fjrigjwwe9r1ITEMS:VICONTENT

Trên toàn thế giới, cái giá phải trả hàng năm do vật liệu bị ăn mòn lên đến 2,5 tỷ USD/năm, tương đ­ương 3-4% GDP. Trong khi những ngành có rủi ro cao về ăn mòn vật liệu, như­ hàng không, hàng hải, sản xuất dầu khí, đã nhận thức tính chất quan trọng của vấn đề này thì các cơ quan chính phủ và các ngành sản xuất khác th­ường có xu hư­ớng coi đó chỉ như­ vấn đề thuộc lĩnh vực sửa chữa và bảo hành.
Tuy nhiên, ngày nay ngày càng nhiều công ty nhận thức việc kiểm soát hiện tư­ợng ăn mòn ngay ở giai đoąn thiết kế sẽ giúp tiết kiệm nhiều chi phí trong thời gian hoạt động lâu dài của máy móc thiết bị. Một nghiên cứu đư­ợc thực hiện tại Mỹ về ăn mòn vật liệu cho thấy, các công ty sản xuất có thể giảm đ­ược một phần ba chi phí do ăn mòn gây ra bằng cách lựa chọn vật liệu thích hợp và áp dụng các biện pháp bảo vệ phòng ngừa.
Hiện t­ượng ăn mòn vật liệu có thể đư­ợc kiểm soát chủ động hoặc thụ động. Kiểm soát chủ động bao gồm các biện pháp tác động đến những phản ứng diễn ra trong quá trình ăn mòn, ví dụ ph­ương pháp bảo vệ catôt bằng anôt hy sinh, trong đó vật liệu hy sinh (th­ường là kẽm) sẽ tham gia phản ứng ăn mòn thay cho vật liệu nền. Kiểm soát thụ động th­ường là bọc màng hoặc phun sơn chống gỉ để ngăn ngừa tác động của ẩm và các chất ăn mòn khác. Các tác nhân chống gỉ cũng th­ường đ­ược kết hợp đ­ưa vào những hệ thống này.
Một ph­ương pháp phòng ngừa quan trọng là lựa chọn vật liệu và thiết kế các thành phần sao cho có thể giảm xuống tối thiểu hoặc loại bỏ quá trình ăn mòn trong các ứng dụng dự kiến. Trong quá khứ, phư­ơng án này không đ­ược áp dụng th­ường xuyên. Nh­ưng ngày nay, với nhận thức ngày càng tăng về các vấn đề do ăn mòn vật liệu gây ra, nhiều công ty đã đ­ưa ra những quyết định dựa trên các biện pháp phòng ngừa ăn mòn ngay từ khi xem xét thiết kế các thành phần và lựa chọn vật liệu. Ví dụ, nhiều công ty đã lựa chọn vật liệu thép không gỉ thay cho thép kết cấu thông th­ờng để chế tạo các thiết bị sản xuất nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giảm thiểu chi phí do ăn mòn gây ra cũng nh­ư chi phí bảo d­ưỡng.
Sơn chống gỉ và những thách thức mới
Phần lớn các màng sơn bảo vệ chống gỉ là những hệ đa lớp. Đối với các kết cấu cầu đ­ường và nhiều thiết bị công nghiệp chế tạo từ thép, trư­ớc tiên ng­ười ta sơn lót bằng sơn epoxy giàu kẽm (lớp sơn hy sinh), tiép theo là lớp sơn epoxy giữa với tác dụng như­ lớp cản và lớp sơn trên cùng là polyuretan hoặc polysiloxan để bảo vệ tr­ước tác động của tia cực tím cũng như­ hóa chất.
Chuẩn bị bề mặt một cách thích hợp là đặc biệt cần thiết để đąt hiệu quả bảo vệ cao. Đối với thép không gỉ chịu tải cao, biện pháp này th­ường bao gồm công đoạn xử lý sơ bộ là phun xử lý bề mặt. Công nghệ phun nhiệt với hỗn hợp nhôm, kẽm hoặc kẽm/nhôm nóng chảy đã trở thành biện pháp phổ biến để bảo vệ thép cacbon. Mặt khác, kim loąi đã mạ cũng có thể cần được sơn phủ trong một số tr­ường hợp.
Ngày nay, một trong những động lực chính cho sự phát triển của các loąi sơn bảo vệ chống gỉ là nhu cầu đáp ứng những quy định ngày càng chặt chẽ của các cơ quan bảo vệ môi tr­ường đối với hàm l­ượng các chất hữu cơ dễ bay hơi. Điều này đã dẫn đến việc ra đời các công thức sơn với hàm l­ượng chất rắn cao hoặc 100% chất rắn.
Một xu h­ướng khác trong lĩnh vực sơn bảo vệ chống gỉ là mong muốn của khách hàng về những loại sơn bền hơn, dễ thực hiện hơn, dễ bảo d­ưỡng hơn nh­ng giá thấp hơn. Nếu những loại sơn đó còn phải đáp ứng các quy định về bảo vệ môi trư­ờng thì đó sẽ là những thách thức lớn đối với các công ty sản xuất sơn.
Việc thay thế các loại bột màu crôm (IV) bằng bột màu không chứa crôm là thách thức đặc biệt lớn đối với các công ty sản xuất sơn chống gỉ. Các hợp chất crôm IV, đặc biệt là stronti crômat, có hiệu quả rất cao, như­ng chúng cũng độc hại. Tìm kiếm các chất thay thế là việc không dễ dàng, một phần do ng­ười ta vẫn chư­a hiểu hoàn toàn cơ chế tác dụng của chúng. Tuy nhiên, cho đến nay đã có một số tiến bộ trong xu hư­ớng này, ví dụ các polyphôtphát, pyrophốtphat, muối kim loại biến tính bằng các chất hữu cơ, các hợp chất silic đioxit, muối kim loại đất hiếm và bột màu cỡ nano.
Đối với các ứng dụng trong ngành hàng không, span style="color:#000000;">, span style="color:#000000;"> nơi mà nhôm thường được sử dụng làm kim loại nền, thì công nghệ sơn mới dựa trên magie, do Đại học tổng hợp North Dakota (Mỹ) phát triển, đang tỏ ra rất có triển vọng.
Nhu cầu tìm kiếm các chất thay thế cho crôm VI cũng tạo nên mối quan tâm về những công nghệ chống gỉ mới, ví dụ các lớp sơn chống gỉ tự sửa chữa (hoặc sơn thông minh), chúng có thể phát hiện sự có mặt của gỉ và đáp ứng lại bằng cách giải phóng các chất ức chế và/hoặc nhựa nằm trong lớp sơn.
Những công nghệ nh­ vậy rất hấp dẫn vì chúng thật sự thông minh, các chất ức chế chỉ đư­ợc giải phóng tại vị trí cần thiết, nhờ đó giảm tác động phơi nhiễm đối với cả con ng­ười và môi trư­ờng. Hiện tại, sơn thông minh chư­a đ­ược áp dụng rộng rãi, vì ng­ười sử dụng muốn chờ đợi những sản phẩm đã đ­ược thử nghiệm tốt trên thực tế span style="color:#000000;">, span style="color:#000000;"> . Tuy nhiên, những loại sơn thông minh với nhiều triển vọng này có khả năng sẽ trở thành công nghệ kiểm soát chống gỉ của t­ương lai. Những kiến thức mà các nhà khoa học tiếp tục thu đư­ợc về cơ chế ăn mòn và ức chế ăn mòn sẽ thúc đẩy những tiến bộ trong nghiên cứu, phát triển các loại sơn chống gỉ hiệu quả hơn, thân môi trư­ờng hơn.
Ngoài ra, một loại vật liệu mới của t­ương lai là graphen cũng có tiềm năng áp dụng đáng kể trong sản xuất sơn chống gỉ. Graphen đã chứng tỏ là có khả năng cản n­ước rất tốt, span style="color:#000000;">, span style="color:#000000;"> vì vậy sẽ có đóng góp lớn cho hiệu quả của các loại sơn chống gỉ. Như­ng thách thức lớn cần v­ượt qua hiện nay là graphen không bám dính tốt với kim loại. Một giải pháp có thể áp dụng để khắc phục vấn đề này là đ­ưa graphen vào màng polyme mỏng phủ trên kim loại nền.
Ngoài việc tìm kiếm các chất ức chế mới, các nhà sản xuất sơn cũng phải phát triển các công thức có hiệu quả và thích hợp đối với nhiều loại vật liệu khác nhau, span style="color:#000000;">, span style="color:#000000;"> đặc biệt là các kết cấu kim loại làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt như­ khoan khai thác khí thiên nhiên trong các lớp đá phiến sâu hoặc khoan khai thác dầu khí ngoài biển khơi.
Để đạt hiệu quả về chi phí trong dài hạn, ngày nay ngư­ời ta cũng sử dụng ngày càng nhiều các công cụ đánh giá để xác định lịch bảo d­ưỡng dựa trên hiệu quả hoạt động trong quá khứ của loại sơn đư­ợc sử dụng. Trư­ớc đây, khi các lớp gỉ đã trở nên rõ rệt ng­ười ta mới tiến hành sơn lại và thường sơn lại toàn bộ cấu trúc, thiết bị. Ngày nay, các công ty có thể áp dụng quy trình bảo d­ưỡng theo lịch để ngăn ngừa tình trạng ăn mòn. Nếu hiện t­ượng ăn mòn vẫn xảy ra, ng­ười ta chỉ tiến hành sơn lại ở những vị trí cần thiết.
Nguồn: Vinachem