Τι είναι η καθοδική προστασία;
Η καθοδική προστασία είναι μια μέθοδος προστασίας των μεταλλικών δομών από τη διάβρωση.Τα μέταλλα από τα οποία γίνονται αυτές οι δομές mdash;συνήθως χάλυβα mdash;είναι επιρρεπείς στη διάβρωση μέσω μιας αντίδρασης οξείδωσης όταν βρίσκονται σε συχνή επαφή με το νερό.Η αντίδραση περιλαμβάνει τα ηλεκτρόνια που παραιτούνται από το μέταλλο και προωθείται από ίχνη αλάτων που διαλύονται στο νερό, προκαλώντας το νερό να δρα ως ηλεκτρολύτης.Επομένως, η διάβρωση μπορεί να θεωρηθεί ως ηλεκτροχημική διαδικασία.Η καθοδική προστασία μετατρέπει τη μεταλλική δομή σε κάθοδο mdash.ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο mdash;με τη δημιουργία ενός ηλεκτροχημικού κυττάρου χρησιμοποιώντας ένα πιο ηλεκτροθετικό μέταλλο ως άνοδο, έτσι ώστε η δομή να μην χάνει ηλεκτρόνια στο περιβάλλον της.
Αυτή η μέθοδος προστασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε υπόγειους σωλήνες και δεξαμενές.δομές πάνω από το έδαφος, όπως πυλώνες ηλεκτρικής ενέργειας.και μερικώς βυθισμένες δομές, όπως πλοία και εξέδρες γεώτρησης.Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την προστασία των χαλύβδινων ράβδων σε οπλισμένο σκυρόδεμα.Τα μέταλλα που είναι πιο ανθεκτικά στη διάβρωση τείνουν να είναι πιο ακριβά από τον χάλυβα και ενδέχεται να μην έχουν την απαραίτητη δύναμη, οπότε ο χάλυβας που προστατεύεται από τη διάβρωση είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή, αν και άλλα μέταλλα που μπορούν να διαβρωθούν μπορεί επίσης να προστατευθούν με αυτόν τον τρόπο.κυρίως από σίδηρο, το οποίο έχει δυναμικό οξειδοαναγωγής -0,41 βολτ.Αυτό σημαίνει ότι θα τείνει να χάσει ηλεκτρόνια σε ένα περιβάλλον που έχει λιγότερο αρνητικό δυναμικό οξειδοαναγωγής, όπως το νερό, το οποίο μπορεί να έρθει σε επαφή με αυτό το μέταλλο με τη μορφή βροχής, συμπύκνωσης ή υγρού, γύρω από το έδαφος.Τα σταγονίδια νερού σε επαφή με το σιδήρου σχηματίζουν ένα ηλεκτροχημικό κύτταρο στο οποίο ο σίδηρος οξειδώνεται από την αντίδραση Fe - Fe
2 ++ 2e -.Τα ιόντα σιδήρου II (Fe 2+) μπαίνουν σε διάλυμα στο νερό, ενώ τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω του μετάλλου και στην άκρη του νερού, μια αλληλεπίδραση των ηλεκτρονίων, του οξυγόνου και του νερού παράγει υδροξείδιο (OH ) ιόντα με την αντίδραση: o 2 + 2H 2 o + 4e -- 4OH -.Τα αρνητικά ιόντα υδροξειδίου αντιδρούν με τα θετικά ιόντα σιδήρου II στο νερό, σχηματίζοντας αδιάλυτο υδροξείδιο του σιδήρου II (Fe (OH) 2 ), το οποίο στη συνέχεια οξειδώνεται σε οξείδιο του σιδήρου III (Fe 2 o 3 ), καλύτεραΓνωστή ως σκουριά. Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι καθοδικής προστασίας που επιδιώκουν να αποτρέψουν αυτή τη διάβρωση παρέχοντας μια εναλλακτική πηγή ηλεκτρονίων.Σε γαλβανική προστασία, ένα μέταλλο με πιο αρνητικό δυναμικό οξειδοαναγωγής από το μέταλλο που πρόκειται να προστατεύεται συνδέεται με τη δομή με μονωμένο σύρμα, σχηματίζοντας μια άνοδο.Το μαγνήσιο, με δυναμικό οξειδοαναγωγής -2,38 βολτ χρησιμοποιείται συχνά για το σκοπό αυτό mdash;Άλλα συνήθως χρησιμοποιούμενα μέταλλα είναι το αλουμίνιο και ο ψευδάργυρος.Αυτή η διαδικασία δημιουργεί ένα ηλεκτρικό κύτταρο με ένα ρεύμα που ρέει από την άνοδο στη δομή, η οποία λειτουργεί ως κάθοδος.Η άνοδος χάνει ηλεκτρόνια και διαβρώνεται.Για το λόγο αυτό, είναι γνωστό ως "θυσιαστική άνοδος". Ένα πρόβλημα με τη γαλβανική καθοδική προστασία είναι ότι, τελικά, η άνοδος θα διαβρωθεί στο σημείο όπου δεν παρέχει πλέον προστασία και πρέπει να αντικατασταθεί.Ένα εναλλακτικό σύστημα καθοδικής προστασίας εντυπωσιάζει την τρέχουσα καθοδική προστασία (ICCP).Αυτό είναι παρόμοιο με τη γαλβανική μέθοδο, εκτός από το ότι χρησιμοποιείται τροφοδοτικό για τη δημιουργία ενός ηλεκτρικού ρεύματος από την άνοδο στη δομή που πρόκειται να προστατευθεί.Απαιτείται ένα άμεσο ρεύμα (DC), σε αντίθεση με το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), οπότε ένας ανορθωτής χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του AC σε DC.Αυτή η μέθοδος παρέχει πολύ πιο διαρκή προστασία, καθώς το ρεύμα παρέχεται εξωτερικά αντί να παράγεται από την αντίδραση της ανόδου με το περιβάλλον της, έτσι ώστε η διάρκεια ζωής της άνοδος να αυξάνεται σημαντικά.