Hóa-trong-đóng-tàu

Sơn có nhiều loại và có những tác dụng khác nhau, trong đó chủ yếu là: -Tác dụng bảo vệ: vật liệu khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn, nước, không khí sẽ bị oxi hóa và ăn mòn vì vậy để bả

Chương 1

Câu 1: Hãy cho biết công dụng chính của sơn?

Sơn là hợp chất hóa học bao gồm: nhựa hoặc dầu chưng luyện, có chất màu hoặc không có chất màu Sơn có nhiều loại và có những tác dụng khác nhau, trong đó chủ yếu là:

-Tác dụng bảo vệ: vật liệu khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn, nước, không khí sẽ bị oxi hóa và ăn mòn vì vậy để bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn người ta thường dùng phương pháp sơn, lớp sơn là lớp bảo vệ hiệu quả nhất trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong các công trình lớn

-Tác dụng trang trí: lớp sơn có thể tạo ra nhiều màu khác nhau, tạo ra bề mặt bóng, bằng phẳng, lớp sơn mỹ thuật có dạng vân búa, nhăn có tác dụng làm trang trí thay đổi cảnh quan

-Tác dụng chỉ dẫn: sơn có rất nhiều loại màu như xanh, đỏ, vàng được dùng trong quản lí giao thông, các đường ống của thiết bị hóa chất, thiết

bị cơ khí đặc biệt chỉ dẫn đề phòng, nguy hiểm

-Tác dụng đặc biết: công năng lực, công năng nhiệt, công năng từ, công năng quang

Câu 2: Nêu khái quát thành phần cơ bản của sơn?

Thành phần của sơn bao gồm: chất tạo màng chủ yếu, chất tạo màng thứ yếu và chất phụ trợ tạo màng

-Chất tạo màng chủ yếu bao gồm: dầu khô hoặc bán khô, nhựa thiên nhiên, nhựa tổng hợp Nó là thành phẩn chủ yếu trong sơn, quyết định tính chất màng sơn,thường gọi là sơn gốc Nhựa tổng hợp là cơ sở sơn hiện đại, bao gồm các loại sau: nhựa phenol formandehit, nhựa ankyd, nhựa epoxi Những loại sơn trên được pha chế thành sơn để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người trong mọi lĩnh vực VD: nhựa phenol formandehit, nhựa epoxi dùng để pha sơn chống gỉ; nhựa ankyl, nhựa gốc amin dùng để pha sơn chất lượng tốt

-Chất tạo màng thứ yếu bao gồm: bột màu, chất phụ gia công năng Chúng tham gia với chất tạo màng chủ yếu làm cho màng sơn có màu sắc hoặc có công năng nào đó, có thể làm thay đổi tính chất vật lý màng sơn Bột màu bao gồm: bột màu chống gỉ, bột độn và chất nhuộm màu

-Chất tạo màng phụ trợ bao gồm: chất làm loãng và chất phụ trợ.

+Chất làm loãng bao gồm: dung môi, phi dung môi và trợ dung môi Dung môi ảnh hưởng trực tiếp đến tính ổn định, phương pháp gia công

và chất lượng màng sơn

+Chất trợ dung gồm có: Chất xúc tác, chất ổn định, chất làm dẻo, chất làm trắng, chất chống đóng cục, chất tiêu bọt, chất nhũ hoa được dùngchủ yếu để cải thiện tính năng nào đó trong quá trình gia công, bảo quản hoặc tạo màng Chúng đều có đặc điểm chung là lượng sử dụng ít, tác dụng rõ rệt, nâng cao chất lượng màng sơn

Câu 3: Căn cứ vào yêu cầu sử dụng của sơn, hãy cho biết các loại sơn phổ biến thường dùng hiện nay?

ST

T

1 Sơn dầu Chịu khí hậu tốt, dùng

trong nhà, ngoài trời

Khô chậm, tính năng cơkhí thấp, không thể mài, đánh bóng

2 Sơn Chịu khí hậu tốt, bóng, bền Màng sơn mềm, chịu

ankyd kiềm yếu

3 Sơn amin Độ cứng cao, bóng, chịu

nhiệt, chịu kiềm, bắm chắc tốt

ở nhiệt độ cao đóng rắn, màng sơn sấy gòn

4 Sơn

vinlyn

Đàn hồi tốt, màu trắng, chịumài mòn, chịu ăn mòn hóa học

Chịu dung môi kém

5 Sơn epoxi Bám chắc, chịu kiềm, dai,

- Nâng cao năng lực bảo vệ chống gỉ của kim loại nền

- Nâng cao độ bằng phẳng bề mặt kim loại nền: các bề mặt vật đúc,mối hàn, gỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến bề ngoài màng sơn, cần fai fun cát, mài để loại bỏ, …

* Phương pháp: Xử lí bề mặt trước khi sơn gồm: tẩy dầu, tẩy gỉ, phootphat hóa, thụ động hóa, … Đối với chất dẻo và phi kim cần có phương pháp xử lí bề mặt đặc biệt

- Tẩy dầu: gồm tẩy dầu bằng dung môi, tẩy dầu bằng chất tẩy rửa, tẩy dầu bằng dug dịch nhũ và tẩy dầu bằng điện phân

- Tẩy gỉ: gồm tẩy gỉ bằng axit, tẩy gỉ bằng điện phân, tẩy gỉ bằng kiềm, tẩy gỉ bằng thủ công, tẩy gỉ bằng cơ khí

- Tạo màng hóa học: gồm xử lí photphat hóa và xử lí oxi hóa

- Xử lí bề mặt chất dẻo: gồm Phương pháp vật liệu, Phương pháp hóa hoc và phương pháp vật lí hóa học

Câu 7: Trình bày khái quát các phương pháp tẩy gỉ trước khi sơn?

 Tẩy gỉ hóa học: tiến hành trong dung dịch axit do tac dụng hoa tan của axit với chất oxi hóa gỉ sắt chất hóa học thường dung là: HCl,

H2SO4, HNO3, H3PO4, axit hữu cơ, … trong gỉ sắt, FeO dễ hòa tan, Fe3O4 khó hòa tan, Fe2O3 rất khó hòa tan

- Tẩy axit: + Khi dung HCl tẩy gỉ, do độ hòa tan của hợp chất Clolớn nên toàn bộ gỉ bị hòa tan

+ Khi dung H2SO4: độ hòa tan của H2SO4 nhỏ, khi nhiệt độ tang cao, độ hòa tan tangw lên, vì thế ở nhiệt độ thường H2SO4 tảy gỉ yếu, vì thế cần nâng cao nhiet độ đến mức trung bình cao

có tác dụng tẩy gỉ mạnh, H2SO4 có giá thành thấp, ít bay hơi nên được sd trong công nghiệp, và lớp tẩy oxit nhiều gỉ

+ HNO3: có độ hòa tan rất lớn, có tác dụng tẩy rất mạnh nhưng nếu nồng độ nhỏ hơn 18% kim loại bị ăn mòn rất nhanh nên cầncho them chất làm chậm

+ H3PO4: là axit yếu, giá thành cao nhưng trong quá trình tẩy hình thành màng muối photphatcos tác dug làm chậm

+ Công nghệ tẩy gỉ: Sau công nghệ tẩy gỉ fai dung nước sạch vàtrung hòa axit còn dư

- Tẩy gỉ cơ khí: + tẩy thủ công: dung búa nhọn, dao cạo, bàn chải sắt… sd cho bề mặt cục bộ, số lượng ít, cường độ lao động cao, hiệu quả thấp, tẩy gỉ k triệt để

+ Tẩy gỉ phun cát, phun bi: dùng sung phun, hiệu suất cao, giảmnhẹ sức lao động, … có 3 loại thiết bị fun: kiểu áp lực, kiểu hút

và kiểu tự chảy

Câu 8: Các bước tẩy dầu bề mặt trước khi sơn

Trong quá trình bảo quản và gia công, bề mặt kim loại thường

có lớp chống gỉ, dầu bôi trơn, thuốc đánh bong…bám vào trước khi trơnphải làm sạch đẻ lớp sơn bám chắc và có tính bảo vệ tốt Dầu mỡ, chất bẩn bám trên bề mặt kim loại có thể tẩy rửa bằng dung môi, tẩy rử bằng dung dịch nhũ và tẩy rửa bằng chất tẩy thân nước, Các loại trên chủ yếu

để tẩy bề mặt có dầu mỡ bám nhiều, khi chất tẩy dầu thân nước, chất phụ trợ tính kiềm và một số chất khác Chất hoạt động bề mặt đóng vai trò quan trọng trong việc tẩy dầu

 Chất hoạt động bề mặt

Trên bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng và không khí, lực hấp dẫn giữa các phân tử lỏng và không khí, lực hấp dẫn giữa các phân tử lỏng lớn hơn giữa phân tử khí, vì thế tạo nên lực làm co lại trên bề mặt chất lỏng gọi

la sức căng bề mặt Chất làm giản sức căng bề mặt gọi là chất hoạt động

bề mặt Chất hoạt động bề mặt gồm 2 phần: Phần phân cực và phần không phân cực

Chất hoạt động bề mặt có tác dụng thẩm ướt, nhũ, hoá, thẩm thấu, tạo bọt….Căn cứ vào công dụng chất hoạt động bề mặt mà phân ra các loạichất tạo bọt, chất nhũ hoá, chất thẩm thấu, chất tẩy rửa,

Căn cứ đặc điểm cấu tạo phân tử mà chia ra: Chất hoạt động ion âm, chất hoat động ion âm, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính, chất hoạt động

bề mặt phi ion

 Cơ chế tẩy dầu

Dầu mỡ trên bề mặt kim loại đa số là chất lỏng không có cực Để tẩy loại dầu này thường dùng chất tẩy rửa trung tính hoặc kiềm yếu, mà chủ yếu là chất hoạt động bề mặt Những chất hoạt động bề mặt này có tác dụng thẩm ướt, thẩm thấu, nhũ hoá phân tán

 Công nghệ tẩy dầu

+ Chọn chất tẩy rửa

Chất tẩy rửa có nhiều loại, đặc tính của từng loại cũng khác nhau, căn cứvào lượng dầu mỡ, nguyên liệu, yêu cầu công nghệ quy định mà chọn chất tẩy rửa phù hợp Đối với nguyên liệu như kim nhôm, hợp kim kẽm, trong môi trường kiềm sẽ bị ăn mòn nghiêm trọng

 Công nghệ thiết bị photphat hóa: để đảm bảo đc lớp màng photphathoa tốt và hiệu quả, ngoài chọn hệ photphat và điều kiện công nghệ

thích hợp, cần chú ý xử lí trước khi photphat, che phủ thụ dộng hóasau khi photphat hóa Vì thế, toàn bộ quá trình photphat hóa như sau: Tẩy dầu Rửa nước điều chỉnh bề mặt  photphat hóa rửa nước che phủ rửa sạch khử ion sấy khô

Câu 10: Trình bày phương pháp oxi hóa bề mặt: oxi hóa hóa học, oxi hóa điện hóa?

 Oxi hóa hóa học: Oxi hóa hóa học và oxi hóa mỏng( độ dầy 4µm), nhiều lỗ, khả năng hấp thụ tốt, mềm, không chịu mài mòn, thường làm lớp lót cho sơn

Oxi hóa hoa học giá thành thấp, hiệu suất cao, có thể sản xuất hàng loạt liên tục, không cần nguồn điện, côngnghệ ổn định, thao tác thuận lợi, thiết bị đơn giản, phạm

2AlOOH( hòa tan)  γAl2O3.H2O (không hòa tan)

- Oxi hóa học hợp kim kẽm: Tạo màng chuyển hóa hóa học hợp kim kẽm , trên dây chuyền sx thông thường được sử dụng

phương pháp photphat hóa, trên dây chuyền sản xuất 100 tốc độ cao dung phương pháp oxi hóa học tính kiềm Màng sơn oxi hóaphức họp tạo thành có nhiều ưu điểm: độ bền cao hơn, dễ gia công, màng có độ bóng cao, bể oxi hóa có thể làm bằng thép, tạp chất trong dung dịch ít

Tính năng của lớp màng sơn trên bề mặt lớp mạ kẽm trên sắt sau khi oxi hóa tương đương với lớp sơn trên sắt sau khi

photphat hóa

 Oxi hóa điện hóa: Nguyên lí p/u:

Trong ddH2SO4 qua trinh p/u õi hóa ở anot như sau

Chương 4

Câu 11: hãy cho biết nguyên lí, đặc điểm, thiết bị, phương pháp và thao tác phun sơn không khí?

-Nguyên lí phun sơn không khí: phun sơn không khí dựa vào dòng

không khí nén làm cho tạo đầu ra của sơn có hiện tượng giảm áp, sơn tự động chạy ra, hỗn hợp với dòng không khí nén thành dạng sương mù,

mù sơn được dòng không khi đẩy kết tủa bám trên bề mặt sản phẩm

-Đặc điểm, phương pháp phun:

Ưu điểm:

+hiệu quả cao mỗi giờ có thể phun được 150-200m2

+độ dày màng sơn đồng đều, độ bóng bằng phẳng, bề ngoài đẹp

+tính thưc dụng cao, có thế áp dụng cho các loại sơn, các loại vật liệu, các loại sản phẩm có hình dạng khác nhau, nơi ít bụi là có thể sơn đượ,

phun sơn là phương pháp được sử dụng rộng rãi đặc biệt khi gia công các laoij sơn mau khô.

có không khí

-So sánh với phun sơn không khí, phun sơn cao áp có những đặc điểm sau:

+hiệu suất sơn cao, gấp 3 lần so với phun sơn không khí

+hiệu quả sơn che phủ rất tốt đối với chi tiết phức tạp

+có thể phun sơn có độ nhớt cao, thấp

+hiệu suất sử dụng sơn cao, ô nhiễm môi trường thấp

-Thiết bị sơn cao áp gồm: động lực, bơm xi lanh trụ, máy móc, dây dẫn, súng phun, bộ điều chỉnh áp suất và thùng chứa sơn

Câu 13: Nêu đặc điểm, các phương pháp phun sơn tĩnh điện và các yếu tố ảnh hưởng đến sơn tĩnh điện?

-Đặc điểm sơn tĩnh điện:

+hiệu suất sử dụng cao

+Bụi sơn bay ra ngoài ít cải thiện môi trường

+Góc cạnh sản phẩm có dộ dày nhất định, tính bảo vệ tốt

+Màng sơn có bề ngoài đẹp, năng suất cao, thích hợp sx tự động hóa

+Những chi tiết có hình dáng phức tạp bị điện trường che khuất hoặc điện trường phân bố không đều, có thể sửa bằng phương pháp thủ công.

+Độ dẫn điện của sơn và dung môi kém, độ bay hơi của dung môi có yêu cầu đặc biệt

+Cần có quay phạm nghiêm túc về an toàn lao động

-Các phương pháp phun sơn:

+Phun sơn tĩnh điện kiểu li tâm

+Phun sơn điện kiểu không khí nén

+Phun sơn tĩnh điện dung dịch cao áp

-Các yếu tố ảnh hưởng đến sơn tĩnh điện:

Chương 5

Câu 14: Nêu khái niệm và phân loại các dạng ăn mòn kim loại?

-Khái niệm: do có tính hoạt động hóa học cao, chúng bị môi trường tác động làm phá hủy dần gọi là quá trình ăn mòn kim loại

-Phân loại ăn mòn:

+Phân loại theo cơ chế ăn mòn: ăn mòn điện hóa, ăn mòn hóa học (ăn mòn trong môi trường không khí), ăn mòn có liên quan đến tác động cơ học (ăn mòn suất, ăn mòn mài mòn, ăn mòn mỏi )

+Phân loại theo môi trường ăn mòn: ăn mòn trong khí quyển, ăn mòn trong môi trường nước biển, ăn mòn trong môi trường nước ngọt, ăn mòn trong môi trường đất, ăn mòn trong kim loại lỏng

+Phân loại theo phạm vi ăn mòn: ăn đều, ăn mòn cục bộ, ăn mòn khe, ănmòn lỗ, ăn mòn tinh giới, ăn lựa chọn

Câu 15: Viết công thức tính tốc độ ăn mòn khối lượng và ăn mòn thâm nhập.

Công thức ăn mòn khối lượng: Pkh.l =mₗ−m₂ S t

mₗ, m₂: khối lượng mẫu kim loại trước và sau khi bị ăn mòn, gam

S: diện tích bề mặt kim loại, cm²

t: thời gian, ngày

Pkh.l đo bằng (g/cm².ngày)

Công thức ăn mòn thâm nhập: Ptn = Pκκ h l 365 ρ cm/năm (hoặc mm/năm)

ρ: khối lượng riêng của kim loại, g/cm³

365: số ngày trong 1 năm

Nếu tốc độ ăn mòn khối lượng được tính bằng (g/cm².ngày) thì Ptn được tính bằng (cm/năm)

Câu 16: Viết công thức Nernst dạng tổng quát và ở 25oC cho điện cực

Áp dụng công thức Nernst cho ví dụ minh họa các loại điện cực: Điện cực kim loại, điện cực oxi hóa khử ở 25oC

vệ ngắn hạn tới các lớp mạ đa lớp Cu-Ni-Cr, màu kloai rất đẹp và chống

ăn mòn rất tốt So với các phương pháp bảo vệ khác, xử lí bề mặt thườngđơn giản hơn, hiệu quả hơn, rẻ tiền, tác dụng đa dạng Vì lí do kinh tế ngta thường pải cân nhắc lựa chọn trc khi tạo lớp phủ bảo vệ

- Bảo vệ ngắn hạn

- Photphat hóa bè mặt

- Phủ kim loại bằng công nghẹ nhúng trong kim loại nóng chảy

- Phun phủ bề mặt: gồm phun vật liệu nóng chảy và phun Plasma

- Tạo lớp phủ bằng các công nghệ điện hóa: gồm Anot hóa nhôm

và hợp kim nhôm; Tạo các lớp phủ kim loại bằng công nghệ mạđiện

- Bảo vệ bằng các lớp sơn: lớp lót; lớp trung gian; lớp mặt

Câu 22: Nêu các phương pháp điện hóa chống ăn mòn kim loại?

 Bảo vệ catot bằng protector: - nguyên lí: Để bảo vệ kim loại, 1 mặtcủa protector fai đc nối dẫn điện với kim loại cần bảo vệ mặt khác,protector fai đc đặt trong cùng môi trường với kim loại cần bảo vệ

với khoảng cách thích hợp để dòng điện đi vào toàn bộ bề mặt kim loại cần bảo vệ.

- Yêu cầu cơ bản đối với vật liệu protector: + Có điện thế cực âm hơn vật liệu cần bảo vệ

+ Có dung lượng cao và ổn định để khả năng làm việc lâu dài của protector theo thời gian

+ Có độ phân cực anot nhỏ để bảo đảm xác suất bảo vệ cao

 Bảo vệ catot bằng dòng ngoài: - Tốc độ tiêu hao khi phân cực nhỏ hoặc k đáng kể

- Có khả năng làm việc với cao, độ bền cơ học bảo đảm, dễ chế tạo

 Bảo vệ Anot: - nguyên lí bảo vệ khác hẳn be Catot Chỉ nên sd trong môi trường ăn mòn mạnh và chỉ áp dụng fđối với kim loại cóthụ động trong quá trình ăn mòn

CHƯƠNG VII:

Câu 23: Nêu đặc điểm của nước biển và tốc độ ăn mòn của thép thường và HSLA trong nước biển?

 Đặc điểm: Nước biển là dung dịch tương đối đồng nhất có chứa nhiều loại muối, chủ yếu là NaCl, và MgCl2 Trong nước biển còn

có nhiều loại khoáng chất khác có tác dụng tang tốc độ ăn mòn tới mức có thể xem như nước biển chưá tới 0.5N muối NaCl thì tốc độ

ăn mòn trong nước biển đạt giá trị cực đại, bất kì nồng độ nào cao hơn hoặc thấp hơn thì tốc độ ăn mòn đều nhỏ hơn giá trị cực

đại.Ngoài muối hòa tan, phải kể đến nồng độ oxy hòa tan trong nước biển, các sinh vật, tốc độ nước và nhiệt dộ nước biển,… đều ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn trong nước biển

 Tốc độ ăn mòn của thép thường trong nước biển: tốc độ thâm nhập: Ptn tốc độ thâm nhập thép cacbon trog nước biển khoảng 0,13mm/năm tốc độ này không đổi trong vòng khoảng 8 năm Sau

8 năm,tốc độ ăn mòn giảm xuống đều dân mỗi năm khoảng 25µm trong vài năm rồi sau đó tương

đối ổn định

 Tốc độ ăn mòn của thép HSLA: tốc độ ăn mòn trong nước biển củanhiều loại thép HSLA trong thời gian theo năm mười năm đầu cũng tương tự như thép cacbon,vsof khoảng 130µm/năm.có thể nóithép cacbon thông dụng như những loại thép HSLA có hợp kim hóa thấp Cr va Cu đều không bền ăn mòn trong nước biển

Câu 24 Ăn mòn thép cacbon trong môi trường biển

Thép cacbon là vật liệu rẻ tiền nên được dung thông dụng hơn cả để chế tạo nhiều kết cấu phương tiệ biển: Cầu tàu, đường biển, dàn khoan,

- Vùng khí quyển ( nhô khỏi mặt biển): Vùng này chịu ảnh hưởng của không khí biển, độ ẩm tương đối cao nhưng lại không bị ướt

do sóng biển

- Vùng ướt do song làm bắn toé nước: Tuỳ theo độ cao hoặc thời điểm khảo sát, vùng này có thể chỉ ẩm ướt, có thể có một lớp nước mỏng chảy trên bề mặt

- Vùng thuỷ triều: Vùng kẹp giũa mức cao nhất và mức thấp nhất của nước thuỷ triều Vùng này lúc thì nằm trong môi trường, lúc thì ngập trong nước biển