<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA H C </b>Ọ

<b>TRONG MƠI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN </b>

<b>GVHD: PGS.TS Hồng Th Bích Th y </b>ị ủ

<b>SVTH: Nguyễn Th </b>ị Hương

<b>Đỗ Văn Viễn Chu Thị Mai Phương </b>

<i><b>Hà Nội, tháng 6 năm 2020 </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>MỤC LỤC </b>

<b>LỜI NÓI ĐẦU ... 1</b>

CHƯƠNG 1. TỔ<b>NG QUAN VỀ </b>ĂN MỊN KHÍ QUYỂ<b>N ... 2</b>

1.1. Khái ni m và phân loệ ại ăn mòn khí quyển ... 2

1.1.1. Khái ni m ... 2ệ1.1.2. Phân lo i ... 2ạ1.2. Ý nghĩa kinh tế của ăn mịn khí quyển ... 3

2.2.1. Ảnh hưởng c a q trình gia cơng nhi ... 10ủ ệt:2.2.2. Tính chất củ ảa s n phẩm ăn mòn ... 10

2.2.3. Ảnh hưởng c a viủ ệc lắp ráp thiết bị ... 11

<b>CHƯƠNG 3. ĂN MỊN MỘT SỐ VẬT LIỆU TRONG KHÍ QUYỂN ... 12</b>

3.1. Các v t li u thép ... 12ậ ệ3.1.1. Thép cacbon thông thường ... 12

3.1.2. Thép không g ... 15ỉ3.2. Thép m k m ... 17ạ ẽ3.2.1. M t s s n phộ ố ả ẩm ăn mòn kẽm cụ thể ... 17

3.2.2. Nh ng y u tữ ế ố ảnh hưởng tới ăn mịn thép mạ ẽ k m ... 18

3.3. Nhơm và h p kim cợ ủa nhôm ... 20

CHƯƠNG 4. GIẢ<b>I PHÁP HẠN CHẾ </b>ĂN MỊN TRONG KHÍ QUYỂ<b>N ... 23</b>

4.1. L p ph kim lo i ... 23ớ ủ ạ

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

4.2. L p ph phi kim ... 23ớ ủ

<b>KẾT LUẬN ... 25TÀI LIỆU THAM KH O ... 26</b>Ả

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

1

<b>LỜI NÓI ĐẦU </b>

Mơi trường khí quyển là một trong những mơi trường ăn mòn phổ biến. Những thiệt hại mà ăn mòn khí quyển gây ra hằng năm vơ cùng l n. Vì vớ ật, việc nghiên cứu ăn mịn trong mơi trường khí quyển là r t quan tr ng. Vi c này giúp ta d ấ ọ ệ ự đoán trước được sự thay đổi của vật liệu trong q trình ăn mịn, từ đó đưa ra những biện pháp phòng tránh và h n chạ ế thiệ ại do ăn mịn trong khí quyểt h n gây ra. Do đó, chúng em đã chọn đề tài tìm hiểu về “Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn vật liệu trong mơi trường khí quyển”. Để hồn thành được tiểu luận này, em xin cảm ơn PGS. TS. Hoàng Thị Bích Thuỷ, người đã hướng dẫn chúng em trong môn h c. Tuy nhiên, do h n ch v ọ ạ ế ềthời gian cũng như kiến thức, thực nghiệm, bài tiểu luận vẫn còn nhiều sai sót. Chúng em rất mong s nh n xét và góp ý tự ậ ừ cơ để bài làm được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

CHƯƠNG 1.<b> TỔNG QUAN VỀ </b>ĂN MỊN KHÍ QUYỂ<b>N </b>

<b>1.1. Khái niệm và phân lo</b>ại ăn m<b>ịn khí quy n </b>ể

<b>1.1.1. Khái niệm </b>

Thuật ngữ “ăn mịn khí quyển” (atmospheric corrosion) là ự ấ s t n công kim loại tiếp xúc v khơng khí trong khí quyớ ển. Ăn mịn khí quyển là loại ăn mòn phổ biến nhất với các kim loại thơng thường. ăn mịn khí quyển là m t ch ộ ủ đề đáng được quan tâm bởi tầm quan tr ng ọ đối với tu i th c a thi t bổ ọ ủ ế ị và độ bền của kết cấu thiết bị. Mặc dù có một số thống nh t v các lo i tham sấ ề ạ ố có th dể ẫn đến ăn mòn, những nghiên c u này b ứ ịảnh hưởng do thi u tính tế ổng quát theo nghĩa là khả năng dự đoán của chúng là r kém. ất Các y u t t nhiên trong khí quy n dế ố ự ể ẫn đến ăn mòn kim loại bao g m: nhiồ ệt độ, độ ẩm, lượng mưa, bức xạ m t tr i, v n t c gió,... Ch t ô nhi m trong khí: sunfua dioxit, ặ ờ ậ ố ấ ễhidro sunfit, oxit nitơ, khí clo cũng góp phần gây ăn mịn khí quyển.

Sự ph c t p và tính chứ ạ ất đa dạng c a các ch t ơ nhi m trong khí quy n làm cho ủ ấ ễ ểviệc d ự đốn ăn mịn trở nên khó khăn. Sự tương tác qua lại gi a các biữ ến cũng cần được xem xét trong mơ hình để đi đến m t giộ ải pháp xác định. Cách ti p c n tr c ti p vế ậ ự ế ấn đề là đo tốc độ ăn mòn quan sát được và các thơng số khí quyển tác động lên chúng.

<b>1.1.2. Phân loại </b>

Có nhi u các phân loề ại ăn mịn khí quyển. Như phân loại theo cơ chế ăn mịn: ăn mịn hố học ướt, ăn mịn hố học khơ. Tuy nhiên, người ta thường phân loại ăn mịnkhí quy n theo vùng ể do đặc tính ăn mòn ở ỗi vùng thườ m ng khác nhau:

a) Ăn mịn khí quyển nơng thơn:

Mơi trường khí quyển nơng thơn thường khơng ch a tác nhân gây h i (tứ ạ ốc độ lắng đọng SO và NaCl th<small>2</small> ấp hơn 15 mg/m<small>2</small>ngày). Các yếu tố gây ăn mịn chính bao gồm độ ẩm, một lượng nhỏ oxi lưu huỳnh (SO ) và carbon dioxit (CO ) là s<small>x2</small> ản ph m của quá ẩtrình đốt nhiên, v t li u khác nhau. Khí ammoniac (NH ) là k t qu c a s phân h y cậ ệ <small>3</small> ế ả ủ ự ủ ủa phân bón nơng nghiệp cũng có thể có m t. S n phặ ả ẩm ăn mòn cũng rõ rệt hơn khi độ ẩm tương đối vượt quá một giá trị nhất định. Đối với không khí sạch, giá trị này khoảng 70%. Khí quyển nơng thơn nói chung ít ăn mịn do khơng chứa các chất ơ nhiễm.b) Ăn mịn khí quyển đơ thị:

Đặc trưng bởi tác nhân ơ nhiễm là khí SO và NO , t<small>xx</small> ừ các phương tiện giao thông và đốt nhiên liệu, cộng thêm việc sương mù, tạo ra một màng axit có tính ăn mịn cao trên b m t ti p xúc pha gi a kim lo i và khí quyt n (tề ặ ế ữ ạ ể ốc độ ắng đọ l ng c a SO là trên ủ <small>2</small>

15 mg/m .ngày, c<small>2</small> ủa NaCl thân hơn giá trị này)

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

3 c) Ăn mịn khí quyển cơng nghi p: ệ

Các nguyên nhân gây ăn mòn mạnh nhất trong môi trường công nghi p là các oxit ệlưu huỷnh (SO ) và nito oxit (NO<small>xx</small>) được tạo ra từ việc đốt nhiên liệu tự động và nhiên liệu hóa thạch trong các nhà máy phát điện. Độ ẩm tương đố ớ ạn, trên đó kim loại i t i hbị ăn mòn, rơi vào khoảng 60% khi các ch t ơ nhi m trong khơng khí lấ ễ ắng đọng trên b ềmặt kim lo i. Khí quyạ ển cũng gắn li n về ới nồng độ ủ c a ion loride, photphat, hidro chsulfate, ammonia và các muối.

d) Ăn mịn khí quyển ven bi n ể

Sự ăn mịn trong mơi trường khí quyển biển phụ thuộc địa hình bờ, tác động c a ủsóng, tốc độ gió và độ ẩm tương đối. Trong khi ăn mòn giảm nhanh khi kho ng cách tả ớbờ tăng. Một số cơn bão có thểthổi theo muối vào sâu trong đất li n kho ng 15 km. ề ảMuối lắng đọng trên b mề ặt thép do sương mù biển, gió th i cu n theo các gi t (tổ ố ọ ốc độlắng đọng của NaCl cao trên 15 mg/m ngày. S<small>2</small> ự ô nhiễm này gây ra ăn mòn nghiêm trọng khi độ ẩm tương đối vượt quá 55%.

<b>1.2. Ý nghĩa kinh tế c</b>ủa ăn mịn khí quyể<b>n </b>

Cùng v i s phát tri n c a kinh t , thi t hớ ự ể ủ ế ệ ại do ăn mịn kim lo i trong khí quyạ ển gây ra ngày càng lớn. Chi phí cho ăn mịn khí quyển chi m 70% tế ổng chi phí cho ăn mịn nói chung. Ví d ngành hàng khơng Mụ ỹ, chi phí cho ăn mịn khí quyển là 0,7 t ỉUSA cho không quân, 4 t USA cho công nghi p hàng không, s gi giành cho b o trì ỉ ệ ố ờ ảăn mịn lớ hơn sốn giờ bay. Không chỉ thiệt hại về kinh tế, ăn mịn khí quyển cịn gây thiệt h i c v tính mạ ả ề ạng con người. Tiêu bi u là v tan n n máy bay Boeing 737 (Flight ể ụ ạ243) c a hãng hàng không Ahola vào ngày 28/04/1988. Nguyên nhân ch y u lủ ủ ế à do ăn mịn khí quy n m i n i, dể ở ố ố ạng ăn mòn m i gây n t, c ng áp su t trong các khoang ỏ ứ ộ ấkhiến bay bị m t ph n lấ ầ ớn thân trên ở độ cao 7300 m. Thiệ ạ ủt h i c a v tai n n này là 1 ụ ạngười chết, 65 người bị thương. Đây chỉ là một vụ tai nạn máy bay trong nhiều vụ tai nạn do ăn mịn khí quyển gây ra.

Với nh ng thiữ ệt hạ ề ả con người và kinh tế, việc nghiên cứu cơ chế, các yếu t i v c ốảnh hưởng đến ăn mịn là vơ cùng quan trọng. Nó giúp ta dự đốn trước được và đưa ra những bi n pháp gi m thi u, kh c phệ ả ể ắ ục những h u qu cậ ả ủa ăn mịn khí quyển gây ra.

<b>1.3. Cơ chế ăn mịn</b>

Ăn mịn khí quyển x y ra chủ yả ếu theo cơ chế điện hố.

Khi độ ẩm khơng khí đủ lớn, xuất hiện các gi t nước nhỏ (thậm chí là màng nước ọmỏng nếu độ ẩm cao) trên b m t kim loề ặ ại. Các tác nhân gây ăn mịn (chất gây ơ nhiễm) như NO<small>x</small>, SO , NH , Cl<small>x3</small> ^-từ khí quy n hồ tan vào màng m ng này, hình thành dung dể ỏ ịch

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

điện ly dẫn điện. Bề mặt kim loại s hình thành các v trí micro anot và micro catot xen ẽ ịkẽ nhau.

<b>Hình 1: Cơ chế ăn mịn điệ</b>n hố trong mơi trường khí quyển Tại anot x y ra phả ản ứng oxi hoá, kim loại tan ra, nhường điện tử để ạ t o thành cation kim loại:

Me → Me<small>n+ </small>+ ne

Tại catot, xảy ra ph n ng kh ả ứ ử các tác nhân ăn mịn: khử H<small>+ </small>trong màng điện ly, O<small>2</small>trong khơng khí,…

2H<small>+</small> + 2e H → ₂ (1)O<small>2</small> + 4e 2O → <small>2-</small> (2)

Các cation kim lo i hoà tan, khu ch tán vạ ế ề phía màng điện ly, k t h p vế ợ ới các anion trong màng để hình thành sản phẩm điện ly (là các oxi, hydroxit hay các muối có thể tan hoặc khơng hồ tan).

<b>Bảng 1: M</b>ột số ả s n phẩm ăn mòn bốn kim loại phổ biến

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

5

CHƯƠNG 2.<b> CÁC YẾU TỐ </b>ẢNH HƯỞ<b>NG </b>

<b>2.1. Tác động từ </b>mơi trườ<b>ng 2.1.1. Độ ẩm </b>

Khơng khí trong khí quy n là h n h p cể ỗ ợ ủa khơng khí khơ và hơi nước. Độ ẩm xu t ấhiện dưới nhiều hình thức: mưa, sương mù, gió biển và độ ẩm tương đối. S khự ởi đầu của ăn mòn là kết quả của sự hình thành một màng nước mỏng ở độ ẩm nhất định. Ởkhu v c công nghi p và ven biự ệ ển thường có mặt các khí như SO<small>2</small>, Cl , H S và các h<small>22</small> ạt muối NaCl. Độ ẩm khơng khí được đặc trưng bởi chỉ số độ ẩm tương đối (RH).

RH = ^Lượng^hơi^nư^{ớc trong khơng khí}Lượnghơinước ong khơng tr khí ở trạng thái bão hoà

Giá trị độ ẩm tương đố ớ ại t i h n bi u thể ị độ ẩm mà dưới đó, khơng có sự ăn mịn kim lo i, nó phạ ụ thuộc vào đặc tính c a kim lo i và các lo i ch t ô nhi m có m t trong ủ ạ ạ ấ ễ ặkhí quy n. ể Tuy nhiên, điều quan tr ng là giá tr này áp dọ ị ụng đố ới v i b m t kim loề ặ ại sạch hay bề m t kim loặ ại có chứ ản pha s ẩm ăn mịn.

Trong trường hợp sau, độ ẩm tới hạn thứ hai thường được lấy là giá trị mà tại đó tốc độ ăn mịn tăng nhanh chóng. Điều này là do tính ch t hút ấ ẩm của s n phả ẩm ăn mòn. Trong tr ng h p s t và thép, th m chí có th xu t hiườ ợ ắ ậ ể ấ ện độ ẩm t i h n th ớ ạ ứ ba. Do đó, tại giá tr RH b ng 60% gị ằ ỉ được tạo ra với tốc độ ất ch m, t r ậ ại giá tr RH b ng 75-80% tị ằ ốc độ ăn mịn tăng mạnh có thể là do sự ngưng tụ hơi ẩm trong mao quản của l p gỉ. khi ớđộ ẩm tương đối tăng trên 90%, tốc độ hình thành g ỉtăng lên, tương ứng với áp suất hơi bão hòa c a dung d ch s t sulfat. S t sulfat có th ủ ị ắ ắ ể xác định trong r sét là ch t k t t tinh ỉ ấ ế ụ

<b>Hình 2: Ảnh h ng c</b>ưở ủa độ ẩm tương đối trong môi tr ng khí quy n ườ ểbiển (Cl<small>-</small> 0,7g/cm<small>2</small>) đến ăn mịn thép cacbon trong giai đoạn đầu (13 ngày)

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

thể. Độ ẩm tương đối t i hớ ạn đối v i b m t kim lo i không b ớ ề ặ ạ ị ăn mòn dường như giống nhau đối với tất cả kim loại, nhưng các giá trị thứ cấp khác nhau khá nhiều.

<b>2.1.2. Mưa </b>

Mưa đóng cả hai vai trị, tăng tốc độ ăn mòn hay giảm tốc độăn mòn trong những điều kiện xác định. Mưa rửa trôi ch t ô nhiấ ễm nhưng lại làm tăng độ ẩm cho b m t kim ề ặloại làm tăng tốc sự ăn mịn khí quyển.

a) Tăng tốc độ ăn mòn:

- Mưa làm tăng chiều dày l p màng dung d ch trên n n kim loớ ị ề ại. Dướ ựi s có mặt của các tác nhân ơ nhiễm như SO<small>2</small> trong khơng khí, nó có th r a các ch t xúc ể ử ấtiên ăn mịn trong khơng khí như H<small>+</small> và hoà tan chúng vào l p màng dung dớ ịch điện li, do đó làm tăng tốc độ ăn mịn

- Mức độ ơ nhiễm: trong một bầu khơng khí ít ơ nhiễm, mưa có tác dụng rõ rệt và thúc đẩy sự ăn mòn

b) Giảm tốc đ ộăn mịn:

Thời gian lắng đọng khơ: nếu th i gian lờ ắng đọng khơ kéo theo mưa thì điều này sẽ làm gi m mả ức độ ăn mịn bằng cách r a trơi các ử chất ơ nhi m trong khí quy n. ễ ể Hiệu quả r a trôi cử ủa mưa là làm giảm tốc độ ăn mòn trong trường h p th i gian khô c a chợ ờ ủ ất ô nhiễm lớn hơn thời gian lắng đọng c a các h p ch t trên b m t ủ ợ ấ ề ặ [1].

<b>2.1.3. Nhiệt độ </b>

Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ đến tốc độ ăn mịn khí quyển cũng khá phức tạp. Nhiệt độcó tăng sẽ có xu hướng kích thích ăn mịn bằng các tăng tốc độ phản ứng điện hố và q trình khuếch tán. Đối với độ ẩm không đổi, nhiệt độ tăng sẽ ẫn đế ố d n t c đ ăn mòn ộcam hơn. Tuy nhiên việc tăng nhiệt độ s làm giẽ ảm độ ẩm tương đối và s ự bay hơi nhanh hơn trên bề mặt chất điện ly. Khi thời gian lưu ẩm giảm theo cách này, tốc độ ăn mịn tổng thể có xu hướng giảm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

7

<b>2.1.4. Tác nhân ô nhi m </b>ễ

Màng điện ly trên bề mặt kim loại chứa các vật liệu khác nhau lắng đọng từ khí quyển ho c có th là s n phặ ể ả ẩm ăn mòn kim loại. Thành ph n c a dung dầ ủ ịch điện li thường là yếu tố xác định tốc độăn mòn. [2]

Allam và đồng nghiệp đã sử dụng các phép phân tích nhiễu xạ tia X, quang phổ hồng ngoại để mô t s n phả ả ẩm ăn mòn trên thép cacbon sau thời gian ti p xúc v i khí ế ớquyển 12 tháng trong mơi trường cơng nghiệp gần bở biển phía Tây của Vịnh Ả Rập. Kết qu ảchỉ ra r ng s ằ ự ăn mịn trong khí quy n bể ắt đầu b ng s hình thành các giằ ự ọt nước nhỏ t i vạ ị trí riêng bi t trên b m t kim lo i, g i là vệ ề ặ ạ ọ ị trí anot. Các gi t này giàu sọ ắt clorua, sắt bán oxit, s t oxit, s t sulfat th m chí là s t hydroxit. S hình thành c a clorua ắ ắ ậ ắ ự ủsắt là s n phả ẩm ăn mịn chính chỉ ới h n gi ạ ở giai đoạn đầu hình thành gi t do tính hoọ ạt động của nó. Clorua hình thành trong các giai đoạn sau có thể b giảm một phần do đòi ịhỏi s v n chuy n ion Cl vào bên trong l p gự ậ ể <small>-</small> ớ ỉ. Ngượ ạc l i, s hình thành s t sulfat trên ự ắbề mặt ỉ kim lo i v n ti p di n bg ạ ẫ ế ễ ởi cơ chế tái sinh axit (dẫn đến cơ chế điện hóa). Vì vậy, nó ít ph ụthuộc vào s cung c p ion SOự ấ <small>4</small>^2- m i t b m t chớ ừ ề ặ ất điện ly xuyên qua lớp gỉ.

Chawla và Payer đã nghiên cứu giai đoạn đầu ăn mòn đồng trong khơng khí ẩm chứa 0,5 % SO v<small>2</small> ới độ ẩm tương đối là 25 C. C u trúc b m t và c u trúc vi mô c a lá <small>o</small> ấ ề ặ ấ ủđồng trước và sau khi ti p xúc vế ới không khí được nghiên cứu b ng kính hiằ ển vi điệ ửn t quét, quang ph ổ điệ ử Auger, kính hiển vi điệ ử truyền t n t n qua. Phân tích cho th y r ng ấ ằtrong giai đoạn đầu c a s ủ ự ăn mòn, hỗn h p các d ng ợ ạ oxit đồng sunfua và oxit đồng trên bề m t. Vi c kh sulfua dioxit thành sulfide trên b m t kim lo i cho th y r ng sulfua ặ ệ ử ề ặ ạ ấ ằdioxit là ch t kh phân cấ ử ực catot trong giai đoạn đầu c a sủ ự ăn mịn. Các chất gây ơ

<b>Hình 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ ăn mòn </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

nhiễm chính trong khơng khí dẫn đến ăn mịn khí quyển là SO<small>x</small>, NO<small>x</small>, Cl , CO , O , H S, <small>2232</small>

O<small>2</small>, H<small>2 2</small>O, axit hữu cơ và các hạt muối. a) H ợp ch t sulfur ấ

SO<small>2</small> là m t ch t khí kích thích quan trộ ấ ọng trong q trình ăn mịn khí quyển. SO <small>2</small>

được sinh ra trong q trình đốt cháy nhiên liệu chứa lưu huỳnh như than đá, dầu mỏ, phát thải từ kim lo i, hoá d u và các ngành công nghi p gi y ạ ầ ệ ấ

SO<small>2</small> h p ph lên b m t kim loấ ụ ề ặ ại, có độ hịa tan cao trong nước và có xu hướng hình thành axit sulfuric khi có có m t màng ặ ẩm theo phương trình:

SO<small>2</small> + O + 2e- <small>2</small> ^→SO<small>4</small>

2-Các điện t c n thiử ầ ết được l y t ph n ấ ừ ả ứng hịa tan anot và t q trình oxi hóa kim ừloại thành cation (ví dụ như sắt). S hình thành sự ắt sulfat được coi là có tác dụng tăng tốc ăn mịn bởi khí SO<small>2</small>. Đối với sắt và thép, sự có mặt của ion SO<small>4</small>^2- dẫn đến vi c hình ệthành mu i số ắt sulfat. Đây là mộ ảt s n phẩm ăn mòn trong khí quyển cơng nghiệp được tìm th y trong các l p trên b m t kim lo i. Mu i s t sulfat bấ ớ ề ặ ạ ố ắ ị thủy phân theo phương trình:

FeSO<small>4</small> +2H<small>2</small>O → FeOOH + SO<small>4</small>^2- + 3H + e<small>+- </small>

Các ion s t b ắ ị kích thích ăn mịn được giải phóng thơng qua ph n ả ứng này, dẫn đến dạng ăn mòn sắt t xúc tác. S axit hóa chự ự ất điện ly được cho là cũng dẫn đến tốc đ ăn ộmịn tăng nhanh, ảnh hưởng này có t m quan tr ng th c p do tác dầ ọ ứ ấ ụng đệm c a các sủ ản phẩm ăn mòn hydroxit và oxit. Trong các hợp kim màu, như kẽm, ion SO<small>4</small>^2-cũng kích thích ăn mịn, nhưng cơ chế tự xúc tác không được thiết lập dễ dàng. Q trình ăn mịn kẽm có xu hướng bị bao phủ bởi lớp kẽm oxit và hydroxit. Lớp phủ bảo vệ này chỉ bị phá h y d n d n t i b m t ti p xúc v i khí quy n. Trong khí quyủ ầ ầ ạ ề ặ ế ớ ể ển ăn mòn vừa ph i, ảsản phẩm ăn mòn của k m khi có m t ion SOẽ ặ <small>4</small>^2-có xu hướng liên kết tương đối mạnh, độ tan hạn chế trong nước. Sự có mặt của khí SO v<small>2</small> ới nồng độ rất cao sự hòa tan lớp bảo v và hình thành s n phệ ả ẩm ăn mòn hòa tan gắn li n về ới tốc độăn mịn cao hơn.

Khí SO<small>2</small> làm tăng đáng kể ốc độ ăn mòn kim loạ t i trong khí quyển. Rozenfeld đã đề xuất rằng, vì độ hịa tan lớn hơn (SO<small>2 </small>có độ hịa tan lớn gấp 2600 lần so v i oxi), nó ớcó thể b kh các tâm catot nhị ử ở anh hơn oxi, do đó làm tăng tốc độ hịa tan anot. Trong dung d ch, q trình khị ử điện hóa SO<small>3</small>^2- c nh tranh v i q trình oxi hóa t o ion SOạ ớ ạ <small>4</small>^2-. Tuy nhiên Sienfeld nói rằng trong trường h p khơng có ch t xúc tác, q trình oxi hóa ợ ấSO<small>3</small>^2- trong pha dung d ch b ng oxi hòa tan di n ra chị ằ ễ ậm. Trong trường h p này, SO ợ <small>2</small>

có th t n t i trong m t kho ng thể ồ ạ ộ ả ời gian đủ dài để hoạt động như một ch t kh phân ấ ửcực catot theo cách được đề xuất b i Rozenfeld. ở

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

9 b) H ợp chất của nitơ

Sự phát thải nitơ oxit bắt ngu n t các quá trình ồ ừ đốt cháy khác với quá trình phát thải SO<small>x</small>. Giao thơng đường bộ và s n xuả ất năng lượng là nguồn chính. H u h t các oxit ầ ếnitơ được sinh ra dướ ạng NO trong các quá trình đối d t cháy. Q trình oxi hóa trong khí quy n thành NO diể <small>2</small> ễn ra theo phương trình:

2NO + H O + 3/2O<small>22 </small>^→ 2HNO<small>3 </small>

Bởi vì ph n ng x y ra vả ứ ả ới tốc độ chậm, lượng HNO và nitrat <small>3</small> ở lân c n ngu n ậ ồphát th i NO rả ất thấp. Trong khí quy n thành ph , mể ố ức độ NO<small>2</small> cho th y mấ ột xu hướng ít h a hứ ẹn hơn. Điều này dẫn đến m i quan tâm v ố ề ảnh hưởng c a NO ủ <small>2</small>đến ăn mòn kim loại đồng. Do đó Eriksson và Johansson đã cho đồng tiếp xúc với khơng khí ẩm chứa khí NO . S n ph<small>2</small> ả ẩm ăn mịn được hình thành trên nền đồng bị ăn mòn là Cu O cupit và <small>2</small>

muối đồng nitrat Cu<small>2</small>(OH)<small>3</small>NO<small>3</small>. Nghiên cứu này đã kết luận rằng đồng bị ăn mịn nhẹtrong mơi trường khí quyển chứa NO<small>2</small> v i nớ ồng độ ppm.

c) Cloride

Độ mặn của khí quyển làm tăng đáng kể ốc đ ăn mịn khí quy t ộ ển.

Trong kim lo i màu, các anion clạ orua có xu hướng c nh tranh vạ ới ion hydroxyl để kết h p v i các cation kim loợ ớ ại đượ ạc t o ra trong ph n ả ứng anot. Ngượ ạc l i, h p chợ ất của sắt và ion chloride có xu hướng bị hoà tan, để tiếp tục s t n cơng cự ấ ủa ăn mịn. Trên cơ sở đó, các kim loại như kẽm, đồng co xu hướng ít tan hơn so với s t nên ít b ắ ị ăn mòn do chloride hơn, phù hợp v i kinh nghiớ ệm thực tế.

d) Cacbon dioxit

Nồng độ c a CO trong khí quy n kho ng 350 ppm. ủ <small>2</small> ể ả Độ tan c a cacbon dioxit trong ủnước là 1,45 g/l, tạo thành axit H<small>2</small>CO<small>3</small>. Axit này phân li ra ion H và HCO⁺ <small>3</small>^-, nh ng ion ữkích thích ăn mòn.

CO<small>2</small> + H<small>2</small>O → H<small>2</small>CO<small>3</small> (1)H<small>2</small>CO<small>3</small> → H + HCO<small>+ </small>

</div>