Vấn đề ăn mòn dưới lớp cách nhiệt (CUI) là một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với các ngành công nghiệp trên toàn thế giới. Việc sử dụng lớp vỏ kim loại bên ngoài để bảo vệ và cách ly bề mặt vật liệu với môi trường. Tuy nhiên, quá trình vận hành và sự thay đổi nhiệt độ môi trường đã tạo điều kiện cho sự hình thành nước và ăn mòn lớp cách nhiệt. Lớp phủ kim loại […]
Tiêu chuẩn Lớp phủ kim loại công nghệ đã trở thành sự lựa chọn hàng đầu để ngăn ngừa/giảm thiểu sự ăn mòn dưới lớp cách nhiệt với hệ thống lớp phủ bảo vệ. Phương pháp này tạo ra lớp phủ tiên tiến ngăn ngừa CUI và cho thấy hiệu suất vượt trội nhờ tiết kiệm chi phí và thời gian ngừng hoạt động.
Vậy chính xác thì sự ăn mòn dưới lớp cách nhiệt đến từ đâu và tại sao? Lớp phủ nhôm phun nhiệt phương pháp giải pháp tối ưu cho ngành công nghiệp hiện đại? Tìm hiểu thêm trong bài viết dưới đây.
Ăn mòn dưới lớp cách nhiệt (CUI): tổng quan về những điều bạn cần biết
Ăn mòn dưới lớp cách nhiệt (CUI) là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra sự cố trong các ngành công nghiệp lọc dầu, hóa dầu, điện và các ngành công nghiệp khác, cả trên bờ và ngoài khơi. Đây cũng là dạng ăn mòn khó giám sát và kiểm soát nhất vì các vấn đề không thể hiện ở cấu trúc cách nhiệt, thường chỉ được phát hiện khi tháo nó ra để kiểm tra hoặc bảo trì. Phun nhiệt là giải pháp hàng đầu hiện nay để giải quyết mối lo ngại này. Để hiểu rõ hơn về quá trình ăn mòn này, dưới đây sẽ trình bày khái niệm, cơ chế và nguyên nhân gây ra CUI.
What is Corrosion Under Insulation (CUI)?
In simple terms, corrosion under insulation (CUI) occurs due to the accumulation of moisture on the outer surface of insulated equipment. This problem leads to significant losses such as high maintenance and repair costs, time-consuming temporary production shutdowns.Many factors lead to CUI, and most are similar to other types of corrosion except in the environmental conditions in which they occur. Moisture accumulation and water ingress contribute largely to corrosion-related problems under CUI insulation.
Outside water enters the insulation system mainly due to breakage or damage in the insulation system. In addition, water from the inside due to the sealed environment of the insulation creates conditions that easily accumulate moisture on the surface of the insulation when the temperature changes higher or lower.
Because the insulation does not allow evaporation and acts as a carrier, water in one area moves through the insulation to another place, causing corrosion to spread faster. If not detected, the result of this CUI corrosion can lead to failure and shutdown a part/ the entire system.
2. Cơ chế CUI và nhu cầu cấp thiết về giải pháp phủ kim loại hiện đại
Ăn mòn cách điện là thuật ngữ dùng để chỉ một số quá trình ăn mòn khác nhau như:
- Electrochemical corrosion: Ăn mòn điện hóa: liên quan đến sự chuyển dịch các ion mang điện tích giữa cực dương và cực âm qua chất lỏng lỗ rỗng của chất cách điện. Nguyên tắc ăn mòn điện hóa đối với thành phần ăn mòn chính đòi hỏi bốn yếu tố thiết yếu: cực dương (nơi xảy ra ăn mòn và dòng điện chạy qua) và cực âm (nơi không xảy ra ăn mòn). hao mòn và dòng điện), chất điện phân (một môi trường có khả năng dẫn dòng điện bằng dòng ion, trong trường hợp này là lớp cách điện chứa nước) và đường dẫn kim loại nơi cực dương và cực được kết nối âm cho phép dòng điện quay trở lại và hoàn thành mạch.
- Môi trường axit/kiềm: : Xảy ra do sự kết hợp giữa độ ẩm bên trong và môi trường kiềm hoặc axit trong các lớp bảo vệ của loại sợi hoặc loại hạt. Khi nhiệt độ vượt quá 121 độ C, phần lớn nước sẽ bay hơi và ngưng tụ ở bề mặt vật liệu cách nhiệt. Sau đó, nước hòa tan chất kiềm/axit để tạo thành dung dịch ăn mòn.
- Chloride: Clorua: xảy ra trên bề mặt thép không gỉ 300-series khi vật liệu cách nhiệt có chứa clorua kết hợp với nước ở nhiệt độ 60 độ C. Các ion clorua này thường phát sinh từ sự bay hơi của nước mưa hoặc nước trong các hệ thống chữa cháy.
Determining the cause of CUI to choose the proper metal coating technology
The appearance of CUI can be a challenge to predict, but basically, the effect of the equipment on corrosion under insulation depends on several critical factors as outlined below:
Nguồn nước
Hai nguồn chính liên quan đến CUI là sự xâm nhập từ các nguồn bên ngoài và sự ngưng tụ bên trong. Nước xâm nhập từ nguồn bên ngoài như nước mưa, nước suối, vòi phun chữa cháy hoặc nước chảy từ tháp giải nhiệt. Nước bên ngoài xâm nhập vào hệ thống cách nhiệt thông qua các vết nứt hình thành theo thời gian. Sự ngưng tụ xảy ra khi nhiệt độ của bề mặt kim loại thấp hơn điểm sương của khí quyển và gây ra hiện tượng giữ chất lỏng giữa kim loại và vật liệu cách điện.
Nhiệt độ
Quá trình ăn mòn kim loại sẽ được đẩy nhanh khi nhiệt độ ngày càng tăng khiến lớp phủ kim loại bị phá hủy sớm. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến ăn mòn kim loại rất phức tạp. Một mặt, tăng nhiệt độ sẽ đẩy nhanh quá trình phản ứng hóa học, trong khi phản ứng điện hóa làm phân hủy vật liệu. Mặt khác, nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ bay hơi của lớp dung dịch trên bề mặt vật liệu, làm giảm thời gian lưu giữ độ ẩm trên bề mặt kim loại. Độ hòa tan của oxy và các khí ăn mòn khác giảm khi nhiệt độ tăng. Kết quả là tốc độ oxy hóa và ăn mòn bề mặt kim loại bên dưới lớp cách nhiệt được đẩy nhanh.
Giải pháp cách nhiệt
Khả năng hấp thụ độ ẩm, hóa chất và cách nhiệt có liên quan trực tiếp đến hiện tượng ăn mòn dưới hệ thống cách nhiệt. Do đó, việc lựa chọn vật liệu cách nhiệt phù hợp cho hệ thống là rất quan trọng để giảm thiểu nguy cơ ăn mòn lớp cách nhiệt. Lớp cách nhiệt tạo ra một khoảng trống hoặc kẽ hở hình khuyên để giữ nước và các môi trường ăn mòn khác, đặc biệt là clorua. Trong môi trường kiềm có độ pH từ 7 đến 11, các ion clorua (CI-) có xu hướng phá vỡ sự thụ động (tốc độ ăn mòn tối thiểu) của thép cacbon và thép hợp kim và bắt đầu ăn mòn rỗ trong dung dịch axit. Nếu độ pH nhỏ hơn 5,5 thì sự ăn mòn sẽ có xu hướng tăng nhanh khi có mặt clorua.
Môi trường bên ngoài
Tốc độ ăn mòn còn bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Môi trường biển, thời tiết nóng ẩm và thời tiết ẩm ướt đều góp phần làm tăng tỷ lệ CUI.
Các phương pháp phủ kim loại để chống ăn mòn dưới lớp cách nhiệt
Lớp phủ kim loại chống ăn mòn dưới lớp cách nhiệt được tạo ra như “vị cứu tinh” giải quyết các vấn đề liên quan đến ăn mòn như chi phí bảo trì, thời gian dừng máy. Nhôm phun nhiệt là công nghệ được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp quan trọng, bao gồm hàng không vũ trụ, ô tô, sản xuất điện, hóa dầu và các công trình ngoài khơi, để tạo lớp phủ chống mài mòn. Trong số đó có một số phương pháp phun nhiệt mẫu để chống ăn mòn dưới lớp ổn định – CUI, chẳng hạn như:
Thermal spray aluminium coating – Advanced metal coating technology
Nhôm phun nhiệt (TSA) tạo ra lớp phủ bảo vệ vật liệu khi tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt với đặc tính chống ăn mòn tuyệt vời. Cái này lớp phủ kim loại cung cấp khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao tới 660 độ C (điểm nóng chảy của nhôm). Các đặc tính vượt trội như độ bền cao, tuổi thọ dài và yêu cầu bảo trì thấp khiến lớp phủ TSA trở thành lựa chọn lý tưởng cho các công trình hàng hải và ngoài khơi, chẳng hạn như ngành dầu khí ngoài khơi. Độ bền cao
The highly durable nhôm phun nhiệt lớp áo giải pháp chống ăn mòn cung cấp sự bảo vệ toàn diện, ngăn ngừa ăn mòn và cải thiện đáng kể tuổi thọ sử dụng so với lớp phủ bảo vệ thông thường. Theo báo cáo, lớp phủ TSA có độ dày 200µm sẽ mang lại tuổi thọ sử dụng hơn 30 năm trong môi trường ăn mòn nằm ngay dưới nước của các công trình biển. Cơ chế bảo vệ chống ăn mòn: Lớp phủ phun nhôm có cấu trúc của một tấm nhôm , được bao quanh bởi nhôm oxit – lớp oxit mỏng có chức năng như một lớp phủ rào cản có khả năng chống lại các vết rỗ và xói mòn.
Thermal Spray Zinc – The metal coating method with optimal surface protection
Với đặc tính chống ăn mòn ấn tượng, kẽm thường được chọn làm lớp phủ bảo vệ cho nhiều lớp phủ và vật liệu khác nhau trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Mạ kẽm là giải pháp mang lại hiệu quả cao lớp phủ kim loại phương pháp chống ăn mòn. Nó cũng cho phép tạo ra lớp phủ dày hơn, góp phần kéo dài tuổi thọ của các bộ phận, giúp chúng hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt.
Corrosion Protection Mechanism: Cơ chế bảo vệ chống ăn mòn: Kẽm đóng vai trò như một điện cực hy sinh để bảo vệ vật liệu bên trong. Mặt khác, nó hoạt động như một rào cản đối với các yếu tố ăn mòn. Đặc tính hy sinh cao của lớp phủ kẽm cung cấp khả năng bảo vệ catốt trên bề mặt thép. Ngoài ra, nó còn tạo ra các sản phẩm ăn mòn không hòa tan, ngăn chặn độ xốp của lớp phủ phun nhiệt, từ đó hạn chế sự ăn mòn bề mặt bằng cách ngăn chặn môi trường ăn mòn xâm nhập vào lớp phủ tiếp xúc với nền kim loại.
Flame Spraying – Thermal spray aluminium with a flame of the combustible gas
Quá trình phun ngọn lửa sử dụng năng lượng hóa học do nhiệt độ đốt cháy cao từ axetylen với oxy dẫn đến phát ra tia lửa điện có nhiệt độ cao. Các vật liệu bao gồm bột phun và nhiên liệu đốt được phun, nấu chảy và tăng tốc lên bề mặt vật liệu bằng dòng khí giãn nở. Vận tốc tia thường dưới 100 m/s làm tăng vận tốc hạt lên tới 80 m/s. Nhiệt độ của tia lửa thường trên 2500 độ C. Cái này lớp phủ kim loại process typically allows for lamella coatings to have a density of 85 – 90%.
The flame will be adjusted during the spraying process, and usually, only a few square meters of coating is done at a time for easy temperature control. When the coating is finished, it will be fired with a flame. Flamethrower systems are usually manually operated but can be semi-automated or fully automated if required. The cost of materials and techniques of flame spraying is generally lower than that of arc spraying, but the cost of implementation is usually higher. The amount of material that Nhôm phun nhiệt với quá trình ngọn lửa có thể phun cũng bị giới hạn bởi kích thước của dây và vật liệu.
Arc Spraying – Metal coating technology recovers the surface of the material
Phun hồ quang liên quan đến việc tạo ra một hồ quang lệch điện giữa hai đầu của dây dẫn nóng chảy. Vật liệu nóng chảy được nguyên tử hóa bằng luồng khí nén tốc độ cao để đẩy nhanh các hạt về phía bề mặt cần phủ. Hệ thống này bao gồm súng phun, hệ thống cấp liệu và nguồn điện. Sự kết hợp giữa nhiệt độ hồ quang cao (6000 K) và vận tốc hạt trên 100 m/s mang lại cho lớp phủ phun hồ quang độ bền liên kết vượt trội và độ xốp thấp hơn so với sơn nhôm phun nhiệt by the flame mentioned above.
With valuable benefits and outstanding advantages, lớp phủ kim loại methods by thermal spraying are being widely applied in mechanical engineering, anti-corrosion, functional surface coating, machine manufacturing, machining, decoration, fine arts, etc. In addition to preventing corrosion, thermal coating technology also helps businesses to save materials, prolong the life of metal surfaces, and cut shutdown time and transportation costs operation and maintenance.
The thermal spray coating method provided by VIVABLAST has outstanding advantages such as saving materials, effectively extending metal lifetime, and reducing downtime machine stop and warranty cost will be the best choice for you.
Xem thêm thông tin về Dịch vụ chống ăn mòn VIVABLAST bằng phương pháp phun nhiệt
