Các kết cấu kim loại – đặc biệt là những kết cấu làm từ thép – ngày càng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Điều này chủ yếu nhờ vào khả năng thiết kế linh hoạt mà thép mang lại cho các nhà thiết kế, cùng tỷ số cường độ trên trọng lượng thuộc dạng cao nhất trong số các vật liệu xây dựng, khả năng sẵn có và hiệu quả sử dụng. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với các tác nhân bên ngoài, những đặc tính nêu trên có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng do hiện tượng ăn mòn. Do đó, việc bảo vệ chống ăn mòn là tối quan trọng, không chỉ để bảo vệ kết cấu mà còn để duy trì các đặc tính hiệu suất của kim loại.

Mỗi môi trường cần một biện pháp bảo vệ ăn mòn khác nhau

Cách chúng ta bảo vệ kết cấu kim loại khỏi ăn mòn chủ yếu phụ thuộc vào mức độ ăn mòn của vật liệu; tuy nhiên, có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến hành vi ăn mòn. Việc đánh giá khả năng bảo vệ ăn mòn của sản phẩm được thực hiện chính xác nhất thông qua các thử nghiệm phơi mẫu và sản phẩm trong điều kiện môi trường thực tế, vì môi trường xung quanh kết cấu có ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình ăn mòn. Do đó, cần thử nghiệm sản phẩm trong điều kiện ứng dụng thực tế để có thể bảo vệ đúng cách.

Cách đánh giá ăn mòn trong một môi trường/ứng dụng cụ thể

Trong một số trường hợp nhất định, mức độ ăn mòn và tốc độ ăn mòn của các sản phẩm thép và kẽm có thể được ước tính khi biết các thông số khí quyển điển hình của ứng dụng:
- Nhiệt độ và độ ẩm: Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ phản ứng hóa học, từ đó tăng tốc độ ăn mòn (đặc biệt đúng khi độ ẩm tương đối không đổi). Tuy nhiên, nhiệt độ cao cũng giúp làm khô bề mặt ẩm, có thể làm chậm quá trình ăn mòn. Ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng, ăn mòn gần như không xảy ra. Do đó, ảnh hưởng của nhiệt độ đến ăn mòn có thể theo cả hai chiều, tùy thuộc vào độ ẩm – trong điều kiện không có độ ẩm, hầu hết các chất gây ô nhiễm sẽ có ít hoặc không gây ăn mòn.
- Clorua: Độ mặn trong không khí làm tăng rõ rệt tốc độ ăn mòn. Clorua có nhiều tác động tiêu cực đến kim loại như làm giảm độ ẩm bão hòa, tạo ra các sản phẩm ăn mòn hòa tan (ví dụ: muối kim loại), phá hủy lớp màng thụ động trên các kim loại như thép không gỉ và nhôm.
- Lưu huỳnh dioxit (SO₂): Trong số các chất gây ô nhiễm khí quyển từ quá trình công nghiệp như đốt nhiên liệu và luyện kim, SO₂ là chất quan trọng nhất về nồng độ và ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn. Khi phân tán trong khí quyển, nó làm axit hóa chất điện phân trên bề mặt và tạo ra các sản phẩm ăn mòn hòa tan. Tốc độ ăn mòn tăng lên trên nhiều kim loại như kẽm, thép, nhôm và thép không gỉ.

Phân loại đánh giá ăn mòn – Các cấp độ C theo ISO 9223:2012

Phân loại C-Class từ C1 đến C5 dựa trên tiêu chuẩn BS EN ISO 12944-2 và BS EN ISO 9223, cung cấp hệ thống tiêu chuẩn hóa về mức độ ăn mòn của môi trường. Các giá trị trong báo cáo áp dụng cho thép, kẽm, nhôm và đồng, liên kết điều kiện môi trường với tốc độ ăn mòn.
Đây là hệ thống phân loại phổ biến nhất trong ngành xây dựng và sản xuất.

Bảng phân loại mức độ ăn mòn theo môi trường (ISO 9223)

 
Kết quả của phương pháp này cho ra tốc độ ăn mòn ước tính của kẽm hoặc thép trong một môi trường nhất định. Tốc độ ăn mòn này xác định cấp độ ăn mòn chủ yếu (C-Class, xem bảng 3). Theo tiêu chuẩn, sai số có thể lên đến 50% khi sử dụng dữ liệu môi trường và hàm phản ứng liều lượng.
Các yếu tố như tích tụ chất ăn mòn hoặc ăn mòn điện hóa (galvanic corrosion), có thể ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ ăn mòn, không được tính đến trong phương pháp này. Tuy nhiên, nếu không có các nguồn ăn mòn bổ sung này, kết quả tính toán thường đủ chính xác để lựa chọn vật liệu phù hợp.
Ăn mòn là một quá trình tự nhiên bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường thay đổi mà không thể dự đoán trong toàn bộ vòng đời thiết kế. Do đó, cách tiếp cận bảo thủ luôn được khuyến nghị khi sử dụng các sản phẩm lắp đặt và liên kết.