Mạ nhúng nóng là gì?
- Mạ nhúng nóng là một trong những công nghệ bề mặt bằng phương pháp phủ lên bề mặt kim loại một lớp kẽm mỏng bằng cách nhúng kim loại bảo vệ đã qua xử lý bề mặt vào một bể chứa kẽm nóng chảy. Mạ nhúng nóng còn được gọi là mạ kẽm.
- Trong tất cả các kỹ thuật tạo bề mặt phổ biến cho thép thì mạ kẽm là phương pháp tạo bề mặt chống gỉ tốt nhất. Trong quá trình mạ kẽm kim loại được nấu thành hợp kim với chất nền. Vì thế lớp kẽm mạ sẽ không bị tróc ra như khi dùng sơn tạo ra lớp bảo vệ vĩnh cửu cho chất nền.
Lịch sử hình thành công nghệ mạ nhúng nóng:
Năm 1742 khi một nhà hoá học người Pháp tên là Melouin, trong một lần trình bày tại Viện hàn lâm Pháp, đã miêu tả phương án bảo vệ bề mặt chi tiết sắt thép bằng cách nhúng nó vào bể kẽm nóng chảy.
Năm 1836, Sorel là một nhà hoá học người Pháp đã nhận bằng sáng chế về phương pháp bảo vệ bề mặt sắt thép bởi lớp phủ kẽm bằng cách nhúng chi tiết vào bể kẽm nóng chảy sau khi đã xử lý bề mặt chi tiết bởi axit sulfuric 9% và nhúng qua Amonium Chloride. Một bằng sáng chế khác của nước Anh cũng đã được công nhận vào năm 1837.
Từ năm 1850, mỗi năm nền công nghiệp mạ nhúng kẽm nóng ở Anh dùng 10.000 tấn kẽm cho việc bảo vệ sắt thép. Mạ nhúng kẽm nóng để bảo về bề mặt sắt thép đã được ứng dụng rộng rãi hầu hết trong mọi nghành của nền kinh tế như truyền tải điện, giao thông vận tải, nhà máy giấy, nhà máy hoá chất...
Hơn 150 năm qua, mạ nhúng kẽm nóng đã chứng tỏ có một lịch sử thành công trong thương mại như một phương pháp chống ăn mòn trong vô số các ứng dụng khắp thế giới.
Giá trị của Mạ nhóng núng:
Dùng lớp phủ bảo vệ (hay gọi là bảo vệ rào chắn) để cách ly bề mặt kim loại tiếp xúc với chất điện dung trong môi trường ngoài là phương pháp cổ xưa nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất trong việc bảo vệ chống ăn mòn. Hai thuộc tích quan trọng nhất của lớp bảo vệ rào chắn là sự bám dính vào bề mặt kim loại nền và độ bền của lớp phủ. Sơn là một ví dụ điển hình về lớp bảo vệ rào chắn. Bảo vệ cathode là một phương pháp quan trọng để tránh ăn mòn, bản chất của bảo vệ cathode là làm thay đổi phần tử của mạch ăn mòn, tạo nền một phần tử của mạch ăn mòn mới và đảm bảo rằng kim
loại nền trở thành phần tử cathode của mạch này. Mạ nhúng kẽm nóng là phương pháp đồng thời cung cấp được hai phương pháp bảo vệ chống ăn mòn đó là bảo vệ rào chắn và bảo vệ cathode.
Từ lâu, Kẽm đã được sử dụng để tạo lớp bảo vệ do tính chất của kim loại này (tốc độ ăn mòn của Zn từ 40-50g/m2/năm so với 400-500g/m2/năm của thép, với lại Zn mang địên thế + so với Fe trong quá trình ăn mòn điện hoá…), về nguyên tắc dù được tạo bằng phương pháp nào: Mạ điện phân, mạ nhúng nóng, mạ phun thì yếu tố quyết định đến tuổi thọ lớp Zn bảo vệ là độ dày lớp Zn được phủ.
Với những đặc tính ưu việt về lớp phủ bề mặt bảo vệ, Mạ nhúng nóng đang cho thấy những giá trị hữu dụng. Công nghệ nhúng kẽm nóng chảy đảm chất lượng kết cấu các công trình thép xây dựng trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
Tạo lớp bảo vệ các kết cấu kim loại trong các môi trường không khí, biển, khí công nghiệp…
Lớp phủ kẽm sau khi khô có hai chức năng bảo vệ:
Thứ nhất là chức năng bảo vệ thụ động (passive protection) với lớp màng chắn bảo vệ kim loại như các loại sơn truyền thống;
Chức năng thứ hai là bảo vệ chủ động (active protection) tức chức năng chống ăn mòn catốt (Cathodic protection), chức năng này có ở lớp phủ bảo vệ bằng mạ kẽm nhúng nóng (hot-dip galvanizing).
Phục hồi các chi tiết bị mài mòn: làm mới bề mặt sản phẩm khi bị tác động của các yếu tố môi trường.
Tạo lớp bền chống mài mòn trên các chi tiết mới.
Tạo lớp trang trí trên lớp nhựa, gỗ…
Phổ biến nhất vẫn là tạo lớp kẽm, nhôm chống ăn mòn trong các điều kiện khác nhau
Ứng dụng của công nghệ Mạ nhúng nóng:
- Công nghệ nhúng kẽm nóng chảy chống ăn mòn kim loại cho các kết cấu thép được ứng dụng khá phổ biến tại các nước công nghiệp phát triển, nhưng ở nước ta đến 1989 mới được bắt đầu nghiên cứu triển khai với quy mô sản xuất và được thúc đẩy mạnh mẽ khi triển khai xây dựng đường dây tải điện 500kV Bắc Nam phục cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Vật liệu tương ứng và công nghệ nhúng kẽm đã được triển khai đúng lúc, đáp ứng được các yêu cầu chống ăn mòn, nâng cao chất lượng và tuổi thọ cũng như độ an toàn của các công trình kết cấu thép và đã được nhận giải 3 VIFOTEC năm đầu 1995.
- Đối tượng áp dụng chủ yếu là các công trình có kết cấu thép lớn như: Dàn khoan dầu khí, dầm cầu, dầm nhà thép, kết cấu cột thép cao, hệ thống cửa đập thuỷ điện, cửa van cống, vỏ tàu…cụ thể:
- Lĩnh vực viễn thông: hệ thống các sản phẩm trong ngành bưu chính – viễn thông – truyền hình như: trạm BTS, cột anten, trụ anten,..
- Lĩnh việc điện lực: cột điện
- Hiện các sản phẩm của mạ kẽm nhúng nóng tại Việt Nam chủ yếu là các phụ kiện đường dây tải điện được làm bằng thép, các tháp truyền hình, các hộ lan can mềm bảo vệ đường giao thông, các cột đèn chiếu sáng đô thị.
- Mạ kẽm đã chứng minh tính năng bảo vệ ưu việt cho các công trình nên hầu như tất cả công trình của ngành Điện hiện nay đều sử dụng sắt thép được mạ kẽm nhúng nóng.
Tuổi thọ của lớp mạ:
Tuổi thọ phục vụ mong đợi được định nghĩa là tuổi thọ cho tới khi 5% bề mặt xuất hiện lớp gỉ sắt. Thực tế sử dụng nhiều năm trước đây ở một số nước cho thấy với độ dày 100 - 150µm nói chung lớp mạ phun cho tuổi thọ 15 - 20 năm, nếu có một lớp sơn phủ hỗ trợ thường đạt 25 - 30 năm.
Ưu điểm chính của công nghệ:
- Công nghệ đơn giản dễ áp dụng, không đòi hỏi trang thiết bị phức tạp.
- Công nghệ này có thể áp dụng để phủ kẽm lên các chi tiết thép với hình dạng khác nhau như: các loại thanh (cây) thép, ống thép (ống thẳng hoặc cong đều nhúng được cả trong và ngoài), dây thép và các loại kết cấu hàn v.v…
- Năng suất mạ nhúng kẽm cao gấp hàng trăm lần mạ điện phân.
- Các loại hoá chất, vật tư và thiết bị của dây chuyền sản xuất hoàn toàn có thể mua trong nước.
