MẠ KẼM NHÚNG NÓNG LÀ GÌ ?

Mạ kẽm nhúng nóng là gì ? Điểm mạnh thép mạ kẽm nhúng nóng là gì ? 

Mạ kẽm điện phân là gì ?

Hình thức xử lý mạ kẽm điện phân có phần tương tự với sơn tĩnh điện. Chúng đề được thực hiện bao một lớp phủ lên bề mặt của vật phẩm kim loại thông qua đầu phun cùng với một số dụng cụ bổ trợ khác như máy nén khí, điện cực...v.v...

Tuy nhiên điểm khác ở đây là mạ kẽm điện phân, dùng hóa chất kẽm lỏng để phun lên bề mặt kim loại. Thông thường người thực hiện xếp thiết bị thành các hàng đều nhau hoặc theo lên các giá đỡ và tạo một khoảng cách giữa chúng. Nhằm đảm bảo lớp phủ được dàn trải lên toàn bộ bề mặt của sản phẩm.

Mạ kẽm nhúng nóng là gì ?

Nhược lại, ở mạ kẽm nhúng nóng, người kỹ thuật sẽ thực hiện đưa sản phẩm sắt thép vào bể (hồ) kẽm đã được nung chảy dưới nền nhiệt độ cao từ trước đó. Nhằm để lớp kẽm bao phủ toàn diện lên bề mặt của chúng. Mặc dù khâu thực hiện diễn ra khá dễ dàng, tuy nhiên chúng mang sự nguy hiểm cực kỳ cao. Vì thé đòi hỏi các cơ sở phải có đầy đủ trang phục bảo hộ mới có thể hoạt động. Và các hệ thống xử lý chất thải từ phương pháp này cũng sẽ là điều kiện bắt buộc.

Phân biệt mạ kẽm điện phân và mạ kẽm nhúng nóng

Cùng mang cho mình chung một chức năng, chung một mục đích. Tuy nhiên chúng lại có những điểm khác nhau về cách thực hiện, thời gian mạ, tính tương thích và giá cả. Cụ thể được thể hiện như sau:

Về cách thực hiện

Xi mạ kẽm điện phân dùng hóa chất kẽm lỏng phun trực tiếp lên bề mặt của sản phẩm, thông qua áp suất và diện tích, lớp kẽm sẽ bám chắc vào bề mặt kim loại. Ngược lại mạ kẽm nhúng nóng lại được nhúng trực tiếp xuống bể chứa kẽm nóng chảy. Thông qua nền nhiệt cao làm giãn nở cấu trúc bề mặt kim loại từ đó giúp lớp kẽm bám chắc vào bề mặt kim loại mỗi khi thực hiện động tác "nhúng xuống - kéo lên"

Về thời gian mạ

Khi thực thi phương pháp điện phân thời gian diễn ra sẽ nhanh chóng hơn chỉ từ 5 - 10 phút. Trong khi đó thời gian mạ kẽm nhúng nóng lại chiếm đén 30 - 45 phút. Có một nhìn nhận thực tế là khâu chuẩn bị dụng cụ và xử lý xi mạ điện phân có phần rườm rà hơn. TUy nhiên lại mất ít thời gian hơn vì chúng là hóa chất lỏng sau khi khử phun chỉ cần hong khô ngoài không khí một thời gian là đã hoàn thiện. Trong khi đó nhúng nóng có mức nhiệt khá cao đến hơn 400 độ C, vì thế khâu thực hiện nhanh chóng nhưng thời gian làm nguội lại mất nhiều thì giờ hơn mới có thể hoàn thiện.

Về cấu trúc vật phẩm được mạ

Đối với điện phân, tất cả sản phẩm được làm từ kim loại đều được mạ kẽm một cách dễ dàng mà không có yêu cầu gì về cấu trúc của chúng. Tuy nhiên ở hình thức nhúng nóng, thì đồ vật cần mạ kẽm lại có phần kén chọn hơn. Chúng chỉ được chấp nhận được mạ nóng nếu cấu trúc bề sản phẩm có độ dày lớn, để tránh làm biến dạng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.

Về chi phí thực hiện

Gia thành của kỹ thuật mạ kẽm điện phân có phần rẻ hơn vì chỉ tốn ít nguyên vật liệu kẽm, không phải tramg bị một số trang phục bảo hộ cũng như hệ thống xử lý chất thải. Ngược lại với những đặc điểm của điện phân, mạ nhúng nóng lại có giá thành cao hơn. Đọc đến đây, chắc bnaj cũng có thắc mắc tại sao thực hiện điện phân lại tiêu tốn ít nguyên liệu hơn đúng không. Chúng tôi sẽ giải pháp nó ở ngay phần dưới đây

Đánh giá độ bền của mạ kẽm điện phân và mạ kẽm nhúng nóng

Để đánh giá độ bền của cả 2 hình thức bảo vệ bề mặt các đồ dùng được làm từ kim loại. Chúng ta sẽ dụa trên 3 yếu tố

Để đánh giá độ bền của 2 hình thức bào vệ bề mặt các đồ dùng được làm từ kim loại. Chúng ta sẽ dựa trên 3 yếu tố:

1. Độ phủ của lớp kẽm mạ

Độ phủ là tỷ lệ bao phủ của lớp kẽm trên bề mặt của sản phẩm. Đối với xi mạ kẽm điện phân. lớp kẽm chỉ được phun lên bề ngoài của sản phẩm, còn sâu bên trong lõi nó sẽ bị hạn chế. Bên cạnh đó nhúng nóng sẽ giúp cho lớp kẽm được phủ trọn 100% lên bề mặt sản phẩm, vì khi nhúng xuống hồ kẽm, chất lỏng có khả năng tràn vào bên trong lõi của chúng. Chính yếu tố này khiến tốn kém nguyên liệu hơn so với hình thức điện phân.

2. Tính chắc chắn của lớp kẽm mạ

Nếu xét về yếu tố này thì mạ kẽm nhúng nóng lại được đánh giá là vượt trội hơn. Cấu trúc bề mặt kim loại sẽ được giãn nở khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, vì thế kim loại kẽm sẽ len lõi vào các khe hở của nguyên tố sắt từ đó tạo nên một liên kết bền vững, khó bong tróc. Mặt khác khi điện phân, lớp kẽm đơn giản sẽ chỉ được phủ lên bề mặt kim loại, chính vì vậy khi xảy ra các va chạm mạnh chúng rất dễ bị bong tróc.

3. Khả năng làm tăng tính đàn hồi chịu lực cho sản phẩm

Hãy liên kết với yếu tó "tính chắc chắn của lớp mạ kẽm" bạn sẽ thấy, khả năng làm tăng độ bền, tuổi thọ cho sản phẩm sẽ thuộc về mạ kẽm nóng. Khi đó đặc tính đàn hồi, chống cong võng ở một số vật dụng để lưu trữ hàng hóa sẽ được kích hoạt. Mặt khác nếu đơn vị của bạn chỉ sử dụng thiết kể để phục vụ cho nhu cầu chứa hàng thông thường thì điện phân sẽ là giải pháp tối ưu hơn, vì chi phí để sở hữu sản phẩm mạ kẽm nóng là rất cao.

Mạ kẽm điện phân trong ứng dụng gia công các giải pháp lưu kho

Thấy được giá trị của việc bảo vệ tuổi thọ cho các sản phẩm kim loại dùng để hỗ trợ lưu trữ hàng hóa trong kho. Hiện nay các chủ doanh nghiệp đã úng dụng phương pháp mạ kẽm điện phân một cách phổ biến. Dưới đây là 3 thiêt bị thông dụng nhất.

Kệ kho

Kệ kho là những khun giá đỡ được dựng đứng trên sàn kho nhằm tạo ra một không gian bảo quản và lưu trữ hàng hóa an toàn và ổn định/. Đặc biệt với các kho hàng hoạt động trong môi trường kho lạnh, hay tại một số bến cảng mang không khi ẩm ướt khiến cho giá kệ mau chóng xuống cấp vì bị oxy hóa. Vì lẽ đó người sở hữu thường sử dụng điện phân gây ức chế các tác nhân gây hại từ đó làm tăng tuổi thọ cho kệ thép mốt cách hiệu quả.

Tìm hiểu quy trình mạ kẽm điện phân đạt chuẩn

Để có được một sản phẩm mạ kẽm điện phân chất lượng đòi hỏi quy trình thực hiện phải đạt chuẩn. Dưới đây là quy trình 7 bước thực hiện xi mạ điện phân

Bước 1 : Vệ sinh các chất dơ, bụi bẩn và dầu mỡ còn bám trên kim loại

Bước 2: Khử các vết gỉ còn tồn động trên bề mặt kim loại bằng axit

Bước 3: Vệ sinh chuyên sâu bằng kỹ thuật khử dầu điện hóa

Bước 4: Loại bỏ chất axit khi sử dụng để gay ức chế oxit bằng việc trung hòa.

Bước 5: Tiến hành mạ kẽm điện phân

Bước 6: Rà soát bề mặt sản phẩm để kiểm tra độ dày mỏng của lớp kẽm

Bước 7: Làm khô

Mạ kẽm nhúng nóng là gì ?

Mạ kẽm nhúng nóng là công nghệ tạo ra một lớp phủ kẽm bám chắc lên bề mặt nền của chi tiết sắt thép bằng cách nhúng chi tiết đó vào bể kẽm nóng chảy, lớp phủ kẽm này có tác dụng bảo vệ rất tốt bề mặt chi tiết sắt thép khỏi bị ăn mòn. Công nghệ để tạo ra lớp phủ kẽm như vậy khá đơn giản và cũng chính vì tính đơn giản của nó cho nên phương pháp mạ kẽm nhúng nóng chiếm ưu thế lớn so với các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn khác.

Lịch sử ra đời của mạ kẽm nhúng nóng

Năm 1742 khi một nhà hóa học người Pháp tên là Melouin, trong một lần trình bày tại Viện hàn lâm Pháp, đã miêu tả phương án bảo vệ bề mặt chi tiết sắt thép bằng cách nhúng nó vào bể kẽm nóng chảy.

Năm 1836, Sorel là một nhà hóa học người Pháp đã nhận bằng sáng chế về phương pháp bảo vệ bề mặt sắt thép bởi lớp phủ kẽm bằng cách nhúng chi tiết vào bể kẽm nóng chảy sau khi đã xử lý bề mặt chi tiết bởi axit sulfuric 9% và nhúng qua Amonium Chlroride. Một bằng sáng chế khác của nước ANh cũng đã được công nhận vào năm 1837.

Từ năm 1850, mỗi năm nền công nghiệp mạ nhúng kẽm nóng ở Anh dùng 10.000 tấn kẽm cho việc bảo vệ sắt thép, Mạ nhúng kẽm nóng để bảo vệ bề mặt sắt thép đã được ứng dụng rộng rãi hầu hết trong mọi ngành của nền kinh tế như truyền tải điện, giao thông vận tải, nhà máy giấy, nhà máy hóa chất...Hơn 150 năm qua, mạ nhúng kẽm nóng đã chúng tỏ có một lịch sử thành công trong thương mại như một phương pháp chống ăn mòn trong vô số các ứng dụng khắp thế giới.

Những phương pháp bảo vệ sắt thép chống ăn mòn

Dùng lớp phủ bảo vệ (hay còn gọi là bảo vệ rào chắn) đê cách ly bề mặt  kim loại tiếp xúc với chất điện dung trong môi trường ngoài là phương pháp cổ xưa nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất trong việc bảo vệ chống ăn mòn. Hai thuộc tính quan trọng nhất của lớp bảo vệ rào chắn là sự bám dính vào bề mặt kim loại nền và độ bền của lớp phủ. Sơn là một ví dụ điển hình về lớp bảo vệ rào chắn.

Bảo vệ cathode là một phương pháp quan trọng để tránh ăn mòn, bản chất của bảo vệ cathode là làm thay đổi phần tử của mạch ăn mòn, tạo nền một phần từ của mạch ăn mòn mới và đảm bảo rằng kim loại nền trở thành phần từ cathode của mạch này

Mạ nhúng kẽm nóng là phương pháp đồng thời cung cấp được hai phương pháp bảo vệ chống ăn mòn đó là bảo vệ rào chắn và bảo vệ cathode

Quy trình mạ kẽm nhúng nóng

1. Chuẩn bị bề mặt

+ Là bước quan trọng nhất trong bất cứ ứng dụng một phương pháp phủ bảo vệ bề mặt. Đa số các trường hợp hư hỏng trước thời hạn sử dụng là do việc chuẩn bị bề mặt không đúng và không phù hợp.

+ Quá trình chuẩn bị bề mặt nền của chi tiết sắt thép để mạ nhúng kẽm nóng gồm nhiều bước tuần tự như: tẩy sạch dầu mỡ bằng dung dịch chất kềm, tẩy gỉ bằng axit....tẩy rửa loại bỏ các oxit và ngăn không cho bề mặt oxi hóa trở lại.

2. Mạ nhúng kẽm nóng

+ Trong bước này chi tiết cần mạ được nhúng hoàn toàn trong bể kẽm nóng chảy có tối thiểu 98% kẽm nguyên chất, hóa chất trong bể kẽm nóng chảy được chỉ định theo tiêu chuân ASTM (hoặc tương đương)

+ Nhiệt độ bể kẽm duy trì khoảng 454°C. Các sản phẩm gia công được nhúng trong bể đủ lâu để đạt tới nhiệt độ của bể mạ, các chi tiết được bỏ ra chậm khỏi bể mạ và lượng kẽm dư được loại bỏ bằng cách tự chảy, rung hoặc li tâm.

+ Các phản ứng lý hóa trong quá trình xử lý diễn ra khi nhiệt độ chi tiết gần với nhiệt độ bể mạ. Các chi tiết được làm nguội bằng nước hay trong nhiệt độ không khí môi trường ngay sau khi ỏ ra khỏi bể mạ

3. Kiểm tra lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng

+ Hai thuộc tính quan trọng của lớp mạ kẽm nhúng nóng được xem xét cẩn thận sau khi mạ là độ dày lớp mạ và biểu hiện của lớp mạ. Tiêu chuẩn ASTM (hoặc các tiêu chuẩn khác tương đương) đã đưa ra tiêu chuẩn tối thiểu về độ dày lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng cho các loại chi tiết trong các lĩnh vực khác nhau.

+ Các yếu tố ảnh hưởng tới độ dày và biểu hiện của lớp mạ kẽm là bao gồm: thành phần hóa học của thép, điều kiện bề mặt thép, nhiệt độ bể mạ, thời gian nhúng trong bể mạ, tốc độ lấy ra khỏi bể mạ, tốc độ làm nguội thép...

+ Thành phần hóa học của thép cần mạ là rất quan trọng, hàm lượng silicon và phosphorus có trong thép ảnh hưởng mạnh tới độ dày và bề ngoài của lớp mạ kẽm, ngoài ra các thành phần khác như carbon, sulfur, manganese cũng có hiệu quả thử yếu lên độ dày của lớp phủ mạ kẽm. Tổ hợp các thành phần kể trên được gọi là thép phục hoạt (reactive steel) trong công nghiệp mạ nhúng kẽm nóng. Tổ hợp này có khuynh hướng làm tăng tốc sự phát triển của các lớp hợp kim kẽm sắt, điều ày có thể làm cho lớp mạ phủ kẽm là bao hàm hợp kim kẽm sắt, do vậy thay vì có một bề mặt ngoài sáng màu kẽm thì lớp phủ mạ kẽm có màu xám đậm, lớp phủ màu xám đậm này sẽ cung cấp sự bảo vệ tốt như lớp phủ bảo vệ có bề mặt ngoài sáng.

+ Các chỉ tiêu lớp mạ kẽm thường được lấy theo tiêu chuẩn ASTM A123 đối với các sản phẩm kết cấu theo tiêu chuẩn, ASTM A153 đối với các chi tiết nhỏ khác như bulong ốc vít...hoặc sử dụng theo các tiêu chuẩn đường khác.

Tuổi thọ của lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng

Tuổi thọ phục vụ mong dợi được định nghĩa là tuổi thọ cho tới khi 5% bề mặt xuất hiện lớp gỉ sắt, tùy thuộc vào môi trường sử dụng và chiều dày lớp mạ, tuổi thọ phục vụ mong đợi của lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng từ 25 năm tới hơn 100 năm. Với chiều dày lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng 76µm ~ 80µm cho các ứng dụng ở môi trường khí hậu biển nhiệt đới, tuổi phục vụ đạt được của nó tới hơn 50 năm.

Biểu đồ dưới đây cho thấy độ dày của lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng với tuổi thọ phục vụ mong đợi khi sản phẩm sắt thép mạ nhúng kẽm nóng được sử dụng ở trong các môi trường khác nhau. Dữ liệu này dược biên soạn từ nhiều thử nghiệm tuổi thọ của thép mạ kẽm từ năm 1926. Khí quyển ngày nay đã được cải thiện đáng kể qua các chiến dịch chống ô nhiễm, do đó qua bảng chữ liệu trên cho ta thấy tuổi thọ của lớp phủ mạ nhúng kẽm nóng càng được kéo dài lâu hơn trong thế kỳ này....

Sơn lên bề mặt thép mạ kẽm nhúng nóng

Các sản phẩm sau mạ kẽm nhúng nóng được sơn rất dễ dàng, hai yếu tố đảm bảo được chất lượng lớp sơn phủ đó là sự chuẩn bị bề mặt sau khi mạ nhúng nóng và lựa chọn hệ thống sơn đúng đắn. Thép mạ kẽm được sơn vì một số lý do: thẩm mỹ, đánh dấu an toàn, mong muốn được bảo vệ lâu dài hơn nữa...

Tuổi thọ phục vụ mong đợi của lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng thường vượt tuổi thọ của kết cấu mà nó bảo vệ. Một hệ thống báo vệ kép mạ nhúng nóng + sơn phủ sẽ kéo dài rất lớn thời hạn bảo vệ ăn mòn hiệu quả. Thí dụ tuổi thọ của lớp phủ mạ nhúng kẽm nóng la 35 năm, tuổi thọ phục vụ mong đợi của lớp sơn là 10 năm thì tuổi thọ phục vụ mong đợi của hệ thống kép không phải là 45 năm mà bằng 67.5 năm, tức là bằng 1.5 x (35+10) năm.

Ứng dụng của thép mạ kẽm nhúng nóng ?

Với tính năng vượt trội về khả năng chống ăn mòn và độ bền cao, thép mạ kẽm nhúng nóng dược ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến:

(1) Xây dựng công trình và cơ sở hạ tầng

Lan can, hàng rào: Thép mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng để làm lan can, hàng rào bảo vệ trong các công trình, đặc biệt là những công trình gần biển hoặc khu vực có khí hậu ẩm ướt.

Công trình gần biển: Thép mạ kẽm nhúng nóng là giải pháp lý tưởng cho các công trình xây dựng gần biển như cầu, cảng, giàn giáo vì khả năng chống lại sự ăn mòn từ muối và hơi nước biển.

(2) Ngành công nghiệp ô tô và xe máy

Thép mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng trong sản xuất các bộ phận ô tô và xe máy, đặc biệt là khung xe và các chi tiết chịu lực. Lớp mạ kẽm giúp bảo vệ các bộ phận này khỏi gỉ sét và ăn mòn trong điều kiện di chuyển ngoài trời.

(3) Ngành công nghiệp ống dẫn

Thép mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng trong sản xuất các ống dẫn dầu khí, khí đốt và nước. Nhờ khả năng chống ăn mòn, thép mạ kẽm đảm bảo các ống dẫn có tuổi thọ cao và chịu được các tác động từ moi trường bên ngoài.

(4) Hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC)

Thép mạ kẽm nhúng nóng là lựa chọn phổ biến cho các hệ thống ống dẫn nước phòng cháy chữa cháy, vì lớp mạ kẽm giúp bảo vệ ống kh ỏi sự ăn mòn và gỉ sét trong suôt quá trình sử dụng.

(5) Ngành gia dụng và nội thất

Thép mạ kẽm nhúng nóng cũng dược sử dụng trong sản xuất các sản phẩm gia dụng, như giá kệ khugn tủ, đồ dùng nhà bếp. Với tính chất chống ăn mòn và độ bền cao, thép mạ kẽm giúp các sản phẩm này có tuổi thọ lâu dàu và giữ được vẻ ngoài đẹp mắt.

Tại sao phải chọn mạ kẽm nhúng nóng

Với những ưu điểm nổi bật về lớp phủ bề mựt bảo vệ, mạ kẽm nhúng nóng đang cho thấy những giá trị hữu dụng. Công nghệ nhúng kẽm nóng chảy đảm bảo chất lượng kết cấu công trình thép xây dựng trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

- Tạo lớp bảo vệ các kết cấu kim loại trong các môi trường không khí, biển, khí công nghiệp...

- Phục hồi các chi tiết bị mài mòn: làm mới bề mặt sản phẩm khi bị tác động của các yếu tố môi trường

- Tạo lớp bền chống mài mòn trên các chi tiết mới.

- Tạo lớp trang trí trên lớp nhựa, gỗ...

- Phổ biến nhất vẫn là tạo lớp kẽm, nhôm chống ăn mòn trong các điều kiện khác nhau. Đồng thời, mạ kẽm nhúng nóng đem đến cho sản phẩm tính chất ưu việt mà không 1 loại bảo vệ bề mặt nào có thể so sánh được:

- Với hầu hết các loại thép trên thị trường, mạ kẽm đem đến giá trị kinh tế về mặt lâu dài. Trong 1 số trương hợp, chi phí mạ kẽm ban đầu cũng là ít nhất.

- Lớp kẽm phủ bề mặt trở thành 1 phần của lớp thép mà nó bả vệ

Sản phẩm mạ kẽm có độ bền vượt trội, chống loại các va chạm trong quá trình vận chuyển và sử dụng (nhờ khả năng tự lành vết thương của kim loại kẽm)

- Với nguyên lý bảo vệ ăn mòn điện (cathodic protection), mạ kẽm đảm bảo ran gừ những khu vực tiếp xúc với môi trường ăn mòn dể được bảo vệ bởi lớp kẽm phủ xung quanh

- Mạ kẽm đạt tiêu chuẩn độ dày lớp phủ tối thiểu

- Thép được nhúng hoàn toàn trong bể kẽm nóng chảy, do đó mặt trong và mặt ngoài của sản phẩm có thể được phủ kẽm cùng 1 lúc.

- Mạ kẽm có thể được áp dụng cho rất nhiều mặt hàng khác nhau, từ những con ốc vít đến những kế cấu to lớn như ống, dầm chữ I...

- Các tính chất cơ học của thép không bị ảnh hưởng bởi mạ kẽm.

- Mạ kẽm khi kết hợp với 1 lớp sơn sẽ tạo nên 1 hiệu quả kinh tế vượt bật cho vấn đề bảo vệ trong môi trường ăn mòn cao. Sự kết hợp này mang đến kết quả cao hơn khi chúng được sử dụng đơn lẻ.

Nguyên Lý Của Mạ Kẽm Nhúng Nóng

1. Bản chất của ăn mòn:

Ăn mòn thực chất là một quá trình điện hóa. Nó xảy ra vì sự khác biệt về điện thế giữa các kim loại khác nhau, hoặc các khu vực nhỏ trên 1 bề mặt kim loại có sự hiện diện của chất điện phân. Sự khác biệt về điện thế trên bề mặt kim loại có thể được gây ra bởi :

• Những biến đổi về thành phần
• Sự hiện diện của các tạp chất
• Lực căng bên trong không đồng đều
• Môi tường không đồng nhất

Môi trường có thể là không khí ẩm ướt, bề mặt ẩm hoặc chất lỏng mà kim loại được nhúng vào. Tất cả những môi trường này tạo nên các tế bào điện phân trên bề mặt kim loại, hình thành nên sự ăn mòn. Mỗi tế bao gồm 1 hạt mang điện tích dương là Anode và hạt diện tích âm là cathode. Hạt electron sẽ được tính điện âm từ Anode sang Cathode. Sự mất mác các elcetron sẽ biến các phân tử Anode thành các ion dương (+), phản ứng các ion âm (-) của chất điện phân, Phản ứng giữa Anode và chất điện phân gây ra sự phân hủy và ăn mòn của kim loại ANode. Không có sự ăn mòn của kim loại Cathode.

Bảng dứi dây là thứ tự điện hóa của các kim loại khác nhau trong môi trường điện phân là nước biển.

Kim loại trên cao sẽ cung cấp bảo vệ Cathode cho các kim loại bên dưới. Do đó kẽm sẽ bảo vệ thép. Bảng trên cũng chỉ ra rằng Magne, nhôm và Cadmium cũng có khả năng bảo vệ thép. Tuy nhiên trong hầu hết các ứng dụng, Magne phản ứng và tiêu thụ quá nhanh. Nhôm thì lại tạo thành 1 lớp phủ oxit kháng và hiệu quả trong việc bảo vệ Cathode là giới hạn. Và cuối cùng là Cadmium cũng bảo vệ Cathode cho thép như kẽm nhưng ứng dụng của nó bị giới hạn vì lý do kinh tế và môi trường.

Như đã phân tích trong phần bản chất của sự ăn mòn, sự khác biệt về điện thế được tạo ra trên bề mặt thép bởi sự không đồng nhất về thành phần trên bề mặt thép, hoặc bề mặt ẩm ướt, hoặc bởi chất điện phân mà thép được nhúng vào. Các tế bào điện phân được hình thành gồm: Anode và Cathode.

Kết quả của sự khác biệt về điện thế trong tế bào là các electron mang điện tích âm (-) sẽ dịch chuyển từ Anode sang Cathode, và các nguyên tử sắt trong khu vực ANode sẽ chuyển đổi thành các ion dương (+).

Các ion sắt mang điện tích dương Fe++ của Anode sẽ thu hút và phản ứng với các ion mang điện tích âm OH- trong chất điện phân tạo thành oxit sắt từ, hay còn gọi là gỉ sắt (rust). Ở Cathode, electron mang điện tích âm sẽ phản ứng với ion H+ trong chất điện phân để tạo khí H2

Nguyên lý của mạ kẽm nhúng nóng

Dùng lớp phủ bảo vệ (hay còn gị là bảo vệ rào chắn) để cách ly bề mặt kim loại tiếp xúc với chất điện dung trong môi trường ngoài là phương pháp cổ xưa nhất và được ứng dụng rộng rãi trong việc bảo vệ chống ăn mòn. Hai thuộc tính quan trọng nhất của lớp bảo vệ rào chắn là sự bám dính vào bề mặt kim loại nền và độ bền của lớp phủ. Sơn là một ví dụ điển hình về lớp bảo vệ rào chắn.

Từ lâu, Kẽm đã được sử dụng để tạo lớp bảo vệ do tính chất của kim loại này (tốc độ ă mòn của Zn từ 40-50gn/m2/năm so với 400-500g/m2/năm của thép, đồng thời Zn mang điện thế (+) so với Fe trong quá trình ăn mòn điện hóa...), về nguyên tắc dù được tạo bằng phương pháp nào: mạ điện phân, mạ nhúng nóng, mạ phun thì yếu tố quyết định đến tuổi thọ lớp Zn bảo vệ là độ dày lớp Zn được phủ

Lớp phủ kẽm sau khi có hai chức năng bảo vệ:

Thứ nhất là chức năng bảo vệ thụ động (passive protection) với lớp màng chắn bảo vệ kim loại như các loại sơn truyền thống

Chức năng thứ hai là bảo vệ chủ động (active protection) tức chức năng chống ăn mòn cathode (Cathodic protection), chức năng này có ở lớp phủ bảo vệ bằng mạ kẽm nhúng nóng (hot-dip galvanizing)

4. Cơ chê của bảo vệ Cathode (Cathode Protection)

Bảo vệ cathode là một phương pháp quan trọng để tránh ăn mòn, bản chất của bảo vệ cathode là làm thay đổi phần tử của mạch ăn mòn, tạo nên một phần tử của mạch ăn mòn và đảm bảo rằng kim loại nền trở thành phần từ cathode của mạch này. Mạ kẽm nhúng nóng là phương pháp đồng thời cung cấp được hai phương pháp bảo vệ chống ăn mòn đó là bảo vệ rào chắn và bảo vệ cathode.