Tại sao ống mạ kẽm lại bị gỉ?

Ống thép mạ kẽm là một vật liệu ống phổ biến trong xây dựng và công nghiệp. Bề mặt của nó được phủ một lớp kẽm để ngăn các yếu tố sắt bên trong ống thép tiếp xúc với không khí và độ ẩm bên ngoài, từ đó phát huy tác dụng chống ăn mòn và chống gỉ. Tuy nhiên, nhiều người dùng đã phát hiện rằng ống thép mạ kẽm có thể vẫn bị gỉ trong quá trình sử dụng ống mạ kẽm. Vậy tại sao ống mạ kẽm lại bị gỉ? Nguyên nhân gây gỉ của ống mạ kẽm là gì? Và việc gỉ của nó sẽ ảnh hưởng như thế nào đến việc sử dụng thực tế? Bài viết này sẽ giải thích chi tiết những vấn đề này, và tôi hy vọng nó sẽ hữu ích cho bạn.

Ống mạ kẽm là gì?

Ống thép mạ kẽm là ống hình thành lớp chống ăn mòn bằng cách phủ một lớp kẽm trên bề mặt ống thép để cải thiện khả năng chống ăn mòn của ống. Mục đích của việc mạ kẽm là ngăn chặn chính ống bị ăn mòn oxi hóa do tiếp xúc với các môi trường như không khí và nước. Đặc biệt trong điều kiện sử dụng khắc nghiệt như độ ẩm và muối, lớp mạ kẽm cung cấp sự bảo vệ rất lớn.

Theo các quy trình mạ kẽm khác nhau, ống mạ kẽm có thể được chia thành ống mạ kẽm nóng và ống mạ kẽm điện.

• Ống mạ kẽm nóng: Quy trình mạ kẽm nóng là làm nóng ống thép đến một nhiệt độ nhất định và ngâm nó trong bể chứa kẽm lỏng. Thông qua các phản ứng hóa học, lớp kẽm kết hợp với bề mặt ống thép để tạo thành lớp hợp kim kẽm-sắt. Lớp kẽm của ống mạ kẽm nóng dày hơn, thường đạt từ 60-80 micron và có khả năng chống ăn mòn tốt.
• Ống thép mạ điện phân: Lớp kẽm được phủ trên bề mặt ống thép bằng phương pháp mạ điện hoặc phun. Lớp kẽm của ống mạ điện phân tương đối mỏng, thường nằm trong khoảng 5-15 micron. Mặc dù hiệu quả chống ăn mòn không tốt như mạ kẽm nóng, nhưng độ đồng đều của lớp kẽm có thể được kiểm soát trong quá trình chế tạo.

Nguyên lý Chống Ăn Mòn Của Việc Mạ Kẽm

Nguyên lý chống ăn mòn của ống mạ kẽm dựa vào hiệu ứng "anôt hy sinh" của kẽm. Kim loại kẽm có tính hoạt động cao. Khi bề mặt ống tiếp xúc với môi trường bên ngoài, kẽm sẽ phản ứng oxi hóa trước để hình thành rỉ kẽm (ZnO). Lớp rỉ kẽm này có thể cách ly sự xâm thực của oxy và độ ẩm, bảo vệ thân ống thép khỏi bị ăn mòn.

Tại Sao Ống Mạ Kẽm s Lại Bị Rỉ?

Mặc dù lớp kẽm của ống mạ kẽm có thể hiệu quả ngăn ngừa sự ăn mòn về lý thuyết, gỉ vẫn có thể xảy ra trong thực tế. Các nguyên nhân gây gỉ của ống mạ kẽm thường là như sau:

Lớp kẽm bị hư hại:

Lớp bảo vệ bề mặt của ống mạ kẽm được tạo thành từ lớp kẽm. Nếu lớp kẽm bị ảnh hưởng bởi va chạm cơ học, mài mòn, vết xước và các yếu tố khác trong quá trình sử dụng, lớp kẽm có thể bong tróc hoặc vỡ, khiến bề mặt thép ống bị lộ ra ngoài môi trường và dễ bị ăn mòn. Tình trạng này phổ biến hơn trong quá trình lắp đặt đường ống, đặc biệt ở những nơi như đầu cong ống và khớp nối, nơi mà lớp kẽm bị hư hại do thao tác thường xuyên.

Vấn đề về chất lượng mạ kẽm:

Hiệu quả chống ăn mòn của ống mạ kẽm có liên quan trực tiếp đến độ dày và sự đồng đều của lớp kẽm. Nếu quy trình sản xuất ống mạ kẽm không đạt tiêu chuẩn, dẫn đến độ dày lớp kẽm không đều hoặc khả năng bám dính của lớp kẽm kém, có thể khiến một số khu vực lộ ra bề mặt ống thép, tăng nguy cơ bị ăn mòn.

• Độ dày lớp kẽm không đều: Nếu độ dày lớp kẽm không đều trong quá trình mạ, các khu vực yếu dễ bị ăn mòn.
• Khả năng bám dính của lớp kẽm kém: Lớp mạ kẽm không gắn kết chắc chắn với bề mặt ống thép, và dễ bong tróc dưới tác động của lực bên ngoài, gây rỉ sét cho ống.
• Khuyết tật trong quá trình mạ kẽm: Trong quá trình mạ kẽm nhúng nóng, nếu nhiệt độ của bể kẽm không ổn định, thời gian nhúng quá dài hoặc quá ngắn, chất lượng lớp kẽm sẽ giảm, thậm chí hình thành khuyết tật trên bề mặt ống.

Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường:

Rỉ sét của ống mạ kẽm cũng có liên quan chặt chẽ đến môi trường mà chúng được đặt trong đó.

• Độ ẩm và khí hậu: Độ ẩm cao và điều kiện khí hậu ẩm tăng tốc quá trình oxi hóa của lớp kẽm, đặc biệt là dưới sự thay đổi nhiệt độ thường xuyên, bề mặt ống dễ bị ngưng tụ và hình thành giọt nước, làm tăng thêm tốc độ ăn mòn.
• Phong hóa do muối: Ống gần biển hoặc khu vực mặn kiềm rất dễ bị ăn mòn do muối. Muối bám vào bề mặt ống, tạo ra môi trường điện phân, khiến lớp kẽm dễ bị ăn mòn, làm lộ kim loại nền và sau đó bị rỉ sét.
• Môi trường axit và kiềm: Các môi trường chứa khí axit và kiềm như khu công nghiệp và nhà máy hóa chất cũng sẽ tăng tốc độ ăn mòn của ống mạ kẽm. Các chất ăn mòn như khí axit, sunfua và clo có tác động ăn mòn mạnh đối với ống mạ kẽm.

Ảnh hưởng của chất lượng nước:

Chất lượng của nước có liên quan trực tiếp đến tốc độ ăn mòn của ống kẽm. Trong một số môi trường nước có tính ăn mòn cao (chẳng hạn như nguồn nước chứa nhiều chất axit), ngay cả ống kẽm cũng khó tránh khỏi bị gỉ.

• PH của nước: pH của nước ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ ăn mòn của ống kẽm. Nước axit (giá trị pH dưới 7) có tác động ăn mòn mạnh đối với lớp kẽm, khiến lớp kẽm hòa tan.
• Nước cứng và nước mềm: Nước cứng chứa nhiều khoáng chất hơn (như canxi và ion magie). Vận chuyển lâu dài qua ống kẽm có thể dễ dàng tạo cặn bám trên thành trong của ống, thúc đẩy quá trình ăn mòn. Nước mềm thường hoạt động mạnh hơn và dễ dàng phản ứng với kẽm, làm tăng tốc độ hòa tan của kẽm.  
• Chất ăn mòn: Khi nước chứa các chất ăn mòn như sunfua và amoniac, tốc độ ăn mòn của ống kẽm sẽ tăng nhanh, thậm chí gây rò rỉ đường ống nghiêm trọng.

Ăn mòn điện hóa học:

Hiện tượng ăn mòn điện hóa xảy ra do sự chênh lệch điện thế được tạo ra khi các kim loại khác nhau tiếp xúc trong môi trường điện phân, dẫn đến việc ăn mòn kim loại. Trong hệ thống ống mạ kẽm, ăn mòn điện hóa chủ yếu xảy ra trong các trường hợp sau:

• Tiếp xúc giữa các kim loại khác nhau: Khi ống Galv tiếp xúc trực tiếp với các kim loại khác (như đồng, nhôm, v.v.), do sự chênh lệch điện thế tồn tại, kẽm, với vai trò là anôt hy sinh, sẽ bị ăn mòn trước các kim loại khác, dẫn đến việc tăng tốc độ ăn mòn của ống mạ kẽm.
• Các khớp nối ống: Tại các khớp nối của đường ống, ống bảo vệ cáp và các vị trí khác, dòng điện hoặc sự chênh lệch điện thế thường tích tụ, làm gia tăng phản ứng ăn mòn.

Hiệu ứng anôt hy sinh của lớp kẽm bị suy giảm:

Mặc dù hiệu ứng anode hy sinh của kẽm có thể ngăn ngừa ăn mòn một cách hiệu quả, khi lớp kẽm quá mỏng hoặc bị tiêu hao sớm trong môi trường ăn mòn, hiệu ứng anode hy sinh sẽ bị suy yếu, dẫn đến việc lộ ra ma trận ống thép, từ đó tăng nguy cơ gỉ sét.

• Độ dày lớp kẽm không đủ: Nếu lớp kẽm của ống mạ kẽm quá mỏng, hiệu ứng bảo vệ của kẽm sẽ nhanh chóng mất đi, và quá trình ăn mòn của ống thép sẽ được đẩy nhanh.
• Tiêu hao sớm lớp kẽm: Trong quá trình sử dụng lâu dài, đặc biệt là trong môi trường ăn mòn cao, lớp kẽm bị tiêu hao quá nhanh, hiệu ứng anode hy sinh bị suy yếu và ma trận ống thép dần dần bị lộ ra.

Tác động của gỉ đối với ống mạ kẽm

1). Giảm độ bền của ống: Một lần galv pipes bị gỉ sét, khả năng chịu tải, khả năng chịu áp lực và khả năng chống va đập sẽ bị giảm xuống, và tuổi thọ của chúng sẽ bị rút ngắn đáng kể. Lão hóa ống do ăn mòn khiến chúng không thể chịu được ứng suất dưới dòng chảy nước áp suất cao hoặc các điều kiện làm việc khác, và rất dễ bị rách hoặc rò rỉ.

2).Ô nhiễm nước: Ô nhiễm kẽm do ăn mòn của ống mạ kẽm có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Đặc biệt trong hệ thống cấp nước đô thị, rò rỉ kẽm có thể gây ô nhiễm nước và ảnh hưởng đến an toàn nước uống. Ngoài ra, rò rỉ từ ống bị gỉ có thể gây ô nhiễm nhất định cho đất và thực vật xung quanh, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái.

3).Đe dọa đến an toàn kết cấu: Sự ăn mòn của ống mạ kẽm không chỉ ảnh hưởng đến chính các ống mà còn có thể ảnh hưởng đến cấu trúc chịu lực của ống. Ví dụ, trong lĩnh vực điện và viễn thông, ống mạ kẽm thường được sử dụng để hỗ trợ và bảo vệ cáp. Nếu ống mạ kẽm bị ăn mòn nghiêm trọng, có thể gây đứt cáp hoặc hư hại lớp vỏ bảo vệ bên ngoài, từ đó ảnh hưởng đến sự ổn định và an toàn của toàn bộ hệ thống.

Biện pháp chống ăn mòn cho ống mạ kẽm

Nâng cao chất lượng mạ kẽm

Đảm bảo rằng độ đồng đều, độ dày và khả năng bám dính của lớp kẽm đạt tiêu chuẩn có thể tăng cường đáng kể khả năng chống ăn mòn của ống mạ kẽm. Trong quá trình sản xuất, nhiệt độ, nồng độ và các thông số quy trình khác của dung dịch mạ kẽm cần được kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng của lớp kẽm.

Ngăn ngừa tổn thương cơ học

Nên tránh hư hại cơ học và mài mòn trong quá trình vận chuyển, lắp đặt và sử dụng đường ống. Khi bề mặt của ống mạ kẽm bị va đập, cào xước hoặc chạm mạnh, lớp kẽm dễ bị tổn thương, làm lộ ra kim loại nền của ống thép, điều này có thể gây ra ăn mòn. Do đó, cần thận trọng trong quá trình lắp đặt để tránh làm hỏng lớp kẽm. Hư hại cơ học có thể được giảm thiểu bằng các biện pháp sau đây:

• Sử dụng vật liệu đóng gói mềm: Trong quá trình vận chuyển và xử lý, hãy sử dụng vật liệu bảo vệ mềm như bọt biển, màng nhựa, v.v. để bọc ống nhằm giảm va chạm và ma sát.
• Tránh va chạm trực tiếp trong khi lắp đặt: Sử dụng công cụ lắp đặt chuyên nghiệp như giá đỡ ống và kẹp để tránh va chạm trực tiếp vào ống.

Lớp phủ chống ăn mòn và bổ sung lớp mạ kẽm

Đối với những vị trí mà ống kim loại mạ kẽm, được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, có thể áp dụng thêm các lớp phủ chống ăn mòn bên ngoài ống. Các lớp phủ này thường được làm từ các vật liệu như nhựa epoxy, polyurethane, polyethylene, v.v., có thể tăng cường thêm khả năng chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ của ống mạ kẽm.

• Lớp phủ epoxy: Nó có khả năng bám dính tốt và chống ăn mòn, phù hợp cho các môi trường công nghiệp đòi hỏi cao.
• Lớp phủ polyethylene: Đối với ống chôn dưới đất, lớp phủ polyethylene có thể hiệu quả ngăn chặn sự xâm nhập của độ ẩm, các chất axit và kiềm, đồng thời ngăn ngừa sự ăn mòn.

Ngoài ra, trong một số trường hợp đặc biệt, khi lớp kẽm bị hư hại phần nào, có thể sử dụng phương pháp mạ kẽm lại để sửa chữa khu vực bị hư hỏng và khôi phục khả năng chống ăn mòn của ống.

Tăng cường kiểm soát môi trường

Khi chọn ống mạ kẽm, cần phải xem xét môi trường lắp đặt của chúng. Đối với các ống tiếp xúc với môi trường ẩm, sương muối cao, axit hoặc kiềm, nên chọn những ống có khả năng chống ăn mòn cao hơn hoặc thực hiện một số biện pháp kiểm soát môi trường.

• Giảm tiếp xúc với khu vực độ ẩm cao: Ví dụ, ở khu vực ẩm ướt hoặc ngoài trời, hãy cố gắng thực hiện các biện pháp để giảm thời gian và diện tích tiếp xúc của ống, chẳng hạn như thiết lập mái che, mái nhà, v.v.
• Cải thiện điều kiện thông gió: Bằng cách tăng cường lưu thông không khí, giảm độ ẩm trên bề mặt ống và làm chậm phản ứng ăn mòn.

Kiểm tra và bảo trì thường xuyên

Qua việc kiểm tra định kỳ, có thể phát hiện kịp thời các vấn đề về ăn mòn và thực hiện các biện pháp sửa chữa. Nội dung kiểm tra bao gồm sự toàn vẹn của lớp kẽm, bề mặt có bị bong tróc hay nứt nẻ không, và có sự tích tụ nước hoặc cặn bẩn bên trong ống hay không.

• Kiểm tra định kỳ: Đối với ống mạ kẽm được lắp đặt ngoài trời, có thể tiến hành kiểm tra mỗi sáu tháng hoặc mỗi năm một lần, đặc biệt tại các mối nối ống, cùm cong, mặt bích và các phần khác để kiểm tra sự ăn mòn hoặc hư hại.
• Kiểm tra nội bộ: Đối với ống mạ kẽm được chôn lấp hoặc không thể quan sát trực tiếp, tình trạng bề mặt trong của ống có thể được hiểu thông qua việc kiểm tra bằng máy soi nội soi, thử nghiệm siêu âm và các phương pháp khác.

Sử dụng chất ức chế ăn mòn

Trong một số hệ thống đường ống, đặc biệt là đường ống nước hoặc đường ống khí, có thể sử dụng chất ức chế ăn mòn để giảm thiểu sự xuất hiện của quá trình ăn mòn. Các chất ức chế này thường ngăn chặn sự tiến triển của các phản ứng ăn mòn bằng cách thay đổi môi trường hóa học bên trong và bên ngoài ống.

• Xử lý chất lượng nước: Đối với ống mạ kẽm trong hệ thống đường ống nước, có thể sử dụng các phương pháp như làm mềm nước, loại bỏ oxy hòa tan và các ion ăn mòn trong nước để giảm khả năng xảy ra ăn mòn.
• Bảo vệ bằng khí: Trong đường ống truyền dẫn khí, có thể tiêm một số khí bảo vệ để thay đổi thành phần hoặc áp suất của khí và làm chậm quá trình ăn mòn.

Chọn vật liệu đường ống phù hợp

Đối với hệ thống đường ống tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt trong thời gian dài, ngoài các đường ống mạ kẽm, còn có một số vật liệu đường ống khác có khả năng chống ăn mòn mạnh hơn. Ví dụ như đường ống PVC, đường ống PE, đường ống thép không gỉ, v.v., những vật liệu này có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với đường ống mạ kẽm và đặc biệt phù hợp cho một số ứng dụng đặc biệt.

• Đường ống thép không gỉ: Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn mạnh và tuổi thọ cao, thích hợp cho các trường hợp yêu cầu khả năng chống ăn mòn cực kỳ cao.
• Đường ống PE, đường ống PVC: Những vật liệu ống nhựa này có khả năng chống ăn mòn tốt và đặc biệt phù hợp để vận chuyển các loại chất lỏng như nước và khí.

Việc gỉ sét của các ống mạ kẽm là một vấn đề phổ biến, nhưng thông qua việc chọn vật liệu hợp lý, thi công và bảo trì, tuổi thọ sử dụng của các ống mạ kẽm có thể được kéo dài hiệu quả.

Chúng tôi là nhà sản xuất thép chuyên nghiệp. Nếu bạn có bất kỳ nhu cầu nào, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào!

  +86 17611015797 (WhatsApp )            [email protected]