Co je katodická ochrana?
Katodická ochrana je metoda ochrany kovových struktur před korozí. Kovy, ze kterých jsou tyto struktury vyrobeny - obvykle oceli - 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 - pozitivně nabitá elektroda - nastavením elektrochemické buňky pomocí elektropozitivního kovu jako anody, takže struktura neztrácí elektrony do svého okolí.
Tato metoda ochrany lze použít na podzemních potrubích a nádržích; nadzemní struktury, jako jsou elektrické pylony; a částečně ponořené struktury, jako jsou lodě a vrtné soupravy. Může být také použito k ochraně ocelových tyčí v zesílené betonuE. Kovy, které jsou odolnější vůči korozi, bývají dražší než ocel a mohou postrádat nezbytnou sílu, takže ocel chráněná korozí je obvykle nejlepší volbou, i když tímto způsobem mohou být také chráněny i jiné kovy, které mohou korodovat.
ocel sestává hlavně z železa, která 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 v kontaktu s železem tvoří elektrochemickou buňku, ve které je železo oxidováno reakcí Fe -> Fe 2 + + 2E -. Ionty železa II (fe 2+) se pohybují do roztoku ve vodě, zatímco elektrony protékají kovem a na okraji vody, interakce elektronů, kyslíku a vody produkuje hydruOxid (OH -) ionty reakcí: O 2 + 2H 2 O + 4E --> 4OH -. Negativní ionty hydroxidu reagují s pozitivním ionty železa II ve vodě a vytvářejí nerozpustný železo II hydroxid (Fe (OH) 2 ), který je poté oxidován na oxid železa III (Fe 2 o ), lépe známý jako rz.
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 -další běžně používané kovy jsou hliník a zinek. 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 to knoWn jako „obětní anoda“.
Problém s galvanickou katodickou ochranou spočívá v tom, že anoda bude nakonec zkorodována do bodu, kdy již neposkytuje ochranu a je třeba jej vyměnit. 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.