Qu'est-ce que la protection cathodique?

La protection cathodique est une méthode de protection des structures métalliques de la corrosion. Les métaux à partir desquels ces structures sont fabriquées - généralement en acier - sont sujettes à la corrosion par une réaction d'oxydation lorsqu'elles sont en contact fréquent avec l'eau. La réaction implique le métal abandonnant des électrons et est favorisée par des traces de sels dissous dans l'eau, ce qui fait agir comme un électrolyte. La corrosion peut ainsi être considérée comme un processus électrochimique. La protection cathodique transforme la structure métallique en cathode - une électrode chargée positivement - en installant une cellule électrochimique en utilisant un métal plus électropositif comme anode, afin que la structure ne perde pas d'électrons à son environnement.

Cette méthode de protection peut être utilisée sur les tuyaux et les chars souterrains; des structures aériennes, comme les pylônes d'électricité; et des structures partiellement submergées, telles que les navires et les plates-formes de forage. Il peut également être utilisé pour protéger les tiges d'acier dans du béton renforcée. Les métaux plus résistants à la corrosion ont tendance à être plus chers que l'acier et peuvent manquer de résistance nécessaire, l'acier protégée par la corrosion est généralement la meilleure option, bien que d'autres métaux qui peuvent corroder puissent également être protégés de cette manière.

L'acier

se compose principalement de fer, qui a un potentiel redox de -0,41 volts. Cela signifie qu'il aura tendance à perdre des électrons dans un environnement qui a un potentiel redox moins négatif, comme l'eau, qui peut entrer en contact avec ce métal sous forme de pluie, de condensation ou de sol environnant humide. Les gouttelettes d'eau en contact avec le fer forment une cellule électrochimique dans laquelle le fer est oxydé par la réaction Fe -> Fe 2 + + 2e

- . Les ions fer II (Fe

2 +

) entrent en solution dans l'eau, tandis que les électrons circulent à travers le métal, et au bord de l'eau, une interaction des électrons, de l'oxygène et de l'eau produit HydreIons oxyde (OH

- ) par la réaction: o _{2 + 2h 2 ), qui est ensuite oxydé à l'oxyde de fer III (Fe}

Il existe deux principales méthodes de protection cathodique qui cherchent à empêcher cette corrosion en fournissant une autre source d'électrons. Dans la protection galvanique, un métal avec un potentiel redox plus négatif que le métal à protéger est connecté à la structure par un fil isolé, formant une anode. Le magnésium, avec un potentiel redox de -2,38 volts est souvent utilisé à cette fin - les autres métaux couramment utilisés sont l'aluminium et le zinc. Cette procédure met en place une cellule électrique avec un courant circulant de l'anode vers la structure, qui agit comme cathode. L'anode perd des électrons et est corrodé; Pour cette raison, c'est KNOwn comme «anode sacrificielle».

Un problème avec la protection cathodique galvanique est que, finalement, l'anode sera corrodé au point où il ne fournit plus de protection et doit être remplacé. Un autre système de protection cathodique est impressionné la protection cathodique actuelle (ICCP). Ceci est similaire à la méthode galvanique, sauf qu'une alimentation est utilisée pour générer un courant électrique de l'anode à la structure à protéger. Un courant direct (DC), par opposition au courant alternatif (AC), est nécessaire, donc un redresseur est utilisé pour convertir AC en CC. Cette méthode offre une protection beaucoup plus durable car le courant est fourni à l'extérieur au lieu d'être généré par la réaction de l'anode avec son environnement, de sorte que la durée de vie de l'anode est considérablement augmentée.