Ăn mòn điện hóa: chọn bulong khi ghép hai kim loại khác nhau

Kỹ thuật chuyên sâu · Cập nhật 02/09/2026 · NEXIM — Linh kiện công nghiệp

Một tình huống rất hay gặp: kỹ sư chọn bulong inox 316 cho một kết cấu ngoài trời vì "inox là bền nhất", bắt lên tấm nhôm hoặc lên thép mạ kẽm — và sau một mùa mưa, chỗ tiếp xúc quanh bulong bị ăn mòn nặng trong khi bản thân bulong vẫn sáng bóng. Nguyên nhân là ăn mòn điện hóa (galvanic corrosion): chính việc chọn vật liệu tốt hơn đã làm hỏng vật liệu bên cạnh.

1. Cơ chế: một cục pin không ai muốn có

Khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc điện và cùng nằm trong một chất điện ly — nước mưa, nước ngưng tụ, hơi muối biển đều đủ — chúng tạo thành một pin điện hóa. Kim loại có điện thế âm hơn trở thành anot và bị ăn mòn nhanh hơn bình thường; kim loại kia trở thành catot và được bảo vệ. Cần ba điều kiện đồng thời:

  1. Hai kim loại có điện thế khác nhau đáng kể.
  2. Tiếp xúc dẫn điện trực tiếp giữa chúng.
  3. Có chất điện ly nối hai bề mặt — độ ẩm là đủ.

Cắt đứt bất kỳ điều kiện nào cũng dừng được quá trình, và trong ba điều kiện đó thì điều kiện thứ hai là cái ta kiểm soát dễ nhất.

2. Dãy điện hóa — ai ăn mòn ai

Xếp theo thứ tự từ hoạt động mạnh (dễ bị ăn mòn, anot) tới trơ (được bảo vệ, catot) trong môi trường nước biển:

Vị tríVật liệuVai trò khi ghép với vật liệu phía dưới
1 — hoạt động nhấtMagieBị ăn mòn
2Kẽm, lớp mạ kẽmBị ăn mòn — nhưng đây chính là cơ chế bảo vệ hy sinh
3Hợp kim nhômBị ăn mòn khi ghép với thép, đồng, inox
4Thép cacbon, gangBị ăn mòn khi ghép với đồng, inox
5Chì, thiếcTrung gian
6Đồng thau, đồng thanh, đồngKhá trơ
7Inox 304, 316 ở trạng thái thụ độngTrơ — thường là catot
8 — trơ nhấtTitan, graphitCatot mạnh

Điều kiện áp dụng: dãy trên là dãy điện hóa trong nước biển, dùng để so sánh tương đối. Thứ tự có thể thay đổi trong môi trường khác. Đặc biệt, inox chỉ trơ khi màng thụ động còn nguyên; trong khe hẹp thiếu oxy, màng ấy hỏng và inox có thể trở thành anot — đó là ăn mòn khe (crevice corrosion).

3. Quy tắc tỉ lệ diện tích — quan trọng hơn cả khoảng cách trong dãy

Tốc độ ăn mòn của anot phụ thuộc mật độ dòng, tức tổng dòng chia cho diện tích anot. Từ đó ra quy tắc quyết định trong thực hành:

Anot nhỏ + catot lớn = thảm họa. Anot lớn + catot nhỏ = chấp nhận được.

Áp dụng cho mối ghép, nơi bulong luôn nhỏ hơn tấm rất nhiều:

BulongTấmAi là anotĐánh giá
Inox 316Tấm nhôm lớnTấm nhôm (anot lớn)Chấp nhận được — ăn mòn phân tán, nhưng vẫn nên cách ly ở vùng ven biển
NhômTấm inox lớnBulong nhôm (anot nhỏ)Rất xấu — bulong bị ăn thủng nhanh, tuyệt đối tránh
Thép mạ kẽmTấm inox lớnLớp kẽm rồi tới thép (anot nhỏ)Xấu — lớp kẽm tiêu nhanh, sau đó thép bị ăn mòn
Inox 316Tấm thép mạ kẽm lớnLớp kẽm quanh bulongTrung bình — kẽm quanh lỗ tiêu trước, nên bịt kín hoặc dùng vòng đệm cách ly
Thép mạ kẽmTấm thép mạ kẽmKhông có cặp điện hóaTốt — cùng hệ vật liệu

Ba dòng đầu cho một kết luận đơn giản và dễ nhớ: bulong nên là vật liệu trơ hơn hoặc bằng tấm, không bao giờ hoạt động hơn tấm. Bulong là chi tiết nhỏ, nên nếu nó làm anot thì toàn bộ dòng ăn mòn tập trung vào nó.

4. Sáu biện pháp thực tế

  1. Dùng cùng hệ vật liệu. Rẻ nhất và chắc chắn nhất. Kết cấu thép mạ kẽm thì dùng bulong mạ kẽm cùng hệ; kết cấu inox thì dùng bulong inox cùng mác.
  2. Cách ly bằng vòng đệm và bạc phi kim. Vòng đệm nhựa hoặc composite dưới mũ và dưới đai ốc, cộng với bạc lót trong lỗ, cắt đứt đường dẫn điện. Phải cách ly cả hai đầu và cả thành lỗ — bỏ sót một chỗ là mạch vẫn thông.
  3. Cắt đứt chất điện ly. Sơn phủ, keo làm kín quanh mũ bulong, vòng đệm làm kín có vành cao su. Nguyên tắc quan trọng khi sơn: sơn kim loại catot, đừng chỉ sơn anot — nếu sơn anot mà lớp sơn có lỗ kim, toàn bộ dòng ăn mòn tập trung vào lỗ đó và ăn thủng rất nhanh.
  4. Chọn theo cấp ăn mòn môi trường. ISO 9223 chia từ C1 (trong nhà khô) đến CX (ven biển nhiệt đới, công nghiệp nặng). Mạ kẽm điện phân đủ cho C1–C2; ngoài trời thông thường cần nhúng nóng hoặc kẽm lamellar; ven biển thường phải dùng inox A4 (316).
  5. Tránh khe hở đọng nước. Ăn mòn khe làm hỏng cả inox, và các khe quanh mối ghép là chỗ đọng nước điển hình. Thiết kế thoát nước, hoặc trám kín hoàn toàn — nửa vời là tệ nhất.
  6. Cho phép hy sinh có kiểm soát. Lớp mạ kẽm trên bulong thép chính là biện pháp này: kẽm làm anot và tiêu dần để bảo vệ thép bên dưới. Đây là lý do vết gỉ trắng trên bulong mạ kẽm không đáng lo bằng vết gỉ đỏ.

5. Ba trường hợp cụ thể hay gặp ở Việt Nam

Bắt tấm nhôm lên khung thép ngoài trời

Bulong inox A2 hoặc A4 là lựa chọn phổ biến và chấp nhận được vì nhôm là anot có diện tích lớn. Nhưng ở vùng ven biển nên thêm vòng đệm cách ly và keo làm kín quanh lỗ, vì hơi muối làm tăng độ dẫn của màng nước rất nhiều.

Bulong inox trên kết cấu thép mạ kẽm nhúng nóng

Lớp kẽm quanh lỗ sẽ tiêu trước. Nếu kết cấu đặt trong nhà xưởng khô thì thường không đáng ngại; ngoài trời ven biển thì nên dùng bulong nhúng nóng cùng hệ thay vì inox, hoặc cách ly bằng vòng đệm và trám keo.

Thanh ren treo ống trong nhà xưởng có hơi hóa chất

Đây là chỗ cấp ăn mòn thường bị đánh giá thấp. Ty ren mạ kẽm điện phân xuống cấp nhanh dưới hơi axit hay hơi clo; nên chuyển sang inox 304 cho môi trường ẩm thông thường và inox 316 khi có clo. Xem thêm so sánh inox 304 và 316 và chống ăn mòn: mạ kẽm hay inox.

Câu hỏi thường gặp

Bulong inox bắt lên tấm nhôm có được không?

Được, và đây là tổ hợp phổ biến, vì nhôm là anot nhưng có diện tích lớn nên ăn mòn phân tán và chậm. Tuy nhiên ở vùng ven biển hoặc môi trường có hơi muối, nên thêm vòng đệm cách ly phi kim và trám keo quanh lỗ. Tuyệt đối tránh chiều ngược lại là bulong nhôm trên tấm inox, vì khi đó anot lại là chi tiết nhỏ.

Vì sao không nên dùng bulong mạ kẽm trên kết cấu inox?

Vì kẽm và thép đều hoạt động hơn inox, mà bulong lại là chi tiết nhỏ. Toàn bộ dòng ăn mòn tập trung vào diện tích nhỏ đó: lớp kẽm tiêu rất nhanh rồi tới thép nền. Trên kết cấu inox nên dùng bulong inox cùng mác, hoặc ít nhất phải cách ly hoàn toàn bằng vòng đệm và bạc phi kim.

Sơn chống ăn mòn nên sơn bên nào?

Nên sơn kim loại catot, tức kim loại trơ hơn, hoặc sơn cả hai. Nếu chỉ sơn anot mà lớp sơn có lỗ kim hay bị xước, toàn bộ dòng ăn mòn dồn vào diện tích hở nhỏ xíu đó và ăn thủng cục bộ rất nhanh — kết quả tệ hơn là không sơn gì.

Gỉ trắng trên bulong mạ kẽm có phải hỏng không?

Không, gỉ trắng là sản phẩm ăn mòn của chính lớp kẽm — dấu hiệu lớp phủ đang làm đúng nhiệm vụ bảo vệ hy sinh. Điều đáng lo là gỉ đỏ, nghĩa là lớp kẽm đã tiêu hết tại chỗ đó và thép nền bắt đầu bị ăn mòn. Khi thấy gỉ đỏ lan rộng thì nên thay bulong và xem lại cấp lớp phủ so với môi trường theo ISO 9223.

Tiêu chuẩn tham chiếu

NEXIM cung cấp bulong, đai ốc, vòng đệm theo DIN/ISO có sẵn kho Bình Dương, giao 24h khu vực Bình Dương – TP.HCM – Đồng Nai. Cần chứng chỉ vật liệu 3.1 hoặc CO/CQ, báo trước khi đặt hàng. Xem hàng: Bulong lục giác chìm inox · Bulong inox 316 · Vòng đệm phẳng · Vòng đệm làm kín. Xem toàn bộ bài kỹ thuật →
Bài cùng cụm Kỹ thuật chuyên sâu: Nứt ăn mòn ứng suất inox · Cấp bền inox ISO 3506 · Lớp phủ & dung sai ren · Kẹt ren inox