Muối Biển Gây Ăn Mòn Kết Cấu Thép Như Thế Nào?

 

Kết cấu thép tại khu vực ven biển phải chịu tác động thường xuyên của hơi muối, độ ẩm và nước biển. Trong đó, chloride là một trong những tác nhân làm gia tăng nguy cơ ăn mòn kim loại.

 

Công trình kết cấu thép gần môi trường ven biển

 

Khi muối biển lắng đọng trên bề mặt thép và gặp điều kiện ẩm, các phản ứng điện hóa có thể diễn ra. Tuy nhiên, không thể xác định kết cấu thép sẽ bị ăn mòn sau bao nhiêu năm chỉ dựa vào khoảng cách tới biển. Mức độ xuống cấp còn phụ thuộc vào độ ẩm, thời gian bề mặt ướt, lượng chloride lắng đọng, thiết kế cấu kiện và khả năng bảo vệ của hệ sơn.

 

Muốn hiểu vì sao kết cấu thép ven biển bị ăn mòn và xuống cấp, cần nhìn vào điều gì thực sự xảy ra trên bề mặt thép khi muối biển và độ ẩm cùng xuất hiện.

 

Chloride trong muối biển nguy hiểm với kết cấu thép như thế nào? 

 

Chloride từ muối biển lắng đọng trên bề mặt cấu kiện thép

 

Muối biển không trực tiếp “ăn thủng” thép ngay khi tiếp xúc. Rủi ro nằm ở ion chloride (Cl⁻) và khả năng duy trì môi trường ẩm trên bề mặt kim loại.

 

Khi các hạt muối trong không khí biển lắng đọng trên kết cấu thép, chloride có thể hòa tan trong lớp nước ẩm trên bề mặt. Khi có đủ độ ẩm và oxy, các phản ứng điện hóa bắt đầu diễn ra.

 

Tại vùng anode, sắt bị oxy hóa và giải phóng ion sắt. Quá trình này tạo ra các sản phẩm ăn mòn trên bề mặt thép. Chloride làm tăng khả năng dẫn điện của lớp ẩm trên bề mặt và có thể thúc đẩy ăn mòn cục bộ, đặc biệt tại những khu vực mà lớp bảo vệ bị tổn thương hoặc bề mặt thường xuyên giữ ẩm.

 

Theo AMPP (Association for Materials Protection and Performance), nồng độ chloride cao như trong nước biển là một trong những yếu tố có thể thúc đẩy ăn mòn cục bộ dạng ăn mòn rỗ (pitting). Đây là dạng ăn mòn đáng lưu ý vì lượng kim loại mất đi trên toàn bộ bề mặt có thể chưa lớn, nhưng các điểm ăn mòn cục bộ có thể phát triển sâu vào vật liệu.

 

Vì vậy, điều đáng lo không phải lúc nào cũng là một lớp gỉ phủ rộng trên bề mặt. Một điểm ăn mòn nhỏ nhưng phát triển sâu cũng có thể tạo ra rủi ro đối với tiết diện của cấu kiện.

 

Ăn mòn thường bắt đầu từ những vị trí nào?

 

Trong cùng một kết cấu, không phải mọi vị trí đều có nguy cơ ăn mòn giống nhau.

 

Những khu vực dễ giữ nước, khó thoát ẩm như khe hẹp, góc cấu kiện, mối nối hoặc các vị trí có hình học phức tạp thường tạo điều kiện để chloride và hơi ẩm lưu lại lâu hơn.

 

Góc cấu kiện và mối nối phức tạp trên kết cấu thép dễ tích tụ hơi ẩm gây ăn mòn

 

Đặc biệt, khi lớp sơn bảo vệ bị trầy xước, bong tróc hoặc có khuyết tật, thép nền có thể tiếp xúc trực tiếp với môi trường.

 

Đây là lý do một kết cấu có lớp sơn nhìn vẫn còn khá tốt trên phần lớn diện tích nhưng vẫn có thể xuất hiện những điểm ăn mòn cục bộ. Nguy cơ thường tập trung tại những vị trí mà nước, muối và khuyết tật của lớp bảo vệ cùng tồn tại. 

 

Vì sao một vết xước nhỏ trên lớp sơn có thể trở thành điểm khởi đầu ăn mòn?

 

Lớp sơn bảo vệ kết cấu thép hoạt động trước hết như một hàng rào ngăn nước, oxy và chất điện ly tiếp xúc với kim loại. Khi màng sơn liên tục và có độ bám dính tốt thì khả năng tiếp xúc của môi trường ăn mòn với thép được hạn chế.

 

Ngược lại, một vết xước do va đập, bong tróc hoặc khu vực thi công không đạt yêu cầu có thể tạo ra điểm tiếp xúc trực tiếp với thép nền.

 

Lớp sơn bị bong tróc trên cấu kiện thép

 

Trong môi trường ven biển, chloride có thể tiếp cận khu vực này và tạo điều kiện cho ăn mòn cục bộ phát triển. Nếu khu vực tiếp tục duy trì trạng thái ẩm, quá trình ăn mòn có thể bắt đầu và phát triển tại điểm khuyết tật.

 

AMPP xem lớp phủ bảo vệ là một hàng rào quan trọng giúp ngăn nước, oxy và chất điện ly tiếp xúc với kim loại. Khi lớp phủ bị tổn thương, khả năng bảo vệ tại khu vực đó suy giảm đáng kể.

 

Vì vậy, độ dày màng sơn không phải yếu tố duy nhất quyết định khả năng chống ăn mòn. Chất lượng xử lý bề mặt, độ bám dính, cấu hình hệ sơn, khả năng phủ kín các góc cạnh và chất lượng thi công đều có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả bảo vệ. 

 

Hệ sơn chống ăn mòn cần được kiểm soát từ đâu?

 

Kiểm soát hệ sơn chống ăn mòn kết cấu thép từ xử lý bề mặt đến thi công

 

Khả năng bảo vệ kết cấu thép không bắt đầu từ lớp sơn phủ cuối cùng. Nó bắt đầu từ bề mặt thép và cách xây dựng toàn bộ hệ sơn.

 

Trước tiên, bề mặt cần được xử lý phù hợp để loại bỏ các yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ bám dính và khả năng bảo vệ của lớp phủ. Sau đó, lớp lót, lớp trung gian và lớp phủ được lựa chọn dựa trên mức độ ăn mòn của môi trường và yêu cầu sử dụng của công trình.

 

Trong quá trình thi công, các yếu tố như độ dày màng sơn, độ phủ tại góc cạnh, tình trạng bề mặt và các khuyết tật của màng sơn cũng cần được kiểm tra.

 

| Theo AMPP (Association for Materials Protection and Performance), lựa chọn hệ sơn cần dựa trên điều kiện môi trường sử dụng. Với môi trường có độ ẩm cao hoặc tiếp xúc với nước biển, các hệ sơn nhiều lớp có khả năng chống ăn mòn cao thường được sử dụng.

 

Với các hệ sơn công nghiệp như SP Paint, việc đánh giá cũng cần đặt trong tổng thể từ xử lý bề mặt, lựa chọn hệ sơn đến kiểm soát chất lượng thi công, thay vì chỉ xem xét riêng một lớp sơn. 

 

Kiểm soát ăn mòn kết cấu thép ven biển là một quá trình dài hạn

 

Công trình kết cấu thép gần khu vực ven biển

 

Muối biển không làm kết cấu thép xuống cấp chỉ sau một lần tiếp xúc. Ăn mòn hình thành và phát triển qua thời gian dưới tác động lặp lại của chloride, độ ẩm và oxy.

 

Một vết xước nhỏ, một vị trí đọng nước hoặc một khu vực xử lý bề mặt chưa đạt yêu cầu có thể chưa tạo ra tổn thất đáng kể ngay lập tức. Nhưng nếu điều kiện thuận lợi cho ăn mòn tiếp tục tồn tại, điểm ăn mòn cục bộ có thể phát triển và làm suy giảm tiết diện thép.

 

Do đó, với công trình sử dụng kết cấu thép trong môi trường ven biển, kiểm soát ăn mòn cần được thực hiện xuyên suốt vòng đời công trình, từ thiết kế, xử lý bề mặt, lựa chọn hệ sơn, thi công đến kiểm tra và bảo trì.

 

Đánh giá độ bền của hệ bảo vệ vì vậy không nên chỉ dừng ở câu hỏi “sơn sử dụng được bao nhiêu năm?” mà cần xem xét đồng thời môi trường làm việc, chất lượng hệ sơn và tình trạng thực tế của lớp bảo vệ.

 

Địa Chỉ Và Thông Tin Liên Hệ 

Nhà máy sản xuất: Khu Công Nghiệp Tân Trường, Cẩm Giàng, Hải Dương 

Văn phòng đại diện: CT4, Tòa nhà Vimeco, Nguyễn Chánh, Cầu Giấy, Hà Nội 

Hotline: 024 221 05511 - 0964 934 286 

Email: sales@sppaint.vn