Что такое катодная защита?

Что такое катодная защита

А Вы знаете, что такое катодная защита?

Катодная защита

Катодная защита — это метод защиты металлических конструкций от коррозии. Металлы, из которых изготовлены эти структуры, обычно стали, подвержены коррозии посредством реакции окисления, когда они часто контактируют с водой. Реакция включает металл, отводящий электроны, и его способствуют следы солей, растворенных в воде, в результате чего вода действует как электролит. Таким образом, коррозию можно рассматривать как электрохимический процесс. Катодная защита превращает металлическую структуру в катод — положительно заряженный электрод — путем установки электрохимической ячейки с использованием более электроположительного металла в качестве анода, так что структура не теряет электроны в окружающую среду.

Станция катодной защиты по ссылке Квазар Казахстан.

Этот метод защиты может использоваться на подземных трубах и резервуарах; надземные сооружения, такие как электрические пилоны; и частично погруженные структуры, такие как корабли и буровые установки. Его также можно использовать для защиты стальных стержней из железобетона. Металлы, которые более устойчивы к коррозии, имеют тенденцию быть более дорогими, чем сталь, и могут испытывать недостаток в необходимой прочности, поэтому коррозионно-защищенная сталь обычно является наилучшим вариантом, хотя другие металлы, которые могут разъедать, также могут быть защищены таким образом.

катодная защита трубопровода
Катодная защита трубопровода.

Сталь состоит в основном из железа, имеющего окислительно-восстановительный потенциал -0,41 вольт. Это означает, что он будет терять электроны в среде с менее негативным окислительно-восстановительным потенциалом, например водой, которая может соприкасаться с этим металлом в виде дождя, конденсации или влажного окружающего грунта. Капли воды, контактирующие с железом, образуют электрохимическую ячейку, в которой железо окисляется реакцией Fe -> Fe2 + + 2e-. Ионы железа II (Fe2 +) входят в раствор в воде, а электроны протекают через металл, а на краю воды взаимодействие электронов, кислорода и воды приводит к реакции ионов гидроксида (OH-): O2 + 2H2O + 4e- -> 4OH-. Отрицательные гидроксидные ионы реагируют с положительными ионами железа II в воде, образуя нерастворимый гидроксид железа II (Fe (OH) 2), который затем окисляется до оксида железа III (Fe2O3), более известного как ржавчина.

Существует два основных метода катодной защиты, которые направлены на предотвращение этой коррозии путем обеспечения альтернативного источника электронов. При гальванической защите металл с более отрицательным потенциалом окислительно-восстановительного потенциала, чем металл, подлежащий защите, соединен с конструкцией изолированным проводом, образуя анод. Для этой цели часто используется магний с окислительно-восстановительным потенциалом -2,38 вольт. Другими обычно используемыми металлами являются алюминий и цинк. Эта процедура устанавливает электрическую ячейку с током, протекающим от анода к структуре, которая действует как катод. Анод теряет электроны и корродирует; по этой причине он известен как «жертвенный анод».

Проблема с гальванической катодной защитой заключается в том, что, в конце концов, анод будет подвергнут коррозии до такой степени, когда он больше не обеспечивает защиту и нуждается в замене. Альтернативной катодной защитной системой является токовая катодная защита (ICCP). Это похоже на гальванический метод, за исключением того, что источник питания используется для генерирования электрического тока от анода к подлежащей защите структуре. Требуется постоянный ток (DC), в отличие от переменного тока (AC), поэтому выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный. Этот метод обеспечивает гораздо более длительную защиту, поскольку ток подается снаружи, а не генерируется реакцией анода с его окружением, так что срок службы анода значительно увеличивается.

Уникальность данного текста проверена