Катодная защита ( CP ; / k æ ˈ θ ɒ d ɪ k / ⓘ ) — метод, используемый для борьбы скоррозиейметаллической поверхности, превращая ее вкатодэлектрохимическойячейки.[1]Простой метод защиты соединяет защищаемый металл с более легко подверженным коррозии «жертвенным металлом», который действует каканод. Тогда вместо защищенного металла ржавеет жертвенный металл. Для таких конструкций, как длинныетрубопроводы, где пассивная гальванико-катодная защита недостаточна, для обеспечения достаточного тока используется внешний источник электроэнергии постоянного тока.
Системы катодной защиты защищают широкий спектр металлических конструкций в различных средах. Общие области применения: стальные водопроводы или топливные трубопроводы и стальные резервуары для хранения , такие как бытовые водонагреватели ; стальные опорные сваи ; корпуса кораблей и лодок; морские нефтяные платформы и обсадные трубы береговых нефтяных скважин ; фундаменты морских ветряных электростанций и металлическая арматура в бетонных зданиях и сооружениях. Другое распространенное применение — оцинкованная сталь , где жертвенное покрытие цинком на стальных деталях защищает их от ржавчины.
Катодная защита была впервые описана сэром Хамфри Дэви в серии статей, представленных Королевскому обществу [2] в Лондоне в 1824 году. Первое применение было на корабле HMS Samarang [3] в 1824 году. Жертвенные аноды из железа , прикрепленные к медной оболочке. Расположение корпуса ниже ватерлинии резко снизило скорость коррозии меди . Однако побочным эффектом катодной защиты стало увеличение роста морской среды . Обычно медь при коррозии выделяет ионы меди, которые оказывают противообрастающее действие. Поскольку чрезмерный рост морской среды повлиял на характеристики корабля, Королевский флот решил, что лучше позволить меди подвергнуться коррозии и получить выгоду от уменьшения роста морской воды, поэтому катодная защита в дальнейшем не использовалась.
В экспериментах Дэви помогал его ученик Майкл Фарадей , который продолжил его исследования после смерти Дэви. В 1834 году Фарадей обнаружил количественную связь между коррозионной потерей веса и электрическим током и тем самым заложил основу для будущего применения катодной защиты. [4]
Томас Эдисон экспериментировал с катодной защитой от приложенного тока на кораблях в 1890 году, но безуспешно из-за отсутствия подходящего источника тока и анодных материалов. Прошло 100 лет после эксперимента Дэви, прежде чем катодная защита стала широко использоваться на нефтепроводах в США [5] — катодная защита применялась к стальным газопроводам [6], начиная с 1928 года [7] и более широко в 1930-х годах. [8]
При применении пассивной катодной защиты гальванический анод , кусок более электрохимически «активного» металла (более отрицательный потенциал электрода ), прикрепляется к уязвимой металлической поверхности, где он подвергается воздействию электролита. Гальванические аноды выбираются потому, что они имеют более «активное» напряжение, чем металл целевой конструкции (обычно сталь).