Bảo vệ catốt là gì?
Bảo vệ catốt là một phương pháp bảo vệ các cấu trúc kim loại khỏi ăn mòn.Các kim loại mà các cấu trúc này được tạo ra mdash;Thường thép mdash;dễ bị ăn mòn thông qua phản ứng oxy hóa khi chúng thường xuyên tiếp xúc với nước.Phản ứng liên quan đến kim loại từ bỏ các electron và được thúc đẩy bởi các dấu vết của muối hòa tan trong nước, khiến nước hoạt động như một chất điện phân.Do đó, ăn mòn có thể được coi là một quá trình điện hóa.Bảo vệ catốt biến cấu trúc kim loại thành catốt mdash;một điện cực tích điện dương mdash;Bằng cách thiết lập một tế bào điện hóa bằng cách sử dụng kim loại điện cực hơn làm cực dương, do đó cấu trúc không mất điện tử vào môi trường xung quanh. Phương pháp bảo vệ này có thể được sử dụng trên các ống và bể ngầm;cấu trúc trên mặt đất, như tàu treo điện;và các cấu trúc chìm một phần, chẳng hạn như tàu và giàn khoan.Nó cũng có thể được sử dụng để bảo vệ các thanh thép trong bê tông cốt thép.Các kim loại có khả năng chống ăn mòn nhiều hơn có xu hướng đắt hơn thép và có thể thiếu sức mạnh cần thiết, do đó, thép được bảo vệ ăn mòn thường là lựa chọn tốt nhất, mặc dù các kim loại khác có thể ăn mòn cũng có thể được bảo vệ theo cách này.Chủ yếu là sắt, có tiềm năng oxi hóa khử -0,41 volt.Điều này có nghĩa là nó sẽ có xu hướng mất các electron trong một môi trường có tiềm năng oxi hóa khử âm ít âm hơn, chẳng hạn như nước, có thể tiếp xúc với kim loại này dưới dạng mưa, ngưng tụ hoặc ẩm, đất xung quanh.Các giọt nước tiếp xúc với sắt tạo thành một tế bào điện hóa trong đó sắt bị oxy hóa bởi phản ứng Fe - Fe 2 +
+ 2e
-.Các ion sắt II (Fe2+
) đi vào dung dịch trong nước, trong khi các electron chảy qua kim loại và ở rìa nước, sự tương tác của các electron, oxy và nước tạo ra hydroxit (OH- ) Các ion bằng phản ứng: O 2 + 2H 2 O + 4E-- 4oh -.Các ion hydroxit âm tính phản ứng với các ion sắt II dương trong nước, tạo thành chất sắt không hòa tan II hydroxit (Fe (OH) 2 ), sau đó được oxy hóa thành oxit sắt III (Fe 2 o 3), tốt hơnđược gọi là rỉ sét. Có hai phương pháp bảo vệ catốt chính tìm cách ngăn chặn sự ăn mòn này bằng cách cung cấp một nguồn electron thay thế.Trong bảo vệ thủy điện, một kim loại có tiềm năng oxy hóa khử âm hơn so với kim loại được bảo vệ được kết nối với cấu trúc bởi một dây cách điện, tạo thành một cực dương.Magiê, với tiềm năng oxi hóa khử -2,38 volt thường được sử dụng cho mục đích này mdash;Các kim loại thường được sử dụng khác là nhôm và kẽm.Quy trình này thiết lập một tế bào điện với dòng điện chảy từ cực dương sang cấu trúc, hoạt động như cực âm.Các cực dương mất các electron và bị ăn mòn;Vì lý do này, nó được biết đến như một cực dương hy sinh của người Viking. Một vấn đề với bảo vệ catốt điện là, cuối cùng, cực dương sẽ bị ăn mòn đến mức không còn cung cấp bảo vệ và cần được thay thế.Một hệ thống bảo vệ catốt thay thế rất ấn tượng bảo vệ catốt hiện tại (ICCP).Điều này tương tự như phương pháp điện, ngoại trừ việc nguồn điện được sử dụng để tạo ra một dòng điện từ cực dương đến cấu trúc để được bảo vệ.Dòng điện trực tiếp (DC), trái ngược với dòng điện xen kẽ (AC), được yêu cầu, do đó, một bộ chỉnh lưu được sử dụng để chuyển đổi AC thành DC.Phương pháp này cung cấp sự bảo vệ lâu dài hơn nhiều vì dòng điện được cung cấp bên ngoài thay vì được tạo ra bởi phản ứng của cực dương với môi trường xung quanh, do đó tuổi thọ của cực dương được tăng lên rất nhiều.