Thread Content
Trong thập kỷ tới, hướng phát triển và những trọng tâm của các thiết bị kỹ thuật dùng trong ngành công nghiệp biển cũng như các tàu thuyền công nghệ cao chủ yếu nằm ở các lĩnh vực sau: (1) Các thiết bị dùng để khai thác tài nguyên biển； (2) Thiết bị phát triển tài nguyên không gian biển ； (3) Nền tảng kiểm thử tổng hợp ； (4) Tàu thủy công nghệ cao ； (5) Thiết bị hỗ trợ cốt lõi. Để đạt được các mục tiêu chiến lược của chương trình “Sản xuất tại Trung Quốc 2025”, và nhanh chóng nâng cao trình độ công nghệ trong lĩnh vực thiết bị kỹ thuật hàng hải cũng như các loại tàu thuyền công nghệ cao của đất nước, chúng ta cần chú trọng đến khả năng chống ăn mòn của các thiết bị hàng hải, nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu suất hoạt động của chúng. Đại dương là một môi trường ăn mòn khắc nghiệt, chủ yếu do nước biển chứa nhiều muối khoáng. Do đó, chúng rất dễ tạo thành pin nguyên tử với các thiết bị làm từ kim loại, gây ra hiện tượng ăn mòn ở cấp độ vi mô. Ngoài ra, nhiều sinh vật sống trong đại dương sẽ bám vào thân máy móc. Điều này không chỉ làm giảm tốc độ hoạt động của máy móc, mà chúng còn tiết ra các axit hữu cơ hoặc tạo ra các chất có tính ăn mòn cao như lưu huỳnh điôxít, hydro sunfua, từ đó gây ra những tổn thương phức tạp cho thân máy móc ở nhiều quy mô khác nhau, từ cấp độ vi mô cho đến cấp độ vĩ mô. Tùy theo vùng bị ăn mòn mà đặc điểm của quá trình ăn mòn cũng khác nhau. Các dạng ăn mòn chính bao gồm ăn mòn đều, ăn mòn điểm, ăn mòn khe hở, ăn mòn do tác động cơ học, ăn mòn do bong bóng khí, ăn mòn do ma sát, ăn mòn điện cực, v.v. Những dạng ăn mòn này thường có liên quan đến thiết kế cấu trúc của các thiết bị dùng trong môi trường biển hoặc các yếu tố luyện kim. Các yếu tố gây ra hiện tượng ăn mòn thiết bị dưới đại dương chủ yếu bao gồm các yếu tố hóa học, vật lý, sinh học, đặc điểm khu vực, áp suất và tác động của dòng nước. Ngoài yếu tố ăn mòn, do các thiết bị dưới biển còn phải liên tục lặn xuống và nổi lên ở nhiều vùng biển khác nhau, chúng cũng phải đối mặt với nhiều vấn đề liên quan đến sự suy giảm về mặt cơ học. Ví dụ, khi độ sâu lặn tăng lên, biên độ của các tải trọng dao động cũng sẽ ngày càng lớn; do đó, việc vật liệu nền bị mỏi do tải trọng có tần số thấp là điều không thể tránh khỏi. Và do sự tồn tại của các yếu tố như ăn mòn điểm, điều kiện ngưỡng dẫn đến tổn thương cơ học ở vật liệu nền sẽ ngày càng giảm xuống. Do đó, để đảm bảo hoạt động và sử dụng an toàn của các thiết bị hàng hải, việc sử dụng các biện pháp kỹ thuật cần thiết để bảo vệ vật liệu cấu tạo nên các thiết bị này trở nên vô cùng quan trọng. Đối với việc bảo vệ bề mặt của các vật liệu dùng trong thiết bị hàng hải, người ta chủ yếu sử dụng 3 phương pháp sau: (1) Xử lý bề mặt nhằm nâng cao khả năng chống ăn mòn và khả năng chịu mỏi của vật liệu ； (2) Sử dụng phương pháp bảo vệ cực âm để bảo vệ tính chống ăn mòn của vật liệu nền ； (3) Bảo vệ toàn diện vật liệu nền bằng phương pháp phủ lớp coating. 1. Ứng dụng của việc xử lý bề mặt vật liệu nền trong lĩnh vực sử dụng các vật liệu cấu trúc; ví dụ như các tàu lặn ở nước ta, chúng được chế tạo từ loại thép có độ bền uốn không nhỏ hơn 785 MPa, vừa có độ bền cao, vừa có độ dẻo tốt, đồng thời có thể được hàn và chịu được áp lực lớn. Nhờ công nghệ xử lý bề mặt kim loại đặc biệt, khả năng chống ăn mòn trong môi trường nước biển và khả năng chịu áp lực của thép đã được nâng cao. 2. Ứng dụng phương pháp bảo vệ cực âm: Do đặc tính của chính vật liệu thép, mặc dù nó có thể chống lại sự ăn mòn ở một mức độ nhất định, nhưng vẫn không thể đáp ứng được yêu cầu về khả năng chống ăn mòn. Do đó, cần phải áp dụng các biện pháp bảo vệ khác để bảo vệ vật liệu thép. Phương pháp bảo vệ bằng cực âm là một phương pháp bảo vệ vật liệu dựa trên nguyên lý điện hóa. Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là cung cấp một lượng electron nhất định cho kim loại cần được bảo vệ, giúp nó duy trì trạng thái khử và từ đó được bảo vệ. 3. Ứng dụng phương pháp bảo vệ bằng lớp phủ: Mặc dù phương pháp bảo vệ bằng cực âm có thể giúp giảm thiểu sự ăn mòn do quá trình điện hóa, nhưng trong nhiều trường hợp vẫn không thể ngăn chặn được sự ăn mòn do các sinh vật biển gây ra. Phương pháp này cũng không thể tách hoàn toàn vật liệu nền khỏi môi trường gây ăn mòn. Do đó, việc phủ lớp màng bảo vệ bên ngoài trở nên vô cùng quan trọng. Các biện pháp bảo vệ tàu thuyền hiện nay chủ yếu cũng là sự kết hợp giữa phương pháp bảo vệ bằng điện cực âm và phương pháp phủ lớp bảo vệ. Khi mức độ ô nhiễm biển ngày càng tăng, môi trường nước biển trở nên phức tạp hơn, và vấn đề ăn mòn kim loại trong môi trường nước biển cũng trở nên nghiêm trọng hơn. Trong tương lai, chắc chắn sẽ có những yêu cầu cao hơn đối với khả năng chống ăn mòn của các thiết bị dùng trong ngành hàng hải.