Tiểu luận Ăn mòn và vảo vệ vật liệu

a học Fe chiếm 99% C: Có hàm lượng nhỏ hơn 1,7%. Lượng C càng cao thì thép có độ cứng càng lớn nhưng dòn nên khó hàn và khó gia công.Yêu cầu thép xây dựng có:%C<0,22% Các thành phần có lợi · Mn : 0,4 ÷ 0,65% tăng cường độ, độ dai nhưng làm thép dòn. Nên chọn %Mn<1,5% . Si : 0,12 ÷ 0,35% tăng cường độ nhưng giảm tính chống gỉ , khó hàn Nên chọn %Si<0,3% - Các thành phần có hại . P : Giảm tính dẻo độ dai va chạm , thép giòn ở nhiệt độ thấp . S : Làm thép giòn ở nhiệt độ cao, dễ nứt khi rèn và hàn . O2, N2 : Làm thép giòn, cấu trúc không thuần nhất Nên chọn %O2<0,05%, %N2<0,0015% Ngoài ra trong thep hợp kim còn có một số thành phần Ni,Cr,Cuđể cải thiện tính chất của thép. Số hiệu của thép xây dựng 1 Thép C Theo kí hiệu Liên Xô cũ từ CT0 ÷ CT7 chỉ số càng cao hàm lượng C càng lớn , thép có cường độ cao nhưng kém dẻo khó hàn và gia công . CT0 : Dẻo dùng làm kết cấu không chịu lực : Bulông thường , đinh tán , chi tiết . CT1, CT2 : Mềm , ccường độ thấp dùng làm kết cấu vỏ . CT3 : Phổ biến nhất trong xây dựng, thường là thép lò bằng – sôi hoặc thép nửa tĩnh . Kết cấu chịu tải trọng nặng, động dùng thép lò bằng tĩnh . CT4 : Cường độ cao, dùng trong công công nghiệp đóng tàu . CT5 : Khó gia công chế tạo, khó hàn chỉ dùng cho kết cấu đinh tán . CT6, CT7 : Quá cứng , dòn không dùng được trong xây dựng chỉ dùng làm máy công cụ 2 Thép hợp kim thấp Ngày càng phổ biến trong xây dựng nhờ cường độ cao, bền và chống gỉ tốt. Theo kí hiệu Liên Xô các chỉ số chỉ thành phần hóa học và hàm lượng C Các đặc trưng cơ học chủ yếu của thép Biểu đồ kéo cho thấy các đặc trưng cơ học chủ yếu của thép quy định trong quy phạm tùy mác thép đó là: - Modun đàn hồi E : Độ dốc của đoạn thẳng OA.E=/ =tag α(α là góc nghiêng của biểu đồ đàn hồi- thép CT3 E=0, giai đoạn tự gia cường E rất nhỏ và E0 - Giới hạn tỷ lệ : Giá trị ứng suất giới hạn vật liệu làm theo định luật Hooke. - Giới hạn chảy :Quan trọng nhất vì đó là ứng suất lớn nhất có thể có trong vật liệu mà không được phép vượt qua .Khi ứng suất trong kết cấu đạt (Thép CT3, = 2400 kg/cm2) coi như kết cấu đạt trạng thái giới hạn vè cường độ là căn cứ xác định cường độ tính toán của thép - Giới hạn bền : Cừong độ tức thời của thép khi bị kéo đứt, đối với thép CT3 > do đó nó xác định vùng an toàn dự trữ giữa hai trạng thái làm việc và phá họai .Đối với thép không có thềm chảy, là trị số giới hạn ứng suát làm việc.Đối vơi thép có thềm chảy nhưng cho phép biến dạng dẻo có thể lấy ứng suất giới hạn theo - Biến dạng khi đứt : Đặt trưng cho độ dẻo và độ dai của thép .Thép CT3 có =20÷25%>>=0,2% chứng tỏ thép không bao giờ bị kéo đứt khi còn ở trạng thái dẻo . Thép chỉ bị phá hủy khi chuyển sang trạng thái dòn Giải thích; Nếu ít C , màng peclit không đủ để ngăn các hạt ferit trượt . Ngược lại , màng peclit dày luôn luôn ngăn cản không cho các hạt ferit trượt nên biểu đồ hầu như không có thềm chảy PHẦN 4 PHƯƠNG PHÁP TẠO VẬT LIỆU Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu quy trình sản xuất thép 4.1 Nguyên liệu sản xuất thép - Gang trắng hoặc gang xám , sắt thép phế liệu - Không khí hoặc oxi - Nhên liệu : Dầu mamut hoặc khí đốt - Chất chảy : Canxi oxit hoặc silicIV oxit 4.2 Quy trình sản xuất - Bước 1: Nấu chảy phế liệu và các nguyên liệu khác như sắt thỏi cùng các chất phụ gia để sản xuất thép sạch - Bước 2: Thép sạch đã tinh chế và phân lọai ở dạng lỏng và được rót vào một máy đúc liên tục với độ dày trung bình . - Bước 3: Thép từ máy đúc qua lò. Tại đây thép thanh được duy trì tại nhiệt độ cán yêu cầu và sau đó chuyển sang máy cán liên tục Cuối cùng sản phẩm được đóng gói và dán nhãn trước khi được lưu kho Quy trình chế tạo và đóng tàu (hay vỏ đáy tàu) Hầu hết các Nhà máy của VINASHIN đã từng bước áp dụng công nghệ cao của các nước tiên tiến chuyển giao để cho ra đời những con tàu có chất lượng đạt tiêu chuẩn quốc tế. Xu hướng đóng tàu theo module là biện pháp tốt nhất để các cơ sở đóng tàu của ta thực hiện thành công các đơn hàng của nước ngoài vốn đã đầy ắp cho nhiều năm tới. Nó là tiêu chí bắt buộc để các dự án nâng cấp hoặc xây dựng mới các nhà máy đóng tàu cần tính đến nhằm tiết kiệm kinh phí đầu tư, lựa chọn trang thiết bị và xây dựng các quy trình công nghệ phù hợp. Với những ưu điểm vượt trội so với cách làm thông thường, phương pháp đóng tàu theo module rút ngắn đến 40% thời gian tàu nằm trên đà (con số khiêm tốn do ta mới bắt đầu ứng dụng công nghệ này) so với phương pháp đấu đà hình tháp bởi vì thời gian nằm đà lúc này chỉ là công việc đấu ghép các module với nhau, hơn nữa cùng một lúc có thể triển khai được nhiều bộ phận chuyên môn khác như: hệ thống đường ống, hệ thống điện, hệ thống neo, hệ thống lái. mà trước đây các bộ phận này thường phải chờ nhau. Trong bài viết này, tác giả xin giới thiệu phương pháp công nghệ đóng tàu theo module đã được thực hiện thành công và hiệu quả tại các nước phát triển như: Ba Lan, Đan Mạch, Nhật Bản, Hàn quốc từ hàng chục năm về trước. Về cơ bản phương pháp đóng tàu theo module là việc lắp ráp con tàu từ các tổng đoạn khối (Block) trên đó đã lắp đặt sẵn các trang thiết bị cố định. Các công đoạn chế tạo phân tổng đoạn hoàn toàn không có gì mới, nhưng phải đảm bảo độ chính xác cao hơn về lượng dư gia công, vị trí lắp đặt hệ ống và đặc biệt các thiết bị trên tàu được lắp ráp ngay từ những công đoạn đầu. Do đó đòi hỏi Nhà máy phải có điều kiện cơ sở vật chất đạt đến một trình độ nhất định, đồng bộ giữa khâu thiết kế công nghệ và thi công, trình độ của người thợ phải được trang bị công nghệ tự động hoá tối thiểu như triển khai tôn vỏ bằng phần mềm chuyên dùng kết hợp với việc trang bị các trang thiết bị: cẩu đủ lớn để nâng được một đơn vị là module lớn nhất của con tàu được đóng (thường trên 150 tấn đối với tàu cỡ 15.000 DWT), máy sơ chế tôn, máy hàn cắt tự động, bãi lắp ráp đủ tiêu chuẩn Đóng tàu theo module thường được thực hiện theo các bước sau: 1. Phân nhóm công nghệ: Nguyên vật liệu để đóng vỏ tàu là thép hình và thép tấm sau khi nhập về được tiến hành làm sạch trong phân xưởng vỏ (xử lý bề mặt và sơn lót), Vỏ tàu thủy được hình thành bởi rất nhiều các tấm phẳng, cong, các thanh dầm và các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp. Do vậy để thuận lợi cho chế tạo, cần phân nhóm các hệ chi tiết cũng như trình tự gia công để đảm bảo rằng một chi tiết sau khi được gia công hành trình của nguyên vật liệu qua các nguyên công trong dây chuyền sản xuất theo con đường ngắn nhất. Nhóm 1: Gồm các tấm phẳng lớn như: đáy trong, ngoài, mạn, vách, thượng tầng Nhóm 2: Các tấm cong một chiều có thể vạch dấu gia công hoàn toàn trước khi uốn (hông, mạn, boong tàu) Nhóm 3: Các tấm cong 2 chiều phải vạch dấu sơ bộ trước khi uốn, sau khi uốn lấy dấu lại trước khi gia công tinh (các tấm mạn phần mũi, phần lái) Nhóm 4: Các chi tiết được cắt bởi mỏ cắt hay máy cắt cơ khí (các loại mã, đà dọc ngang...) Nhóm 5: Các chi tiết gia cường thẳng (sườn mạn, nẹp vách, xà boong) Nhóm 6: Các chi tiết có bán kính cong lớn (các sườn vùng hông tàu, vùng mũi, vùng đuôi). Nhóm 7: Các tấm cong nhỏ: đà ngang vùng hông, các tấm mã dưới đáy đôi liên kết sườn với các dầm dọc đáy 2. Chế tạo chi tiết thanh thép chữ T và L Trong kết cấu tàu thuỷ thường sử dụng chi tiết có kết cấu tiết diện T và chữ L là các chi tiết gia cường chính (đường sườn chính, dầm dọc đáy, xà dọc boong...). Việc chế tạo các chi tiết kết cấu được tiến hành theo các bước sau: - Lắp các chi tiết với nhau và ép giữ các chi tiết đó theo dấu đã vạch sẵn trên vật liệu - Hàn đính các chi tiết. - Hàn chính thức theo phương pháp tự động và bán tự động - Kiểm tra lại hình dáng và nắn thẳng nếu cần. - Việc hàn đính phải tuân theo trình tự hàn để đảm bảo ứng suất và biến dạng hàn nhỏ nhất. Nếu dùng phương pháp tay thì phải hàn lùi từng đoạn để tránh tập trung ứng suất. 3. Chế tạo cụm chi tiết tấm Cụm chi tiết tấm được chế tạo bằng cách lắp ghép nhiều tấm riêng biệt với nhau. Quá trình chế tạo cụm chi tiết tấm có thể tiến hành trên diện tích phẳng (đối với cụm chi tiết tấm phẳng hoặc cong ít) hoặc cũng có thể trên các bệ lắp ráp chuyên dùng đối với những cụm có độ cong tương đối lớn hoặc có dạng phức tạp. Quá trình chế tạo cụm chi tiết tấm bao gồm những bước sau: - Kiểm tra đồng bộ của nguyên liệu từ kho chi tiết tới sau đó tất cả các tấm bao theo đúng vị trí trên bản vẽ qui định trên vị trí lắp ráp; Rà khớp các mép tấm với nhau, hàn đính chúng lại; Hàn các mối nối đấu đầu ; - Kiểm tra nắn thẳng - Việc hàn đính sau khi rà khớp cũng được tiến hành tương tự như các trường hợp lắp ráp khác nghĩa là chiều dài mỗi mối khoảng từ 30 đến 40 mm và khoảng cách giữa 2 mối ít nhất là 300 mm, ngoài ra mối hàn đính đối với cụm chi tiết tấm cần cách mép ngoài cùng 100 mm. Hàn đấu đầu giữa các tấm với nhau theo phương pháp tự động dưới chất trợ dung và hàn đồng thời cả hai phía. 4. Chế tạo phân đoạn phẳng Các phân đoạn phẳng tiêu biểu là: phân đoạn vách dọc, vách ngang, phân đoạn mạn, phân đoạn boong, phân đoạn đáy đơn... Để chế tạo phân đoạn phẳng cần phải tuân theo trình tự sau: - Chế tạo cụm chi tiết tôn bao - Lấy dấu trên cụm chi tiết tôn bao và lắp đặt các khung xương nhóm I (các cơ cấu thường) - Hàn các khung xương nhóm I với tôn bao - Lắp đặt các chi tiết khung xương nhóm II và một số các trang thiết bị (cơ cấu khoẻ) - Hàn các chi tiết khung xương nhóm II; - Nắn phẳng phân đoạn; - Lấy lại dấu đường bao và cắt phân đoạn theo kích thước (chú ý lượng dư lắp ráp) - Thử kín nước và nghiệm thu phân đoạn trước khi chuyển đến kho bán thành phẩm. - Khi lắp đặt khung xương theo vị trí vạch dấu trên tôn bao cần ép lần lượt từng khung xương sát với tôn bao trên đường vạch dấu hàn đính. Trong lắp đặt cần phải đảm bảo khe hở hàn giữa khung xương và tôn bao theo tiêu chuẩn. Phải tuân thủ đúng qui trình hàn để đảm bảo biến dạng sinh ra do hàn là nhỏ nhất, các lỗ chui và đường ống cũng được thi công trong gia đoạn này 5. Chế tạo phân đoạn khối Phân đoạn khối được chế tạo từ các phân đoạn phẳng và các cụm chi tiết, việc chế tạo phân đoạn khối hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện cẩu của nhà máy. Một phân đoạn khối điển hình đáy đôi bao gồm cụm tấm bao đáy trong và phân đoạn đáy ngoài. Trình tự chế tạo phân đoạn khối đáy đôi như sau: - Chế tạo cụm chi tiết tấm bao đáy ngoài và đáy trong. - Lắp đặt các khung sườn nhóm I lên cụm chi tiết tấm bao đáy trong đã được lật ngược sau đó hàn bằng máy hàn tự động kết cấu đó với nhau ; - Lắp đặt các khung sườn nhóm II và hàn bằng phương pháp hàn thủ công; - Cẩu lật cả phân đoạn đáy trong; - Các phân đoạn khối được tiến hành trên bệ lắp ráp chuyên dùng . 6. Chế tạo các tổng đoạn. Sau khi đã có các phân đoạn phẳng và phân đoạn khối ta tiến hành lắp ráp tổng đoạn. Ví dụ để chế tạo tổng đoạn giữa tàu được tiến hành theo trình tự sau: - Đặt phân đoạn đáy, trước hết đặt dọc theo các mặt phẳng đường sườn, sau đó theo mặt phẳng đối xứng và ở chiều nằm ngang dựa vào mặt phẳng đường nước; - Đặt phân đoạn vách ngang dựa vào đường nước và trục đối xứng vạch trên vách. Do phân đoạn vách còn lượng dư nên phải đặt vách cao hơn vị trí một lượng bằng lượng dư đã tính toán. - Lấy dấu chính xác của phân đoạn vách, sau đó cắt phần dư không cần thiết và hạ vách xuống. Nếu tổng đoạn chỉ có một vách ngang thì đầu kia phải lắp đặt thêm vách lắp ráp - Lắp đặt các phân đoạn mạn tàu dựa vào đường nước và mặt phẳng đường sườn - Lắp đặt phân đoạn boong, vị trí phân đoạn boong được xác định dựa theo dấu mặt phẳng đối xứng mặt phẳng đường sườn và chiều cao mạn - Trong quá trình lắp ráp cần phải sử dụng thiết bị kính ngắm để đảm bảo quá trình lắp ráp chính xác. 7. Chế tạo bệ máy Khi chế tạo bệ máy thường thực hiện hiện trên bệ lắp ráp. Trình tự tiến hành: trên bệ lắp ráp phải vạch dấu chính xác vị trí các chi tiết kết cấu của bệ, sau đó đặt tấm trên cùng của bệ xuống dưới. Trên tấm đó đặt các kết cấu khung dọc, ngang của bệ và cuối cùng là các mã. Khi lắp đặt các chi tiết cần hàn đính ngay và kiểm tra độ chính xác của việc lắp đặt. Sau khi lắp ráp và hàn đính toàn bộ, tiến hành hàn theo trình tự: trưóc hết hàn các mối hàn đầu ngắn, tiếp đến hàn các mối hàn đứng và cuối cùng là hàn giữa khung và bệ tấm trên cùng một lúc 8. Lắp đặt các chi tiết kết cấu phụ và trang thiết bị. Việc lắp đặt các chi tiết kết cấu phụ và trang thiết bị trong giai đoạn chế tạo Block tạo điều kiện thuận lợi cho lắp ráp vỏ tàu và là một trong những yếu tố cơ bản để nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Các trang thiết bị có thể lắp đặt trong giai đoạn chế tạo phân tổng đoạn là các đường ống, thiết bị điện, lớp cách ly, thiết bị trên boong, bệ máy. Công tác lắp đặt các thiết bị phụ và trang thiết bị tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp ta có thể phân thành các loại công việc và tiến hành ở từng giai đoạn chế tạo khác nhau. 9. Đấu các module trên đà Sau khi thi công hoàn chỉnh các module: Module chuẩn, buồng máy, lái, mũi, bước tiếp theo là tiến hành lắp tổng thành trên đà tàu đây là giai đoạn lắp ráp quan trọng nhất và đòi hỏi chất lượng cao nhất có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng của con tàu nên cần giám sát chặt chẽ từng bước. PHẦN 5 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VẬT LIỆU Kiểm tra không phá hủy (Non-Destructive-Testing - viết tắt là NDT) là sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra và phát hiện các khuyết tật bên trong cấu trúc vật liệu, sản phẩm hoặc chi tiết máy mà không làm tổn hại đến khả năng hoạt động sau này của chúng. Các phương pháp kiểm tra không phá hủy đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra chất lượng sản phẩm, được sử dụng trong tất cả các công đoạn của quá trình chế tạo sản phẩm. Nó cũng có thể được dùng để kiểm tra, giám sát chất lượng của các công trình, các sản phẩm công nghiệp, đây là một phương pháp cho phép thu nhận được thông tin nhanh, chính xác đồng thời không phải lấy mẫu (vì việc lấy mẫu trong nhiều trường hợp là không thể thực hiện được). * Sử dụng các phương pháp NDT trong các công đoạn của quá trình sản xuất mang lại một số hiệu quả sau: - Làm tăng mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm.- Làm giảm giá thành sản phẩm bằng cách giảm phế liệu và bảo toàn vật liệu, công lao động và năng lượng. - Nó làm tăng danh tiếng của nhà sản xuất khi được biết đến như là một sản phẩm có chất lượng. - Tất cả những yếu tố trên không những làm tăng giá bán của một sản phẩm mà còn tạo thêm những lợi ích về kinh tế cho nhà sản xuất. *Các kỹ thuật kiểm tra không phá hủy NDT được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: - Công nghiệp có sử dụng nồi hơi, hệ thống đường ống và bình áp lực. - Cơ khí, đúc, luyện kim, rèn dập. - Giao thông, xây dựng, vật liệu. - Thực phẩm đóng gói, đồ hộp, dược phẩm. - Hải quan, an ninh, quốc phòng - Ngành hàng không, đường sắt, nhà máy điện, dầu khí, hóa chất. - Đóng tàu, hàng hải, ôtô, tàu hỏa. Hiện nay, Trung Tâm Ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ Bình Dương có các phương pháp kiểm tra không phá hủy được sử dụng phổ biến: · Phương pháp chụp ảnh phóng xạ (RT - Radiographic Testing) · Phương pháp Siêu âm (UT - Ultrasonic Testing) · Phương pháp Bột từ (MT - Magnetic Particle Testing) · Phương pháp Thẩm thấu (PT - Penetrant Testing) 5.1 Phương pháp kiểm tra siêu âm trong vật liệu: 1) Mục đích kiểm tra siêu âm mối hàn: - Trong công nghệ hàn, hai mảnh kim loại được nối liền với nhau. Kim loại nóng chảy “rót” từ một que hàn hoà lẫn vào với kim loại cơ bản nóng chảy ở bề mặt của hai vách đã được gia công và liên kết hai mảnh kim loại đó với nhau khi mối hàn nguội và đông rắn lại. - Một số khuyết tật sinh ra do các bề mặt rãnh hàn không nóng chảy hay hòa lẫn với kim loại que hàn (các khuyết tật hàn không thấu và hàn không ngấu). - Các khuyết tật sinh ra do vảy hoặc xỉ không được làm sạch hoàn toàn trước khi hàn phủ lớp tiếp theo (ngậm xỉ). - Một số khuyết tật khác do nhúng que hàn quá sâu vào dòng kim loại nóng chảy và một mảnh đồng hoặc tungsten rơi vào trong đường hàn nóng chảy (ngậm tạp chất kim loại). Một vài khuyết tật xuất hiện theo nhiều cách giống nhau như các khuyết tật trong vật đúc (các lổ khí, lõm co, lỗ khí xoắn, co ngót, rãnh khuyết mặt .v.v). - Một số khuyết tật xảy ra do ứng suất nhiệt, do có một số phần đang ở nhiệt độ nóng chảy, trong khi các phần còn lại của kim loại cơ bản thì đang ở nhiệt độ thấp hơn rất nhiều (vết nứt, xé vv.). - Nhiều khuyết tật xuất hiện trong mối hàn nhưng không làm thay đổi độ bền của mối hàn, một số khác có ảnh hưởng dưới nhiều mức độ khác nhau. Tuy nhiên, các khuyết tật dạng phẳng (các vết nứt, các khuyết tật hàn không ngấu và hàn không thấu), gây ra sự gián đoạn trên bề mặt của mối hàn nối làm cho sức bền của mối hàn giảm xuống rất nhanh chóng. 2) Quy trình chung kiểm tra mối hàn bằng siêu âm: - Thu thập thông tin trước khi kiểm tra mối hàn. - Xác định vị trí và kích thước chính xác của mối hàn. - Kiểm tra bằng mắt thường. - Kiểm tra kim loại cơ bản. - Kiểm tra đáy của mối hàn. - Quy trình dò quét. 3) Mục đích sử dụng: - Sử dụng để phát hiện hầu hết các khuyết tật trong vật liệu. - Đo bề dày vật liệu. - Xác định tính chất cơ học và cấu trúc hạt của vật liệu. - Đánh giá quá trình biến đổi của vật liệu. 4) Ưu điểm phương pháp này: - Có độ nhạy cho phép phát hiện khuyết tật nhỏ. - Khả năng xuyên thấu cao. - Có độ chính xác trong việc phát hiện vị trí và kích thước của khuyết tật. - Cần phát hiện một phía của vật được kiểm tra. - Cho phép kiểm tra nhanh và tự động. 5) Hạn chế của phương pháp: - Hình dạng của vật kiểm tra dẫn đến gây khó khăn trong việc kiểm tra. - Khó kiểm tra các vật liệu có cấu tạo bên trong phức tạp. - Cần phải sử dụng chất tiếp âm. - Đầu dò phải được tiếp xúc phù hợp với bề mặt mẫu - Hướng của khuyết tật có ảnh hưởng đến khả năng phát hiện khuyết tật. - Nhân viên kiểm tra phải có nhiều kinh nghiệm. 6) Ứng dụng thực tế: - Dùng để kiểm tra các khuyết tật mối hàn trong các ống dẫn dầu, khí, hóa chất, - Kiểm tra các khuyết tật mối hàn trong các nồi hơi nhiệt, bồn, - Kiểm tra sự tách lớp bề dầy trong vật liệu: như vật liệu đúc, mối hàn chữ T (ống, ống dạng nhánh và tấm), mối hàn đối đầu.  5.2. Phương pháp thẩm thấu: Phương pháp thẩm thấu có khả năng phát hiện và định vị các khuyết tật bề mặt hoặc các khuyết tật thông ra trên bề mặt của vật liệu: như vết nứt, rổ khí, nếp gấp tách lớp của các loại vật liệu không xốp, kim loại hay phi kim loại, sắt từ hay không sắt từ, plastic hay gốm sứ. Trong phương pháp này, chất thấm lỏng được phun (xịt) lên bề mặt của sản phẩm trong một thời gian nhất định, sau đó phần chất thấm còn dư được loại bỏ khỏi bề mặt. Bề mặt sau đó được làm khô và phủ chất hiện lên nó, những chất thấm nằm trong bất liên tục sẽ bị chất hiện hấp thụ tạo thành chỉ thị kiểm tra, phản ánh vị trí và bản chất của bất liên tục.       * Về cơ bản phương pháp thẩm thấu lỏng gồm các bước sau: 1/ Làm sạch bề mặt vật kiểm tra : 2/ Áp chất thẩm thấu lỏng lên bề mặt vật kiểm (đã được làm sạch) chờ một thời gian nhất định cho chất thẩm thấu thấm vào các bất liên tục trên bề mặt vật kiểm. 3/ Loại bỏ chất thẩm thấu thừa trên bề mặt (dùng dung môi + nùi dẻ, hoặc nước làm sạch) nghiêm cấm xịt dung môi trực tiếp lên bề mặt vật kiểm khi đã dùng chất thấm. 4/ Áp chất hiện lên bề mặt để chất hiện kéo chất thẩm thấu trong bất liên tục. 5/ Kiểm tra đánh giá khuyết tật trong điều kiện ánh sáng thích hợp. 6/ Làm sạch bề mặt kiểm tra, nếu cần có thể dùng chất chống ăn mòn để bảo vệ vật kiểm tra. - Các chất thẩm thấu lỏng được sử dụng trong phương pháp này là chất thấm nhuộm màu nhìn thấy được và chất thấm huỳnh quang, quá trình kiểm tra bằng chất thấm nhuộm màu nhìn thấy được thì được thực hiện dưới ánh sáng trắng bình thường, còn quá trình kiểm tra bằng chất thấm huỳnh quang được thực hiện dưới ánh sáng đen (tia cực tím) trong điều kiện phòng tối. Quá trình xử lý chất thấm lỏng được phân loại theo phương pháp làm sạch vật kiểm tra. Kết hợp 2 lọai chất thấm và 3 phương pháp làm sạch => chúng ta có tất cả 6 phương pháp thực hiện theo quá trình kiểm tra thẩm thấu lỏng : 1/ Chất thấm huỳnh quang nhủ tương hóa 2/ Chất thấm huỳnh quang rửa bằng dung môi hòa tan. 3/ Chất thấm huỳnh quang rửa được bằng nước. 4/ Chất thấm nhuộm màu nhìn thấy được nhủ tương hóa. 5/ Chất thấm nhuộm màu nhìn thấy được rửa bằng dung môi hòa tan. 6/ Chất thấm nhuộm màu nhìn thấy được rửa bằng nước. Một số ưu nhược điểm của phương pháp. * Ưu điểm: - Rất nhạy với những khuyết tật nằm trên bề mặt. - Thiết bị và vật nhủ tương đối rẻ tiền. - Quá trình thực hiện tương đối đơn giản. - Không phụ thuộc vào hình dạng vật kiểm. - Vật kiểm tra là sắt từ hay không sắt từ nhưng vật liệu không xốp. * Nhược điểm: - Các khuyết tật phải hở ra trên mặt. - Vật liệu được kiểm tra phải không xốp. - Quá trình thực hiện kiểm tra bằng chất thẩm thấu lỏng khá bẩn. - Phương pháp này các kết quả không giữ được lâu. - Không phát hiện được khuết tật dưới bề mặt. - Không hữu dụng khi kiểm tra các bề mặt nóng, bẩn, thô nhám. Phương pháp Thẩm thấu lỏng có khả năng phát hiện và định vị các khuyết tật bề mặt hoặc các khuyết tật thông ra trên bề mặt của vật liệu. Vật liệu kiểm tra là kim loại hay kim loại, sắt từ hay phi sắt từ và tất cả đều không xốp. 5.3 Phương pháp chụp ảnh bức xạ (RT) 1. Phạm vi áp dụng: Chụp ảnh bức xạ công nghiệp (Radiography-Radiographic Testing-RT) là phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) ngày càng được chấp nhân sử dụng rộng rãi và đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp. Phương pháp đã chứng tỏ đem lại nhiều lợi ích và hiệu quả to lớn ở hầu hết các ngành công nghiệp, hàng không, hóa chất, chế biến bảo quản, khai thác dầu khí, đóng tầu, năng lượng điện .... cũng như nhiều ngành cơ khí chế tạo thiết bị khác. Được áp dụng cho các sản phẩm như: vật rèn, đúc, hàn. Phương pháp chụp ảnh bức xạ là một phương pháp phát hiện tin cậy nhất các bất liên tục thể tích nằm trong vật liệu kiểm tra trong công nghiệp (nồi hơi, đường ống áp lực, kết cấu mối hàn), phương pháp được áp dụng ở hầu hết các giai đoạn sản xuất khác nhau từ vật liệu phôi ban đầu, đến quá trình thi công, kiểm soát chất lượng sản phẩm cuối cùng cũng như còn kiểm tra bảo trì bảo dưỡng khi sản phẩm đã đem vào sử dụng. Được triển khai áp dụng cho nhiều công trình bê tông các cột chịu lực chính, cao ốc văn phòng : - Phân bố không gian cốt thép - Kích thước cốt thép. - Hiện trạng, chất lượng liên kết giữa bê tông với cốt thép hoặc ống cáp chịu lực. - Các khuyết tật bê tông: nứt, vùng rỗng, vật thể lạ. - Chất lượng vữa trong ống cáp dự ứng lực. 2. Một số ưu điểm và nhược điểm a. Ưu điểm: - Có thể sử dụng kiểm tra hầu hết các loại vật liệu. - Cung cấp ảnh chụp nhìn thấy được và lưu giữ được lâu dài. - Kiểm tra được sự sai hỏng bn trong cấu trc vật liệu. - Nhạy phát hiện khuyết tật thể tích. - Có thiết bị để kiểm tra chất lượng phim chụp. b. Nhược điểm: - Thực tế khó sử dụng kiểm tra vật có hình dạng phức tạp - Phải tiếp được với hai phía của vật kiểm - Bị giới hạn về bề dày kiểm tra. - Độ nhạy kiểm tra giảm theo bề dày của vật thể kiểm tra. - Các khuyết tật tách lớp thường không thể phát hiện bằng phương pháp chụp ảnh bức xạ. không thể phát hiện được các khuyết tật dạng phẳng một cách dễ dàng. - Cần phải xem xét và đảm bảo an toàn bức xạ do sử dụng tia x và gamma - Tương đối đắt tiền so với các phương pháp ndt khác. - Phương pháp này không dễ tự động hóa 5.4 Phương pháp bột từ: - Kiểm tra bằng bột từ là một trong bốn phương pháp NDT thông dụng nhất hiện nay. Phương pháp này dựa trên nguyên lý của từ trường. Vật liệu kiểm tra trước hết được cho nhiễm từ bằng cách dùng nam châm vĩnh cửu chạy xung quanh vật kiểm tra. Từ trường cảm ứng vào trong vật kiểm tra gồm có các đường sức từ. Nơi nào có khuyết tật sẽ làm lối loạn đường sức, một vài đường sức này phải đi ra và quay vào vật kiểm tra. Những điểm đi ra và đi vào này tạo thành những cực từ trái ngược nhau. Khi bột từ tính nhỏ được rắc lên bề mặt kiểm tra thì những cực từ này sẽ hút các bột từ tính để tạo thành chỉ thị nhìn thấy được. Trên các chỉ thị đó, ta đánh giá được hình dạng và kích thước của khuyết tật. - Kiểm tra bất liên tục trên bề mặt và gần bề mặt: các vết nứt, lỗ rỗng, rỗ khí, các tạp chất,... 1) Ưu điểm: - Phát hiện các khuyết tật hở trên bề mặt, nằm gần bề mặt của vật liệu kiểm tra. - Sử dụng không cần cạo bỏ các lớp phủ bảo vệ mỏng trên bề mặt vật thể kiểm tra. - Không yêu cầu nghiêm ngặt về quá trình làm sạch bề mặt trước khi kiểm tra. - Thực hiện nhanh. - Giá thành kiểm tra tương đối rẻ, thiết bị gọn, nhẹ. - Độ tin cậy và độ nhạy cao nhất. - Quá trình xử lý ít hơn, khả năng gây ra sai số do người kiểm tra thực hiện thấp. 2) Hạn chế: - Không áp dụng cho các vật liệu không nhiễm từ: thép không rĩ. - Chỉ nhạy đối với các khuyết tật có góc nằm trong góc từ 45 đến 90 so với hướng của các đường sức từ. - Thiết bị dùng trong phương pháp này đắt tiền hơn. 5.5 Kiểm tra bằng thiết bị nội soi trong ngành Công nghiệp Đóng tàu - Kiểm tra từ xa bằng hình ảnh (Remote Visual Inspection – RVI) sử dụng thiết bị nội soi là kiểm tra bên trong, những chỗ mắt thường không nhìn thấy hoặc con người không tiếp cận được để xác định rõ ràng điều kiện hoạt động, tình trạng hiện tại cũng như các hỏng hóc của máy móc thiết bị mà không cần tháo rời máy móc thiết bị hoặc chỉ tháo một phần rất nhỏ. Việc tháo máy móc thiết bị để kiểm tra mất rất nhiều thời gian và đôi khi không được phép dừng máy. Vì vậy kiểm tra bằng hình ảnh nội soi giúp kỹ thuật viên chủ động kiểm tra khi cần thiết và quá trình kiểm tra được thực hiện nhanh chóng trong chốc lát và đưa ra bằng chứng cụ thể chứng minh tình trạng máy móc trong thời điểm hiện tại. - Việc tháo máy móc thiết bị để kiểm tra mất rất nhiều thời gian và đôi khi không được phép dừng máy. Vì vậy kiểm tra bằng hình ảnh nội soi giúp kỹ thuật viên chủ động kiểm tra khi cần thiết và quá trình kiểm tra được thực hiện nhanh chóng trong chốc lát và đưa ra bằng chứng cụ thể chứng minh tình trạng máy móc trong thời điểm hiện tại.Kiểm tra theo phương pháp RVI được ứng dụng phổ biến và mang lại hiệu quả trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp máy bay, công nghiệp dầu khí/hóa chất, công nghiệp đóng tàu/ôtô, công nghiệp thép, xi măngKiểm tra RVI là một trong 6 phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) thông dụng nhất hiện nay và đã được các nước tiên tiến trên thế giới ứng dụng kiểm tra trong công tác kiểm tra chất lượng và trong bão dưỡng tàu thủy. Giới thiệu máy nội soi IPLEX SA của hãng OLYMPUSTrước đây, các kỹ sư sử dụng thiết bị nội soi ống cứng hoặc thiết bị nội soi ống mềm để kiểm tra. Tuy nhiên do các hạn chế của các loại ống nội soi này như chiều dài ống soi hạn chế, khả năng linh hoạt kém, người kỹ thuật vên phải ghé mắt quan sát ảnh qua hệ thống thấu kính và không có khả năng lưu hình ảnh, quay phim hoặc đo lường kích thước khuyết tật. Ngay nay, công nghệ phát triển và ra đời thiết bị nội soi video khắc phục nhược điểm của thiết bị nội soi ống cứng và thiết bị nội soi ống mềm. Thay vì quan sát hình ảnh qua hệ thống thấu kính thì bạn có thể quan sát hình ảnh trên màn hình hiển thị màu LCD. PHẦN 6 NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ ĂN MÒN TRONG NƯỚC SÔNG 6.1 Cơ chế ăn mòn điện hóa Là quá trình xảy ra khi kim loại tiếp xúc với môi trường điện phân tức là môi trường dẫn điện (chú ý người ta gọi : dung dịch chất điện ly còn gọi là chất điện giải).Ăn mòn điện hoá là sự ăn mòn do phản ứng điện hoá xảy ra ở 2 vùng khác nhau trên bề mặt kim loại. Quá trình ăn mòn điện hoá có phát sinh dòng điện tử chuyển động trong kim loại và dòng các ion chuyển động trong dung dịch điện ly theo một hướng nhất định từ vùng điện cực này đến vùng điện cực khác của kim loại). 6.1.1 Qúa trình Tốc độ ăn mòn điện hoá xảy ra khá mãnh liệt so với ăn mòn hoá học. Chất điện ly mạnh : HCl, HNO3, H2SO4 loảng, các ba zơ: NaOH,... (trừ NH4OH), các muối NaCl, Chất điện ly yếu : H2SO4 đặc, axit hữu cơ, các muôi bazơ, nước nguyên chất H2O. ĂN mòn điện hoá là dạng ăn mòn xảy ra khi kim loại tiếp xúc với môi trường điện phân (ăn mòn tiếp xúc). Đây là dạng ăn mòn khá phổ biến. Bản chất gây ăn mòn điện hoá là do các vipin xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc, cường độ và tốc độ ăn mòn điện hoá xảy ra mảnh liệt hơn nhiều so với ăn mòn hoá học. Để hiểu rỏ bản chất ăn mòn điện hoá ta cần tìm hiểu hiện tượng hidrathoá. Hiện tượng hydrat hoá : Ta biết rằng trong phân tử nước nguyên chất chỉ có một lượng rất nhỏ các phân tử nước phân ly thμnh H+ và OH -. Trong phân tử nước không phân ly, các nguyên tử hydro liên kết với ôxy không theo đ−ờng thẳng mμ tạo thành một góc 105 o. Do có liên kết như vậy nên các phân tử nước không điện ly có một trung tâm điện tích âm và một trung tâm tích điện dương và người ta gọi phân tử nước là phân tử lưỡng cực. Các ion của chất điện ly trong dung dịch nước đều bị lực hút tĩnh điện của các phân tử nước lưỡng cực sắp xếp có hướng trong không gian gọi là sự hidrat hoá. Quá trình ăn mòn điện hoá lμ do khả năng của ion kim loại tách khỏi bề mặt của nó và chuyển vào dung dịch. Sự di chuyển đó đòi hỏi phải có một năng lượng để kéo ion kim loại ra khỏi mạng lưới của nó ở bề mặt tiết xúc và chuyển vào dung dịch điện ly. Đối với các kim loại khác nhau thì khả năng nμy cũng khác nhau. Ăn mòn điện hoá bao gồm 3 quá trình cơ bản : Quá trình anốt, quá trình catốt và quá trình dẫn điện. 1. Quá trình anôt (xảy ra trên dương cực) là quá trình oxy hoá. Ion kim loại chuyển vào dung dịch và giải phóng điện tử. 2. Quá trình catốt (quá trình xảy ra trên cực âm) lμ quá trình khử điện hoá. Các chất ôxy hoá nhận điện tử do kim loại bị ăn mòn. 3. Quá trình dẫn điện : các điện tử kim loại bị ăn mòn giải phóng sẽ di chuyển từ anốt tới ca tốt, còn các ion dịch chuyển trong dung dịch. Như vậy trong quá trình ăn mòn điện hoá, kim loại hoạt động như 1 pin ta gọi là pin ăn mòn cục bộ (hay vi pin). Khi ta nhúng thanh kim loại vào một dung dịch điện ly, trên bề mặt sẽ tạo nên lớp điện tích kép vμ đó là nguyên nhân tạo nên bước nhảy điện thế giữa bề mặt kim loại vμ dung dịch điện ly. Ví dụ: Nhúng mẫu Zn vμo dung dịch loãng H2SO4: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑ ở đây kẽm bị hoà tan trong dung dịch H2SO4 loảng và hidro (H2) thoát ra . Tốc độ ăn mòn của Zn trong H2SO4 loang tăng vọt lên (không theo quy luật ăn mòn hoá học như đã xét ở trên hình trên) Khi tiếp xúc với dung dịch, các ion kim loại bị hidrat hoá, các ion kim loại (kation) sẽ chuyển vμo dung dịch vμ trên bề mặt bị dư điện tử sẽ tích điện âm. Trên bề mặt giới hạn 2 pha sẽ xuất hiện lớp điện tích kép. Sơ đồ sự hình thành lớp điện tích kép của kim loại như hình : Từ bề mặt kim loại sang dung dịch sẽ có bước nhảy điện thế tại bề mặt tiết xúc. Độ chênh lệch điện thế giữa bề mặt kim loại với dung dịch gọi là điện thế điện cực củakim loại. Hiện nay chưa có phương pháp tính toán và xác định trị số tuyệt đối nênngười ta chỉ xác định trị số tương đối của nó bằng cách chọn điện cực chuẩn hidrovà quy ước điện thế điện cực chuẩn của hidro bằng không. Quá trình nguyên tử bị mất điện tử vμ bị hydrat hoá gọi là quá trình ôxy hoá. Ký hiệu là I1; I2 là quá trình mà các cation từ dung dịch đến bề mặt kim loại gọi là quá trình hoμn nguyên hay khử kim loại. Khi ta nhúng thanh kẽm Zn vμo dung dịch muối của nó (ví dụ ZnCl2) thì quá trình oxy hoá vμ khử xảy ra chỉ do các kation (ion dương) của kim loại điện cực. Nghĩa là dòng điện trao đổi chỉ bao gồm các điện tích của ion kẽm. Khi cân bằng ta có dòng điện trao đổi I1 = I2 và ta có phương trình thuận nghịch như sau: Phương trình trên có ý nghĩa khi nhiệt độ là 20 oC. Xét phương trình trên ta thấy khi C = 1 thì E = Eo (Eo - điện thế điện cực chuẩn) • Điện thế điện cực kim loại phụ thuộc: kim loại, nồng độ dung dịch điện ly • Đặc tính dung dịch, nồng độ ion... Trong thực tế ta không thể đo trực tiếp giá trị tuyệt đối của điện thế điện cực cân bằng (thuận nghịch) giữa kim loại và dung dịch. Để tiện so sánh, người ta đo điện thế điện cực ở điều kiện chuẩn: T0 = 250C, nồng độ ion kim loại trong dung dịch: 1g ion/l và gọi là điện thế chuẩn. ở điều kiện này với hyđro có điện thế quy ước E0 = 0 vôn Như vậy, những kim loại nào có thể đẩy H+ ra khỏi dung dịch của nó vμ hoà tan thì kim loại đó có thế điện cực chuẩn âm ( - ), ngược lại những kim không thể đẩy H+ ra khỏi dung dịch của nó và hoà tan thì có thế điện cực chuẩn dương (+). Điện thế kim loại nμo cμng âm thì kim loại ấy có tính hoạt động điện hoá cao, kim loại có thế điện cực chuẩn âm hơn thì có thể đẩy kim loại có điện thế chuẩn dương hơn ra khỏi muối của nó.Ăn mòn điện hoá lμ dạng ăn mòn tương đối phổ biến và đa dạng đối với các thiết bị công trình vật dụng có sử dụng kim loại, nó không những xuất hiện khi kim loại tiếp xúc với dung dịch điện ly, tiếp xúc giữa các kim loại với nhau mà còn xảy ra khi tiếp xúc với môi trường, khí quyển, đất, nước, nước biển, dòng điện rò, thậm chí ngay giữa các cấu trúc kim loại không đồng nhất (tinh giới hạt, thiên tích lệch...)hoặc dưới tác dụng các ứng lực về cơ học. - Trong kỹ thuật, ăn mòn nói chung là hiện tượng có hại, cần phải có nhiều biện pháp khắc phục từ sự hiểu biết về nguyên nhân và bản chất gây gỉ như đã nói trên. Sự tổn thất kim loại do ăn mòn hμng ngày, hàng giờ trong kỹ thuật và đời sống là vô cùng to lớn. Người ta đã ước tính rằng: Cứ 1A dòng điện 1 chiều bị rò hàng năm gây tổn thất 90 kg Fe , 11 kg Cu, 37 kg Pb... Lượng kim loại tổn thất do ăn mòn chiếm 10% đến 30% lượng kim loại sản xuất hiện nay. 6.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn vỏ tàu trong nước sông: Ôxy hóa là vấn đề quang trọng nhất ảnh hưởng đến ăn mòn vật liệu trong môi trường nước hơn nữa oxy còn làm tăng hoạt tính của CO2 ,S2H và các chất hòa tan khác, làm đẩy mạnh tốc độ ăn mòn. Tốc độ ăn mòn trong nưowoswc do tỉ lệ với nồng độ ôxy hòa tan trong nồng độ hòa tan tới nồng độ khoảng 25 đến 35 ppm. ở các nồng độ ôxy cao hơn, hiện tượng thụ động đối với một số kim loại làm giảm tốc độ ăn mòn.khi có mặt anion CL͞ thì quá trình thụ động khó sảy ra. PHẦN 7 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU 7.1 Phân loại các phương pháp bảo vệ Các phương pháp bảo vệ cho các cấu trúc của tàu dựa trên những quy luật xác định sự ăn mòn các cấu trúc trong những điều kiện phục vụ của tàu Điều kiện diễn ra sự ăn mòn và tính quy luật sự tác dụng của kim loại với môi trường hoạt tính xác định nguyên lý cơ bản của sự bảo vệ các cấu trúc khỏi sự ăn mòn : Dùng phương pháp điện hóa Dùng chất chống ăn mòn Dùng hợp kim chống gỉ Cách ly kim loại với môi trường Chống ăn mòn sinh vật bám 7.2 Các phương pháp bảo vệ Dùng phương pháp điện hóa Baûo veä catoât baèng protector Kim loaïi caàn baûo veä ñöôïc noái vôùi moät kim loaïi khaùc coù theá ñieän cöïc aâm hôn. Kim loaïi coù theá ñieän cöïc aâm hôn ôû goïi laø anoát hy sinh hoaëc protector. Caùc protector thöôøng ñöôïc cheá taïo töø Zn, Al, Mg hay caùc hôïp kim cuûa chuùng. Baûo veä catoát baèng doøng ngoaøi Khi noái kim loaïi caàn baûo veä vôùi catoát cuûa nguoàn ñieän ñeå haï theá cuûa kim loaïi xuoáng döôùi ñieän theá cuûa kim loaïi xuoáng döôùi ñieän theá caân baèng cuûa quaù trình oxy hoaù kim loaïi EKLch thì toác ñoä aên moøn iam = 0, kim loaïi döôïc baûo veä hoaøn toaøn. Ñieän theá doøng söû duïng duøng baûo veä hoaøn toaøn keát caáu ñöôïc goïi laø ñieän theá vaø doøng ñieän baûo veä (EBV, iBV ). Ñeå phaân cöïc catoât kim loaïi, ngöôøi ta phaûi laép theâm moät anoât ngoaøi naèm trong moâi tröôøng aên moøn. Treân maët anoát ngoaøi naøy seõ saûy ra caùc phaûn öùng anoât vaø hieän töôïng aên moøn, do ñoù caùc yeâu caàu ñoái vôùi vaät lieäu laøm anoât trong phöông phaùp baûo veä baèng doøng ngoaøi bao goàm: Toác ñoä tieâu hao khi phaân cöïc nhoû hoaëc khoâng ñaùng keå. Coù khaû naêng laøm vieäc vôùi maät ñoä doøng baûo veä lôùn. Coù ñoä daãn ñieän ñuû cao, ñoä beàn cô hoïc ñaûm baûo, deã cheá taïo. Keát caáu kim loaïi naèm trong phaïm vi giöõa anoât vaø coâng trình ñöôïc baûo veä catoât trôû neân bò aên moøn nhanh hôn caàn ñöôïc caân nhaéc khi thieát keá heä thoáng baûo veä catoât. b) Baûo veä anoât Nguyeân lyù cuûa baûo veä anoât khaùc haún baûo veä catoât. Trong baûo veä anoât, ñieän theá aên moøn ñöôïc taâng leân sao cho noù naèm trong khu vöïc thuï ñoäng cuûa ñoà thò Pourbaix. Phöông phaùp baûo veä anoât chæ aùp duïng cho nhöõng kim loaïi coù theå bò thuï ñoäng Trong quaù trình baûo veä anoât phaûi naâng ñieän theá aên moøn tôùi ñieän theá lôùn hôn ñieän theá khôûi ñaàu thuï ñoäng toác ñoä aên moøn baây giôø baèng itñ. Töùc laø maät ñoä doøng aên moøn ôû traïng thaùi thuï ñoäng. Caàn chuù yù raèng muoán cho doøng aên moøn oån ñinh ôû traïng thaùi thuï ñoäng itñ thì trong thôøi gian baét ñaàu baûo veä anoât, doøng ñieän phaûi vöôït qua doøng tôùi haïn ith . Thöôøng ta ñaët maät ñoä doøng tôùi haïn khoaûng 3 A/m2. sau khi ñaõ ñaït ñeán traïng thaùi thuï ñoäng, ta chæ caàn duy trì maät ñoä doøng baûo veä vaøo khoaûng 0,2 A/m2. Baûo veä anoât ñoøi hoûi phaûi coù nguoàn ñieän, phaûi baûo quaûn khoâng bò hoûng, bò maát trong quaù trình laøm vieäc. Toát nhaát chæ neân söû duïng trong caùc moâi tröôøng aên moøn maïnh vaø chæ aùp duïng ñöôïc ñoái vôùi caùc kim loaïi coù thuï ñoäng trong quaù trình aên moøn. Vì khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng, baûo veä anoât seõ raát coù hieäu quaû neáu taän duïng ñöôïc caùc nguoàn naêng löôïng töï nhieân nhö thuyû trieàu, soùng, gioù. Dùng chất chống ăn mòn +Cách thay đổi bản chất hóa học của bề mặt vật liệu, hoặc thay đổi môi trường của vật liệu để làm giảm tốc độ của các phản ứng giữa bề mặt vật liệu và môi trường. Một trong những cách thay đổi môi trường của vật liệu là bổ sung những lượng nhỏ các chất ức chế hóa học, chúng tác động cơ bản đến động lực học của từng phản ứng điện hóa - những phản ứng mà khi kết hợp sẽ tạo thành quá trình ăn mòn. Ngày nay, các chất ức chế ăn mòn đã được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn khi xử lý nước nồi hơi, trong các hệ thống gia nhiệt hoặc làm lạnh công nghiệp cũng như trong gia đình. Nhưng các chất ức chế thông thường thường chứa các hoá chất đặc biệt (như nitrit hoặc benzoat) với độc tính không phải nhỏ. Do đó việc loại bỏ chúng trở nên rất khó khăn và tốn kém. +Việc sử dụng các axit amin đơn giản như alanin, glyxin và leuxin làm chất ức chế chống ăn mòn cho thép cacbon trong môi trường axit. Ở  nồng độ 0,1 - 0,01 mol trong axit 0,1 mol/l, sự có  mặt của chúng làm giảm 50 - 90% tốc độ ăn mòn, tương đương với sự kéo dài tuổi thọ của chi tiết kim loại lên ít nhất gấp đôi. Dĩ nhiên, sau khi sử dụng thì việc loại bỏ các axit amin tự nhiên cũng là vấn đề ít phức tạp hơn nhiều so với các chất ức chế thông thường. 7.2.3 Dùng hợp kim chống gỉ Thép không gỉ là hợp kim của sắt không bị biến màu hay bị ăn mòn dễ dàng như là các loại thép thông thường khác. Vật liệu này cũng có thể gọi là thép chống ăn mòn. Thông thường, có nhiều cách khác nhau để ứng dụng inox cho những bề mặt khác nhau để tăng tuổi thọ của vật dụng Thép không gỉ có khả năng chống sự ôxy hoá và ăn mòn rất cao, tuy nhiên sự lựa chọn đúng chủng loại và các thông số kỹ thuật của chúng để phù hợp vào từng trường hợp cụ thể là rất quan trọng Những hợp kim không gỉ thường đắt tiền , vì vậy sử dụng chúng còn hạn chế 7.2.4 Cách ly kim loại với môi trường Dùng những chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại. Đó là : Các loại sơn chống gỉ, có tác dụng cách ly kim loại với môi trường, không cho kim loại tác dụng trực tiếp với môi trường nên các phản ứng hóa học ăn mòn không xảy ra., chống vi sinh vật không bám vào kim loại Hiện nay có rất nhiều loại sơn được dùng để sơn các loại tàu: Sơn 830 (sơn chống rỉ) + Có màu bạc, thành phần có bột nhôm. + Có tính chống rỉ lâu dài. + Màng sơn có khả năng cách ly hoàn toàn với môi trường ngoài: không khí, nước mặn + Được dùng làm sơn lót. + Có khả năng chống đỡ với bất kỳ thời tiết nào. + Sức bền tốt và dai, có khả năng bám lâu trên mặt tôn. + Sơn chóng khô, khi sơn phủ lên bề mặt tôn không còn lỗ trống nào thì nước không ngấm qua được. Sơn 831 (sơn chống rỉ) + Có khả năng đặc biệt là không thấm nước, Có sức đề kháng axit và muối. + Trong sơn có thành phần bột phòng rỉ. + Khi sơn khô màng sơn không bị ảnh hưởng của khí hậu và thời tiết thay đổi. + Chịu đựng được sức đập của nước lúc tàu chạy. + Không bị bong nứt, nếu như các yêu cầu kỹ thuật tiến hành đảm bảo. Sơn 826 (sơn chống hà) + Là loại sơn hai thành phần. +Thích hợp với thời tiết và điều kiện bên ngoài, gặp nắng sẽ co lại, gặp mưa sẽ giản ra, nó chịu đựng được thời tiết ẩm ướt và khô ráo. + Chịu đựng được sự va đập của sóng gió, cọ sát của vỏ tàu, sơn không bị bong ra, bóng đẹp và bền. + Rất chóng khô, rất thích hợp cho việc quét lớn khi tàu nằm đợi thành phần chủ yếu của sơn 826 là Phenonanđehit hỗn hợp với bột sơn. Là loại sơn hiên đại + Sơn một thành phần, khô vật lý + Không phụ thuộc vào nhiệt độ. + Bám dính tốt vào những loại sơn thông thường ( cao su clo hóa, vinyl ) + Tính chất khô tốt + Bền với nước, độ ẩm và cơ học tốt. Sơn Alkyd Alkyd có thể được coi là những loại dầu được biến tính hóa học + Chúng khô do ôxy hóa + Chúng khô nhanh hơn là những loại sơn dầu cổ điển và bền với nước, mài mòn tốt hơn. + Mức độ khô và đóng rắn phụ thuộc vào nhiệt độ. + Có thể pha loãng bởi xăng pha sơn. + Có thể bị bong ra khi sơn phủ lên màng sơn Alkyd đã đóng rắn hoàn toàn và bóng + Độ bền với hóa chất và dung môi mạnh không cao. + Sơn Alkyd thấm ướt tốt lên bề mặt cần sơn và không xử lý bề mặt một cách đặc biệt( dùng bàn chải sắt là đủ ) + Sơn Alkyd có thể dùng cho những vùng đặc biệt như boong, mớn nước thay đổi và kết cấu thượng tầng cũng như sơn cho động cơ. + Dễ sử dụng- không được sơn quá dày. + Dùng để sơn lên những vùng trên mặt nước ( phụ thuộc vào loại Alkyd sử dụng). Sơn Bitum (sơn chống rỉ) Là loại sơn thông thường. + Khô vật lý. + Mức độ khô phụ thuộc nhiều vào thông gió hơn là nhiệt độ. + Hàm lượng chất rắn tương đối cao. + Dễ dàng sơn phủ lên lớp sơn này. + Không có nguy cơ bị bong giữa các lớp khi sơn lên bề mặt sạch và khô. + Bền với nước và độ ẩm. + Thường không dùng hệ sơn khác ( ngoài sơn chống hà ) phủ lên lớp sơn này vì có nguy cơ là nhựa đường thẩm thấu vào lớp sơn mới. + Có tính chất thấm ướt bề mặt cần sơn. + Không đòi hỏi xử lý bề mặt một cách đặc biệt. + Áp dụng như sau: Là sơn chống rỉ dưới nước ( có chứa bột nhôm ) là sơn chống rỉ cho hầm ballast và hầm xích neo 7.2.5 Chống ăn mòn sinh vật bám Caùc phöông phaùp baûo veä cho caùc caáu truùc cuûa taøu döïa treân nhöõng quy luaät xaùc ñònh söï aên moøn caùc caáu truùc trong nhöõng ñieàu kieän phuïc vuï cuûa taøu. Nhöõng nguyeân lyù cô baûn cuûa söï baûo veä caùc caáu truùc khoûi söï aên moøn nhö sau: Söû duïng caùc kim loaïi ñeå chuaån bò, thaønh phaàn cuûa noù, gia coâng beà maët ñaûm baûo ñoä beàn vöõng caùc caáu truùc khi vaän haønh. Caùch ly caùc caáu truùc caàn baûo veä vôùi moâi tröôøng hoaït tính: phuû moät lôùp kim loaïi, khoâng kim loaïi Loaïi tröø söï phaân cöïc anoât beà maët tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng hoaït tính. Söû duïng söï phaân cöïc catoât beà maët tieáp giaùp vôùi moâi tröôøng hoaït tính. Thieát keá vaø laép raùp hôïp lyù caùc caáu truùc taøu thuyeàn Giaûm moâi tröôøng hoaït tính taùc duïng ñeán caáu truùc. Treân cô sôû nhöõng phöông phaùp ñoù, söû duïng nhöõng coâng ngheä hoaøn chænh ñeå giaûi quyeát nhieäm vuï baûo veä caùc caáu truùc kim loaïi khoûi bò aên moøn, cho pheùp löïa choïn nhöõng phöông phaùp baûo veä ñoái vôùi nhöõng caáu truùc khaùc nhau cuûa taøu thuyeàn, laøm taêng ñoä beàn vöõng vaø keùo daøi thôøi gian söû duïng. Hình ảnh tàu hút bùn 2800m3 PHẦN 8 GIẢI QUYẾT RÁC THẢI SAU KHI SỬ DỤNG Rác thải trong công nghiệp đóng và sửa chữa tàu thủy 8.1 Tác hại và ô nhiễm môi trường của rác thải trong đóng tàu -Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm môi trường trong và ngoài Nhà máy chính là bụi hạt nix hay còn gọi là xỉ luyện đồng. Điều này lãnh đạo và công nhân Nhà máy đều biết song Công ty không thể không sử dụng chúng trong quá trình hoạt động, bởi nó là một vật liệu mài mòn bề mặt trước khi tiến hành các công đoạn sơn vỏ tàu. Trước đây, các nước tiên tiến trên thế giới thường áp dụng công nghệ bắn cát nhưng sau đó người ta dùng hạt nix vì nó rất hiệu quả, có năng lượng gấp hàng trăm lần vật liệu thông thường và tạo điều kiện cho lớp sơn bám chặt trên bề mặt. Năm 2004, đề tài khoa học nghiên cứu giải pháp xử lý môi trường do phế thải của hạt nix đã qua sử dụng do Viện nghiên cứu mỏ và luyện kim đã được triển khai tại nhà máy và hạt nix được xem không phải chất thải độc hại mà là chất thải rắn cần xử lý theo tiêu chuẩn môi trường. Tuy nhiên, với mức độ ô nhiễm như hiện nay thì dù là dạng chất thải nào cũng không thể chấp nhận được. Nằm sát bên ngoài Nhà máy là hai thôn Ninh Uyển và Mỹ Giang với gần 800 hộ dân. Mặc dù, Nhà máy tàu biển Hyundai Vinashin đã cho che chắn song hàng ngày những người dân ở đây vẫn phải sống chung với bụi hạt nix. Nền nhà, tường nhà, các vật dụng gia đình, chỗ nào cũng có bụi hạt nix. Vì thế, các sinh hoạt của người dân trở nên xáo trộn, nguy cơ ảnh hưởng đến sức khoẻ về lâu dài là khó tránh khỏi. Thế nhưng cho đến nay, vẫn chưa có một giải pháp nàocó tính khả thi để hạn chế đến mức thấp nhất sự ô nhiễm này. -Hiện nay, Công ty đã có thêm nhiều hợp đồng sửa chữa mới từ phía các chủ tàu thuyền trong và ngoài nước. Điều đó cũng có nghĩa là việc phun xỉ đồng không thể dừng lại, và tình trạng ô nhiễm môi trườngvẫn còn tiếp diễn. Để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường, công ty cũng đã áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất, sửa chữa. Mặt khác, phía Hyundai Vinashin cũng cho biết, họ đang tiếp tục triển khai các giải pháp tái sử dụng hạt nix cũng như nghiên cứu lập dự án di dời dân ra khỏi khu vực này, nhưng liệu vấn đề này có khả thi hay không? 8.2 Thép phế liệu – nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp Nguồn thép phế liệu được tạo ra chủ yếu từ các nước có nền công nghiệp phát triển. Những nước này là những nước đang phát triển ngành công nghiệp thép từ lâu nên sử dụng công nghệ chủ yếu là Lò cao – Luyện chuyển – Tinh luyện - Đúc liên tục – Cán. Vì vậy, những nước này là những nước xuất khẩu rất nhiều thép phế liệu. Ngược lại, những nước đang phát triển thì lại phải nhập khẩu thép phế liệu để cung cấp cho các nhà máy luyện kim của mình Như vậy, trên thế giới đang diễn ra việc mua bán thép phế liệu rất sôi động giữa các nước công nghiệp phát triển và các nước đang phát triển 8.2 Lợi ích của việc sử dụng thép phế liệu Thép phế liệu không phải là sản phẩm do con người sản xuất ra mà nó được tạo ra trong quá trình sản xuất và sử dụng vật liệu thép. Như trên đã phân tích, đây là loại nguyên liệu vô cùng quan trọng trong ngành công nghiệp thép, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam. Việc sử dụng thép phế liệu để sản xuất thép mang lại những hiệu quả kinh tế và xã hội rất lớn. Việc sử dụng thép phế liệu để sản xuất thép mang lại những hiệu quả kinh tế và xã hội rất lớn. Viện Nghiên cứu công nghiệp tái chế phế liệu của Mỹ (Institute of Scrap Recycling Industries – ISRI) đã tổng kết các lợi ích của việc sử dụng thép phế liệu sản xuất thép so với công nghệ khai thác quặng sắt – Lò cao – Lò thép như sau: - Tiết kiệm năng lượng: 74% - Tiết kiệm khoáng sản: 90% - Giảm  ô nhiễm không khí: 86% - Giảm sử  dụng nước: 40% - Giảm  ô nhiễm nước: 76%. - Giảm tiêu thụ nước trong khai mỏ: 97% - Giảm phế  thải phát sinh: 105%  PHẦN 9 NHẬN XÉT VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Qua quá trình đi thực tập và tìm hiểu, chuyên đề của tôi đã hoàn thành một cách cơ bản về nội dung, đã đi sâu phân tích rõ quá trình làm sạch bề mặt và sơn vỏ tàu tại nhà máy sửa chữa tàu biển HVS. * Nhận xét Ưu điểm Nội dung trình bày kết hợp với nhau, dễ đọc, dễ hiểu Cập nhập thông tin chính xác,và mới nhất về các biện pháp ăn mòn Đưa ra nhiều phương pháp bảo vệ vỏ tàu có hiệu quả và dễ sử dụng Nắm rõ được cơ chế ăn mòn vỏ tàu Giúp ta có thêm kiến thức bổ ích và phục công việc đóng và sửa tàu trong tương lai. Lựa chọn các phương pháp chông ăn mòn hiệu quả nhất Nhược điểm Ăn mòn vỏ tàu rất phức tạp nên chưa tìm hiểu hết tất cả các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn nên con hạn chế về các biện pháp - Ăn mòn vỏ tàu là một vấn đề rộng nên chưa tìm hiểu chuyên sâu. - Với thời gian hạn chế và kiến thức có hạn nên tôi cũng không tìm hiểu được nhiều phương pháp chống ăn mòn mới. Đề xuất ý kiến Qua bài tiểu luận về ăn mòn vỏ tàu có đề xuất cá nhân Giải pháp bảo vệ môi trường trong công nghiệp đóng tàu: Dùng nước thay thế hạt nix độc hại Tuy nhiên, hạt nix, nguyên liệu được dùng chủ yếu trong công nghệ mài mòn khô, với thành phần nhiều kim loại nặng như sắt, chì, crôm phát thải ra môi trường trong quá trình “bắn phá” bề mặt kim loại, nếu nồng độ cao sẽ gây nhiễm độc chì, các bệnh về thần kinh và hô hấp nghiêm trọng. Những nguy hại của bụi nix mà Hyundai Vinashin gây ra ở Khánh Hòa vừa qua là một minh chứng rõ nét. Chính vì vậy, yêu cầu loại bỏ và tìm công nghệ thay thế hạt nix là vô cùng cấp bách! +Thay thế hạt nix bằng công nghệ làm sạch bề mặt kim loại bằng nước siêu cao áp, mở ra một giải pháp hữu hiệu ngăn chặn nguy cơ ô nhiễm môi trường trong công nghiệp đóng tàu. Máy bơm nước siêu cao áp (UHP) tạo ra tia nước xoáy có áp lực lên tới 30.000 psi (2.000kg/cm2), thổi bung toàn bộ lớp sơn cũ, gỉ sét ra khỏi bề mặt kim loại, vùng ảnh hưởng chỉ trong bán kính 2m, có thể tiến hành một lúc nhiều công việc (sơn, đánh bóng) tiết kiệm thời gian. Đặc biệt, công nghệ làm sạch bề mặt bằng nước siêu cao áp không sinh ra bụi bẩn, không tạp chất, nước sau khi sử dụng chứa sơn, gỉ sét chỉ cần lọc cơ học là có thể tái sử dụng hoặc thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên mà không gây ô nhiễm môi trường +Chúng ta nên có giải pháp tốt hơn để khắc phục sự ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất thép cũng như quá trình sứa chữa tàu ( bắn cát hoặc các hạt nich trong quá trình làm sạch tàu trước khi sơn) Về ô nhiễm biển ta nên bố trí một vòng phao vây an toàn khi đậu tàu trong khu vực sửa chữa để tránh ô nhiễm do dầu, chất thải trong quá trình sửa gây ra. Phải có hệ thống xử lí nước thải và cặn bẩn trước khi thải nước thải ra biển. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Lê Ngọc Trung Ăn Mòn Và Bảo Vệ Kim Loại 2.Nguyễn Thanh Lộc Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu 3. Nguyễn Mai Lâm Công Nghệ Sửa Chữa Vỏ Tàu Thủy 6. Và Một Số Tài liệu trích từ Các Trang web http:// www. olympusindustrial.com