Nghiên cứu sử dụng nhầu nhớt thải làm chất nền cho dầu mỡ bảo quản chống ăn mòn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG DẦU
NHỚT THẢI LÀM CHẤT NỀN CHO DẦU MỠ
BẢO QUẢN TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ QUYỂN



Giảng viên hướng dẫn: TS. BẠCH THỊ MỸ HIỀN
Sinh viên thực hiện: HUỲNH NGỌC THỊNH
MSSV: 09069081
Lớp: DHHD5
Khoá: 2009 – 2013

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013
ii



TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Thịnh
MSSV: 09069081

Chuyên ngành: Công nghệ hoá dầu
Tên khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu khả năng sử dụng dầu nhớt thải làm chất
nền cho dầu mỡ bảo quản trong điều kiện khí quyển.
Nhiệm vụ của khóa luận:
1. Tổng quan vể sản phẩm bảo quản đẩy nƣớc chống ăn mòn.
2. Nghiên cứu công thức pha chế sản phẩm bảo quản chống ăn mòn có nguồn
gốc từ dầu nhớt thải và dầu thực vật.
3. Kết quả, bàn luận và kiến nghị.
Ngày giao khoá luận:
Ngày hoàn thành khoá luận:
Họ tên giảng viên hƣớng dẫn: T.S. Bạch Thị Mỹ Hiền

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 6 năm 2013
Chủ nhiệm bộ môn Giảng viên hƣớng dẫn

iii



LỜI CẢM ƠN
Trong khoảng thời gian gần 3 tháng thực hiện đề tài khóa luận: “Nghiên cứu
khả năng sử dụng dầu nhớt thải làm chất nền cho dầu mỡ bảo quản trong điều
kiện khí quyển”, em đã đƣợc các thầy cô trong khoa hƣớng dẫn nhiệt tình dù cho
em không phải là sinh viên mà thầy cô chịu trách nhiệm hƣớng dẫn. Các thầy cô đã
tạo điều kiện cho em tiến hành các thí nghiệm và nghiên cứu một cách thuận lợi
nhất. Và đặc biệt, em xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến cô Bạch Thị Mỹ
Hiền, là giảng viên trực tiếp hƣớng dẫn em. Cô rất tận tình chỉ bảo, giúp em từng
bƣớc hoàn thành bài khóa luận này. Ngoài ra, cô còn huy động những mối quan hệ
để giúp chúng em đỡ tốn về mặt vật chất khi cần phân tích mẫu.
Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy cô của trƣờng Đại học

Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô trong khoa Công
Nghệ Hóa nói riêng đã truyền đạt cho em những kiến thức quý giá trong suốt 4 năm
học tại trƣờng.
Mặc dù đã cố gắng nhƣng do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên
bài khóa luận không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đƣợc sự đóng góp của
thầy cô và bạn đọc.
TP.Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 6 năm 2013
Họ tên sinh viên

iv



MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1. Đại cƣơng về ăn mòn kim loại 1
1.1.1. Định nghĩa 1
1.1.2. Phân loại 1
1.1.3. Các phƣơng pháp đánh giá độ ăn mòn 2
1.1.4. Các phƣơng pháp bảo vệ chống ăn mòn 3
1.2. Tổng quan về các sản phẩm chống ăn mòn 10
1.2.1. Phân loại các sản phẩm chống ăn mòn 10
1.2.2. Phụ gia cho các sản phẩm bảo quản 14
1.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sản phẩm bảo quản trên thế giới và Việt Nam 16
1.3.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sản phẩm bảo quản trên thế giới 16
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sản phẩm bảo quản ở Việt Nam 18
1.4. Yêu cầu chung của sản phẩm bảo quản sử dụng cho vùng khí hậu nhiệt đới ẩm 20
1.5. Kết luận 23
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG – ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 24
2.1. Nội dung nghiên cứu 24

2.2. Đối tƣợng nghiên cứu 24
2.2.1. Dầu nhớt thải (dầu nhớt cặn) 24
2.2.2. Dầu thực vật Việt Nam 31
2.2.3. Dung môi dầu hỏa (K.O) 37
2.2.4. Phụ gia ức chế ăn mòn 38
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 41
v



2.3.1. Các phƣơng pháp tiêu chuẩn 42
2.3.2. Các phƣơng pháp thực nghiệm 44
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 47
3.1. Nghiên cứu và lựa chọn thành phần cho sản phẩm bảo quản đẩy nƣớc 47
3.1.1. Thành phần chất nền 47
3.1.2. Hợp chất đẩy nƣớc 47
3.1.3. Phụ gia chống ăn mòn 47
3.1.4. Dung môi hòa tan 48
3.1.5. Nghiên cứu khả năng bảo vệ chống ăn mòn của nguyên liệu 49
3.2. Nghiên cứu và lựa chọn công thức cho sản phẩm bảo quản 51
3.3. Nghiên cứu và lựa chọn thành phần tối ƣu hợp chất đẩy nƣớc chống ăn mòn 53
3.4. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm 72
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77
4.1. Các kết quả đạt đƣợc 77
4.2. Kiến nghị 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

vi

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN










Phần đánh giá:
 Ý thức thực hiện:
 Nội dung thực hiện:
 Hình thức trình bày:
 Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2013
Giáo viên hƣớng dẫn


vii



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Phần đánh giá:
 Ý thức thực hiện:
 Nội dung thực hiện:
 Hình thức trình bày:
 Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2013
Giáo viên phản biện


viii



DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Phân loại dầu, mỡ bảo quản theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia 11
Bảng 1.2: Một số dòng sản phẩm bảo quản nổi tiếng trên thế giới 17
Bảng 1.3. Một số dòng sản phẩm bảo quản có mặt trên thị trường Việt Nam 19
Bảng 1.4. Các yếu tố đặc trưng của các điều kiện khí hậu khác nhau 21
Bảng 1.5. Khí hậu Việt Nam theo TCVN 4088 – 1985 22
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu hóa lý của dầu nhớt thải 30
Bảng 2.2. Lượng dầu ép của mỗi cây dầu thực vật ở Việt Nam 32
Bảng 2.3. Thành phần acid béo có trong hạt Jatropha 33

Bảng 2.4. Thành phần acid béo của các hợp chất béo thu được từ những phần khác
nhau của cây gòn. 35
Bảng 2.5. Thành phần acid béo có trong dầu dừa 36
Bảng 2.6. Thành phần acid béo có trong dầu cao su 37
Bảng 2.7. Thành phần, tính chất và phạm vi ứng dụng của các chất ức chế 39
Bảng 3.1. Khả năng bảo vệ của từng loại chất ức chế 48
Bảng 3.2. Chỉ tiêu chất lượng của dầu hỏa dân dụng 49
Bảng 3.3. Khả năng bảo quản của nguyên liệu 50
Bảng 3.4. Khả năng bảo vệ của từng loại dầu thực vật 51
Bảng 3.5. Khảo sát chọn loại dầu thực vật 52
Bảng 3.6. Khảo sát tính chất của các mẫu có thành phần dầu gòn 54
ix



DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Đường đi của dầu nhớt thải 25
Hình 2.2. Mẫu dầu Jatropha 34
Hình 2.3. Hình mẫu dầu gòn 36
Hình 2.4. Mẫu thép trong thiết bị tạo sương muối 43
Hình 2.5. Mẫu thép sau khi bị ăn mòn 43
Hình 2.6. Vùng đẩy điện ly của miếng thép 44
Hình 2.7. Ống đong chứa Fe
2
O
3
trước và sau khi thấm 45
Hình 2.8. Thiết bị đo phổ hồng ngoại IR 46
Hình 3.1. Khả năng bảo quản của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 3% 59
Hình 3.2. Khả năng bảo quản của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 10% 60

Hình 3.3. Khả năng bảo quản của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 5% 61
Hình 3.4. Khả năng đẩy dung dịch điện ly của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 3% 62
Hình 3.5. Khả năng đẩy dung dịch điện ly của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 5% 63
Hình 3.6. Khả năng đẩy dung dịch điện ly của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 10% 63
Hình 3.7. Độ sâu thấm Fe
2
O
3
của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 3% 64
Hình 3.8. Độ sâu Fe
2
O
3
của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 5% 65
Hình 3.9. Độ sâu Fe
2
O
3
của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 10% 65
Hình 3.10. So sánh khả năng bảo vệ chống ăn mòn của các mẫu sản phẩm bảo
quản 67
Hình 3.11. Tính năng đẩy điện ly của một số mẫu bảo quản 68
Hình 3.12 Tính năng thấm Fe
2
O
3
của các mẫu bảo quản 69
Hình 3.13. Khả năng bảo quản của sản phẩm trong môi trường sương muối 69
x

Hình 3.14. Kết quả đo IR của các thành phần hợp thành sản phẩm bảo quản chống
ăn mòn và sản phẩm cuối cùng 71
Hình 3.15. Sản phẩm Eazy-40 và sản phẩm nghiên cứu tối ưu 73
Hình 3.16. Kết quả đo IR của mẫu sản phẩm tổng hợp được 75

xi



MỞ ĐẦU
Sự hủy hoại hoặc làm suy giảm tính năng các công trình, trang thiết bị do ăn
mòn kim loại là vấn đề hết sức nghiêm trọng của mọi nền kinh tế quốc dân.
Hằng năm, ăn mòn kim loại làm thiệt hại trực tiếp tới 3 – 5% GNP của nhiều
quốc gia. Tuy vậy, con số đó thay đổi tùy theo mức độ phát triển công nghiệp từng
nƣớc, tùy khối lƣợng kim loại, hợp kim đƣợc sử dụng và điều kiện khí hậu kỹ thuật
của vùng. Trên quy mô toàn cầu, trong những năm 80 thiệt hại do ăn mòn ƣớc tính
có thể đến con số 120 – 200 tỷ USD. Đó là chƣa tính đến những thiệt hại gián tiếp
do ăn mòn kim loại gây ra nhƣ: tình trạng cũ kỹ của máy móc, trục trặc khi vận
hành do hỏng hóc, độ tin cậy kém, ô nhiễm môi trƣờng và mất an toàn lao động.
Vùng khí hậu nhiệt đới Việt Nam là một trong những vùng nguy hiểm nhất về
phƣơng diện ăn mòn, do thời gian đọng ẩm dài, năng lƣợng bức xạ lớn, hàm lƣợng
các tác nhân ăn mòn cao và nhiều yếu tố khí hậu kỹ thuật bất lợi khác.
Những lí do trên cho thấy, chống ăn mòn kim loại là vấn đề hết sức quan trọng
và đƣợc sự quan tâm ở nhiều nƣớc trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Rất nhiều
biện pháp chống ăn mòn đã và đang đƣợc sử dụng nhƣ sơn, mạ kim loại, hợp kim,
bảo vệ điện hóa, dùng ức chế ăn mòn kim loại, dầu mỡ bảo quản, Phủ dầu mỡ bảo
quản để chống ăn mòn là một trong những biện pháp phổ biến, đặc biệt trong lĩnh
vực quốc phòng. Thông thƣờng, các trang thiết bị kỹ thuật quân sự cần đƣợc bảo

quản hết sức cẩn thận, nhƣng khi có yêu cầu phải nhanh chóng đƣa các trang thiết bị
đó trở lại trạng thái hoạt động, sẵn sàng chiến đấu. Dầu mỡ bảo quản là vật liệu bảo
vệ hiệu quả, đƣợc sử dụng vì mục đích này. Do tầm quan trọng của nó, dầu mỡ bảo
quản luôn luôn đƣợc chú ý nghiên cứu và sản xuất ở nhiều nƣớc. Trong một thời
gian dài, hằng năm Việt Nam đã phải nhập một khối lƣợng lớn loại vật liệu này để
phục vụ kinh tế và quốc phòng.
Gần đây, một loạt các công trình nghiên cứu chế tạo dầu mỡ bảo quản nhằm
thay thế các sản phẩm ngoại nhập đã đƣợc các tác giả Việt nam tiến hành. Tuy
nhiên, các tác giả đó vẫn phải sử dụng phần lớn nguyên liệu có nguồn gốc từ nƣớc
xii



ngoài. Vì vậy, nghiên cứu sử dụng nguyên liệu trong nƣớc làm dầu mỡ bảo quản là
một trong những hƣớng cần đƣợc quan tâm, nhất là khi nền công nghiệp dầu khí
Việt Nam đã bắt đầu phát triển. Điều này đáp ứng đƣợc những yêu cầu về kinh tế -
xã hội cũng nhƣ sự chủ động trong công tác bảo quản trang thiết bị kỹ thuật.
Đề tài này đƣợc thực hiện nhằm mục đích nghiên cứu sử dụng phần nguyên
liệu nội địa và dầu nhớt đã qua sử dụng để sản xuất dầu mỡ bảo quản kim loại. Các
khảo sát chú trọng tới loại dầu mỡ thích hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm.
Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu khả năng sử dụng dầu nhớt thải làm chất nền
cho dầu mỡ bảo quản trong điều kiện khí quyển” đƣợc đặt ra để đáp ứng yêu cầu
bức thiết giải quyết các vấn đề trên.
1



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đại cương về ăn mòn kim loại
1.1.1. Định nghĩa [1]

Ăn mòn kim loại là sự tự phá hủy kim loại do tác dụng hóa học và điện hóa
giữa chúng với môi trƣờng bên ngoài.
Nói một cách khác, ăn mòn là quá trình chuyển biến kim loại từ dạng nguyên
tố thành dạng hợp chất. Sự ăn mòn thƣờng bắt đầu xảy ra trên bề mặt kim loại, rồi
quá trình phát triển vào sâu kèm theo sự biến đổi thành phần và tính chất hóa lý của
kim loại và hợp kim. Kim loại có thể hòa tan một phần hay toàn bộ tạo ra các sản
phẩm ăn mòn dƣới dạng kết tủa trên bề mặt kim loại (lớp gỉ, oxyt, hydrat, )
1.1.2. Phân loại [1]
1.1.2.1. Theo cơ chế của quá trình ăn mòn
Dựa vào cơ chế, có thể chia quá trình ăn mòn thành hai loại: ăn mòn hóa học
và ăn mòn điện hóa.
Ăn mòn hóa học là quá trình ăn mòn do tác dụng hóa học giữa kim loại với
môi trƣờng, phản ứng biến đổi kim loại thành ion. Trong điều kiện khí khô, kim loại
bị ăn mòn ở nhiệt độ cao khi tiếp xúc mới các khí hoạt động nhƣ SO
2
, Halogen,
H
2
S, Quá trình ăn mòn hóa học còn xảy ra ở môi trƣờng chất lỏng không điện ly
nhƣ sự ăn mòn của các thiết bị ống dẫn các dung môi hữu cơ, các nhiên liệu lỏng
trong thành phần có các hợp chất sulfua,
Ăn mòn điện hóa là quá trình ăn mòn do phản ứng điện hóa giữa kim loại với
môi trƣờng, quá trình xảy ra ở hai vùng có điện cực khác nhau trên bề mặt kim loại.
Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào thế điện cực của kim loại.
1.1.2.2. Theo điều kiện của quá trình ăn mòn
Dựa vào điều kiện tác động lên quá trình ăn mòn, ngƣời ta thƣờng phân ra các
kiểu ăn mòn phổ biến sau đây:
2

Ăn mòn khí quyển là ăn mòn kim loại trong khí quyển hay các khí ẩm ƣớt
khác.
Ăn mòn trong chất điện ly (acid, bazo, muối).
Ăn mòn dƣới đất nghĩa là ăn mòn các công trình ngầm dƣới đất.
Ăn mòn điện gây ra dƣới tác dụng của dòng điện ngoài.
Ăn mòn dƣới tác dụng của điện thế gây ra do tác dụng đồng thời của môi
trƣờng xâm thực và của điện thế trên kim loại.
Ăn mòn sinh vật học là ăn mòn gây ra do các vi sinh vật hay sản phẩm chuyển
hóa của chúng.
1.1.2.3. Theo dạng đặc trưng của ăn mòn
Ăn mòn toàn bộ xảy ra trên toàn bộ bề mặt kim loại, nó có thể đều đặn hoặc
không đều.
Ăn mòn cục bộ tập trung ở các khu riêng biệt của bề mặt. Ví dụ: ăn mòn hang
hốc, ăn mòn điểm.
Ăn mòn giữa các tinh thể là sự phá hủy kim loại dọc theo ranh giới giữa các
tinh thể.
Ăn mòn xuyên tinh hình thành các vết rạn xuyên tinh dẫn đến sự phá hủy toàn
bộ kim loại.
1.1.3. Các phương pháp đánh giá độ ăn mòn
1.1.3.1. Đánh giá độ ăn mòn theo thiệt hại về khối lượng
Ngƣời ta đánh giá độ ăn mòn bằng mắt thƣờng để xác định sự đồng đều của bề
mặt, đặc điểm các sản phẩm ăn mòn độ bám dính của sản phẩm ăn mòn với bề mặt
kim loại kiểu ăn mòn.
Đối với sự ăn mòn toàn bộ, tốc độ ăn mòn còn có thể biểu diễn bằng sự thiệt
hại khối lƣợng của một đơn vị bề mặt trong một đơn vị thời gian, đƣợc biểu thị
bằng công thức:
3

Trong đó:
Q – tốc độ ăn mòn (g/m
2
.giờ; mg/cm
2
.ngày)
 – thiệt hại khối lƣợng (g; mg)
  

 


G
1
– khối lƣợng trƣớc khi thí nghiệm (g; mg)
G
2
– khối lƣợng sau khi thí nghiệm (g; mg)
S – diện tích bề mặt (m
2
; cm
2
)
t – Thời gian thí nghiệm (giờ; ngày)
1.1.3.2. Đánh giá tốc độ ăn mòn theo chỉ số độ sâu ăn mòn
Chỉ số thiệt hại về khối lƣợng không cho phép so sánh sự ăn mòn của các kim
loại có khối lƣợng riêng khác nhau. Do đó ngƣời ta đƣa ra việc đánh giá tốc độ ăn
mòn theo chỉ số độ sâu đƣợc xác định bằng công thức:

Trong đó:
P – chỉ số độ sâu ăn mòn mm/năm
Q – tốc độ ăn mòn theo khối lƣợng g/m
2
.giờ
d – khối lƣợng riêng của kim loại g/m
2

Thứ nguyên của chỉ số độ sâu:

1.1.4. Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn [2]
4



Phƣơng pháp bảo vệ chống ăn mòn bào gồm:
 Sử dụng vật liệu chống ăn mòn
 Sử dụng chất ức chế chống ăn mòn
 Bảo vệ bằng các lớp bao phủ
 Bảo vệ catod bằng anod hy sinh
Bảo vệ bề mặt bên ngoài thƣờng dùng các phƣơng pháp bao phủ hoặc bảo vệ
bằng catod hay anod, bên trong thì dùng chất ức chế hay bao phủ.
1.1.4.1. Vật liệu chống ăn mòn
Vật liệu chống ăn mòn bao gồm vật liệu phi kim và các hợp kim chống ăn
mòn
 Vật liệu phi kim:
Vật liệu phi kim đƣợc sử dụng do hoàn toàn không bị ăn mòn, tuy nhiên ứng
dụng còn hạn chế do những nhƣợc điểm về khoảng nhiệt độ và áp suất hoạt động,
khả năng chịu va chạm và rung động kém.

Một loại vật liệu phi kim trƣớc đây thƣờng đƣợc sử dụng là GRE (Reinforced
Epoxy) một dạng của plastic đƣợc gia cƣờng bằng sợi thủy tinh, làm đƣờng ống trên
bờ với áp suất hoạt động thấp, nhƣng hiện nay chủ yếu ứng dụng trong cấp thoát
nƣớc.
 Hợp kim chống ăn mòn (CRAs):
CRAs đƣợc sử dụng khi thép carbon mangan không phù hợp để sử dụng, lý do
chính là do lƣu chất vận chuyển quá ăn mòn đối với thép carbon thƣờng cho dù đã
có những biện pháp chống ăn mòn khác nhƣ sử dụng chất ức chế hay lớp phủ thông
thƣờng.
Các CRAs đƣợc sử dụng thay thế hoàn toàn hoặc chỉ bao phủ bề mặt ống. Các
loại CRAs thông dụng gồm có: thép không rỉ duplex (duplex stainsless steel), hợp
kim nickel, ống thép carbon mangan đƣợc phủ thép không rỉ austenic và một số loại
vật liệu khác nhƣ titan và hợp kim của nó. Thép không rỉ đƣợc sản xuất trên cơ bản
5



thép carbon bằng cách giảm bớt lƣợng carbon, thêm vào các nguyên tố không rỉ nhƣ
nickel, chromium.
 Thép không rỉ martansiric:
Đƣợc sử dụng chủ yếu trong ống vận chuyển dầu và van, vật liệu này đƣợc sản
xuất từ thép carbon mangan thêm 13% chromium, hàm lƣợng Carbon giữa khoảng
0,15% , khả năng chống ăn mòn ngọt tốt, giá thành gấp 3 lần thép carbon thông
thƣờng, độ bền ở nhiệt độ thấp kém và rất khó hàn. Loại thép này thƣờng đƣợc xử
lý bằng nhiệt trƣớc khi sử dụng để nâng cao cơ tính, đƣợc Kawasaki cải thiện bằng
cách thêm vào một lƣợng nhỏ nickel, mangan và molipden, tính chống ăn mòn và
khả năng hàn tăng rõ rệt.
 Thép không rỉ Austenic:
Đây là loại thép không nhiễm từ đƣợc sử dụng chủ yếu trong những nhà máy
chế biến và nhà máy về khí, hàm lƣợng những nguyên tố không rỉ khá cao từ 18%

Cr, 8% Nickel đến 27% Cr, 30% Nickel và 3% Molipden, khả năng chống ăn mòn
cao, tuy nhiên dễ bị nứt gãy khi chịu ứng suất ăn mòn nếu có mặt chlorine (nồng độ
giới hạn của chlorine là khoảng 50 – 100 ppm ở nhiệt độ 60
o
C). Nó đƣợc sử dụng
chủ yếu làm lớp phủ bề mặt trong cho những đƣờng ống, bể chứa hay những chi tiết
nhỏ bằng vật liệu thép carbon. Thép không rỉ austenic nhạy cảm với nứt gãy, rất dễ
hƣ hỏng trên diện rộng khi khả năng chống ăn mòn suy giảm. Giá thành gấp 4 lần
thép carbon thông thƣờng, khá dễ hàn. Tuy nhiên cần tránh hiện tƣợng carbin hóa ở
mối hàn và vùng xung quanh do nhiệt độ cao làm giảm khả năng chống ăn mòn,
tăng cƣờng khả năng ổn định bằng cách giảm hàm lƣợng carbon xuống khoảng
0,05% và thêm một số nguyên tố ổn định nhƣ titan hay niobi.
 Thép không rỉ Duplex:
Thành phần: C: 0,03 – 0,05%, Cr: 22 – 25%; Ni: 5 – 6%; Mo: 3 – 6%, giá
thành gấp 6 lần thép carbon thông thƣờng, dạng thép này gần nhƣ là một hỗn hợp
của ferrite và austenic, khả năng chống gỉ tốt, khả năng hàn và độ bền cao hơn thép
austenic.
6



 Thép hợp kim cao nickel:
Chi phí loại vật liệu này tƣơng đối cao so với những loại khác, chủ yếu do
hàm lƣợng của những nguyên tố chống rỉ cao. Hàm lƣợng nhƣ sau: Ni:28 – 56%;
Cr: 21 – 22%; Fe: 5 – 22%; Mo: 3 – 9%; Cu 2%; Nb 4%; Ti 1%. Khả năng chống
ăn mòn rất tốt, thƣờng thấy sử dụng trong việc sản xuất các acid mạnh. Đƣờng ống
vận chuyển ngoài khơi thƣờng đƣợc phủ một lớp thép hợp kim cao, giá thành giảm
tƣơng đối, khoảng 7 – 10% thép carbon thông thƣờng.
1.1.4.2. Lớp phủ chống ăn mòn
Là phƣơng pháp chống ăn mòn hữu hiệu nhất hiện nay, thông thƣờng sử dụng

kết hợp với biện pháp bảo vệ catod. Những đặc tính cần xem xét của vật liệu làm
lớp phủ là: khả năng bám dính, mềm dẻo, điện trở, khả năng cách nhiệt, chống chịu
các tác động cơ học, tính chất vật lý hóa học ổn định, dễ sử dụng và bền trong môi
trƣờng
 Lớp phủ cho bề mặt ngoài:
Vật liệu làm lớp phủ: Những loại vật liệu quan trọng dùng bao phủ bên ngoài
nhƣ:
 Nhựa đƣờng nóng
 PE và PP
 FBE
 Bằng plastic
 Asphal mastic
 Epikote (một loại nhựa xuất phát từ than đá)
Nhựa đƣờng (hoặc nhựa than đá): đƣợc sử dụng khá lâu trƣớc đây, dùng chủ
yếu cho những đƣờng ống bị chôn lấp hoặc đƣờng ống ngoài khơi, thƣờng đƣợc phủ
trƣớc khi vận chuyển và lắp đặt. Lớp phủ đƣợc tạo thành bằng cách cho nhựa đƣờng
nóng chảy tự do bên ngoài ống, không cần lọc tạp chất kỹ càng, bề dày cần đạt đƣợc
ít nhất là 2,5mm cho đƣờng ống trên bờ và ít nhất 5mm cho đƣờng ống ngoài khơi.
Bên ngoài đƣợc phủ bằng lớp vải sợi thủy tinh để hạn chế tác động cơ học của đất
7



đá và quá trình lắp đặt. Gần đây ứng dụng khuynh hƣớng sử dụng lớp phủ nhẹ và
mỏng hơn nhƣ PE, FBE cho đƣờng ống trên bờ thay thế cho lớp phủ nặng nề bằng
nhựa đƣờng. Tuy nhiên đối với đƣờng ống ngoài khơi, lớp nhựa đƣờng vẫn sử dụng
rộng rãi bên dƣới lớp bọc bê tông.
Polyetylen: là loại vật liệu đƣợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, đƣợc coi là
loại vật liệu bảo vệ bên ngoài tốt nhất koangr 10 – 15 năm trở lại đây. Bề dày của
lớp PE tùy thuộc vào đƣờng kính ống.

Quá trình phủ PE đƣợc tiến hành theo hai cách: bột PE đƣợc phủ lên bề ngoài
của ống đƣợc làm sạch và gia nhiệt đến khoảng 300
o
C hay lớp PE nóng đƣợc kéo
phủ lên bề mặt đã đƣợc làm sạch và gia nhiệt khoảng 120 – 180
o
C. Trong phƣơng
pháp này cần phải sử dụng chất bám dính ban đầu do PE không dính vào thép.
Trong cả hai phƣơng pháp, để tăng cƣờng sự gắn kết và khả năng chống bong
tróc, một lớp mỏng FBE đƣợc phủ lên trƣớc lớp PE. Lớp PE bền, chống tác động cơ
học trong quá trình vận chuyển, lắp đặt tốt, điện trở cao, nên làm giảm dòng bảo vệ
catod.
FBE (Fusion Boned Epoxy): lớp băng epoxy mỏng hoặc bột epoxy đã đƣợc sử
dụng nhiều trong hệ thống đƣờng ống, đặc biệt là những hệ thống trên bờ, có thể
cho hệ thống đƣờng kính đến 1600mm, hoạt động ở nhiệt độ đến 100
o
C và có nhiều
tính chất vƣợt trội so với những vật liệu khác. Lớp phủ epoxy đƣợc tạo ra bằng cách
dùng súng phun tĩnh điện, phun bột nhựa lên bề mặt ống đã đƣợc làm sạch và gia
nhiệt trƣớc đến khoàng 230 – 240
o
C. Lớp phủ tạo thành rất mỏng nhƣng rất bền,
bám dính tốt vào thép, độ bền hóa học rất cao, tuy nhiên trong môi trƣờng ẩm ƣớt,
khả năng chịu nhiệt giảm sút, chỉ hoạt động tốt ở 75
o
C.
 Lớp phủ bề mặt bên trong:
Lớp phủ bên trong nhằm mục đích tạo ra một rào ngăn cách giữa lƣu chất và
bề mặt kim loại, chống lại những quá trình ăn mòn của những sản phẩm có tính ăn
mòn. Lớp phủ bên trong thƣờng là sơn epoxy, ngoài việc bảo vệ chống ăn mòn còn

nhằm mục đích giảm ma sát và tạo sự sạch sẽ cho bề mặt bên trong ống.
8



Quá trình sơn phủ bên trong diễn ra nhờ một thiết bị đƣợc gắn giữa hai thoi.
Trƣớc khi sơn phủ, bề mặt bên trong ống đƣợc súc rữa sạch bằng một dung dịch
acid phù hợp, làm khô. Sau đó thoi sẽ di chuyển và toàn bộ bề mặt bên trong sẽ
đƣợc sơn phủ. Quá trình sơn phủ đƣợc kiểm tra bằng camera gắn trên thoi.
1.1.4.3. Sử dụng chất ức chế [2]
Chất ức chế hóa học đƣợc sử dụng để giảm tốc độ ăn mòn. Nó đƣợc cho vào
lƣu chất vận chuyển hoặc là phụ gia trong lớp sơn phủ đƣờng ống. Chất ức chế
đƣợc chia làm 3 loại:
 Chất ức chế chủ động: nó phản ứng với kim loại tạo thành một lớp film
bảo vệ chống ăn mòn.
 Chất ức chế thụ động: đƣợc hấp phụ vào bề mặt kim loại và tạo thành
một bề mặt ngăn cản sự tiếp xúc của kim loại với những tác nhân ăn
mòn.
 Các độ chất sinh học dùng để diệt vi sinh vật cũng là một loại chất ức
chế nhằm làm giảm số lƣợng vi sinh vật hoạt động trong đƣờng ống.
Chất ức chế đƣợc đƣa vào hệ thống theo từng đợt hoặc liên tục. Biện pháp sử
dụng chất ức chế không đảm bảo việc bảo vệ an toàn môi trƣờng đƣờng ống nên
phải sử dụng cùng với các biện pháp bảo vệ khác.
 Chất ức chế chủ động:
Chất ức chế loại này đƣợc thêm vào hệ thống với nồng độ thấp và thƣờng là
loại chất rắn có thể tan hoàn toàn trong lƣu chất vận chuyển. Chúng phản ứng với
kim loại và tạo thành một lớp film bảo vệ kim loại trong không bị ăn mòn. Thông
thƣờng loại chất này chứa các gốc nitrite, chromate và phosphate. Các chất ức chế
không đƣợc sử dụng riêng lẽ mà thƣờng phối hợp nhiều loại với nhau, kết hợp với
việc sử dụng chất diệt khuẩn, biện pháp hiệu chỉnh pH làm tăng hiệu quả của chất

ức chế. Chi phí cho việc sử dụng chất ức chế thƣờng là khá cao.
 Chất ức chế thụ động:
9



Chất ức chế loại này tạo thành lớp film bao phủ trên bề mặt kim loại, ngăn
chặn các phản ứng cathod và anod, qua đó ngăn chặn khả năng ăn mòn. Chất ức chế
loại này thƣờng là những hợp chất cao phân tử, cấu tạo gồm hai phần: phần đầu
mang những nhóm hoạt động có khả năng hấp phụ vào bề mặt kim loại, phần đuôi
mang những nhóm hữu cơ làm thành một lớp ngăn cản sự khuếch tán của những tác
nhân ăn mòn vào bề mặt kim loại.
Phần đầu thƣờng là những gốc amin, alcihol, acid vòng mang N
2
, sulphide
hoặc phosphate. Phần đuôi thƣờng là vòng thơm hoặc gốc acid béo. Loại chất ức
chế này thƣờng không hiệu quả khi có mặt oxy, tuy nhiên hoạt động ngăn cản CO
2

và H
2
S rất tốt.
Chất ức chế thụ động hấp thu vào bề mặt kim loại và tạo thành những lớp film
liên kết với nhau bằng những liên kết vật lý, số lƣợng lớp film đôi khi đủ dày để có
thể thấy đƣợc.
Những lớp film thƣờng bị bó và tạo thành liên tục. Khi lựa chọn chất ức chế
thụ động, ngƣời ta thƣờng quan tâm đến những yếu tố sau:
 Tƣơng thích với những chất hóa học trong dầu.
 Không tạo nhũ tƣơng với nƣớc hay dầu
 Ổn định nhiệt

 Tạo kết tủa bám dính
 Không gây ô nhiễm môi trƣờng: tất cả những chất ức chế sau khi đƣợc
sử dụng đều đƣợc thải ra môi trƣờng, do đó yêu cầu về khả năng phân
hủy nhanh và không gây ô nhiễm môi trƣờng là rất cần thiết.
 Giá cả và khả năng cung cấp.
 Chất diệt vi sinh:
Chất diệt vi sinh vật đƣợc sử dụng nhằm hạn chế sự phát triển của vi khuẩn
khử sulphate (sulphate reducing – SRB). Chất này đƣợc cho vào từng đợt và đƣợc
sử dụng khi mức vi khuẩn trong đƣờng ống khoảng 10
3
/ml. Chất diệt khuẩn thƣờng
đƣợc kết hợp với chất ức chế khi tiến hành.
10



1.2. Tổng quan về các sản phẩm chống ăn mòn
1.2.1. Phân loại các sản phẩm chống ăn mòn [3]
1.2.1.1. Mỡ bảo quản [4]
Mỡ là hỗn hợp của dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp, một lƣợng chất làm đặc
thích hợp và các phụ gia để cải thiện tính chất của mỡ. Mỡ bảo quản là mỡ dùng để
phủ bên ngoài bề mặt kim loại nhằm ngăn ngừa sự tác động của môi trƣờng lên kim
loại. Phân loại mỡ bảo quản theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN: 2010/BTC)
đƣợc liệt kê trong bảng 1.1. Dựa vào bản chất của chất làm đặc có thể chia mỡ bảo
quản thành hai loại chính:
- Mỡ hydrocacbon:
Chất làm đặc là hydrocacbon có phân tử lƣợng cao nhƣ: xerezin, parafin,
petroletum, vazolin, Mỡ hydrocacbon thƣờng có nhiệt độ nóng chảy thấp (khoảng
50 – 60
o

C) nên dễ bảo quản bằng phƣơng pháp nhúng trong mỡ đun chảy và dễ phá
niêm cất. Tuy nhiên, mỡ hydrocacbon có nhƣợc điểm thể hiện độ bám dính kém,
màng mỡ dễ rạn nứt ở nhiệt độ thấp và có nhiệt độ tuột thấp nên dễ trôi tuột khi
nhiệt độ tăng cao.
- Mỡ bảo quản loại xà phòng:
Chất làm đặc là các loại xà phòng kim loại nhƣ xà phòng canxi, bari, nhôm,
kẽm, chì, Mỡ bảo quản loại xà phòng có tính bám dính tốt hơn mỡ hydrocacbon.
Do có nhiệt độ nhỏ giọt và nhiệt độ tuột cao nên thích hợp hơn mỡ hydrocacbon khi
bảo quản ở môi trƣờng có nhiệt độ cao nhƣ Việt Nam. Nhƣợc điểm của mỡ loại này
là dầu dễ tách ra khỏi chất làm đặc khi đun chảy nên không bảo quản băng phƣơng
pháp đun chảy mỡ đƣợc mà chỉ có thể dùng để bôi phết lên vật liệu. So với mỡ
hydrocacbon thì mỡ xà phòng có độ bền hóa học cao hơn nhƣng độ hút ẩm cũng lớn
hơn.
1.2.1.2. Dầu bảo quản
11



Dầu bảo quản là loại dầu dùng để phủ bên ngoài bề mặt kim loại nhằm ngăn
ngừa sự tác động của môi trƣờng lên kim loại (độ ẩm, bụi bẩn, các chất khí xâm
thực gây ăn mòn).
Để tăng cƣờng tính năng chống ăn mòn thì trong dầu có hòa tan một lƣợng lớn
các chất ức chế ăn mòn kim loại. Khi đƣa vào dầu mỡ bảo quản các phụ gia chống
oxy hóa và ức chế ăn mòn kim loại thì khả năng bảo vệ kim loại của chúng không
thua kém gì các phƣơng pháp bảo vệ khác. Một loại dầu mỡ bảo quản tốt có thể bảo
vệ kim loại chống ăn mòn trong thời gian 5 – 6 năm.
Phân loại dầu bảo quản theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN: 2010/BTC)
đƣợc liệt kê trong bảng 1.1 sau:
Bảng 1.1. Phân loại dầu, mỡ bảo quản theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia [5]
STT

Loại dầu,
mỡ
Thành phần dầu, mỡ
Công dụng bảo quản
1
Dầu khoáng
vật
Dầu công nghiệp (dầu
suốt) + dầu máy (dầu
xilanh)
Thời gian bảo quản trong 30
ngày, thƣờng bảo quản các chi
tiết trong quá trình gia công,
bảo quản thép trong vận
chuyển
2
Vazolin kỹ
thuật
55% (dầu suốt + dầu máy)
pha với 30% mỡ máy và
15% parafin (nến đốt)
Bảo quản từ 6 đến 8 tháng cho
kim loại lƣu kho trong thời
gian ngắn
3
Dầu lau đạn
75% mỡ máy + 15% dầu
xilanh + 10% parafin +
kiềm
Bảo quản lâu dài trong kho chi

tiết và thiết bị kim loại trong
quá trình dự trữ
4
Dầu chống rỉ
37,5% dầu máy + 37,5%
dầu xilanh + 5% colophan
Bảo quản chi tiết máy và kim
loại
12



(nhựa thông) + 20%
vazolin kỹ thuật
5
Mỡ bảo quản
Kí hiệu: YTC-1(M) 4700
– 49
Bảo quản chung chi tiết và kim
loại. Có khả năng chịu đƣợc
tác dụng của nƣớc mặn.
6
Mỡ súng
Kí hiệu: BO3045-51
Nếu dùng 50% BO + 50%
YH.3
Bảo quản chi tiết, thiết bị, tác
dụng bảo quản lâu dài
7
Mỡ đặc biệt

cho công
nghệ
Kí hiệu: 5570-50
Bảo quản dây cáp trần không
có vỏ bọc bảo vệ
8
Mỡ 95/5
95% Petralatum + 5%
Paraphin + 0,02% kiềm
Thời gian bảo quản đến 2 năm.
Tác dụng chống ăn mòn kim
loại tiếp xúc với biển
9
Mỡ ACM
(MC-1 và
ACM-3)
12% - 14% Olesteaoral
nhôm + 88% - 86% dầu
xilanh
Thời gian bảo quản đến 5 năm.
Tác dụng bảo quản tốt trong
môi trƣờng
10
Mỡ - 203A
85% dung dịch Sunfonat
canxi + 15% Petrolatum
oxy hóa
Bảo quản kim loại đen và kim
loại màu
11

Mỡ - 203
40% dầu Sunfonat canxi
+15% Petrolatum oxy hóa
+ 50% dầu công nghiệp
Bảo quản kim loại đen và kim
loại màu
1.2.1.3. Màng ức chế chống ăn mòn pins [3]
13



Thành phần của màng bảo quản này bao gồm chất tạo màng, chất ức chế
chống ăn mòn, dung môi hòa tan và các phụ gia biến tính. Dễ dàng phủ lên sản
phẩm cần bảo quản bằng các phƣơng pháp phun, quét, nhúng. Khi hỗn hợp đƣợc
đƣa lên vật liệu bảo quản, nó sẽ bôi trơn, chảy loan trên bề mặt kim loại và đẩy
nƣớc, chất điện ly ra khoải bề mặt. Hỗn hợp có khả năng thẩm thấu vào các mao
quản và những vết nứt trên bề mặt kim loại, giúp bao phủ kín toàn bộ bề mặt. Tiếp
đó, dung môi dễ bay hơi trong hỗn hợp bảo quản sẽ bay hơi một phần, hình thành
lớp màng, bám dính lên vật liệu nhờ lực bám dính.
So với dầu mỡ bảo quản, màng bảo quản pins có những ƣu điểm:
- Khả năng bảo vệ cao với lớp màng mỏng hơn nhiều so với dầu mỡ bảo
quản.
- Có khả năng chảy vào các khe hở, các vết xƣớc cực nhỏ trên bề mặt kim
loại.
- Sử dụng để bảo quản bề mặt ngoài mà không cần phá niêm cất sau đó.
- Có khả năng đẩy nƣớc trên bề mặt.
- Đặc biệt hiệu quả khi bảo quản các vật liệu kim loại ở các vùng nhiệt đới
khắc nghiệt.
1.2.1.4. Hợp chất bảo quản đẩy nước
Sản phẩm bảo quản đẩy nƣớc là một dạng đặc biệt của màng ức chế pins.

Thành phần và tính chất của hợp chất đẩy nƣớc cũng gần giống nhƣ pins. Đây là
dạng sản phẩm đặc biệt của các sản phẩm bảo quản chống ăn mòn. Hợp chất có
thành phần gồm: 10 – 50% chất nền có thể là dầu gốc khoáng hoặc dầu tổng hợp.
30% là các loại phụ gia giúp tăng tính năng bảo vệ nhƣ các chất ức chế ăn mòn, chất
kháng khuẩn, chất tăng độ bền, phụ gia đẩy nƣớc. Còn lại 20 – 60% là dung môi
giúp hòa tan các thành phần với nhau. Hợp chất bảo quản đẩy nƣớc tạo màng dầu
rất mỏng (5 – 15µm) nhƣng vẫn thể hiện đƣợc các tính năng bảo quản hiệu quả.
Không chỉ tạo màng che phủ bề mặt vật liệu, hợp chất bảo quản đẩy nƣớc còn có
khả năng đẩy nƣớc và thẩm thấu rất cao. Vì vậy, ngƣời ta còn sử dụng chúng để