Co je katodická ochrana?
Katodická ochrana je metoda ochrany kovových struktur před korozí.Kovy, ze kterých jsou tyto struktury vyrobeny mdash;obyčejně ocel mdash;jsou náchylné k korozi oxidační reakcí, když jsou v častém kontaktu s vodou.Reakce zahrnuje vzdání se elektronů kovu a je podporována stopami solí rozpuštěných ve vodě, což způsobuje, že voda působí jako elektrolyt.Koroze lze tedy považovat za elektrochemický proces.Katodická ochrana mění kovovou strukturu na katodu mdash;pozitivně nabitá elektroda mdash;Nastavením elektrochemické buňky pomocí elektropozitivního kovu jako anody, aby struktura neztratila elektrony do svého okolí.
Tento způsob ochrany lze použít na podzemních trubkách a nádržích;nadzemní struktury, jako jsou elektrické pylony;a částečně ponořené struktury, jako jsou lodě a vrtné soupravy.Může být také použit k ochraně ocelových tyčí v vyztužené betonu.Kovy, které jsou odolnější vůči korozi, bývají dražší než ocel a mohou postrádat nezbytnou sílu, takže ocel chráněný korozí je obvykle nejlepší volbou, i když tímto způsobem mohou být chráněny i jiné kovy, které mohou korodovat.hlavně železa, který má redoxní potenciál -0,41 voltů.To znamená, že bude mít tendenci ztrácet elektrony v prostředí, které má méně negativní redoxní potenciál, jako je voda, která může přijít do styku s tímto kovem ve formě deště, kondenzace nebo vlhkého obklopujícího půdy.Kapičky vody ve styku s železem tvoří elektrochemickou buňku, ve které je železo oxidováno reakcí Fe - Fe
2 ++ 2e -.Ionty železa II (Fe 2+) jdou do roztoku ve vodě, zatímco elektrony protékají kovem a na okraji vody, interakce elektronů, kyslíku a vody produkuje hydroxid (OH -) ionty reakcí: O 2 + 2H 2 O + 4E -- 4OH -.Ionty negativního hydroxidu reagují s kladným ionty železa II ve vodě a vytvářejí nerozpustný železo II hydroxid (Fe (OH) 2 ), který se poté oxiduje na oxid železa III (Fe 2 3 ), lepší, lepšíZnámý jako Rust. Existují dvě hlavní metody katodické ochrany, které se snaží zabránit této korozi poskytnutím alternativního zdroje elektronů.V galvanické ochraně je kov s negativnějším redoxním potenciálem než chráněný kov spojený se strukturou izolovaným drátem a vytváří anodu.Pro tento účel se často používá hořčík s redoxním potenciálem -2,38 voltů mdash;Jiné běžně používané kovy jsou hliník a zink.Tento postup nastavuje elektrickou buňku s proudem tekoucím z anody do struktury, která působí jako katoda.Anoda ztrácí elektrony a je zkorodována;Z tohoto důvodu je známý jako „obětní anoda“.
Problém s galvanickou katodickou ochranou je, že nakonec bude anoda zkorodována do bodu, kdy již neposkytuje ochranu a musí být nahrazena.Alternativní systém katodické ochrany je ohromen současnou katodickou ochranou (ICCP).To je podobné galvanické metodě, s výjimkou toho, že napájení se používá k vytvoření elektrického proudu od anody po strukturu, která má být chráněna.Je vyžadován přímý proud (DC), na rozdíl od střídavého proudu (AC), takže k převodu AC na DC se používá usměrňovač.Tato metoda poskytuje mnohem trvalejší ochranu, protože proud je dodáván externě místo toho, aby byl generován reakcí anody s jejím okolím, takže životnost anody se výrazně zvyšuje.