Nghiên cứu ăn mòn ứng lực của một số loại thép không gỉ trong môi trường khí quyển chúa ion clorua

Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu ăn mòn ứng lực của
một số loại thép không gỉ trong môi trường khí quyển chứa ion clorua” là công trình
do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
và PGS.TS. Mai Thanh Tùng. Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn
hoàn toàn chính xác, trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình
khoa học nào khác.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Học viên

Phạm Văn Nghĩa

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

1


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên

PGS.TS. Mai Thanh Tùng

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến PGS.TS. Lê Thị
Hồng Liên và PGS.TS. Mai Thanh Tùng – những người thầy đã hướng dẫn chỉ bảo
tôi tận tình về mặt khoa học, kỹ năng thực hành và tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian tham gia nghiên cứu đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sỹ Nguyễn Thị Thanh Nga và các đồng
nghiệp tại trung tâm Đánh giá hư hỏng vật liệu, các thầy cô giáo đang công tác tại
Viện Kỹ thuật Hóa học, các thầy cô giáo bộ môn Công nghệ Điện hóa và bảo vệ
kim loại, các đồng chí trong Trung tâm Đo lường - Viện Công nghệ - Tổng cục
CNQP đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn.
Sau cùng, tôi xin tỏ lòng biết ơn của mình tới gia đình và bạn bè, những người
đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng

năm 2016

Học viên thực hiện

Phạm Văn Nghĩa

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

2


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 2
MỤC LỤC .................................................................................................................. 3
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ 5
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... 6
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... 9
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 10
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN ỨNG LỰC ...................................... 12
1.1. Giới thiệu về ăn mòn ứng lực ....................................................................... 12
1.2. Điều kiện xảy ra ăn mòn ứng lực ................................................................ 13
1.3. Cơ chế ăn mòn ứng lực ................................................................................. 15
1.4. SCC thép không gỉ trong môi trƣờng khí quyển chứa ion Cl- (AISCC) . 17
1.4.1. Đặc điểm của AISCC............................................................................... 17
1.4.2. Qúa trình hình thành AISCC trong môi trường khí quyển biển .......... 18
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới AISCC. .......................................................... 18
1.4.4. Một số nghiên cứu về AISCC ................................................................. 22
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................. 27
2.1. Vật liệu nghiên cứu ....................................................................................... 27
2.2. Phƣơng pháp thử nghiệm............................................................................. 28
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀO THẢO LUẬN ...................................................... 30
3.1. Thử nghiệm gia tốc trong phòng thí nghiệm .............................................. 30
3.1.1. Thép 304 ................................................................................................... 30

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

3


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

3.1.2. Thép 316 ................................................................................................... 31
3.2. Ảnh hƣởng của sự nhiệt luyện và hàm lƣợng ion Cl- sa lắng tới SCC .... 33
3.2.1. Thép 304 ................................................................................................... 33
3.2.1.1. Mẫu không xử lý nhiệt .......................................................................33
3.2.1.2. Mẫu có xử lý nhiệt .............................................................................36
3.2.2. Thép 316 ................................................................................................... 41
3.2.2.1. Mẫu không xử lý nhiệt .......................................................................41
3.2.2.2. Mẫu có xử lý nhiệt .............................................................................42
3.3. Ảnh hƣởng của độ ẩm tới tốc độ phát triển vết nứt .................................. 45
3.3.1. Thép 304 ................................................................................................... 46
3.3.1.1. Mẫu gia tốc bằng dung dịch MgCl2 bão hòa .....................................46
3.3.1.2. Mẫu gia tốc bằng dung dịch NaCl bão hòa ........................................52
3.3.2. Thép 316 ................................................................................................... 56
3.4. Cơ chế lan truyền vết nứt ............................................................................. 57
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 62

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

4

Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số hệ vật liệu/môi trường nhạy SCC .................................................14
Bảng 1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm đến SCC của thép 304 ...........................23
Bảng 1.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cl- và độ ẩm đến SCC của thép 304 ...........24
Bảng 1.4. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cl- và nhiệt độ đến SCC thép 304 ...............25
Bảng 2.1. Thành phần thép không gỉ 304 và 316, % khối lượng ..............................27
Bảng 2.2. Kích thước mẫu U-Bend theo tiêu chuẩn G30-97[15] .............................27
Bảng 3.1. Thông số khí hậu và môi trường tại Đồ Sơn ............................................33
Bảng 3.2. Tổng lượng ion Cl- sa lắng và tỷ lệ thời gian khô/ướt tại Đồ Sơn ...........33
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cl- sa lắng và sự nhiệt luyện tới SCC mẫu
thép 304 .....................................................................................................................40
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cl- sa lắng và sự nhiệt luyện tới SCC mẫu
thép 316 .....................................................................................................................45
Bảng 3.5. Khoảng thời gian không khí có độ ẩm  40%, 40÷50%, 50÷60%, 60%
và nhiệt độ trung bình tương ứng..............................................................................46
Bảng 3.6. Chiều dài và tốc độ phát triển vết nứt trên mẫu thép 304 nhỏ dd MgCl2
BH sau mỗi tuần thử nghiệm .....................................................................................47
Bảng 3.7. Chiều dài và tốc độ phát triển vết nứt trên mẫu thép 304 nhỏ dd NaCl bão
hòa sau mỗi tuần thử nghiệm ....................................................................................52
Bảng 3.8. Sự phụ SCC vào nhiệt độ và độ ẩm độ ẩm không khí của mẫu thép 304 và
316 nhỏ muối MgCl2 và NaCl BH .............................................................................57
Bảng 3.9. Thành phần SPAM trên mặt gẫy tại vị trí biên hạt, % khối lượng ...........60

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

5


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Biểu đồ so sánh các dạng ăn mòn .............................................................12
Hình 1.2. Điều kiện xảy ra SCC ................................................................................13
Hình 1.3. Quá trình hình thành vết nứt .....................................................................15
Hình 1.4. Vết nứt hình thành từ các bậc trượt ..........................................................16
Hình 1.5. Qúa trình hình thành vết nứt trong môi trường khí quyển biển ................18
Hình 1.6. Qúa trình hình thành giọt muối bão hòa...................................................20
Hình 1.7. Sự phát triển và bay hơi của hỗn hợp các hạt muối tại 17,5°C ................21
Hình 1.8. Sơ đồ giữ ẩm của hạt trên bề mặt vật liệu ................................................22
Hình 1.9. Mẫu thép 304 sau 400 giờ thử nghiệm tại 80 °C, độ ẩm 40 %, lượng ion
Cl- sa lắng trên bề mặt mẫu là 400 µg/cm2, vết nứt SCC phát triển theo biên hạt ...24
Hình 1.10. Vết nứt SCC thép SUS 304 tại 35 oC sau 1 và 4 tháng TN: mẫu xử lý
nhiệt (a), (b) mẫu không xử lý nhiệt (c), (d), (e) mẫu hàn sau 4 tháng TN ...............26
Hình 2.1. Tiêu chuẩn chế tạo mẫu U-Bend và mẫu thử nghiệm ...............................27
Hình 2.2. Kính hiển vi 3D Stemi DV4/Carl Zeis .......................................................28
Hình 2.3. Kính hiển vi quang học Axiovert 40MAT- Carl Zeis ................................28
Hình 2.4. Kính hiển vi điện tử quét JEOL-JSM 6490 ...............................................29
Hình 3.1. Bề mặt mẫu thép 304 sau 10 ngày thử nghiệm gia tốc, 50x .....................30
Hình 3.2. Bề mặt mẫu thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH sau 20 ngày thử nghiệm ...........30
Hình 3.3. Bề mặt mẫu thép 304 nhỏ dd NaCl BH sau 20 ngày thử nghiệm .............31
Hình 3.4. Bề mặt mẫu thép 316 sau 10 ngày thử nghiệm, 50x .................................31
Hình 3.5. Bề mặt mẫu thép 316 nhỏ dd MgCl2 BH sau 20 ngày thử nghiệm ...........32

Hình 3.6. Mẫu thép 316 nhỏ NaCl BH sau 20 ngày thử nghiệm ..............................32
Hình 3.7. Bề mặt mẫu thép 304 không xử lý nhiệt ....................................................34
Hình 3.8. Bề mặt mẫu thép 304 không xử lý nhiệt không nhỏ muối sau 4 tháng TN34

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

6


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Hình 3.9. Bề mặt mẫu thép 304 không xử lý nhiệt nhỏ dung dịch NaCl BH sau 4
tháng thử nghiệm .......................................................................................................35
Hình 3.10. Bề mặt mẫu thép 304 không xử lý nhiệt nhỏ dung dịch MgCl2 BH sau 4
tháng thử nghiệm .......................................................................................................35
Hình 3.11. Bề mặt mẫu thép 304 không nhỏ muối sau 1 tháng TN ..........................36
Hình 3.12. Điểm gỉ và sự lan truyền vết nứt trên bề mặt mẫu thép 304 không nhỏ
muối sau 2 tháng TN .................................................................................................36
Hình 3.13. Bề mặt mẫu thép 304 không nhỏ muối sau 3 và 4 tháng TN, 200x .........37
Hình 3.14. Bề mặt mẫu thép 304 nhỏ dd NaCl BH sau 1 và 2 tháng TN .................37
Hình 3.15. Bề mặt mẫu thép 304 nhỏ muối MgCl2 sau 1 và 2 tháng TN .................38
Hình 3.16. Ảnh hiển vi kim tương bề mặt mẫu thép 304 sau 2 tháng TN, 200x .......38
Hình 3.17. Bề mặt mẫu thép 304 nhỏ dd NaCl BH sau 4 tháng TN, 200x ..............39
Hình 3.18. Bề mặt mẫu thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH sau 4 tháng TN, 200x .............39
Hình 3.19. Bề mặt mẫu thép 316 không xử lý sau 1, 2 và 3 tháng TN ......................41
Hình 3.20. Mẫu thép 316 không xử lý nhiệt, không nhỏ muối sau 4 tháng TN, 10x.41
Hình 3.21. Bề mặt thép 316 không xử lý nhiệt, nhỏ dd NaCl BH sau 4 tháng TN ...42

Hình 3.22. Bề mặt thép 316 không xử lý nhiệt, nhỏ dd MgCl2 BH sau 4 tháng TN .42
Hình 3.23. Bề mặt mẫu thép 316 xử lý nhiệt sau 1 và 2 tháng TN ...........................43
Hình 3.24. Mẫu thép 316 xử lý nhiệt không nhỏ muối sau 4 tháng TN, 50x ............43
Hình 3.25. Bề mặt mẫu thép 316 xử lý nhiệt nhỏ dd NaCl BH .................................44
Hình 3.26. Bề mặt mẫu thép 316 xử lý nhiệt nhỏ dd MgCl2 BH ...............................44
Hình 3.27. Tốc độ phát triển vết nứt mẫu thép 304 nhỏ dung dịch MgCl2 BH sau 8
tuần thử nghiệm .........................................................................................................47
Hình 3.28. Biến thiên tốc độ phát triển vết nứt và thời gian không khí có các độ ẩm
khác nhau; mẫu thép 304 khi nhỏ dd MgCl2 BH ......................................................47
Hình 3.29. Bề mặt thép 304 nhỏ MgCl2 BH bị SCC ở tuần 1 và 3, 50x ...................48
Hình 3.30. Bề mặt thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH bị SCC tuần 4, 50x .........................48
HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

7


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Hình 3.31. Bề mặt thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH bị SCC tuần 5 và 6, 50x..................49
Hình 3.32. Bề mặt thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH bị SCC tuần 7 và 8, 50x..................49
Hình 3.33. Bề mặt thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH bị SCC tuần 10, 50x .......................50
Hình 3.34. Hình ảnh mặt gẫy mẫu thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH sau 15 tuần TN ......51
Hình 3.35 Tốc độ phát triển vết nứt mẫu thép 304 nhỏ dd NaCl BH sau 7 tuần TN 52
Hình 3.36. Biến thiên tốc độ phát triển vết nứt và thời gian không khí có RH khác
nhau của mẫu thép 304 khi nhỏ NaCl BH ................................................................53
Hình 3.37. Bề mặt thép 304 nhỏ dung dịch NaCl BH bị SCC tuần 1 và 3, 50x ........53
Hình 3.38. Bề mặt thép 304 nhỏ dd NaCl BH bị SCC tuần 4, 50x ...........................54

Hình 3.39. Bề mặt thép 304 nhỏ dd NaCl BH bị SCC tuần 5 và 6, 50x....................54
Hình 3.40. Bề mặt thép 304 nhỏ dung dịch NaCl BH bị SCC tuần 7, 50x ...............55
Hình 3.41. Bề mặt thép 316 nhỏ MgCl2 BH bị SCC sau 16 tuần thử nghiệm ..........56
Hình 3.42. Sự hình thành và phát triển vết nứt mẫu thép 304 ..................................58
Hình 3.43. Hình ảnh bề mặt vết nứt thép 304 nhỏ dd MgCl2 BH bằng kính hiển vi
quang học ..................................................................................................................58
Hình 3.44. Hình ảnh bề mặt vết nứt thép 304 nhỏ dd NaCl BH bằng kính hiển vi
quang học ..................................................................................................................58
Hình 3.45. Mặt gẫy mẫu thép 304 nhỏ dd NaCl và MgCl2 BH .................................59
Hình 3.46. Hình ảnh bề mặt mẫu 304 nhỏ dd MgCl2 BH bị SCC chụp bằng SEM ..59
Hình 3.47. Hình ảnh vị trí phân tích SPAM và đường phổ tán xạ tia X ...................60

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

8


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
SCC - Stress Corrosion Cracking - ăn mòn ứng lực
AISCC, ASCC - Atmospheric Induced Stress Corrosion Cracking - ăn mòn ứng lực
trong khí quyển
RH - Relative Humidity - Độ ẩm tương đối
RHsat, RHcrit, DRH - Deliquescence Relative Humidity - Độ ẩm chảy rữa
ERH - Efflorescence Relative Humidity - Độ ẩm phấn hóa (trương nở)
SEM - Scanning Electron Microscope - Hiển vi điện tử quét

EDS - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy - Nhiễu xạ tia X
dd - dung dịch
BH - Bão hòa
TN - Thử nghiệm
X - Lần

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

9


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

LỜI MỞ ĐẦU
Trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu gẫy do ăn mòn ứng lực của
các loại vật liệu/môi trường khác nhau. Gần đây ăn mòn ứng lực thép không gỉ 304
và 316 trong môi trường khí quyển biển bắt đầu được nghiên cứu và phần lớn nhằm
tập trung giải quyết các hư hỏng bồn chứa nhiên liệu thải của nhà máy điện hạt nhân
và các hư hỏng trần tòa nhà bể bơi.
Trước đây, phần lớn các nghiên cứu ăn mòn ứng lực của thép không gỉ đều tập
trung ở môi trường dung dịch chứa ion Cl- với nhiệt độ >50-60oC. Tuy nhiên, nhiều
sự cố và tai nạn đã xảy ra do ăn mòn ứng lực khi thiết bị vận hành ở điều kiện nhiệt
độ không cao hơn nhiệt độ của môi trường không khí xung quanh, đặc biệt là trong
điều kiện khí quyển biển/ven biển, do sự tích tụ ion Cl- trên bề mặt vật liệu tại
những vị trí tập trung ứng suất (mối hàn, khuyết tật do quá trình gia công nguội, góc
nhọn sắc…) đã đạt đến nồng độ tới hạn, gây xuất hiện vết nứt, sau đó lan truyền dần
và dẫn đến gẫy chi tiết. Vì vậy, nghiên cứu SCC của thép không gỉ trong môi

trường khí quyển ven biển đang được thế giới rất quan tâm nhằm giảm thiểu tai nạn,
ngăn chặn rò rỉ phóng xạ, đảm bảo an toàn trong nhà máy điện hạt nhân.
Tại Việt Nam, cho đến nay, các công trình nghiên cứu về ăn mòn ứng lực thép
304 và 316 còn rất hạn chế và mới chỉ có một vài công bố về ăn mòn ứng lực thép
không gỉ SUS 304 và 316 trong dung dịch chứa ion Cl- do PGS.TS. Lê Thị Hồng
Liên, ThS. Nguyễn Thị Thanh Nga và Kỹ sư Phạm Văn Nghĩa đăng tải trên tạp chí
Khoa học và Công nghệ, chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ về gẫy do ăn
mòn ứng lực của thép không gỉ trong môi trường khí quyển chứa ion Cl-. Do đó, học
viên đã lựa chọn đề tài nghiên cứu tốt nghiệp Thạc sỹ với tiêu đề: “Nghiên cứu ăn
mòn ứng lực của một số loại thép không gỉ trong môi trường khí quyển chứa ion
clorua”.

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

10


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Mục tiêu của đề tài:
 Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng ion Cl- sa lắng đến ăn mòn ứng lực
thép không gỉ 304 và 316 trong môi trường khí quyển chứa ion Cl-.
 Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ nhạy ăn mòn ứng lực của
thép không gỉ 304 và 316 trong môi trường khí quyển chứa ion Cl-.
 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm tới ăn mòn ứng lực thép
không gỉ 304 và 316 trong môi trường khí quyển chứa ion Cl-.
 Xác định kiểu, tốc độ lan truyền truyền vết nứt.

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

11


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN ỨNG LỰC
1.1. Giới thiệu về ăn mòn ứng lực
Gãy do ăn mòn ứng lực (stress corrosion cracking - SCC) là sự nứt dẫn đến
gãy vật liệu do tác động đồng thời của ứng suất kéo và môi trường ăn mòn. Trong
quá trình kim loại bị SCC, phần lớn bề mặt kim loại và hợp kim không bị phá hủy
nhưng xuất hiện những vết nứt nhỏ phát triển xuyên qua thể tích vật liệu.
SCC là dạng ăn mòn gây phá hủy vật liệu rất nguy hiểm tuy lượng kim loại
tổn thất rất nhỏ nhưng nó làm suy giảm độ bền cơ học của vật liệu. SCC cần trải qua
một thời gian ủ bệnh nên rất khó phát hiện khi khảo sát hay kiểm tra, vì thế nó
thường xảy ra rất đột ngột và khó dự đoán trước. SCC có thể xảy ra cả ở ứng suất
nhỏ hơn ứng suất thiết kế [9].
Theo thống kê trên thế giới về hư hỏng do ăn mòn gây ra, SCC chiếm khoảng
hơn 20% trong tổng số các dạng ăn mòn [10].

Hình 1.1. Biểu đồ so sánh các dạng ăn mòn
SCC xảy ra chủ yếu với các thiết bị trong công nghiêp, nhất là trong lĩnh vực
công nghiệp hóa chất, tinh chế dầu khí, nhiệt điện, năng lượng hạt nhân và một số lĩnh
vực khác, gây hậu quả vô cùng nghiêm trọng. Nhiệt độ gây SCC thường khoảng
>70oC, tuy nhiên trong một số trường hợp SCC có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn,

đặc biệt trong dung dịch axit. Sự nứt, gãy có thể phát triển cả ở ứng suất thấp như:
ứng suất dư do quá trình hàn hoặc quá trình gia công [11].

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

12


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất, dầu khí,
công nghiệp năng lượng và hạt nhân vì có độ bền cao, tính hàn tốt. Tuy nhiên, điểm
yếu chính của loại thép này là có nguy cơ bị phá hủy do SCC. Trên thế giới, trong
các tai nạn xảy ra đối với thiết bị trong công nghiệp hóa chất, 25% tai nạn là do
SCC, mà trong đó 50% tai nạn xảy ra trong môi trường chứa H2S và NaCl. Mặc dù
cần phải có một hàm lượng Cl- đủ lớn thì mới gây SCC nhưng tại một số vị trí (lỗ,
khe), ion Cl- bị tích tụ và đạt nồng độ tới hạn gây SCC thì chỉ cần một hàm lượng
Cl- nhỏ trong môi trường cũng có thể dẫn đến SCC.
1.2. Điều kiện xảy ra ăn mòn ứng lực
SCC xảy ra dưới sự tác động kết hợp của ứng suất kéo và môi trường ăn mòn
lên vật liệu nhạy với SCC, đặc biệt trong các môi trường nhiệt độ cao, áp lực lớn,
nồng độ chất xâm thực đậm đặc. SCC chỉ xảy ra khi hội tụ đủ ba điều kiện sau [3]:


Vật liệu nhạy với SCC.



Môi trường có tác nhân gây SCC đối với vật liệu.



Ứng suất kéo đủ lớn gây nên SCC.

Hình 1.2. Điều kiện xảy ra SCC
Hình 1.2 cho ta thấy sự tác động qua lại giữa: Ứng suất kéo, môi trường ăn
mòn và hợp kim nhạy SCC là rất chặt chẽ, nếu thiếu một trong ba yếu tố trên thì
SCC không thể xảy ra.

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

13


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Những yếu tố chính ảnh hưởng đến SCC là nhiệt độ, nồng độ dung dịch, ứng
suất, cấu trúc và thành phần kim loại… Bảng 1.1 giới thiệu một số cặp vật liệu/môi
trường (nhiệt độ, nồng độ) nhạy SCC với các kiểu gãy tương ứng [13].
Bảng 1.1. Một số hệ vật liệu/môi trường nhạy SCC
Môi trường
Hydroxides
Nitrates
Carbonate/ bicarbonate

Dd ammoniac
CO/CO2/H2O
Nước thông khí

Nồng độ
cao
TB
thấp
-

Nhiệt độ
cao
TB
TB
thấp
thấp
rất cao

Kiểu gãy
I
I
I
T
T
T

Thép hợp kim thấp
(Cr-Mo, Cr-Mo-V)

Nước

-

TB

T

Các loại thép bền
(strong steel)

Nước (y>1200 M Pa)
Chloride ( y>800 M Pa)
Sunfide ( y>600 MPa)

thấp
thấp
thấp

M
M
M

Vật liệu

Thép cacbon

Chloride

cao

cao

T

Hydroxide

cao

rất cao

M

Thép không gỉ
Austenit nhạy SCC

Nước thông khí

-

rất cao

I

Thép không gỉ

Thiosulphate/
polythionate

thấp

thấp

I

Thép không gỉ
Duplex

Chloride

cao

rất cao

T

Chloride + H2S
Chloride
(thường + H2S)
Hơi nước

cao

TB

T

TB

thấp

T

-

thấp

T

Chlorides
Chlorides
Methanol
N2 O4
Dung dịch amôni

thấp
cao
cao
thấp

thấp
thấp
thấp
thấp
thấp

I
T
T
T
I

Thép không gỉ
Austenit

Thép không gỉ
Martensitic
Thép độ bền cao
Hợp kim nhôm
Hợp kim titan
Hợp kim đồng
(trừ Cu-Ni)
Ghi chú:

T – Xuyên hạt, I – Biên hạt, y – Ứng suất tối thiểu gây SCC.
M- Hỗn hợp (mixed) vừa xuyên hạt vừa biên hạt.

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

14


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Mức độ

Nồng độ

Nhiệt độ

Thấp

Đến 10-2M

Môi trường

Trung bình (TB)

Đến 1M

<100oC

Cao

Xung quanh 1M

Quanh nhiệt độ sôi

Rất cao

Gần bão hòa

Cao hơn nhiệt độ sôi

Dựa vào các cặp vật liệu/môi trường nhạy với SCC, tùy từng điều kiện môi
trường làm việc mà ta có thể thiết kế thiết bị, máy móc để hạn chế sự phá hủy do
SCC, giảm thiệt hại trong sản xuất.
1.3. Cơ chế ăn mòn ứng lực

SCC là một quá trình rất phức tạp. Đã có rất nhiều nhà nghiên cứu đưa ra các
giả thuyết về quá trình hình thành và phát triển của SCC dẫn đến nứt, gãy phá hủy
vật liệu như: cơ chế mạch hoạt tính có sẵn, cơ chế mạch hoạt tính gây ra bởi biến
dạng, cơ chế hấp phụ hay mô hình gãy cơ học [9]… Tuy nhiên, các nghiên cứu trên
chỉ đề cập đến sự phá hủy vật liệu do SCC xuất phát từ các lỗ (pit) hay khe
(crevice). Tại các lỗ hay các khe này có sự tập trung tác nhân gây ăn mòn với nồng
độ cao, dễ dàng cho cho phản ứng hòa tan kim loại tạo các sản phẩm ăn mòn (các
muối, oxit kim loại …), đồng thời, dưới tác dụng của của ứng suất kéo đủ lớn, vết
nứt đầu tiên sẽ được hình thành tại các đầu mút (crack tip)-(hình 1.3).

Hình 1.3. Quá trình hình thành vết nứt
HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

15


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

1. Sự vận chuyển tác nhân ăn mòn dọc lỗ (pit).
2. Phản ứng trong dung dịch gần lỗ.
3. Sự hấp phụ của tác nhân ăn mòn trên bề mặt lỗ.
4. Sự khuếch tán cấu tử ăn mòn trên bề mặt lỗ.
5. Phản ứng trên bề mặt lỗ.
6. Sự hấp phụ tác nhân ăn mòn vào bên trong lỗ.
7. Sự khuếch tán cấu tử ăn mòn trong lỗ.
8. Phản ứng trong lỗ.
9. Sự phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử dẫn tới nứt.

Trong quá trình xảy ra SCC, đầu mút là nơi khởi đầu và trở thành vùng hoạt
động, trong khi vách vết nứt và bề mặt ngoài vẫn thụ động dẫn đến tạo thành một
pin ăn mòn. Như vậy, đầu mút vết nứt đóng vai trò anot, bề mặt ngoài và vách là
catot. Sự hoà tan tại đầu mút của lỗ/khe là yếu tố quyết định đến sự lan truyền vết
nứt vào trong lòng vật liệu.
Khi vết nứt bắt đầu mở ra tại đầu mút thì nó trở thành khe nứt ban đầu của
SCC, tạo điều kiện cho tác nhân ăn mòn xâm nhập và tập trung trong khe nứt với
nồng độ cao. Tại khe này sẽ xuất hiện những đầu nứt mới, các đầu nứt mới này sẽ
phát triển thành các vết nứt mới… Cứ như vậy, theo thời gian và điều kiện làm việc
của thiết bị mà các vết nứt này lan truyền xuyên qua thể tích vật liệu, khi đó cơ tính
của kim loại giảm dần, gây phá hủy cấu trúc ban đầu của chi tiết dẫn đến hư hỏng
các thiết bị một cách nghiêm trọng.

Hình 1.4. Vết nứt hình thành từ các bậc trượt
HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

16


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Điện thế, số điểm ăn mòn, vị trí ứng suất, cường độ ứng suất ảnh hưởng tới
quá trình phát triển vết nứt. SCC cũng có thế bắt đầu tại các biên hạt nếu các hạt
tinh thể nhạy SCC. Bề mặt kim loại có thể sinh ra các bậc trượt, khi có ứng suất kéo
đủ lớn hoặc sự tấn công hóa học sẽ làm vỡ màng thụ động trên bề mặt gây nên SCC
[5] (Hình 1.4).
1.4. SCC thép không gỉ trong môi trƣờng khí quyển chứa ion Cl- (AISCC)

Hầu hết các nghiên cứu về SCC đều tập trung vào môi trường dung dịch chứa
ion Cl- có nhiệt độ cao (lớn hơn 60 °C). Tuy nhiên, nhiều hư hỏng do SCC đã xảy ra
khi thiết bị làm việc trong điều kiện khí quyển ở nhiệt độ không cao hơn nhiệt độ
môi trường. Trong thập niên 80 của thế kỷ 20, mái thép không gỉ của hồ bơi Uster ở
Thụy Sĩ đã bị gẫy dẫn đến sụp đổ trần nhà bể bơi và người ta đã phát hiện sản phẩm
ăn mòn có độ pH từ 3,5 đến 4 và chứa 42.000 ppm Cl-; sự cố xảy ra trong điều kiện
nhiệt độ môi trường xung quanh là 28 °C [3]. Hay một số hư hỏng do SCC gây ra
đối với bồn chứa nguyên liệu thải của nhà máy điện hạt nhân [6]... Tất các hư hỏng
trên đều gây ra bởi SCC trong điều kiện khí quyển chứa ion Cl-, ở nhiệt độ môi
trường xung quanh. Ăn mòn trong điều kiện như vậy gọi là ASCC hay AISCC atmospheric induced stress corrosion cracking.
Các nghiên cứu chỉ ra rằng AISCC xảy ra khi muối hút ẩm hay hạt muối dạng
xon khí (aerosols) kết tinh trên bề mặt vật liệu và bắt đầu hút ẩm từ không khí xung
quanh. Kết quả là một lớp mỏng dung dịch muối bão hòa được hình thành trên bề
mặt vật liệu kim loại. Tại những vị trí đặc biệt, ăn mòn điểm hoặc ăn mòn khe sẽ
xảy ra; nếu vật liệu nhạy SCC và ứng suất tại các vị trí đó đủ lớn để gây nên SCC,
vết nứt sẽ được hình thành và phát triển. Các các vị trí tập trung ứng suất cao như
mối hàn, vị trí bề mặt vật liệu không liên tục/khuyết tật, bề mặt sau khi nhiệt luyện
tồn tại ứng suất dư… sẽ dễ xảy ra AISCC [5].
1.4.1. Đặc điểm của AISCC
- Khác với SCC, AISCC xảy ra với vật liệu không ngâm trong dung dịch hoặc
môi trường ăn mòn.
HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

17


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

- AISCC thường xảy ra bởi sự chảy rữa của muối được kết tinh trên bề mặt vật
liệu hoặc hiện tượng mao dẫn kéo ẩm về phía các hạt trơ.
- AISCC phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và loại muối sa lắng trên bề mặt.
- AISCC đòi hỏi vật liệu tiếp xúc với môi trường xung quanh trong thời gian
khá dài (thời gian trước khi xảy ra nứt tại nhiệt độ môi trường xung quanh).
- AISCC xảy ra ở môi trường khí hậu khô.
1.4.2. Qúa trình hình thành AISCC trong môi trường khí quyển biển

Hình 1.5. Qúa trình hình thành vết nứt trong môi trường khí quyển biển
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới AISCC.
AISCC phụ thuộc vào các yếu tố: Ứng suất, điều kiện môi trường và các yếu
tố luyện kim. Các thông số ảnh hưởng đến AISCC được thảo luận và tranh cãi rất
nhiều và tập trung vào một số yếu tố được trình bày ở dưới [3].
- Yếu tố môi trường:
+ Độ ẩm.

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

18


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

+ Nhiệt độ.
+ Bề mặt bị nhiễm bẩn (dung dịch Clo hoặc dạng khác của Clo, axit).
+ Xuất hiện của các khe, kẽ.

+ Xuất hiện các cặp pin điện hóa.
- Yếu tố luyện kim:
+ Hàm lượng nguyên tố lưu huỳnh (S).
+ Hàm lượng nguyên tố cacbon (C) và mức độ nhạy SCC của vật liệu.
+ Mối hàn và khắc laze.
+ Làm việc ở nhiệt độ lạnh.
- Ứng suất:
+ Ứng suất dư hoặc chịu ứng suất.
Trong các yếu tố môi trường thì nhiệt độ có ảnh hưởng rõ ràng nhất, hàm
lượng clorua lắng đọng trên bề mặt là điều kiện tiên quyết. Khả năng gây AISCC
của các loại muối clorua khác nhau liên quan tới độ ẩm và thành phần muối clorua
(sự xuất hiện của các cation). Shoji chỉ ra rằng nếu muối clorua đã sa lắng trên bề
mặt kim loại, khả năng hút ẩm của muối làm cho dung dịch trên bề mặt trở nên bão
hòa, khi đó AISCC sẽ phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của không khí [3].
AISCC phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí. Khi
nhiệt độ thấp, độ ẩm cao, quá nhiều nước được hấp phụ lên bề mặt, dẫn tới dung
dịch quá loãng làm giảm bớt khả năng gây nên AISCC. Khi nhiệt độ cao, độ ẩm
thấp, dung dịch muối trên bề mặt bị cô đặc, không gian dịch chuyển của các ion trên
bề mặt không đủ, dẫn tới sự hình thành nên các cặp pin ăn mòn. Điều này giải thích
vì sao các hư hỏng được chỉ ra rằng SCC xảy ra ở nhiệt độ cao [5].
Trong môi trường khí quyển biển bề mặt kim loại bị nhiễm bẩn bởi bụi,
muối… tạo thành một màng mỏng dung dịch chất điện ly. Sự tồn tại của màng dung
dịch này trên bề mặt kim loại chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, luồng không khí cục bộ,
độ ẩm tương đối. Nồng độ dung dịch điện ly sẽ loãng ở độ ẩm cao và đặc khi độ ẩm
tương đối của không khí giảm.

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

19

Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Muối dưới dạng huyền phù từ nước biển như MgCl2 và CaCl2 … sẽ dính chặt
lên bề mặt vật liệu và chảy rữa khi độ ẩm không khí từ 30 đến 35% [5].
Bụi đất và các hạt có thể gây ra hiện tượng mao mạch, nó như một bẫy ẩm và
trở thành vị trí thuận lợi cho ăn mòn khe.
a) Ảnh hưởng sự chảy rữa của muối
Các muối có ái lực mạnh với ẩm (hút ẩm), sẽ hút ẩm từ không khí khi tiếp xúc
với nó tạo thành dung dịch điện ly, hiện tượng như vậy gọi là chảy rữa. Để có sự
hấp phụ ẩm xảy ra, áp suất hơi nước trong không khí phải lớn hơn áp suất hơi của
dung dịch bão hòa. Khi hỗn hợp của nước với chất không bay hơi, áp suất riêng
phần của nước tỷ lệ với phần mol của nó trong dung dịch theo định luật Raoult’s.
Tuy nhiên, do lực hút tĩnh điện giữa các ion nên dung dịch tĩnh điện sẽ không tuân
theo định luật Raoult’s, đặc biệt ở dung dịch có nồng độ cao [5].
Tại 250C, muối NaCl bị chảy rữa khi độ ẩm tương đối của không khí  75,3%
(RHsat) và MgCl2 bị chảy rữa khi độ ẩm  32,8%. RHsat của từng loại muối phụ
thuộc vào nhiệt độ. Ví dụ, RHsat của MgNO3 tại 200C là 54,4%±0,2%; tại 230C là
53,5%±0,2% và giảm xuống 52,3%±0,2% tại 270C. RHsat còn được gọi là độ ẩm tới
hạn RHcrit hoặc độ ẩm chảy rữa DRH - deliquescence relative humidity.

Hình 1.6. Qúa trình hình thành giọt muối bão hòa

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

20

Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Khi độ ẩm tương đối RH  RHcrit thì hiện tượng chảy rữa xảy ra. Nói cách
khác trong không khí nếu độ ẩm đủ lớn sẽ làm ướt muối. Ở độ ẩm thấp hạt muối ở
dạng rắn, tinh thể. Như vậy khi RH tăng, các hạt vẫn sẽ ở dạng rắn cho tới RH bằng
DRH, sau đó các hạt muối bắt đầu hấp phụ ẩm từ không khí và trở thành giọt muối
bão hòa (hình 1.6).

Hình 1.7. Sự phát triển và bay hơi của hỗn hợp các hạt muối tại 17,5°C
Hình 1.7 mô tả quá trình hút ẩm – chảy rữa – bay hơi của hỗn hợp muối natri
tại 17,50 C. Khi độ ẩm dưới 72%, hạt muối ở trạng thái hút ẩm. Khi RH đạt được
gần 72%, hạt rắn đột ngột thay đổi trạng thái, hình thành nhiều pha (đoạn BC) và
trở thành dung dịch hoàn toàn bão hòa (điểm C). Nếu RH tăng hơn nữa, các giọt
nhỏ này hút ẩm từ không khí tạo thành màng nước trên bề mặt vật liệu (đoạn CD).
Khi RH giảm thì nước trong màng ẩm bị bay hơi: RH < DRH (điểm C), nước bị đẩy
ra khỏi muối và kết tinh lại nếu RH trở nên đủ thấp (đoạn CE), hỗn hợp muối đi vào
trạng thái giả bền mà tại đó dung dịch quá bão hòa, hạt tồn tại hơn nửa thời gian ở
trạng thái giả bền trong khoảng độ ẩm từ 45% và 75% (hình 1.7).
Chính quá trình hút ẩm và nhả ẩm của muối dẫn đến sự chảy rữa tạo điều kiện
thuận lợi cho ion Cl- tấn công bề mặt vật liệu gây ăn mòn cục bộ, khởi đầu cho SCC

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

21

Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

b) Ảnh hưởng của chất nhiễm bẩn trong không khí.
Bề mặt vật liệu bị nhiễm bẩn bởi các tạp chất trong khí quyển: hơi nước, bụi
các tạp chất như clorua, sulphats, nitrat. Muối clorua và sulphate là các hợp chất rất
phổ biến trong môi trường khí quyển biển. Huyền phù trong khí quyển biển (aersol
– xon khí) được hình thành khi tốc độ gió vượt 4m/s đã tạo thành những đợt sóng
vỡ chứa với hàng nghìn hạt nước muối biển có đường kính lớn hơn 10μm. Kết quả
là muối biển được vận chuyển vào vào sâu trong đất liền theo gió biển. Do có lẫn
nhiều tạp chất nên tính hút ẩm của hạt muối biển luôn thấp hơn so với hạt muối
clorua tinh khiết. Sự hút ẩm của các tạp chất sẽ làm tăng thời gian lưu ẩm trên bề
mặt vật liệu, dẫn đến vật liệu bị ăn mòn
Sự sa lắng của các tạp chất đồng thời cũng tạo thành các khe rất nhỏ trên bề
mặt vật liệu dẫn đến hiện tượng ăn mòn ở dưới lớp đất/bụi. Sự khác biệt khi gia
tăng tốc độ ăn mòn khi hiệu ứng mao mạch tạo nên bởi các hạt hình 1.8.

Hình 1.8. Sơ đồ giữ ẩm của hạt trên bề mặt vật liệu
AISCC bắt đầu và phát triển mạnh bởi sự xuất hiện của khe trên bên mặt vật
liệu. Tại các khe này sẽ tạo thành hốc nồng độ Cl- tăng cao, phá vỡ màng thụ động
trên bề mặt thép không gỉ, dẫn đến nguy cơ AISCC tăng nếu vật liệu chịu ứng suất
dư đủ lớn.
1.4.4. Một số nghiên cứu về AISCC
Trong những năm gần đây các nghiên cứu SCC của thép không gỉ 304 và 316
trong môi trường khí quyển biển đã được chú ý nhưng chưa nhiều.
Năm 2008, T. Prosek [1] tại Viện Nghiên cứu Ăn mòn Pháp đã nghiên cứu
khả năng nhạy ăn mòn ứng lực của thép không gỉ 304 và 316 trong môi trường mô

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

22


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

phỏng khí quyển chứa ion Cl- và kết luận rằng ăn mòn ứng lực xảy ra với hai loại
thép này ở độ ẩm thấp (~ 30%), nhiệt độ ~ 40 °C. Tương tự, Tani và các cộng sự khi
thử nghiệm mô phỏng ăn mòn ứng lực thép không gỉ 304 trong khí quyển, môi
trường có chứa ion Cl- cũng đưa ra kết luận thép không gỉ SUS 304 nhạy ăn mòn
ứng lực tại nhiệt độ ~ 40 °C.
Anthony Cook [4] và các đồng nghiệp đã thử nghiệm ăn mòn ứng lực thép
không gỉ 304 và 316 trong hai môi trường:
- Thử nghiệm gia tốc với nhiệt độ thay đổi từ 40 oC đến 80 oC với các hàm
lượng muối sa lắng khác nhau.
- Thử nghiệm các mẫu chữ U thép không gỉ trong môi trường khí quyển biển
Sounthern Victoria, Australia.
Bảng 1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm đến SCC của thép 304
Nhiệt độ, oC

40 °C

60 °C
80 °C

Độ ẩm, %

Thời gian thử, giờ

Đánh giá

40

2500

Vết nứt rất nhỏ

50

2500

Vết nứt rất nhỏ

70

2500

Lỗ nhỏ, nông

40

2500

Vết nứt rộng

50

2500

Vết nứt rộng

70

2500

Không có hiện tượng gì

40

400

Vết nứt rộng

Các kết quả nghiên cứu cho thấy thép không gỉ 304 và 316 bắt đầu nhạy ăn
mòn ứng lực trong môi trường khí quyển biển ở nhiệt độ 40 oC, độ ẩm 40 %. Các
tác giả đã xác định được thời gian dẫn đến nứt đối với mẫu thử nghiệm gia tốc tại
phòng thí nghiệm là 4 tháng; nhưng trong môi trường khí quyển biển tự nhiên sau 5
tháng thử nghiệm mẫu vẫn chưa xuất hiện ăn mòn ứng lực. Tốc độ phát triển vết nứt
cũng được nghiên cứu và kết quả được trình bày trong bảng 1.2, độ ẩm càng thấp
khả năng thép không gỉ bị ăn mòn ứng lực càng cao.

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

23

Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Hình 1.9. Mẫu thép 304 sau 400 giờ thử nghiệm tại 80 °C, độ ẩm 40 %, lượng ion
Cl- sa lắng trên bề mặt mẫu là 400 µg/cm2, vết nứt SCC phát triển theo biên hạt
Tương tự ảnh hưởng của nhiệt độ đối với SCC, khi nồng độ ion Cl- sa lắng
trên bề mặt mẫu thép không gỉ càng cao, SCC càng dễ dàng xảy ra.
Bảng 1.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cl- và độ ẩm đến SCC của thép 304
○ Không có hiện tượng gì

Nhiệt
độ, oC

40

60

80

 Xuất hiện vết nứt  Gãy vật liệu

Θ Ăn mòn lỗ

Lượng muối sa lắng trên bề mặt,
µg/cm2

Độ ẩm,
%

Thời gian
thử nghiệm,
giờ

50

100

200

400

40

2800

Θ







50

2800

Θ







70

2800





Θ

Θ

40

1200









50

1200









70

1200

Θ

Θ

Θ



40

400









50

400









70

400









HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

24


Luận văn Thạc sỹ KTHH

GVHD: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
PGS.TS. Mai Thanh Tùng

Bảng 1.4. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cl- và nhiệt độ đến SCC thép 304
Nhiệt độ Muối sa lắng trên
bề mặt, (g/m2)
(oC)

Các loại mẫu

Thời gian thử
nghiệm (tháng)

9 mẫu thường
10

9 mẫu xử lý nhiệt

6 mẫu thường
4

6 mẫu hàn

35

1.0

9 mẫu thường
9 mẫu xử lý nhiệt

10

9 mẫu xử lý nhiệt

4

1.0

12

52
1.0

5 mẫu xử lý nhiệt
1 mẫu hàn

9 mẫu thường

7 mẫu thường

9 mẫu xử lý nhiệt

4

9 mẫu thường
9 mẫu xử lý nhiệt

9 mẫu xử lý nhiệt

6 mẫu thường
6 mẫu xử lý nhiệt
6 mẫu thường
6 mẫu xử lý nhiệt

4 mẫu xử lý nhiệt
4 mẫu hàn

4

5 mẫu thường
3 mẫu xử lý nhiệt
1 mẫu thường

12

8 mẫu hàn
10

9 mẫu xử lý nhiệt

6 mẫu hàn

9 mẫu thường

0.1

5 mẫu thường

2 mẫu thường

6 mẫu hàn
45

8 mẫu xử lý nhiệt
2 mẫu hàn

9 mẫu thường
0.1

Mẫu có vết nứt

4 mẫu xử lý nhiệt
0 mẫu hàn

2.5

8

3 mẫu thường
1 mẫu xử lý nhiệt
0 mẫu thường
4 mẫu xử lý nhiệt

Trong công bố mới đây - năm 2014 về thử nghiệm gia tốc mẫu thép 304 tại

các điều kiện mô phỏng khác nhau của Xi Hua và các cộng sự [14] (bảng 1. 4) đã
cho thấy:

HVTH: Phạm Văn Nghĩa - 14BKTHH

25