệ trở thành ca-tốt và do đó không bị ăn mòn. Anode bên ngoài có thể là anode pin điện hóa, khi mà dòng điện là kết quả của sự khác nhau về thế điện cực của 2 kim loại, hoặc là anode với dòng điện ngoài (impressed curent) tức là dòng điện một chiều được tạo bởi bộ cấp nguồn bên ngoài. Hình 5. Sự ăn mòn của lưỡng kim Anode và cathode trong một quá trình ăn mòn có thể được hai kim loại khác nhau kết nối với nhau tạo thành một cặp lưỡng kim, hoặc, tiếp xúc mặt với nhau. Quá trình ăn mòn này ban đầu gây ra bởi:
  • 9. Page 9 of 13 - Sự khác nhau về điện thế tự nhiên trong các cặp lưỡng kim. - Sự thay đổi của bề mặt của các kim loại trong trạng thái luyện kim. - Môi trường cục bộ khác nhau, chẳng hạn như các thay đổi trong việc cung cấp oxy trên bề mặt (các khu vực oxy giàu trở thành cathode và các khu vực bị cạn kiệt oxy trở thành cực dương). 1.6. Đặc điểm môi trường biển Việt Nam và các giải pháp chống ăn mòn cho công trình Biển Khí hậu việt nam có 3 đặc điểm, đó là: + tính nhiệt đới, bao gồm nhiệt độ trung bình năm,lượng bức xạ, cân bằng nhiệt... + tính ẩm (lượng mưa trung bình năm, độ ẩm); + tính gió mùa (gồm có gió mùa mùa hạ từ tháng 5 đến tháng 10, và gió mùa mùa đông từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau). Lãnh thổ Việt Nam nằm trọn trong vùng nhiệt đới, và nằm ở rìa phía đông nam của phần châu Á lục địa, giáp với biển Đông nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của kiểu khí hậu gió mùa. Việt Nam có ba miền khí hậu chủ yếu, bao gồm: miền khí hậu phía Bắc, miền khí hậu phía Nam, miền khí hậu Trung và Nam Trung Bộ. Miền Bắc có 4 mùa rõ rệt thì miền Nam chỉ có 2 mùa mưa và mùa khô. Miền Bắc Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với bốn mùa xuân, hè, thu, đông rõ rệt. Mùa xuân miền Bắc bắt đầu từ tháng 2 cho đến hết gần tháng 4, là mùa đẹp nhất trong năm. Mùa hè từ tháng 4 đến tháng 9, vào mùa này thì nhiệt độ trong ngày khá nóng và mưa nhiều. Tháng nóng nhất thường là vào tháng 6. Tháng 5 đến tháng 8 là tháng có mưa nhiều nhất trong năm. Mùa thu chỉ vỏn vẹn trong hai tháng 9 và 10. Thu miền Bắc rất đẹp, trời trong xanh, không khí mát mẻ. Mùa đông thường vào tháng 11 đến tháng 2 năm sau, mùa này khí hậu lạnh và hanh khô. Miền Nam Việt Nam gồm khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ. Miền này có khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình với hai mùa: mùa khô và mùa mưa (mùa mưa từ tháng 4-5 đến tháng 10-11, mùa khô từ tháng 12 đến hết tháng 3 năm sau). Quanh năm, nhiệt độ của miền này cao. Khí hậu miền này ít biến động nhiều trong năm. Khí hậu miền Trung Việt Nam thì được chia ra làm hai vùng khí hậu là Bắc Trung Bộ và vùng khí hậu Duyên Hải Nam Trung Bộ. Vùng Bắc Trung Bộ là vùng Bắc đèo Hải Vân, về mùa đông do bị ảnh hưởng gió mùa Đông Bắc cộng thêm bị dãy núi Trường Sơn tương đối cao ở phía Tây (dãy Phong Nha - Kẽ Bàng) và phía Nam (tại đèo Hải
  • 10. Page 10 of 13 Vân trên dãy Bạch Mã) chắn ở cuối hướng gió mùa Đông Bắc. Nên vì vậy vùng này thường lạnh nhiều vào Đông và thường kèm theo mưa nhiều, do gió mùa thổi theo đúng hướng Đông Bắc mang theo hơi nước từ biển vào, hơi khác biệt với thời tiết khô hanh của miền Bắc cùng trong mùa đông. Về mùa Hè, lúc này do không còn hơi nước nên gió mùa Tây Nam gây ra thời tiết khô nóng (có khi tới > 40 °C, độ ẩm không khí thấp), gió này gọi là gió Lào. Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ là vùng đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ phía Nam đèo Hải Vân nóng quanh năm. Khí quyển trên biển và ven biển thường chứa nồng độ cao các chất xâm thực cùng các điều kiện khô ướt thay đổi do mưa và gió mùa. Các đặc điểm chung của khí hậu ven biển Việt Nam: * Bức xạ mặt trời: Việt Nam nằm trong vành đai nội chí tuyến nên bức xạ mặt trời nhận được trên vùng ven biển khá lớn từ 100-150 kcal/cm2 . Lượng nhiệt bức xạ tăng dần từ Bắc vào Nam và đạt cao nhất ở cực Nam Trung bộ. Với lượng bức xạ cao như vậy đã thúc đẩy quá trình bốc hơi nước biển đem theo ion Cl- vào trong khí quyển. * Nhiệt độ không khí: Vùng biển nước ta có nhiệt độ không khí tương đối cao, trung bình từ 22,5 ¸ 22,7o C, tăng dần từ Bắc vào Nam. Miền Bắc có 2 ¸ 3 tháng mùa đông, nhiệt độ dưới 20o C. Miền Nam nhiệt độ cao đều quanh năm, biên độ dao động 3-7o C. * Độ ẩm không khí: Độ ẩm tương đối của không khí ở mức cao so với các vùng biển khác trên thế giới, dao động trung bình từ 75 ¸ 80%. Cụ thể: Vùng ven biển Bắc bộ và Bắc Trung bộ : 83 ¸ 86%; Vùng ven biển Trung và Nam Trung bộ: 75 ¸ 82%; Vùng ven biển Nam bộ: 80 ¸ 84%. * Thời gian ẩm ướt bề mặt: Tổng thời gian ẩm ướt bề mặt kết cấu ở một số địa phương vùng ven biển Việt Nam được xác định theo công thức (1), trình bày trên hình 2: Tướt = Tmưa + T sương mù + T nồm + T kéo dài ẩm (1) trong đó: Tướt : Tổng thời gian ẩm ướt bề mặt, h Tmưa : Thời gian mưa, h
  • 11. Page 11 of 13 T sương mù : Thời gian sương mù, h T nồm : Thời gian nồm, h T kéo dài ẩm : Thời gian kéo dài ẩm tính từ sau khi mưa hoặc sương mù cho đến khi màng nước còn đọng lại bay hơi hoàn toàn, h. Thời gian gây ướt bề mặt kết cấu ở vùng ven biển các tỉnh Miền Bắc tập trung vào mùa xuân, còn các tỉnh Miền Nam tập trung vào các tháng mưa mùa hạ và chỉ bằng khoảng 50% so với Miền Bắc. Hình 6. Tổng thời gian ướt bề mặt kết cấu công trình vùng ven biển Việt Nam Hình 7. Phân bố nồng độ ion Cl- trong không khí theo cự ly cách mép nước * Tốc độ gió: Vận tốc gió trung bình ở vùng biển là không lớn nhưng hàng năm thường có các đợt gió lớn như bão, lốc, gió mùa Đông Bắc, gió mùa Tây Nam. Tốc độ cực đại có thể đạt tới 140 km/h. Hướng gió thịnh hành là Đông Bắc, Đông Nam và Tây Nam.
  • 12. Page 12 of 13 Các hướng gió này đều thổi từ biển vào mang theo các chất xâm thực và có thể gây ảnh hưởng sâu vào trong đất liền tới trên 20 ¸ 30 km. * Hàm lượng ion Cl - trong không khí: Hàm lượng muối phân tán trong không khí sát mép nước tại các Trạm đo ở các tỉnh Miền Bắc dao động từ 0,4 ¸ 1,3 mgCl- /m3 . ở miền Nam, giá trị này là 1,3 ¸ 2,0 mgCl- /m3 . Nồng độ ion Cl- giảm mạnh ở cự ly 200¸ 250 m tính từ mép nước biển, sau đó tiếp tục giảm dần khi đi sâu vào trong đất liền, hình 3. + Vùng ven biển Miền Bắc ảnh hưởng của khí quyển biển vào sâu trong đất liền trung bình 20 km, có thể tới trên 30 km . + Vùng ven biển Miền Nam ảnh hưởng của khí quyển biển trung bình 20 km, có thể còn sâu hơn, tới 50 km. Nước biển của các đại dương trên thế giới thường chứa khoảng 3,5% các muối hoà tan: 2,73% NaCl ; 0,32% MgCl2 ; 0,22% MgSO4 ; 0,13% CaSO4; 0,02% KHCO3 và một lượng nhỏ CO2 và O2 hoà tan, pH » 8,0. Do vậy, nước biển của các đại dương mang tính xâm thực mạnh tới bê tông & BTCT. Theo tài liệu [3], nước biển Việt Nam có thành phần hoá học, độ mặn và tính xâm thực tương đương các đại dương khác trên thế giới, riêng vùng gần bờ có suy giảm chút ít do ảnh hưởng của các con sông chảy ra biển ( xem bảng 1 và bảng 2). Bảng 1.Thành phần hóa của nước biển Việt nam và trên thế giới Chỉ tiêu Đơn vị Vùng biển Hòn gai Vùng biển Hải phòng Biển Bắc Mỹ Biển Bantíc pH - 7,8 - 8,4 7,5 - 8,3 7,5 8,0 Cl- g/l 6,5 - 18,0 9,0 - 18,0 18,0 19,0 Na+ g/l - - 12,0 10,5 SO4 2- g/l 1,4 - 2,5 0,002 - 2,2 2,6 2,6 Mg2+ g/l 0,2 - 1,2 0,002 - 1,1 1,4 1,3
  • 13. Page 13 of 13 Bảng 2. Độ mặn nước biển tầng mặt trong vùng biển Việt nam, % Tháng Trung Trạm Mùa đông Mùa hè bình năm XII I II VI VII VIII Cửa Ông 29,2 30,0 30,4 25,3 23,4 21,3 26,6 Hòn gai 30,8 31,5 31,6 31,2 30,8 29,3 30,9 Hòn Dấu 26,3 28,1 28,1 17,1 11,9 10,9 21,2 Văn Lý 25,9 18,3 29,5 25,4 20,1 19,0 24,4 Cửa Tùng 22,8 27,2 29,3 31,8 31,3 31,7 17,4 Sơn Trà 8,7 17,6 22,8 - 21,2 26,9 - Vũng tàu 30,4 33,1 34,7 29,8 29,8 27,6 30,1 Bạch long vĩ 32,7 33,3 33,6 33,5 32,6 32,0 33,0 Trường sa 32,9 33,1 33,0 33,4 33,0 32,8 33,1 Các yếu tố môi trường biển tạo nên môi trường xâm thực mạnh đối với kết cấu kim loại. Các giải pháp chống ăn mòn cho công trình biển: sơn phủ và phương pháp bảo vệ catốt.