Giới thiệu
Chúng ta biết rằng hàm lượng Crôm của thép không gỉ là quan trọng để hình thành một lớp thụ động, hay lớp phủ Crôm. Lớp phủ ngoài này được hình thành một cách tự nhiên trong không khí và nó bảo vệ lớp bên dưới.
Thép xây dựng (còn gọi là thép carbon) không có thuộc tính này, vì không có sự hiện diện của crom như là các nguyên tố hợp kim. Mặc dù vẫn diễn ra phản ứng với oxy trong không khí. Sắt phản ứng để tạo ra các oxit sắt. Vật liệu bên dưới không được bảo vệ, bởi vì theo thuộc tính thì oxit sắt gồ ghề và tích ẩm, không bám chặt vào vật liệu bên dưới. Hơn nữa, dưới ảnh hưởng của độ ẩm và oxy, quá trình oxy hóa tiếp tục cho đến khi một gỉ màu nâu đỏ được hình thành. Do dó thép xây dựng phải được bảo vệ để ngăn ngừa ăn mòn. Để bảo vệ lâu dài bên ngoài thì phải thực hiện bằng việc phủ một lớp phủ vĩnh viễn, một lớp phủ sơn mài, một lớp phủ kim loại v.v....
Thép xây dựng bên trong ống phải được xử lí và bảo vệ. Phù thuộc vào ứng dụng, có một vài phương pháp để phủ bảo vệ tạm thời :photphát hóa, Crôm hóa, hoặc thụ động hóa. Bài viết này cung cấp thêm thông tin chi tiết chi tiết về phương pháp mới nhất, đó là thụ động hóa bằng hóa chất cho thép xây dựng
Cán, hàn và nhiệt luyện thép
Trong suốt quá trình sản xuất thép các bon, sản phẩm thường qua các công đoạn như cán, đúc hay rèn. Nhiệt độ cao thường được sử dụng trong các công đoạn này. Với mỗi công đoạn lại bị oxi hóa riêng và thành lớp oxít sắt khác nhau. Trong suốt quá trình cán, các oxít này sẽ bị nén thành vảy thép cán nguyên khối chứa sắt (II) oxit, sắt từ (III) oxit, quặng sắt đỏ. Thật không may, vảy cán không còn nguyên vẹn do các vết nứt co lại do quá trình làm mát được hình thành ngay dưới bề mặt thép. Gỉ được hình thành ngay dưới những vết nứt này dẫn đến bề mặt thép bị ăn mòn (hình 1). Lớp oxít khác có thể xuất hiện là lớp vỏ ủ được hình thành do quá trình nhiệt luyện thép ( ví dụ như cho việc uốn cong), và vảy hàn được hình thành từ nhiệt cấp vào do quá trình hàn nóng chảy. Kết quả của nhiệt cấp vào trong thời gian ngắn tạo thành một lớp oxít tương đối mỏng hơn vảy hàn.
Lớp oxít không mong muốn này có thể được loại bỏ khỏi bề mặt bằng nhiều cách: cơ khí ( bắn cát) hay hóa học ( tẩy rửa). Sau khi loại bỏ lớp oxít bằng các phương tiện cho công đoạn tẩy, bề mặt không được bảo vệ của thép sẽ rất dễ phản ứng và sẽ phản ứng ngay lập tức oxi từ không khí. Những lớp oxít này được biết đến là gỉ cấp tính và nó không bảo vệ thép. Hoạt tính của bề mặt thép có thể được kháng lại bằng việc xử lí bằng hóa chất nhất định nhằm hình thành một lớp oxít sắt thụ động không dẫn điện. Thụ động của thép có thể đạt được bằng các chất có tính oxi hóa mạnh có khả năng oxy hóa các ion kim loại màu và chuyển sắt kim loại sang trạng thái sắt, cho phép hình thành một lớp đồng nhất gamma-sắt III oxit (γ -Fe2O3).
Lớp thụ động mỏng và dễ bị tổn thương này có thể tạm thời bảo vệ thép nhưng không có đặc tính của tự thụ động như Crôm trong thép không gỉ. Tuy nhiên quá trình thụ động hóa học hình thành một chất nền tốt cho hệ thống chuyển hóa như quá trình Crôm hóa hay photphát hóa. Ngoài ra lớp thụ động đã hình thành sẽ là một nền tảng tốt cho phương án xử lí nước ( cho lò hơi chẳng hạn) .
Quá trình thụ động hóa
Quy trình xử lí chuẩn cho thụ động hóa học thép bao gồm một số bước. Thông thường, một số các bước làm sạch trước là cần thiết trước khi quá trình thụ động thực sự có thể được bắt đầu.
Tẩy dầu để loại bỏ các chất hữu cơ có mặt và khả năng can thiệp vào quá trình này, và tẩy để loại bỏ hoàn toàn bất kỳ các sản phẩm ăn mòn, vảy cán, vảy hàn và lớp ủ có thể cũng hiện diện ở đó. Vì thép rất dễ phản ứng sau khi xử lí tẩy, rỉ cấp tính sẽ được hình thành rất nhanh chóng. Điều này được loại bỏ bằng cách sử dụng axit citric và thụ động được bắt đầu bằng cách thêm amoniac và chất oxy hóa.
Việc sử dụng các axit citric cũng là cần thiết, bởi vì dung dịch được trung hòa đến mức pH kiềm. Thông thường, chất sắt sẽ kết tủa do sự hình thành của các hydroxit sắt. Tuy nhiên, do kết quả của sự hình thành mạnh mẽ của sắt với citrate, các ion sắt sẽ vẫn ở trong dung dịch. Việc bổ sung một tác nhân oxy hóa với citrate amoni sẽ làm tăng điện áp của dung dịch. Do đó, quá trình thụ động được giám sát bởi các thiết bị đo điện áp (xem biểu đồ 1). Quá trình thụ động sẵn sàng khi khi điện áp của chất lỏng thụ động đã tăng đủ do bổ sung chất oxy hóa. Lớp oxide gamma sắt sau đó sẽ hình thành trên bề mặt thép. Chất lỏng thụ động sau đó có thể được loại bỏ.
Như đã đề cập trước đó, thụ động hóa học là thích hợp cho xử lý nước (lò hơi) và do đó chủ yếu được áp dụng sau khi xử lí tẩy cho các hệ thống lò hơi bằng thiết bị tuần hoàn. Khi tuần hoàn là không thể, nó cũng có thể thực hiện một thụ động hóa bằng cách ngâm. Nhược điểm duy nhất là chuẩn bị dung dịch hóa chất thụ động hóa chỉ có thể được sử dụng một lần, vì liều lượng phải được thực hiện theo một trình tự cụ thể. Thép đi qua các pha này, bắt đầu với các axit citric và tất cả hóa chất được thêm vào sau đó.
Kết quả là tạo được bề mặt đẹp màu xám bạc như hình
.png)
