(Haiphong.gov.vn) - Chiều 26/8, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố tổ chức Hội đồng tư vấn đánh giá nghiệm thu chính thức kết quả thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp thành phố Đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình chế tạo anot hy sinh bằng hợp kim Mg ứng dụng bảo vệ cho công trình kết cấu thép”. 

Đề tài có mã số ĐT.CN.2023.956, do Trường Đại học Hàng hải Việt Nam là cơ quan chủ trì, TS. Vũ Viết Quyền là Chủ nhiệm thực hiện.

Trong các công trình xây dựng, công nghiệp và đặc biệt là hạ tầng biển, thép là vật liệu kết cấu chủ yếu nhờ khả năng chịu lực cao, tính dễ gia công và chi phí hợp lý. Tuy nhiên, môi trường ven biển như khu vực Hải Phòng vốn rất giàu ion và có độ dẫn điện cao, tạo ra môi trường xâm thực điện hóa vô cùng thuận lợi cho quá trình ăn mòn kết cấu, làm suy giảm nhanh chóng tuổi thọ của các công trình kết cấu thép. 

Để kiểm soát sự phá hủy do ăn mòn, phương pháp bảo vệ catốt bằng anot hy sinh được ứng dụng rộng rãi nhờ tính hiệu quả cao, chi phí bảo trì thấp và dễ thực hiện. Hiện nay, các công trình trong nước chủ yếu sử dụng anot kẽm (Zn) hoặc nhôm (Al). Tuy nhiên, anot kẽm thương mại có thể chứa tạp chất Cadmi (Cd) độc hại, còn anot nhôm có dung lượng thực tế và điện thế bảo vệ thấp hơn anot Mg. Do vậy, khó ứng dụng cho các công trình kết cấu thép trên bờ, nơi có điện trở suất lớn.

Xuất phát từ thực tế đó, Đề tài được thực hiện nhằm làm chủ chuỗi công nghệ khép kín từ khâu sản xuất nguyên liệu Mg đạt độ sạch cao trên 99,0% từ nguồn quặng dolomit nội địa, chế tạo hợp kim nền Mg-Al-Zn kết hợp vi hợp kim hóa, từ đó chế tạo thành công anot hy sinh Mg chất lượng tốt phù hợp cho các công trình trên bờ và ven biển, giúp tự chủ công nghệ, thay thế hàng nhập khẩu hiện đang phải nhập khẩu một số lượng lớn anot hy sinh, như ngành dầu khí dùng đến 1500 tấn anot/năm.

Nhiệm vụ nghiên cứu được thực hiện nghiêm ngặt theo các nội dung đã được phê duyệt trong Quyết định số 4895/QĐ-UBND của UBND thành phố Hải Phòng. Trong đó, mục tiêu khoa học của Đề tài nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ chế tạo anot hy sinh từ hợp kim Mg phục vụ chống ăn mòn cho các công trình kết cấu thép trong môi trường ăn mòn cao. Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu suất, tuổi thọ cũng như duy trì đặc tính điện hóa lâu dài của anot Mg trong môi trường nước và bùn mặn.

Nội dung và quy mô nghiên cứu chính của Đề tài bao gồm: Tổng quan nghiên cứu và các vấn đề lý luận về ăn mòn và bảo vệ catốt bằng anot hy sinh. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ chế tạo Mg độ tinh khiết cao bằng các phương pháp nhiệt hoàn nguyên (như nhiệt silic) và xác định ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ (nhiệt độ, chân không, xúc tác, lực ép). Nghiên cứu xây dựng mô hình tính toán, mô phỏng nhiệt động học và động học kết quả sản xuất Mg độ tinh khiết cao. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ chế tạo hợp kim Mg (hệ AZ + Ca, đất hiếm) dùng cho anot hy sinh, tối ưu hóa các thông số nấu luyện. Nghiên cứu xây dựng quy trình chế tạo anot hy sinh từ hợp kim Mg được nghiên cứu (đánh giá hình dạng, tính toán thiết kế, lựa chọn vật liệu lõi và phương pháp đúc phù hợp). Thử nghiệm chế tạo và hoàn thiện quy trình, sản phẩm; phân tích hiệu quả kinh tế của anot hy sinh Mg. 

Đề tài được thực hiện từ tháng 12/2024 đến tháng 8/2026, đã chế tạo thành công Mg kim loại độ tinh khiết cao từ nguyên liệu dolomit trong nước và làm chủ quy trình chế tạo thông qua việc nắm rõ được cơ chế phản ứng, tối ưu thông số công nghệ. Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình nấu luyện không sử dụng muối trợ dung bằng cách sử dụng hỗn hợp khí bảo vệ (Ar+SF6) kết hợp với công nghệ tinh luyện sục khí Argon kết hợp khuấy cơ học. Xây dựng quy trình đúc anot hy sinh từ hợp kim Mg. Sản phẩm anot hy sinh Mg chế tạo ra hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu về chất lượng, điện thế bảo vệ. Khái toán ban đầu cho thấy giá thành sản xuất anot Mg nội địa có sức cạnh tranh so với các sản phẩm nhập ngoại cùng loại.

Kết quả của Đề tài khẳng định khả năng tự chủ công nghệ, mở ra tiềm năng lớn để nội địa hóa nguồn cung vật liệu chống ăn mòn cho các công trình kết cấu thép, khai thác dầu khí và xây dựng hạ tầng ven biển, giảm bớt sự phụ thuộc vào hàng nhập khẩu.

Tại Hội nghị, sau khi Chủ nhiệm Đề tài tiếp thu và làm rõ một số ý kiến của Hội đồng tư vấn về các nội dung liên quan đến quy trình sản xuất, kiểm định chất lượng, giá thành sản phẩm,… Hội đồng thống nhất đánh giá Đề tài hoàn thành mục tiêu đã đề ra, có khả năng ứng dụng vào thực tế và thương mại hóa sản phẩm./.