Cathodic Protection คืออะไร?
การป้องกัน cathodic เป็นวิธีการปกป้องโครงสร้างโลหะจากการกัดกร่อนโลหะที่สร้างโครงสร้างเหล่านี้ mdash;เหล็กปกติ mdash;มีแนวโน้มที่จะกัดกร่อนผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันเมื่อมีการสัมผัสกับน้ำบ่อยครั้งปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับโลหะที่ให้อิเล็กตรอนและได้รับการส่งเสริมโดยร่องรอยของเกลือที่ละลายในน้ำทำให้น้ำทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์การกัดกร่อนสามารถมองเห็นได้ว่าเป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าการป้องกันแคโทดเปลี่ยนโครงสร้างโลหะเป็นแคโทด mdash;อิเล็กโทรดที่มีประจุบวก mdash;โดยการตั้งค่าเซลล์เคมีไฟฟ้าโดยใช้โลหะ electropositive มากขึ้นเป็นขั้วบวกเพื่อให้โครงสร้างไม่สูญเสียอิเล็กตรอนไปยังสภาพแวดล้อม
วิธีการป้องกันนี้สามารถใช้กับท่อใต้ดินและถัง;โครงสร้างเหนือพื้นดินเช่นเสาไฟฟ้าและโครงสร้างที่จมอยู่ใต้น้ำบางส่วนเช่นเรือและแท่นขุดเจาะนอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อป้องกันแท่งเหล็กในคอนกรีตเสริมโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนมีราคาแพงกว่าเหล็กและอาจขาดความแข็งแรงที่จำเป็นดังนั้นเหล็กที่ป้องกันการกัดกร่อนจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดแม้ว่าโลหะอื่น ๆ ที่สามารถกัดกร่อนได้อาจได้รับการปกป้องด้วยวิธีนี้ส่วนใหญ่ของเหล็กซึ่งมีศักยภาพรีดอกซ์ -0.41 โวลต์ซึ่งหมายความว่ามันจะมีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนในสภาพแวดล้อมที่มีศักยภาพรีดอกซ์เชิงลบน้อยกว่าเช่นน้ำซึ่งอาจสัมผัสกับโลหะนี้ในรูปแบบของฝน, การควบแน่นหรือชื้น, ดินโดยรอบหยดน้ำที่สัมผัสกับเหล็กก่อตัวเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีซึ่งเหล็กถูกออกซิไดซ์โดยปฏิกิริยา Fe - Fe
2 ++ 2e -ไอออน Iron II (Fe 2+) เข้าไปในสารละลายในน้ำในขณะที่อิเล็กตรอนไหลผ่านโลหะและที่ขอบของน้ำการทำงานร่วมกันของอิเล็กตรอนออกซิเจนและน้ำผลิตไฮดรอกไซด์ (OH -) ไอออนโดยปฏิกิริยา: O 2 + 2H 2 O + 4E -- 4oh -ไอออนไฮดรอกไซด์เชิงลบทำปฏิกิริยากับไอออน II II II ในน้ำทำให้เกิดไฮดรอกไซด์ II II II (Fe (OH) 2 ) ซึ่งจะถูกออกซิไดรู้จักกันในชื่อ Rust.
มีสองวิธีหลักของการป้องกัน cathodic ที่พยายามป้องกันการกัดกร่อนนี้โดยการให้แหล่งทางเลือกของอิเล็กตรอนในการป้องกันกัลวานิกโลหะที่มีศักยภาพในการรีดอกซ์เชิงลบมากกว่าโลหะที่จะได้รับการป้องกันนั้นเชื่อมต่อกับโครงสร้างโดยลวดหุ้มฉนวนทำให้เกิดขั้วบวกแมกนีเซียมที่มีศักยภาพรีดอกซ์ที่ -2.38 โวลต์มักใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ mdash;โลหะที่ใช้กันทั่วไปอื่น ๆ คืออลูมิเนียมและสังกะสีขั้นตอนนี้จะตั้งค่าเซลล์ไฟฟ้าที่มีกระแสไหลจากขั้วบวกไปยังโครงสร้างซึ่งทำหน้าที่เป็นแคโทดขั้วบวกสูญเสียอิเล็กตรอนและสึกกร่อนด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "ขั้วบวกเสียสละ" ปัญหาเกี่ยวกับการป้องกันแคโทดกัลวานิกคือในที่สุดขั้วบวกจะถูกสึกกร่อนจนถึงจุดที่มันไม่ได้ให้การป้องกันและต้องเปลี่ยนใหม่อีกต่อไประบบป้องกันแคโทดทางเลือกคือความประทับใจในการป้องกัน cathodic ปัจจุบัน (ICCP)สิ่งนี้คล้ายกับวิธีกัลวานิกยกเว้นว่าแหล่งจ่ายไฟถูกใช้เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าจากขั้วบวกไปยังโครงสร้างที่จะได้รับการปกป้องจำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าโดยตรง (DC) ซึ่งตรงข้ามกับกระแสสลับ (AC) ดังนั้นจึงต้องใช้วงจรเรียงกระแสเพื่อแปลง AC เป็น DCวิธีนี้ให้การป้องกันที่ยั่งยืนมากขึ้นเนื่องจากกระแสถูกจัดหาจากภายนอกแทนที่จะถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาของขั้วบวกกับสภาพแวดล้อมเพื่อให้อายุการใช้งานของขั้วบวกเพิ่มขึ้นอย่างมาก