Ngoài trời: nên chọn Inox hay thép mạ kẽm? So sánh bền & chi phí

Chọn vật liệu cho ngoài trời là bài toán cân bằng giữa độ bền ăn mòn, chi phí và bảo trì. Trong bức tranh so sánh toàn diện inox với các kim loại khác, câu hỏi thực tế thường gặp nhất là: nên dùng inox hay thép mạ kẽm? Bài viết này cung cấp so sánh chuyên sâu, áp dụng trực tiếp cho điều kiện khí hậu – ăn mòn tại Việt Nam, kèm khuyến nghị lựa chọn theo từng kịch bản.

Các yếu tố quyết định khi chọn vật liệu ngoài trời

– Môi trường ăn mòn: theo ISO 9223, phân hạng từ C2 (rural) đến C5-M (ven biển, sương muối). Việt Nam có phổ rộng: Hà Nội, TP.HCM (C3–C4); Hải Phòng, Đà Nẵng, Nha Trang, Vũng Tàu ven biển (C4–C5-M); khu công nghiệp hóa chất (C4–C5).
– Tuổi thọ mục tiêu: 10, 20 hay 30+ năm? Có chấp nhận bảo trì định kỳ không?
– Thẩm mỹ: yêu cầu bề mặt sáng sạch hay chỉ cần chức năng?
– Kết cấu – gia công: hàn/cắt tại chỗ? Khả năng mạ lại, sơn phủ?
– Ngân sách: chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vòng đời (LCC).

Inox cho ngoài trời: khi nào là lựa chọn tối ưu?

Khả năng chống ăn mòn

– Inox 304: chống ăn mòn khí quyển tốt trong nội địa (C2–C3). Tuy nhiên trong môi trường chloride (ven biển, sương muối), 304 dễ bị rỗ (pitting) và “ố trà” nếu hoàn thiện bề mặt kém hoặc bảo trì không đúng.
– Inox 316/316L (Mo≈2–2.5%): tăng rõ rệt khả năng chống chloride; là tiêu chuẩn cho ven biển, hồ bơi nước mặn, cầu đi bộ, lan can, ốc vít ngoài trời.
– Inox 201/430: phù hợp môi trường nhẹ, khô ráo trong nhà; không khuyến nghị cho ven biển hoặc mưa axit.
– Hoàn thiện bề mặt: càng mịn càng ít bám muối/bụi. No.4 chất lượng cao hoặc đánh bóng/electropolish giúp giảm ố trà đáng kể ở vùng biển.

Lưu ý: Inox bảo vệ bằng lớp thụ động Cr2O3 tự hồi phục; không cần lớp phủ hy sinh. Tránh khe kẽ, nước đọng để giảm ăn mòn kẽ hở.

Cơ tính, thi công, bảo trì

– Cơ tính: 304/316 có giới hạn chảy khoảng 205 MPa, độ bền kéo ~515 MPa; dẻo tốt, hàn MIG/TIG thuận lợi. Duplex (ví dụ 2205) cho các kết cấu chịu tải và môi trường rất khắc nghiệt (yield ~450 MPa).
– Hàn: cần làm sạch vùng nhiệt màu (heat tint) và thụ động hóa (pickling/passivation) để khôi phục màng thụ động.
– Nhiệt giãn nở: austenitic ~16–17 µm/m·K (lớn hơn thép carbon ~12 µm/m·K), cần khe co giãn ở chiều dài lớn.
– Bảo trì: rửa nước ngọt định kỳ (đặc biệt ven biển) giảm ố trà; gần như không cần sơn phủ.

Ứng dụng điển hình

– Lan can, tay vịn, mặt dựng, đồ ngoại thất cao cấp.
– Kết cấu, bulong/ê-cu/ê-ke ở ven biển, bến tàu; nắp che, hộp điện ngoài trời.
– Hệ thống nước RO, xử lý nước, hóa chất nhẹ.

Thép mạ kẽm ngoài trời: điểm mạnh và giới hạn

Công nghệ mạ và độ dày lớp kẽm

– Mạ kẽm nhúng nóng (HDG – ISO 1461/ASTM A123): lớp kẽm thường 50–85 µm (có thể dày hơn với kết cấu lớn). Bền hơn mạ điện.
– Mạ kẽm điện (electro-galvanized) hoặc thép cuộn Z275 (≈275 g/m²): lớp mạ mỏng hơn (khoảng 15–25 µm tổng), chủ yếu cho tấm/cuộn, thích hợp môi trường nhẹ.
– Sửa chữa sau gia công: dùng sơn kẽm giàu (ASTM A780) cho mép cắt/hàn.

Độ bền ăn mòn theo môi trường

Kẽm bảo vệ hy sinh, tốc độ tiêu hao phụ thuộc môi trường. Tham khảo dữ liệu ngành (AGA):
– Môi trường nội địa/đô thị (C3): tốc độ tiêu hao kẽm trung bình khoảng 1–2.5 µm/năm. Lớp 85 µm có thể đạt 30–50 năm đến “bảo trì đầu tiên”.
– Môi trường biển (C5-M): tiêu hao khoảng 4–8 µm/năm. Lớp 85 µm có tuổi thọ đến bảo trì đầu tiên khoảng 10–20 năm (tùy mức muối/sương mù).
– Công nghiệp ô nhiễm SO2 (C4–C5-I): tương tự hoặc cao hơn C5-M nếu có ẩm liên tục.

Điểm lưu ý:
– Mọi trầy xước/lõm sâu làm mỏng lớp kẽm, đẩy nhanh thời gian bảo trì.
– Nếu kết cấu có khe hở, bẫy nước, hoặc vùng hàn không xử lý đúng, tuổi thọ giảm đáng kể.
– Với thời gian dài, gỉ trắng/đỏ xuất hiện; cần vệ sinh/sơn phủ gia tăng.

An toàn khi thi công và chi tiết nhỏ

– Hàn/cắt thép mạ kẽm tạo khói kẽm; cần thông gió và PPE đúng tiêu chuẩn. Vùng hàn phải mài sạch và sửa lớp bảo vệ (ASTM A780).
– Bu lông/ốc vít: dùng mạ kẽm nhúng nóng đồng bộ. Nếu lắp chi tiết inox lên bề mặt mạ kẽm, phải cách điện để tránh ăn mòn galvanic tăng tốc ở kẽm.

So sánh nhanh: inox vs thép mạ kẽm cho ngoài trời

– Chống ăn mòn:
– Nội địa (C2–C3): HDG và inox 304 đều bền; Z275 đủ cho kết cấu mái/tấm nếu thiết kế thoát nước tốt.
– Ven biển (C4–C5-M): inox 316 vượt trội về ổn định; HDG cần lớp mạ dày, thiết kế tối ưu và có thể phải sơn “duplex coating” để đạt tuổi thọ dài.
– Thẩm mỹ:
– Inox: giữ dáng, có thể ố trà nhẹ ven biển nếu bề mặt thô; khắc phục bằng hoàn thiện tốt và rửa định kỳ.
– Kẽm: bề mặt xám; có thể loang, phấn trắng theo thời gian; sơn phủ để đạt thẩm mỹ.
– Bảo trì:
– Inox 316: bảo trì thấp nhất (rửa định kỳ).
– HDG: có chu kỳ sửa chữa/ sơn lại, đặc biệt ở biển hoặc điểm hư hại.
– Cơ tính/kết cấu:
– HDG dùng thép carbon thông dụng (fy ~235–355 MPa), dễ thiết kế kết cấu lớn.
– Inox austenitic (fy ~205 MPa) nhưng bền kéo cao; duplex cho tải lớn và ăn mòn nặng.
– Thi công:
– HDG hàng loạt tiết kiệm; nhưng chi tiết phức tạp/hàn tại chỗ cần quy trình sửa mạ.
– Inox hàn tốt; yêu cầu xử lý bề mặt sau hàn để bảo toàn lớp thụ động.
– Chi phí:
– Đầu tư ban đầu: HDG thường thấp hơn inox 304 khoảng 30–50% và thấp hơn 316 sâu hơn nữa (tỷ lệ tham khảo, tùy thời điểm/độ dày).
– Vòng đời: phụ thuộc môi trường và chính sách bảo trì. Ven biển thường nghiêng về inox 316.

Bài toán chi phí vòng đời (LCC) – ví dụ nhanh

Giả định chỉ số chi phí đầu tư ban đầu (Index): HDG = 1.0; Inox 304 = 1.5; Inox 316 = 2.2. Chiết khấu 5%/năm, thời hạn 30 năm. Chi phí bảo trì là tỷ lệ phần trăm chi phí ban đầu.

– Kịch bản A – Hà Nội (C3, đô thị):
– HDG 85 µm: bảo trì nhẹ (vệ sinh/touch-up) năm 20: 15% (PV ≈ 0.38). LCC ≈ 1.0 + 0.38 = 1.38.
– Inox 304: vệ sinh định kỳ: 5% mỗi 10 năm (PV ≈ 0.08). LCC ≈ 1.5 + 0.08 = 1.58.
– Inox 316: tương tự 304 nhưng ít rủi ro ố trà: 5% mỗi 15 năm (PV ≈ 0.06). LCC ≈ 2.2 + 0.06 = 2.26.
=> HDG có LCC thấp nhất nếu thiết kế tốt và không yêu cầu thẩm mỹ cao cấp.

– Kịch bản B – Đà Nẵng ven biển (C5-M):
– HDG 85 µm: bảo trì lớn năm 12 và 24 (sửa mạ/sơn): 35% + 35% (PV ≈ 0.43 + 0.27). LCC ≈ 1.0 + 0.70 = 1.70.
– Inox 304: nguy cơ rỗ/ố trà; cần vệ sinh thường xuyên và có thể thay cục bộ năm 15 (30%): PV ≈ 0.24. LCC ≈ 1.5 + 0.24 = 1.74.
– Inox 316: vệ sinh định kỳ 5% mỗi 10 năm (PV ≈ 0.08). LCC ≈ 2.2 + 0.08 = 2.28.
– Nếu yêu cầu thẩm mỹ ổn định/không dừng vận hành, chi phí gián tiếp của HDG có thể tăng. Với cấu kiện quan trọng hoặc yêu cầu zero gỉ, 316 vẫn là lựa chọn an toàn và dự đoán được.
Gợi ý: dùng hệ “duplex” (HDG + sơn bền biển) có thể giảm bảo trì, nâng LCC của HDG gần inox 316, nhưng chi phí đầu tư tăng.

Lưu ý: Đây là mô hình chỉ số để so sánh xu hướng; số thực tế phụ thuộc chi tiết thiết kế, độ dày, logistics và đơn giá thời điểm.

Lựa chọn theo kịch bản môi trường tại Việt Nam

– Nội địa khô ráo (C2–C3: cao nguyên, khu dân cư xa biển/xa công nghiệp):
– Kết cấu mái, khung đỡ, hàng rào: thép mạ kẽm nhúng nóng hoặc tôn Z275 là hợp lý về chi phí.
– Lan can, tay vịn yêu cầu thẩm mỹ: inox 304.
– Đô thị/khí hậu ẩm (C3–C4: Hà Nội, TP.HCM):
– Kết cấu: HDG 70–100 µm; chú ý thoát nước, tránh khe hở.
– Chi tiết trang trí cao cấp, mặt tiền: inox 304; vị trí hứng mưa axit/bụi công nghiệp có thể cân nhắc 316.
– Ven biển/sương muối (C4–C5-M: Hải Phòng, Đà Nẵng, Nha Trang, Vũng Tàu, Phú Quốc):
– Lan can, ốc vít, thiết bị tiếp xúc sương muối: inox 316/316L; đánh bóng/electropolish nếu thẩm mỹ cao.
– Kết cấu thép lớn: HDG lớp dày + sơn phủ (duplex) hoặc dùng fastener inox 316 kết hợp cách điện.
– Môi trường biển nặng, hóa chất: cân nhắc duplex 2205 cho linh kiện quan trọng.
– Khu công nghiệp hóa chất, xử lý nước thải (C4–C5-I):
– Inox 316L hoặc duplex tùy hóa chất; tránh chọn 304/201.
– HDG có thể suy giảm nhanh trong môi trường có pH thấp/ẩm liên tục.

Lưu ý thiết kế và thi công để kéo dài tuổi thọ

– Tránh bẫy nước/khe kẽ; bố trí lỗ thoát ở cấu kiện rỗng (đặc biệt trước khi nhúng kẽm).
– Tách bimetal: inox tiếp xúc kẽm/thép trong môi trường ẩm sẽ tạo pin galvanic; dùng đệm nylon, sơn cách điện, keo bịt kín.
– Xử lý sau hàn:
– HDG: mài sạch, sơn sửa giàu kẽm (ASTM A780).
– Inox: pickling & passivation để phục hồi lớp thụ động; rửa sạch clo.
– Lựa chọn bề mặt inox: No.4 chất lượng cao hoặc 2B mài mịn; electropolish cho ven biển. Rửa nước ngọt định kỳ.
– Bu lông/ốc vít:
– Hệ HDG: dùng bulong mạ kẽm nhúng nóng đồng bộ.
– Hệ inox: dùng 316L đồng bộ; bôi trơn chống kẹt (galling) cho ren inox.

Gợi ý chọn nhanh theo ứng dụng

– Hệ khung biển quảng cáo nội địa: HDG 85 µm.
– Lan can căn hộ ven biển/cầu đi bộ: inox 316L, bề mặt mịn hoặc electropolish.
– Giá đỡ HVAC mái, nội địa đô thị: HDG; ven biển: HDG + sơn hoặc inox 316 nếu ưu tiên bảo trì thấp.
– Hệ giàn pin mặt trời: nội địa – Z275/HDG; ven biển – HDG dày với fastener 316 và cách điện, hoặc toàn bộ 316 cho công trình cao cấp.
– Bulong neo ngoài trời lâu dài: ven biển ưu tiên 316L; nội địa dùng HDG.

Câu hỏi thường gặp

– Inox 201 có dùng ngoài trời không? Chỉ nên dùng nội địa khô ráo, không chloride. Không khuyến nghị cho ven biển.
– Inox 304 ngoài biển có ổn không? Có thể dùng nếu hoàn thiện bề mặt cao và rửa định kỳ, nhưng 316 an toàn hơn, đặc biệt cho ốc vít và tay vịn.
– Trộn inox và kẽm có sao không? Có nguy cơ ăn mòn galvanic làm kẽm tiêu hao nhanh hơn. Hãy cách điện hai kim loại.
– Mạ kẽm điện có bằng nhúng nóng? Không. Lớp mạ điện mỏng hơn, tuổi thọ ngoài trời thấp hơn nhiều, trừ môi trường nhẹ/khô.

Nguồn tham khảo

– ISO 9223: Corrosion of metals and alloys — Corrosivity of atmospheres (tổng quan phân hạng môi trường).
– ISO 1461 / ASTM A123, A153: Yêu cầu lớp mạ kẽm nhúng nóng cho sản phẩm thép.
– ASTM A780: Repair of galvanized coatings.
– American Galvanizers Association (galvanizeit.org): dữ liệu tốc độ ăn mòn kẽm và thời gian tới bảo trì đầu tiên theo môi trường.
– Nickel Institute (nickelinstitute.org): Hướng dẫn chọn mác inox trong môi trường chloride; pitting/CREVICe corrosion.
– Australian Stainless Steel Development Association (ASSDA): Hướng dẫn chống ố trà cho inox ven biển.
– Outokumpu Corrosion Handbook: Bảng kháng ăn mòn của 304/316/duplex.

Kết luận

– Nội địa (C2–C3): thép mạ kẽm nhúng nóng là lựa chọn hiệu quả chi phí cho đa số kết cấu; inox 304 cho hạng mục đòi hỏi thẩm mỹ.
– Ven biển/ăn mòn nặng (C4–C5): inox 316/316L cho chi tiết quan trọng và hoàn thiện cao; với kết cấu lớn, dùng HDG dày kết hợp sơn (duplex) hoặc cân nhắc inox/duplex tùy yêu cầu tuổi thọ.
– Nếu ưu tiên bảo trì thấp, thẩm mỹ ổn định và tuổi thọ dự đoán được, inox 316 là câu trả lời an toàn. Nếu ưu tiên chi phí đầu tư ban đầu và chấp nhận bảo trì định kỳ, thép mạ kẽm (đặc biệt HDG) là lựa chọn hợp lý.

Cần tư vấn theo bản vẽ và môi trường cụ thể? Liên hệ Inox Cường Thịnh để được khuyến nghị tối ưu và báo giá tốt nhất. Hotline: 0343.417.281. Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com