음극 보호 란 무엇입니까?
음극 보호는 금속 구조물을 부식으로부터 보호하는 방법입니다. 이러한 구조가 만들어지는 금속 (일반적으로 강철)은 물과 자주 접촉 할 때 산화 반응을 통해 부식되기 쉽습니다. 반응에는 금속이 전자를 포기하는 것이 포함되며 물에 용해 된 미량의 염에 의해 촉진되어 물이 전해질로 작용합니다. 따라서 부식은 전기 화학 공정으로 볼 수 있습니다. 음극 보호는 양극으로 더 전기 양성 금속을 사용하여 전기 화학 전지를 설정하여 금속 구조를 양극 (양으로 하전 된 전극)으로 만들어 구조가 주변의 전자를 잃지 않도록합니다.
이 보호 방법은 지하 파이프 및 탱크에 사용할 수 있습니다. 전기 철탑과 같은 지상 구조물; 및 선박 및 시추 장비와 같은 부분적으로 침수 된 구조물. 또한 철근 콘크리트에서 강철 막대를 보호하는 데 사용할 수 있습니다. 부식에 강한 금속은 강철보다 비싸고 필요한 강도가 부족한 경우가 많으므로 부식 될 수있는 다른 금속도 이러한 방식으로 보호 될 수 있지만 부식 방지 강철이 가장 좋습니다.
강철은 주로 철로 구성되며 산화 환원 전위는 -0.41V입니다. 이는 물과 같이 음의 산화 환원 전위가 덜한 환경에서 비, 결로 또는 습한 주변 토양의 형태로이 금속과 접촉 할 수있는 환경에서 전자를 잃는 경향이 있음을 의미합니다. 철과 접촉하는 물방울은 Fe-> Fe 2+ + 2e-반응에 의해 철이 산화되는 전기 화학 전지를 형성한다. 철 II (Fe 2+ ) 이온은 물에서 용액으로 들어가고 전자는 금속을 통해 흐르고 물의 가장자리에서는 전자, 산소 및 물의 상호 작용에 의해 수산화물 (OH-) 이온이 생성됩니다. 반응 : O 2 + 2H 2 O + 4e-> 4OH-. 음의 수산화물 이온은 물에서 양의 철 II 이온과 반응하여 불용성 철 II 수산화물 (Fe (OH) 2 )을 형성 한 다음 녹으로 잘 알려진 철 III 산화물 (Fe 2 O 3 )로 산화됩니다.
대체 전자 공급원을 제공하여 이러한 부식을 방지하기 위해 두 가지 주요 음극 보호 방법이 있습니다. 갈바니 보호에서, 보호 될 금속보다 음의 산화 환원 전위 전위를 갖는 금속은 절연 와이어에 의해 구조물에 연결되어 양극을 형성한다. 산화 환원 전위가 -2.38 볼트 인 마그네슘이 종종 이러한 목적으로 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 다른 금속은 알루미늄과 아연입니다. 이 절차는 애노드로부터 구조로 흐르는 전류를 갖는 전기 전지를 설정하며, 이는 캐소드로서 작용한다. 양극은 전자를 잃고 부식된다. 이러한 이유로, 그것은 "희생 양극"으로 알려져 있습니다.
갈바니 음극 보호의 문제점은 결국 양극이 더 이상 보호를 제공하지 않고 교체해야하는 지점까지 부식된다는 것입니다. 다른 음극 보호 시스템은 ICCP (Impressed Current Cathodic Protection)입니다. 이는 양극에서 보호 할 구조물로 전류를 생성하는 데 전원 공급 장치가 사용된다는 점을 제외하고는 전기 방식과 유사합니다. 교류 (AC)와 달리 직류 (DC)가 필요하므로 정류기는 AC를 DC로 변환하는 데 사용됩니다. 이 방법은 양극과 주변 환경의 반응에 의해 전류가 생성되지 않고 외부로 공급되므로 훨씬 오래 지속되는 보호 기능을 제공하므로 양극의 수명이 크게 늘어납니다.