Ăn mòn ống mạ kẽm xảy ra khi lớp phủ kẽm bảo vệ bị suy giảm, làm lộ phần thép bên dưới ra các yếu tố môi trường. Quá trình điện hóa này làm tổn hại đến độ bền cấu trúc và dẫn đến sự cố sớm trong hệ thống cấp nước và công nghiệp.
Ăn mòn ống mạ kẽm liên quan đến quá trình oxy hóa sacrificial (hi sinh) của kẽm, thứ bảo vệ lớp thép bên dưới. Theo thời gian, tiếp xúc với độ ẩm và khoáng chất phá vỡ lớp phủ, bắt đầu quá trình gỉ sét. Các loại phổ biến bao gồm:
Ba yếu tố chính gây ra hiện tượng ăn mòn:
Nước có hàm lượng oxy hòa tan cao (trên 4 ppm) và độ pH thấp làm tăng tốc độ ăn mòn lên đến 300% so với điều kiện trung tính. Các khoáng chất trong nước cứng như canxi và magiê tạo thành lớp cặn bám, giữ các chất ăn mòn tiếp xúc với bề mặt kim loại, làm tăng tốc độ hư hại cục bộ.
Mặc dù khả năng bảo vệ hy sinh của kẽm thường kéo dài từ 40–70 năm, nhưng trong điều kiện khắc nghiệt, tuổi thọ này giảm đáng kể. Trong đất axit (pH 4–5), kẽm bị phân hủy nhanh hơn 15 lần so với trong môi trường kiềm, có thể làm lộ lớp thép bên trong chỉ sau 5–10 năm thay vì vài thập kỷ.
Dấu hiệu đầu tiên của sự ăn mòn thường là các điểm gỉ cục bộ hoặc lớp kẽm bị bong tróc. Bề mặt ống trở nên sần sùi hoặc có lớp cặn trắng dạng phấn là dấu hiệu cho thấy kẽm đang bị phân hủy. Theo NACE International 2024, 42% sự cố ống bắt nguồn từ tình trạng ăn mòn bề mặt chưa được xử lý.
Các hạt oxit sắt giải phóng từ ống bị ăn mòn gây ra hiện tượng nước chuyển sang màu vàng hoặc nâu. Vị kim loại thường xuất hiện khi hàm lượng kẽm hòa tan vượt quá 5 mg/L—tiêu chuẩn phụ của EPA—cho thấy lớp phủ đang bị suy giảm nghiêm trọng.
Rỉ sét và cặn khoáng tích tụ ở mức 0,5–2 mm mỗi năm trong các đường ống bị ăn mòn, làm giảm đường kính bên trong từ 15–30% (AWWA 2023). Áp suất nước giảm đột ngột ở nhiều thiết bị thường cho thấy các đoạn ống mạ kẽm bị tắc nghẽn.
Sự ăn mòn làm suy yếu thành ống và các mối nối, làm tăng tần suất rò rỉ gấp ba lần so với hệ thống còn nguyên vẹn. Các mối nối khuỷu và kết nối ren đặc biệt dễ bị tổn thương, hỏng hóc nhanh hơn 58% so với các đoạn ống thẳng (Plumbing Systems & Design 2024).
Duy trì độ pH của nước trong khoảng từ 6,5 đến 8,5 để giảm tốc độ ăn mòn tới 70%. Khi lượng oxy hòa tan vượt quá 2 ppm, hãy sử dụng chất khử oxy hoặc chất ức chế gốc silicat để hạn chế phản ứng điện hóa. Đối với nước có tính xâm thực mạnh (tổng chất rắn hòa tan > 500 mg/L), hãy thực hiện kiểm tra hàng năm và điều chỉnh các quy trình xử lý để ngăn ngừa sự hao hụt kẽm quá mức.
Bôi lớp phủ epoxy hoặc polyurethane lên các khu vực có nguy cơ cao như mối nối và chỗ uốn cong, giúp kéo dài tuổi thọ thêm 15–20 năm. Cách nhiệt cho đường ống trong môi trường có biến động nhiệt độ vượt quá ±20°F để ngăn ngưng tụ. Đối với các hệ thống lắp đặt dưới đất, kết hợp anode hy sinh với lớp bọc polyethylene hai lớp để tăng cường khả năng bảo vệ.
Lắp đặt mối nối điện phân giữa ống mạ kẽm và các bộ phận bằng đồng để ngắt dòng electron – điều này rất quan trọng vì hệ thống kim loại hỗn hợp bị ăn mòn nhanh gấp ba lần. Khi kết nối với thép không gỉ, hãy sử dụng gioăng không dẫn điện và duy trì khoảng cách 12 inch trong điều kiện ẩm ướt. Tránh tiếp xúc trực tiếp với gỗ được xử lý áp lực chứa chất bảo quản gốc đồng.
Độ dốc ống nằm ngang từ 2°–5° để tránh đọng nước. Sử dụng khớp nối rãnh thay vì nối ren tại các khu vực chịu ứng suất cao, giảm 40% nguy cơ hư hỏng. Sơn lại đầu ống đã cắt bằng sơn giàu kẽm (chứa tối thiểu 85% kẽm) và để trong 72 giờ cho khô hoàn toàn trước khi vận hành hệ thống.
Bảo trì định kỳ hệ thống ống mạ kẽm có thể kéo dài tuổi thọ thêm 15–20 năm (NACE International 2022).
Hệ thống có nguy cơ cao cần được kiểm tra mỗi quý; ống sử dụng thông thường nên được đánh giá hàng năm. Áp dụng phương pháp đánh giá theo cấp bậc:
| Phương pháp | Tần số | Các chỉ số chính |
|---|---|---|
| Đánh giá trực quan | Hàng quý | Gỉ sét trên bề mặt, độ nguyên vẹn của mối nối |
| Kiểm tra độ dày bằng sóng siêu âm | Hai năm một lần | Giảm độ dày thành ống |
| Phân tích thành phần hóa học của nước | Hàng năm | độ pH (lý tưởng 6,5–8,5), mức độ chloride |
Bắt đầu kiểm tra ở các khu vực có nguy cơ cao: mối nối ren, chỗ uốn cong và các đoạn tiếp xúc với độ ẩm.
Đối với tình trạng ăn mòn ở giai đoạn đầu, hãy sử dụng bàn chải nylon (độ mịn Ø500 grit) hoặc dung dịch axit citric 5%. Tránh mài mòn mạnh, vì việc này sẽ loại bỏ lớp kẽm và làm tăng tốc độ phân hủy của thép nền lên đến 300% (theo tiêu chuẩn ASTM A123-2023). Hỗn hợp bột baking soda có thể trung hòa hiệu quả các chất axit còn sót lại mà không làm hỏng lớp mạ kẽm nguyên vẹn.
Duy trì nhật ký điện tử theo dõi:
Các hệ thống có hồ sơ bảo trì đầy đủ tiết kiệm 40% chi phí sửa chữa khẩn cấp (Materials Performance 2023).
Kế hoạch định kỳ giúp tối ưu hóa thời gian phục vụ. Khoảng thời gian khuyến nghị:
Điều chỉnh tần suất dựa trên chất lượng nước—các hệ thống có độ pH dưới 6,5 hoặc TDS trên 500 ppm có thể cần đánh giá lớp phủ kẽm hai lần mỗi năm.
Theo dõi các chỉ số chính để xác nhận kết quả bảo trì:
| Đường mét | Mốc cơ sở | Mục tiêu Sau Bảo trì | Phương pháp Giám sát |
|---|---|---|---|
| Áp suất nước | 55 PSI | ±5% Độ ổn định | Ghi chú bằng đồng hồ kỹ thuật số |
| Độ dày lớp mạ kẽm | 85µm | Tối thiểu 60µm | Máy đo độ dày siêu âm |
| Nồng độ hạt bụi | <0,5 NTU | ≤0,3 NTU | Lấy mẫu bằng máy đo độ đục |
Phương pháp dựa trên dữ liệu này xác nhận hiệu quả và định hướng cho việc tối ưu hóa dài hạn.
Thành phố Springfield ở vùng Trung Tây đã bắt đầu áp dụng các kỹ thuật này từ năm 2018 để khắc phục sự cố với những đường ống mạ kẽm cũ trải dài hơn 12 dặm. Họ theo dõi lưu lượng nước định kỳ hai tuần một lần, thực hiện kiểm tra siêu âm mỗi năm một lần để đo độ dày thành ống, và nhanh chóng xử lý các vị trí lớp phủ kẽm giảm xuống dưới 50 micron. Những nỗ lực này đã giảm chi phí thay thế xuống gần hai phần ba trong vòng năm năm, đồng thời duy trì tỷ lệ rò rỉ chỉ ở mức 0,2%. Kết quả cho thấy việc bảo trì định kỳ có thể thực sự khắc phục những hạn chế của những đường ống thép mạ kẽm cũ mà nhiều thành phố vẫn còn đang phụ thuộc.
Ba dạng chính là ăn mòn đều, ăn mòn lỗ và ăn mòn điện hóa.
Những dấu hiệu ban đầu bao gồm gỉ sét nhìn thấy được, bong tróc lớp phủ, nước đổi màu, vị kim loại, áp lực nước giảm và rò rỉ thường xuyên.
Các biện pháp phòng ngừa bao gồm duy trì mức pH của nước, phủ lớp bảo vệ, sử dụng vật liệu tương thích và đảm bảo lắp đặt đúng cách.
Hệ thống có nguy cơ cao nên được kiểm tra hàng quý, trong khi các loại ống sử dụng thông thường nên được đánh giá hàng năm.
Việc bảo trì chủ động có thể kéo dài tuổi thọ của ống, giảm chi phí sửa chữa và nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
Bản quyền © 2025 thuộc về Công ty TNHH XNK Bao-Wu (Thiên Tân). - Chính sách bảo mật
EN
