06/12/2022 - 02:36 PM - 2.251 lượt xem
Dùng phương pháp phun muối để kiểm tra khả năng bảo vệ các chi tiết kim loại
Ngày nay, kim loại và các đồ dùng bằng kim loại ngày càng được sử dụng phổ biến. Nhưng một vấn đề mà đa số các kim loại mắc phải là bị oxy hoá, dẫn đến tình trạng bị gỉ. Để khắc phục tình trạng này, rất nhiều biện pháp bảo vệ ra đời: dùng dầu chống gỉ, sơn tĩnh điện,...Khả năng bảo vệ của các biện pháp này có thể được kiểm chứng bằng phương pháp phun muối. Các bạn cùng Hoá chất Việt Quang đi tìm hiểu về phương pháp này nhé!
1. Phun muối là gì?
Phun muối là một phương pháp tiêu chuẩn được dùng để so sánh khả năng chống ăn mòn tương đối của các lớp phủ khác nhau trong các điều kiện mô phỏng gần để giống với môi trường thực tế.
Không chỉ mô phỏng được quá trình ăn mòn trong điều kiện thực tế, khảo sát sự ăn mòn nhân tạo bằng phương pháp phun muối còn giúp tăng tốc, đẩy nhanh tốc độ so với điều kiện tự nhiên. Nhờ đó, có thể rút ngắn được thời gian thử nghiệm.
2. Đặc điểm của thí nghiệm phun muối
Các thí nghiệm phun muối đều được tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM B117 hoặc ISO 9227. Thử nghiệm phun muối có thể được chia thành thử nghiệm tiếp xúc với môi trường tự nhiên và thử nghiệm mô phỏng tăng tốc nhân tạo. Phương pháp này tạo môi trường với nồng độ muối cao để quan sát khả năng chống ăn mòn của lớp bảo vệ kim loại.

Trong phương pháp này, mẫu so sánh được đặt trong một buồng kín và được tiếp xúc trực tiếp với lớp muối dày đặc dạng sương mù bằng phương pháp phun sương. Nhờ đó, môi trường trong buồng kín được mô phỏng với điều kiện ăn mòn nghiêm trọng. Dung dịch thử nghiệm thường là natri clorua (NaCl) với độ pH trong khoảng từ 6,5 - 7,2, với thời gian thử nghiệm được thiết lập trong khoảng từ 8 - 3000 giờ. So với môi trường tự nhiên, nồng độ muối clorua cao trong buồng phun muối cao gấp hàng chục lần. Vì vậy, phương pháp này giúp đẩy nhanh tốc độ ăn mòn, từ đó rút ngắn thời gian thí nghiệm. Nếu ở trong tự nhiên, phải mất khoảng một năm thì với phương pháp thử nghiệm này, kết quả có thể thu được trong vòng 24h.
Sự ăn mòn bề mặt kim loại trong thử nghiệm phun muối là do phản ứng của các ion clorua xuyên qua lớp oxit, lớp bảo vệ trên bề mặt của kim loại và xảy ra tương tác với lớp kim loại bên trong. Hơn nữa, các ion clorua rất dễ bị hấp thụ vào trong các vết xước, vết nứt vỡ trên bề mặt kim loại, thay thế oxy trong lớp oxit, thay đổi tính chất từ lớp oxit không hòa tan trở thành clorua hoà tan, làm cho bề mặt từ thụ động biến thành hoạt động.
3. Phân loại các thử nghiệm dựa vào dạng muối phun
Hiện nay thử nghiệm phun muối thường được chia làm 3 loại chính là: Thử nghiệm phun muối trung tính NSS; Thử nghiệm phun axetat;Thử nghiệm phun muối acetate tăng tốc.
-
Thử nghiệm phun muối trung tính NSS: Đây là phương pháp thử nghiệm ăn mòn được phát triển sớm nhất và hiện nay vẫn còn được sử dụng rộng rãi. Phương pháp này sử dụng dung dịch natri clorua 5% với pH trung tính, trong khoảng từ 6,5 - 7,2 làm dung dịch phun, với nhiệt độ thử nghiệm khoảng 35 độ C, tốc độ lắng của dung dịch phun dạng sương là 1 ~ 2ml/ 80cm/h.
-
Thử nghiệm phun axetat (thử nghiệm ASS): Đây là phương pháp được phát triển dựa trên cơ sở của phương pháp thử nghiệm phun muối trung tính NSS. Trong phương pháp này, dung dịch phun là hỗn hợp của axit axetic và muối natri clorua. Axit axetic dạng băng được thêm vào dung dịch natri clorua 5% để hạ pH của dung dịch xuống khoảng 3 và biến dung dịch phun thành dạng axit. Nhờ vậy, tốc độ ăn mòn của dung dịch thử nghiệm ASS nhanh hơn khoảng 3 lần so với thử nghiệm NSS.
-
Thử nghiệm phun muối acetate tăng tốc (thử nghiệm CASS): Đây được coi như một loại thử nghiệm ăn mòn phun muối mới với tốc độ ăn mòn được cải thiện đáng kể. Nhiệt độ trong thử nghiệm này được nâng lên đến khoảng 50 độC. Dung dịch phun là hỗn hợp của natri clorua và muối đồng clorua. Một lượng nhỏ muối đồng clorua được thêm vào dung dịch muối natri clorua 5% để tạo môi trường khắc liệt, gây ra sự ăn mòn mạnh mẽ trên bề mặt kim loại thử nghiệm. Trong thử nghiệm này, tỷ lệ ăn mòn xấp xỉ 8 lần so với thử nghiệm NSS.
4. Độ tương quan giữa giờ phun muối và khoảng thời gian thực tế
Phun muối được công nhận là phương pháp tiêu chuẩn hoá để kiểm tra khả năng ăn mòn của các lớp phủ. Tuy nhiên, có nhiều ý kiến trái chiều về độ chân thực của phương pháp này so với điều kiện môi trường tự nhiên.

Qua đánh giá bằng kết quả thử nghiệm và thực tế môi trường, có thể thấy kết quả của thử nghiệm phun muối chỉ mang tính chất tương đối. Trường hợp khảo sát tốc độ ăn mòn của lớp mạ kẽm nhúng nóng. Đối với thử nghiệm phun muối, độ bền của lớp mạ này khoảng 100 giờ nhưng trong điều kiện thực tế môi trường, độ bền của của lớp phủ này là khoảng từ 20 - 25 năm mà không cần bảo dưỡng. Một trường hợp khác là lớp sơn tĩnh điện, lớp sơn này có thể chịu khoảng 300 giờ không bị hư hại gì trong thử nghiệm phun muối. Nếu chỉ áp dụng kết quả của thử nghiệm phun muối thì có thể thấy độ bền của lớp sơn tĩnh điện lớn hơn so với lớp mạ kẽm nhúng nóng. Nhưng thực tế môi trường cho thấy tại môi trường tự nhiên lớp sơn tĩnh điện khó lòng bền hơn lớp mạ kẽm nhúng nóng nếu không được bảo dưỡng đúng cách.
5. Chuẩn bị dung dịch phun
5.1. Thử nghiệm phun muối trung tính (NSS)
a.Chuẩn bị
- Muối NaCl tinh khiết
- Nước cất hoặc nước khử ion có độ dẫn điện < 20 µS/cm
- Cốc thuỷ tinh
- Đũa khuấy
- Bình định mức
- Phễu thuỷ tinh
b. Tiến hành pha
-
Dung dịch dịch được pha ở nhiệt độ phòng, khoảng 25 độ C.
-
Cân m (g) muối NaCl tinh khiết rồi bỏ vào bình định mức qua phễu thuỷ tinh, lượng muối được tính theo công thức sau:
5%=m.100%/(m+mH2O)
-
Thêm nước đến khoảng nửa bình định mức, lắc tròn đến khi muối tan hoàn toàn muối. Tiếp tục thêm nước đến gần vạch định mức và nhỏ từng giọt chất lỏng cho đến khi đáy mặt cong lõm chạm vạch định mức. Đậy nắp và lật ngược 20 lần để chất lỏng đồng nhất.
5.1.2. Điều chỉnh pH của dung dịch Natri Clorua 5%
Dung dịch muối natri clorua được điều chỉnh pH bằng: axit hydrochloric, natri hydroxit hoặc natri bicarbonate,...để ở mức pH trong khoảng từ 6,5 - 7,2 ở nhiệt độ phòng.
5.2. Chuẩn bị dung dịch phun cho thử nghiệm ASS
-
Thêm một lượng vừa đủ axit axetic vào dung dịch muối natri clorua đã pha ở trên, lượng axit được thêm vào sao cho pH của dung dịch trong khoảng từ 3,0 - 3,1 tại nhiệt độ phòng.

-
Điều chỉnh độ pH bằng axit axetic, natri hydroxit hoặc natri bicarbonate sao cho pH của dung dịch phun trong khoảng từ 3,0 - 3,1 ở nhiệt độ phòng.
5.3. Chuẩn bị dung dịch phun cho thử nghiệm CASS
-
Thêm một lượng muối đồng (II) clorua ngậm nước (CuCl2.2H2O) vào sdung dịch natri clorua đã pha ở trên sao cho nồng độ muối đồng trong dung dịch là 0,26± 0,02g/L.

-
Điều chỉnh độ pH bằng axit axetic, natri hydroxit hoặc natri bicarbonate sao cho pH của dung dịch phun trong khoảng từ 3,0 - 3,1 ở nhiệt độ phòng.
5.4. lọc dung dịch
Các dung dịch muối phun sau khi pha xong nên được lọc bằng giấy lọc trước khi cho vào bể chứa của thiết bị phun muối. Việc làm này giúp loại bỏ các chất rắn có thể gây nên vấn đề tắc của lỗ phun trong thiết bị.
Tổng kết
Hy vọng, bài viết này sẽ đem lại những thông tin hữu ích về phương pháp phun muối cũng như phương pháp phun muối để kiểm tra khả năng bảo vệ của lớp dầu chống gỉ. Nếu có bất cứ thắc mắc nào về dầu chống gỉ, các bạn hãy liên hệ 0967.588.971 hoặc 0975.488.380 để được Hoá chất Việt Quang giải đáp thắc mắc một cách nhanh chóng nhất.