Ăn Mòn Và Biện Pháp Chống Ăn Mòn Trong Hệ Thống PCCC
Bài 5: Biện Pháp Giảm Thiểu Ăn Mòn
6. BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU ĂN MÒN
(Corrosion Mitigation)
Ăn mòn và hiện tượng rò rỉ ống do ăn mòn trong hệ thống PCCC là vấn đề phức tạp, bắt nguồn từ nhiều nguyên nhân hoặc sự kết hợp giữa các yếu tố sau:
- Ăn mòn tại mối hàn ống
- Nước đọng trong hệ thống ống khô
- Không khí bị kẹt trong hệ thống ống ướt
- Thành phần hóa học nước ăn mòn
- Bổ sung oxy định kỳ trong quá trình bảo trì
- Nước tù đọng trong đường ống không lưu thông
- Ăn mòn do vi sinh vật (MIC)
Chiến lược giảm thiểu ăn mòn nên bắt đầu từ các nguyên nhân phổ biến nhất, sau đó mới mở rộng sang các yếu tố phức tạp hơn.
6.1 Quản lý mối hàn ống
Mối hàn dọc của ống thép hàn điện trở (ERW) rất dễ bị ăn mòn, đặc biệt khi nằm ở vị trí 6 giờ (dưới đáy ống). Giải pháp:
- Dùng thép đã xử lý ứng suất (Grade B – ASTM A795/A795M-13)
- Xoay mối hàn lên trên, ít nhất 45° so với mặt sàn, hướng về trần
- Tránh dùng ống có vết hàn dạng "ngón tay" không đều
- Hạn chế nạp nước giàu oxy định kỳ, vì có thể thúc đẩy quá trình oxy hóa
Hình 6.1 – Ảnh hiển vi kim tương các đoạn ống có mối hàn hướng 9 giờ (A) và 6 giờ (B)(phóng đại 50X).
🔍 Thí nghiệm trong nước biển nhân tạo cho thấy, mối hàn ở vị trí 6 giờ bị ăn mòn nhiều hơn gấp 2,7 lần so với vị trí 9 giờ.
6.2 Hệ thống ống khô và preaction
6.2.1 Nước đọng
Sau thử áp hoặc kiểm tra bảo trì, cần xả sạch toàn bộ nước thừa. Tuy nhiên, điều này gặp khó khăn nếu ống không được lắp nghiêng đúng kỹ thuật, hoặc sử dụng đầu phun hướng xuống.
6.2.2 Sử dụng khí nitơ
Thay vì dùng không khí, nạp khí nitơ làm khí giám sát giúp loại bỏ oxy – nguyên nhân chính gây ăn mòn điện hóa. Thử nghiệm thực tế cho thấy:
- Ống chứa nitơ có tỷ lệ ăn mòn thấp hơn nhiều so với ống chứa không khí
- Đặc biệt hiệu quả với ống thép mạ kẽm
📉 Thí nghiệm 12 tháng cho thấy:
- Ống thép cacbon: tỉ lệ ăn mòn giảm 21–51 lần
- Ống mạ kẽm: tỉ lệ ăn mòn giảm 1,2–2,1 lần
Hình 6.2 – Toàn cảnh thiết bị thử ăn mòn với khí nitơ nén.
Hình 6.3 – So sánh ống thép mạ kẽm chứa nước máy để trong (A) không khí thường và (B) khí nitơ.
6.3 Hệ thống ống ướt
Ăn mòn thường xảy ra ở những vùng chứa túi khí. Biện pháp:
- Lắp van xả khí tự động (FM Approved) để loại bỏ không khí
- Hạn chế đưa nước chứa oxy mới vào hệ thống sau mỗi lần bảo trì
6.3.1 Khí nitơ cho hệ ướt
Dù chưa phổ biến, nạp khí nitơ cho hệ ống ướt có thể giảm oxy hòa tan. Cần nghiên cứu thêm về tốc độ dòng khí, kết hợp với thiết bị xả khí để triển khai hiệu quả.
6.4 Hóa học nước ăn mòn
Nước có chỉ số Larson–Skold cao (>4.77) và hàm lượng chloride cao (>91 ppm) sẽ có tính ăn mòn mạnh.
Giải pháp:
- Dùng nước máy đã xử lý thay vì nước thô
- Lọc/tách ion ăn mòn (Cl⁻, SO₄²⁻) bằng trao đổi ion hoặc kết tủa hóa học
- Thiết kế hệ thống phù hợp dựa trên tốc độ ăn mòn thực nghiệm
6.5 MIC – Ăn mòn do vi sinh vật
Do MIC rất khó chẩn đoán và xử lý, cần nghiên cứu thêm trước khi đưa ra khuyến nghị cụ thể. Dữ liệu nội bộ FM Global cho thấy MIC không phải nguyên nhân chủ đạo gây ăn mòn.
6.6 Chất ức chế ăn mòn
Các chất ức chế ăn mòn (VCI, phosphate, biocide...) thường được dùng trong công nghiệp. Tuy nhiên:
- Cần kiểm chứng hiệu quả thực địa
- Phải kiểm tra tính tương thích với CPVC, cao su, gioăng, đầu phun... trước khi áp dụng
- Cần nghiên cứu thêm cho ứng dụng thực tế trong hệ thống chữa cháy
6.7 Giám sát ăn mòn
Các phương pháp phổ biến:
- Quan sát nội soi bằng borescope
- Đo độ dày thành ống bằng siêu âm
- Dùng mẫu coupon đo mất khối lượng
Tuy nhiên, các phương pháp này chưa chắc phát hiện được ăn mòn cục bộ nghiêm trọng. Do đó, nội soi trực tiếp là lựa chọn hiệu quả nhất khi khả thi.
6.8 Hệ thống sprinkler chống ăn mòn cho môi trường đặc biệt
Trong các nhà máy có ống xả khí ăn mòn (axit: HCl, HNO₃, HF…), hệ thống PCCC thông thường không hiệu quả.
Giải pháp:
- Hệ thống sprinkler chuyên dụng cho ống FRP, CPVC, PP...
- Gồm: đầu phun phủ ECTFE, cảm biến nhiệt dạng dây, ống mềm, bảng điều khiển
⚠️ Hệ thống này đã được FM thử nghiệm và cập nhật hướng dẫn thiết kế trong Data Sheet 7-78 và các tiêu chuẩn phê duyệt liên quan.
Hình 6.4 – (A) Nhà máy mạ thép không có hệ sprinkler. (B) Môi trường ăn mòn nặng không được bảo vệ.
Hình 6.5 – Ảnh điển hình hệ thống chữa cháy bảo vệ ống xả chính bằng FRP.
Hình 6.6 – Đầu phun chống ăn mòn phủ ECTFE với chụp tròn và nút Teflon.
---------------------------
Chuỗi bài 'ĂN MÒN VÀ BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN TRONG HỆ THỐNG PCCC'
