Katodik koruma, metal yapıların korozyondan korunması için bir yöntemdir. Bu yapıların yapıldığı metaller - genellikle çelik - sıklıkla su ile temas halindeyken bir oksidasyon reaksiyonu ile korozyona eğilimlidir. Reaksiyon, elektronlardan vazgeçen metal içerir ve suda çözünen tuz izleri ile desteklenir ve suyun elektrolit olarak işlev görmesine neden olur. Böylece korozyon elektrokimyasal bir işlem olarak görülebilir. Katodik koruma, metal yapıyı anot olarak daha elektropozitif bir metal kullanarak elektrokimyasal bir hücre kurarak anot olarak elektrotlu bir metal kurarak katoda dönüştürür - pozitif yüklü bir elektrot.
Bu koruma yöntemi yeraltı boru ve tanklarında kullanılabilir; elektrik direkleri gibi toprak üstü yapılar; ve gemi ve sondaj kuleleri gibi kısmen batık yapılar. Çelik çubukları betonarme olarak korumak için de kullanılabilir. Korozyona karşı daha dirençli olan metaller çelikten daha pahalı olma eğilimindedir ve gerekli dayanımlara sahip olmayabilir, bu nedenle korozyona karşı korunan çelik genellikle en iyi seçenektir, ancak aşınabilen diğer metaller de bu şekilde korunabilir.
Çelik, çoğunlukla -0.41 volt redoks potansiyeline sahip demirden oluşur. Bu, bu metalle yağmur, yoğuşma veya nemli, çevre toprağı şeklinde temas edebilecek su gibi daha az redoks potansiyeli olan bir ortamda elektronları kaybetme eğiliminde olduğu anlamına gelir. Demirle temas eden su damlaları, demirin Fe -> Fe2 + + 2e - reaksiyonuyla oksitlendiği elektrokimyasal bir hücre oluşturur. Demir II (Fe2 + ) iyonları suda çözelti içine girerken, elektronlar metal boyunca akarken, suyun kenarında ise elektronlar, oksijen ve su etkileşimi hidroksit (OH - ) iyonları tarafından üretilir. reaksiyon: O2 + 2H20 + 4e - -> 4OH - . Negatif hidroksit iyonları, sudaki pozitif demir II iyonlarıyla reaksiyona girerek, daha sonra pas olarak bilinen demir III okside (Fe203) oksitlenerek çözünmeyen demir II hidroksit (Fe (OH) 2 ) oluşturur.
Alternatif bir elektron kaynağı sağlayarak bu korozyonu önlemeye çalışan iki ana katodik koruma yöntemi vardır. Galvanik korumada, korunacak metalden daha negatif redoks potansiyeli olan bir metal, yapıya bir anot oluşturan yalıtılmış bir tel ile bağlanır. Bu amaçla -2,3 volt redoks potansiyeline sahip magnezyum sıklıkla kullanılır - diğer yaygın kullanılan metaller alüminyum ve çinkodur. Bu prosedür, anottan yapıya katod görevi gören yapıya akan bir akımı olan bir elektrik hücresi kurar. Anot elektronları kaybeder ve paslanır; Bu nedenle “kurban anot” olarak bilinir.
Galvanik katodik koruma ile ilgili bir problem, nihayetinde, anotun artık koruma sağlamadığı ve değiştirilmesi gereken noktaya paslanacağıdır. Alternatif bir katodik koruma sistemi, Etkilenen Akım Katodik Korumasıdır (ICCP). Bu, galvanik yönteme benzerdir, ancak anottan korunacak yapıya kadar bir elektrik akımı üretmek için bir güç kaynağı kullanılması dışında. Alternatif akımın (AC) aksine bir doğrudan akım (DC) gereklidir, bu nedenle AC'yi DC'ye dönüştürmek için bir doğrultucu kullanılır. Bu yöntem, anotun çevresiyle reaksiyona sokulması yerine akım harici olarak sağlandığı için çok daha uzun süreli koruma sağlar, böylece anotun ömrü büyük ölçüde artar.
